ТРУБЧАТЫЙ АЭРОТЕНК Российский патент 1994 года по МПК C02F3/12 

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод и может быть использовано для комплексной обработки сточных вод малых и средних населенных пунктов.

Известно устройство для биологической очистки сточных вод, содержащее резервуар, включающий камеры аэрации в виде шахты или скважины, эрлифтную камеру, камеру флотации и вторичный отстойник, аэраторы и воздухонагнетатели, трубопроводы ввода исходной сточной воды, вывода очищенной воды и перепуска активного ила [1].

Однако известное устройство имеет сложную конструкцию, громоздко, имеет значительные эксплуатационные затраты и не обеспечивает высокой степени очистки воды вследствие нерегулируемой гидродинамики потоков и малой поверхности контакта биоценоза с очищаемой водой.

Цель изобретения - интенсификация процесса очистки за счет обеспечения круговой циркуляции и увеличения поверхности контакта загрязнений с биоценозом.

Это достигается тем, что трубчатый аэротенк, содержащий резервуар с камерой аэрации в виде шахты, эрлифтной камерой, центральной направляющей трубой и вторичным отстойником, воздуховод и аэраторы, трубопроводы ввода исходных сточных вод и вывода очищенных вод, снабжен цилиндрической обечайкой, установленной в резервуаре коаксиально направляющей трубе с выполненной в ее верхней части переливной щелью, и поперечной перегородкой, установленной вертикально в отстойнике и образующей деаэратор и камеры перепуска воды и активного ила, а также прикрепленными к внутренней поверхности центральной направляющей трубы шнеками и иммобилизационной загрузкой из тонкослойных модулей, размещенной между направляющей трубой и цилиндрической обечайкой, между стенками резервуара и цилиндрической обечайкой и в камерах перепуска по обе стороны поперечной перегородки в отстойнике. Тонкослойные модули выполнены из двух спирально уложенных в рулоны элементов - лент, одна из которых формована в виде четырехгранников из плотного полимерного материала, а другая - плоская лента. Стороны выступов и впадин гофрированной ленты расположены под углом 45-60^о к продольной оси ленты, что создает круговую циркуляцию протекающей по ней воды.

На фиг.1 изображен трубчатый аэротенк в продольном разрезе; на фиг.2 - трубчатый аэротенк в продольном разрезе с неполной загрузкой шахты иммобилизационным материалом; на фиг.3 - элемент тонкослойного модуля в продольном разрезе; на фиг. 4 - лента с выступами и впадинами, вид сверху в развернутом виде; на фиг.5 - плоская лента в развернутом виде; на фиг.6 - разрез А-А на фиг.1;
Трубчатый аэротенк содержит резервуар с шахтой 1, являющейся камерой аэрации, эрлифтную камеру 2, центральную направляющую трубу 3 и вторичный отстойник 4. Коаксиально центральной направляющей трубе установлена цилиндрическая обечайка 5, в верхней части которой выполнена переливная щель 6, верхний срез которой расположен выше верхней кромки направляющей трубы 3. В отстойнике 4 коаксиально трубе 3 и обечайке 5 установлена поперечная перегородка 7, верхняя кромка которой расположена выше уровня воды в резервуаре и образует деаэратор 8, а нижняя кромка расположена выше дна эрлифтной камеры 2 и образует в верхней части отстойника по обе стороны от перегородки камеры перепуска воды и активного ила. В пространстве между направляющей трубой и цилиндрической обечайкой 5 и в шахте 1 между ее стенками и обечайкой 5, а также по обе стороны от поперечной перегородки 7 в отстойнике 4 размещена иммобилизационная загрузка в виде тонкослойных модулей 9 из спирально уложенных элементов 10. К внутренней поверхности направляющей трубы 3 прикреплены шнеки 11. В лотке 12 собирается очищенная вода, по трубопроводу 13 вводится исходная сточная вода, по трубопроводу 14 выводится очищенная вода из лотка 12. Воздух для жизнедеятельности микроорганизмов поступает по воздуховоду 15 через аэраторы 16. В зависимости от конструкции и глубины шахты предусмотрено два варианта заполнения шахты иммобилизационной загрузкой и выполнения аэраторов. В неглубокой шахте (фиг.1) тонкослойные модули 9 уложены по всей ее глубине, а ввод воздуха осуществлен в нижней части центральной направляющей трубы 3 над выпускным отверстием трубопровода 13 ввода исходных сточных вод на очистку, который также расположен в нижней части шахты и присоединен к ее днищу в центре. Для глубокой шахты (фиг. 2) или сильно загрязненных сточных вод тонкослойные модули размещены в верхней части шахты, трубопровод 13 ввода исходных вод установлен над направляющей трубой, а аэраторы - под модулями. В случае, показанном на фиг. 1, для шахты с загрузкой по всей ее высоте аэратор снабжается цилиндроконической гильзой 17, создающей эрлифтный эффект через щели 18. Элементы 10 тонкослойных модулей представлены в двух видах - формованный в форме четырехгранников ленты 19 из плотного полимерного материала и плоской ленты 20. Стороны выступов 21 четырехгранников ленты 19 расположены под углом 45-60^о к продольной оси ленты, что обеспечивает закручивание потока, проходящего через модуль.

Трубчатый аэротенк работает следующим образом.

Исходная вода поступает по трубопроводу 13 (фиг.1) в нижнюю часть шахты по ее оси, где насыщается воздухом из аэратора 16 и закрученным по шнекам потоком устремляется вверх по направляющей центральной трубе 3. Цилиндроконическая гильза 17 усиливает эрлифтный эффект аэратора и обеспечивает качественное перемешивание водовоздушной смеси. Биологическая очистка воды осуществляется при прохождении ее через иммобилизационную загрузку, находящуюся в камере аэрации между стенками шахты и цилиндрической обечайкой 5 и между последней и направляющей трубой 3. В циркулирующий поток иловой смеси вовлекается и активный ил, выпадающий в осадок в отстойнике 4.Тонкослойные модули, размещенные в наиболее технологичных зонах аэротенка, обеспечивают максимальную поверхность контакта очищаемой воды с биоценозом и направленную циркуляцию за счет искривления пути потоков в элементах модуля под углом 45-60^o. Наличие щели 6 в верхней части цилиндрической обечайки 5 обеспечивает регулируемый переток воды в зону деаэратора 8 и модуль камеры перепуска отстойника для создания режима устойчивой циркуляции, отделения активного ила и вовлечения его в процесс контакта с очищаемой водой. В варианте глубоких аэротенков (фиг.2) предлагается размещать иммобилизационную загрузку не по всей ее высоте, а только в верхней ее части. В этом случае исходная вода поступает по трубопроводу 13 в верхнюю часть направляющей трубы 3, закручивается по шнекам и насыщается воздухом, в средней части шахты. Направленная циркуляция в этом случае создается также центральным потоком исходной воды и эрлифтным действием аэраторов 16,размещенных в средней части шахты под иммобилизационной загрузкой. Выбор количества иммобилизационной загрузки и места ее размещения в шахте позволяет добиться оптимального гидродинамического режима в зависимости от состава поступающих на очистку вод.

Предложенная конструкция благодаря ее компактности, рациональности размещения зон обработки, использованию иммобилизационной загрузки специальной конфигурации обеспечивает высокую степень очистки воды.

Использование: биологическая очистка сточных вод средних и малых населенных пунктов. Сущность изобретения: трубчатый аэротенк представляет собой резервуар с камерой аэрации в виде шахты, эрлифтной камерой, направляющей трубой, коаксиально ей расположенной цилиндрической обечайкой и вторичным отстойником, в котором установлена поперечная перегородка, образующая камеры перепуска ила и воды. В верхней части цилиндрической перегородки выполнена переливная щель. Иммобилизационная загрузка в виде тонкослойных модулей размещена в камерах перепуска по обе стороны от перегородки, между направляющей трубой и цилиндрической обечайкой, между последней и стенками шахты. Загрузка в зависимости от состава исходных сточных вод и принятой технологии обработки может быть размещена только в верхней части шахты. К внутренней поверхности направляющей трубы прикреплены шнеки для закручивания потока поступающих на очистку вод. Закручивание обрабатываемой воды предусмотрено также и в модулях загрузки, так как элементы ее выполнены под углом 45 - 60° к плоскости потока. Продольная и поперечная циркуляция в камерах аэротенка и в загрузке, развитая поверхность контакта воды с биоценозом, компактность конструкции являются преимуществами изобретения. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. ТРУБЧАТЫЙ АЭРОТЕНК, содержащий резервуар с шахтой, эрлифтную камеру, центральную направляющую трубу, вторичный отстойник, воздуховод с аэраторами, трубопроводы ввода исходных сточных вод и вывода очищенной воды, отличающийся тем, что он снабжен цилиндрической обечайкой, установленной в резервуаре коаксиально направляющей трубе с выполненной в верхней ее части переливной щелью, верхний обрез которой расположен выше верхней кромки трубы, и поперечной перегородкой, установленной вертикально в отстойнике, верхняя кромка перегородки расположена выше уровня воды в резервуаре и образует деаэратор, а нижняя кромка перегородки расположена над дном эрлифтной камеры и образует по обе стороны от перегородки камеры перепуска воды и активного ила и перепускную щель между ними, а также шнеками, прикрепленными к внутренней поверхности центральной направляющей трубы, и иммобилизационной загрузкой, размещенной между направляющей трубой и цилиндрической обечайкой, между стенкой шахты и цилиндрической обечайкой, а также в камерах перепуска по обе стороны от поперечной перегородки в отстойнике. 2. Аэротенк по п.1, отличающийся тем, что иммобилизационная загрузка размещена в шахте резервуара по всей глубине - до нижних кромок направляющей трубы и цилиндрической обечайки, трубопровод ввода исходных сточных вод введен в центральную часть днища шахты, а аэратор установлен над выпускным отверстием трубопровода ввода исходных вод и снабжен цилиндроконической гильзой, образующей эрлифтные щели с нижней кромкой направляющей трубы. 3. Аэротенк по п.1, отличающийся тем, что иммобилизационная загрузка размещена в верхней части шахты между стенками направляющей трубы, цилиндрической обечайки и шахты, трубопровод ввода исходных сточных вод установлен над направляющей трубой по ее оси, аэраторы - под модулями иммобилизационной загрузки. 4. Аэротенк по п.1, отличающийся тем, что иммобилизационная загрузка выполнена в виде тонкослойных модулей из двух уложенных спирально лент из полимерного материала, одна из которых гофрирована в форме четырехгранников, стороны выступов которых расположены под углом 45 - 60^o к продольной оси ленты, а другая лента - плоская и расположена она между гофрированными лентами.