Патент 419

Устройство для биологического очищения сточных вод

 

К га т"8Сс ., х № 419

g2 p . ф// ., C о

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ

Л устройства для биологического очищен — -еМч= — ных вод.

К патенту А. Д. Несмеянова, заявленному 20 октября 1924 Ф. (заяв. свид. № 774) и выданному на основании ст. 3 Постановления о введении в действие Постановления о патентах и ст. 38

Постановления ЦИК и СНК Союза ССР о патентах на изобретения (досоветский патент № 27965).

0 выдаче патента опубликовано 30 июня 1925 года. Действие патеита простирается на срок до 21 мая 1931 года.

Предлагаемое изобретение касается биологической очистки сточных вод и предметом его является устройство для такой очистки, в котором сточные воды, несущие в себе плавающие, взвешенные и растворенные органические и минеральные соединения, подвергаются последовательно следующим операциям.

1) освобождению от взвешенных и жировых веществ, 2) окислительному аэроб-ному процессу в биологическом фильтре и 3) дезинфекции и осветлению.

На чертеже фиг. 1 изображает продольный разрез всего устройства; фиг. 2 — поперечный разрез его в части В фиг. 1; фиг. 3 — план установки; фиг. 4— поперечный разрез части С фиг. 1 и 3; фиг. 5 и 6 — детали жироловки, фиг. 7— вертикальный разрез и план дезинфектора; фиг. 8 — вид сзади, частью в разрезе, аппарата для равномерного распределения жидкости по фильтру-окислителю; фиг. 9 — то же сбоку: фиг. 10— вид сверху на часть аппарата по фиг. 8 и 9 при снятом барабане.

Предлагаемая биологическая очистительная станция состоит. из следующих отделений: а) приемног6 бассейна А.в с фильтрами и приспособлениями для улавливания жировых веществ; б) септического бассйна r r; в) окислительного фильтра С и г) осветлительных фильтров 34 Зу.

Сточные воды поступают по трубе в отделение А, имеющее вид неглубокого колодца, где и оставляют в дырчатом сосуде з наиболее крупные тяжелые части, например, камень, песок, битое стекло и т. под. Далее сточные воды поступают в отделение В. Последнее состоит из двух частей: 1) верхней в виде желоба с фильтрами и 2) нижней, представляющей септический бассейн rr, сообщающийся с верхним желобом лишь небольшими продолговатыми люками 4 с пробками. Весь желоб разделен вдоль на две симметричные половины на случай чистки, которая производится без останавливания работы станции. Воды поступают в отделения желоба и г, через которые проходят со скоростью от 2 до 4 м/м. в секунду. Здесь осаждаются на дно желоба крупные взвешенные частицы, которые время от времени приходится, открывая пробки люков 4, спускать через отверстия на обратно пирамидальное дно септика lr, где они и перегнивают. Такое спускание накапливаюшихся осадков из всех отделений желоба полезно тем, что при нем процесс перегнивания осадка отделен от процесса механического фильтрования и в очищаемой воде не развиваются гнилостные процессы. Развивающиеся в септике газы отводятся через люки О (фиг. 3) в вытяжные трубы наружу.

Вследствие анаэробного процесса перегнивания, количество осадков в септике уменьшается в 2 — 3 раза; перегнивший осадок или откачивается насосом г4 (при подземной станции) или (при надземной станции) отводится через трубу 72 в колодец 13 (фиг. 2), откуда уже увозится по назначению (на поля, на свалки, на брикетирование и т. д.). При больших установках, чтобы не делать больших септиков, осадок прямо из желоба отводится на песчаные поля, где просто минерализируется или же брикетируется для удобрения и сжигания.

Из отделения г вода поступает снизу вверх в поФопляемый хворостяной фильтр б, задерживающий средней крупности взвешенные части. Направление движения воды снизу вверх важно потому, что, благодаря этому, фильтры реже засоряются.

После хворостяного фильтра вода пропускается через так называемую

„жироловку" 7 (фиг. 1, 5 и 6). Удаление жировых веществ из воды необходимо потому, что последние вредят работе окислительного фильтра: закупоривая и обволакивая его поры, они заполняют свободные промежутки и способствуют развитию в них гнилостных процессов. Улавливание жира происходит на волнистых керамических или металлических пластинах с выступами, расположенными на встречу друг другу (фиг. 5 и 6). Поступающая между этими листами струя жидкости, выходя из узкой щели между выступами, попадает затем в широкое пространство между углублениями, где скорость ее сразу уменьшается, и образует кольцевые волны, которые способствуют выделению жировых веществ и осаждению их на стенках пластин.

Освободившись от жиров, сточные воды проходят последовательно через два потопляемых фильтра: 8 — из крупного, от 12 до 25 м/м., пористого материала и 9 — из мелкого от 3 до 15 м/м.

Через эти фильтры, как ив фильтре из хвороста, сточные воды проходят со скоростью, не превышающей 4-х м/м. в секунду. И желоб и септик имеют выступающие кверху края, так что могут принять в себя временно увеличенное количество воды, могущей сразу поступить в большом количестве.

Затем сточная жидкость из фильтра д переходит в часть С и поступает в желоб го, а из него через автоматически регулирующий сифон r8 (фиг. 3) в распределительный желоб б, где поддерживается все время на определенном уровне. Из этого желоба б вода забирается сифоном в распределительный аппарат г7 и равномерно разливается по поверхности окислительного фильтра. Правильное и равномерное распределение жидкости по поверхности окислителя является весьма важным и существенным условием успешной работы фильтра. Согласно изобретения, распределитель 7 (фиг. 8, 9 и 10) представляет из себя наливное колесо или барабан d, снабженный по окружности прикрепленными по краям лопаток разбрызгивающими щетками е.

Ось барабана f концами лежит на широких ободах колес j, которые катятся по рельсам Р. Оси этих колес j поддерживаются передвижными вверх и вниз в рамах и подшипниками г . Соединенные между собой связями рамы и стоят на 4-х роликах k, идущих по рельсам р. Подшипники снабжены рычагами с противовесами g, которые при своем вертикальном положении не дают опуститься подшипникам г, препятствуя таким образом колесам j, на которых лежит барабан, стать на рельсы. На верхнем откосе рам и укрепляется распределительная труба с, имеющая для равномерного распределения воды по лопастям барабана снизу гребенку а сверху продольную прорезь, снабженную по краям зубцами.

На одном из концов трубы с находится приемный стакан а, в который входит конец сифона b, подающего воду из желоба r6. Сифон b поддерживается поплавком h, а опрокидывание его устраняется направляющими z.

Сифон Ь снабжен на выпускном конце колпаком ж, который служит для прекращения действия сифона во время спуска барабана вниз. Колпак приводится в действие рычагом с грузом t.

Работа распределителя происходит следующим образом. Вода по сифону b проходит в распределительную трубу с, равномерно разливается по лопастям барабана и заставляет его, силой своей тяжести, вращаться вокруг оси и двигаться по рельсам, при помощи колес у.

Рельсы укладываются с уклоном в 0,5" на сажень, и распределитель силой тяжести воды поднимается в гору, равномерно орошая фильтр слоем жидкости от 5 до 10 миллиметров. Когда распределитель дойдет до верху, то колеса набегают на поворотные части l рельсов, поднимают барабан и подшипники в раме на некоторую высоту, вследствие чего рычаг g с грузом на конце получает возможность стать в вертикальное положение и остается в нем, удерживая барабан на весу. В то же время колеса j достигают упорок х на зашелках у и отводят защелки у от рельсов l, вследствие чего последние падают, давая возможность барабану скатываться вниз на роликах k.

В этот же момент передвигается толчком о буфер регулирующий груз l сифона b и подымает колпак nz, уровень воды в котором сравнивается с уровнем в желобе, вследствие чего прекращается разливание воды по барабану. Аппарат, дойдя до противоположного конца рельс, снова ударяется грузом / о буфер, причем коромысло, поддерживающее колпак ш, опускает последний, а рычаг g, встречая препятствие (буфер), ударяется о него и опускает на рельсы распределитель, который снова пойдет в гору, разливая жидкость по окисл ителю.

Окислительный фильтр, на который вода раз брызгивается распределительным аппаратом, имеет форму длинного прямоугольного ящика. Длина его зависит от суточного объема поступающей на станцию воды, и кубическое содержание фильтрующего материала доходит до троекратной ее емкости.

Фильтр загружается пористым, преимущественно. нетеплопроводным материалом (коксом, шлаком, хворостом и т, п.) и разделяется горизонтальными колосниками г8 на три расположенных друг над другом отделения гг, каждое высотой 0,25 саж. Каждое такое отделение фильтра имеет два различных слоя фильтрующего материала: в верхнем слое на глубину 0,05 саж. оно содержит зерна крупностью от 1 до 5 м/м., а в нижнем — на глубину 0,2 саж.— крупностью от 1 до 15 м/м. Для того, чтобы слои отделения не смешивались между собой, колосники и стенки фильтра покрываются небольшим слоем хвороста или металлическими решетками. Таким устройством фильтра достигается: 1) доступ кислорода к любой точке фильтра, так что фильтр работает всеми своими частями, не оставляя места для развития гнилостных процессов: 2) удобство переграбливания верхних мелких слоев каждого отделения, и 3) добавление свежего фильтрующего материала через колосниковые пространства. Для того, чтобы не останавливать работу фильтра-окислителя, во время его чистки и т. п., он делится на две или на несколько частей вертикальными стенками 40.

Задачу поддерживания температуры воздуха в 20 — 25 С., наиболее удобной для фильтра, требующего доступа свежего воздуха определенной температуры, выполняет калорифер у.г, куда загружается сразу суточное количество топлива, которое автоматически поступает к колосникам по мере сгорания.

Продукты горения уносятся по вытяжной трубе .гг и нагревают при этом воздух, который, поступая извне по трубам гг под распределительную плиту г4 (фиг. 4), омывает трубу у, проходящую под дном во всю длину фильтра, и затем через отверсгия между крышкой гу и бетонным полом проходит между колосниками под дно фильтра, омывает бока и выходит наружу через щели, выше верхней поверхности фильтра, аэрируя и согревая разбрызгиваемую барабаном жидкость. Пройдя фильтр, сточная вода по уклону пола стекает по желобу к фильтрам-осветителям.

В случае появления в окружающей местности эпидемии для уничтожения патогенных бактерий, холеры, тифа, дизентерии, сибирской язвы н пр., не убиваемых биологическим способом, вода подвергается в отделении D воздействию хлорной извести, которой берется в среднем 1 ведро на 10.000 ведер сточной жидкости. Хлорная известь разводится чистой водой и по каплям спускается на струю жидкости в желоб уз из дезинфектора у9, и в отделении уу застаивается от 2 до 8 ч., для уничтожения бактерий. Спуск хлорного раствора из „дезинфектора" уд, который детально изображен на фиг. 7, регулируется капиллярным краном. Дезинфектор состоит из сосуда у9, дно которого сделано в.виде опрокинутой воронки а, от которой идет кверху закрытая трубка Ь с коробкой с внизу.

Хлорная известь перед спуском ее по каплям в желоб уз проходит через фильтрующий слой стеклянной ваты в коробке с и через сифон, образующийся йз наружной трубки Ь и внутренней трубки d, из которой она выпускается через регулируемый кран f. Благодаря такому устройству более тяжелые, чем вода части осаждаются внизу, легкие части всплывают наверх, а взвешенные части одного удельного веса с водой должны профильтровываться через стеклянную вату. Этим предупреждается засорение капиллярного крана, а устройством сифона обеспечивается равномерная подача жидкости.

Вода, очищенная и дезинфецированная, проходит еще снизу вверх через осветитительные фильтры 34 с гравием крупностью зерна до ", и песочныйуу, и может быть спущена по трубе у 7 в поглощающий колодец или в соответствующий водоем.

ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

1) Устройство для биологического очищения сточных вод, отличающееся совокупным применением: а) приемного бассейна АВ с фильтрами и приспособлениями для улавливания жирных веществ; б) септического бассейна rr, расположенного под приемным и сообщающегося с ним через закрываемые люки 4; в) окислительного фильтра С, состоящего из отдельных слоев фильтрующего материала, поддерживаемых решетками, и орошаемого при посредстве вращающегося и катящегося по рельсам барабана r 7 при притоке воздуха по трубам зг снизу, и r) осветительных фильтров 4, у г, с выпускной трубой у7 (фиг. 1, 2, 3).

2) При указанном в п. 1 устройстве применение для улавливания жирных веществ волнистых керамиковых или металлических пластин (фиг. 5 и 6).

3) Г1ри указанном в и. 1 устройстве применение на окислительном фильтре распределителя жидкости, отличающегося тем, что ось f наливного колеса или барабана d, снабженного на лопатках разбрызгивающими щетками е, лежит на широких ободах колес j, оси которых поддерживаются передвижными вверх и вниз в рамах гг подшипниками г, снабженными рычагами с противовесами g, служащими для поднятия подшипников колес j при достижении ими упорок х с защелками у, зацепляющими поворотные части рельсов l, так что обратный ход по уклону тележка совершает на роликах k, а барабан поддерживается подшипниками на весу, не касаясь колесами рельсов р (фиг. 8, 9 и 10).

4) При указанном в п. 3 распределителе применение приспособления для притока обрабатываемой жидкости, поступающей по желобу б, состоящего из сифона b, поддерживаемого поплавком Ь, с направляющими r, и снабженного на выпускном конце колпаком, управляемым рычагом с грузом Ф и за крывающим сифон, так что при поднятии колес г распределителя приток воды в трубу с прекращается и возобновляется по достижении противоположного конца пути вследствие отклонения рычага с грузом t, одновременно с чем рычаги g при ударе о буфер также отклоняются и колеса распределителя j спускаются на рельсы для хода в обратном направлении (фиг. 8 и 9).

5) При указанном в п. 1 устройстве применение для нагревания воздуха, поступающего в окислительный фильтр, калорифера у.г с вытяжной трубой гг, омываемой воздухом, притекающим по трубе у (фиг. 1 и 4).

6) При указанном в п. 1 устройстве применение прибора для прибавления к.воде в желобе у раствора хлорной извести, состоящего из сосуда у9 с воронкообразным дном а, на вершине которого помещена коробка с со стеклянной ватой, снабженная трубой b, и с находящейся в ней выпускной трубой d с регулируемым краном f (фиг..

1 и 7).