УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 1995 года по МПК C02F1/52 B01D21/08 B01D36/04 

Изобретение относится к установкам для разделения сточных вод на фракции с регенерацией коагулянтов из осадков водоочистки и может быть использовано в коммунальном хозяйстве для получения коагулянта из осадков водоочистных комплексов, содержащих гидроокиси алюминия или железа.

Известна установка для обработки промывных вод водопроводных станций [1] состоящая из горизонтальных отстойников, резервуара для осветленной воды, илового резервуара и насосных станций для перекачки осветленной воды и осадка. Осветленная вода возвращается на очистные сооружения водопроводной станции, а осадок влажностью 98,5-99% перекачивается на иловые карты.

Однако возврат осветленной промывной воды на очистные сооружения водопроводной станции не дает экономического эффекта, а приводит к дополнительным затратам (оправдывается необходимостью уменьшения загрязнения рек и водоемов).

Кроме того, полученный осадок обладает повышенным содержанием влаги, что требует значительных затрат при последующей его обработке, а атмосферные осадки и простейшие конструкции иловых карт снижают эффект обезвоживания осадка и затрудняют эксплуатацию. При этом иловые карты занимают большие площади земли около водопроводных станций, так как осадок должен находиться в них в течение 2-3 лет (эти площади земли исключены из сельскохозяйственного производства или строительства).

Регенерация осадка с целью получения вторичного коагулянта в такой установке не производится, а при отсутствии предварительного хлорирования оборотные промывные воды необходимо обеззараживать хлором дозой 2-4 мг/л.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является установка для очистки воды, содержащая резервуар, расположенные последовательно входную камеру переменного сечения, камеру хлопьеобразования с наклонными стенками и отстойник, стенку, разделяющую камеру хлопьеобразования и отстойник и выполненную со щелью, а также трубопроводы подачи исходной воды и отвода осветленной воды и осадка [2]
Однако регенерация осадка с целью получения вторичного коагулянта в этой установке не производится. Кроме того, обработка осадка требует дополнительных сооружений и значительных капитальных затрат.

Задачей предложенного изобретения является сокращение эксплуатационных затрат.

Сущность изобретения заключается в том, что установка для обработки сточных вод, преимущественно промывных вод водопроводных станций, содержащая горизонтальный резервуар с расположенными в нем камерой реакции, отстойником и фильтром, трубопроводы подачи исходной воды и отвода осветленной воды и осадка, снабжена размещенными в камере реакции водоворотными смесителями, установленными на трубопроводах подачи исходной воды эжекторами и штуцерами подачи хлора, поперечной перегородкой с проемами, установленной в резервуаре с образованием с ее торцовой стенкой камеры сбора осветленной воды, и установленной в камере сбора осветленной воды насосной станцией с всасывающей линией в виде системы перфорированных труб и напорной линией из эластичного трубопровода, при этом фильтр выполнен в виде размещенных в проемах перегородки выше днища камеры сбора осветленной воды фильтрующих элементов с шиберными затворами на входе и выходе потока.

Целесообразно днище камеры осветленной воды выполнять с уклоном к торцовой стене резервуара.

Также целесообразно отстойник снабдить приямком для сбора осадка, над которым расположить водоворотные смесители.

Известно, что хлор при взаимодействии с водой образует кислоты соляную и хлорноватистую, которые обеспечивают хорошую эффективность процесса регенерации коагулянта. Одновременно с этим хлорноватистая кислота обеспечивает обесцвечивание и обеззараживание регенерируемого коагулянта, что дает возможность его использования без дополнительной обработки.

Получаемая по окончании реакции система обладает хорошей разделяемостью фаз. Жидкая фаза представляет собой раствор регенерируемого коагулянта, обладает высоким коагулирующим действием, может применяться многократно как самостоятельно, так и в сочетании с товарным коагулянтом. При обработке хлором выход регенерируемого коагулянта составляет 90-95%
В эжекторе создается разрежение, что способствует быстрому насыщению воды газообразным хлором и вступлению его в реакцию с водой с образованием кислот.

В водоворотных смесителях улучшаются условия перемешивания частиц осадка промывной воды, содержащих гидроокись алюминия с образовавшимися кислотами, и, следовательно, улучшаются условия растворения гидроокиси алюминия.

При заполнении приямка и дна камеры реакции осадком поступающая из водоворотных смесителей система проходит через слой осадка, что также улучшает условия контакта и растворения гидроокиси алюминия из осадка образовавшимися кислотами, а также приводит к задержанию мельчайших частиц осадка.

Установка шиберных задвижек для отключения проемов с фильтрами от камер позволяет при пуске установки в работу и закрытых шиберных задвижках заполнить камеру реакции регенерируемым коагулянтом со вторичным осадком. Кроме того, при открытии шиберной задвижки в камере реакции полностью и частичным открытием задвижки в камере сбора осветленной воды создаются условия для регулирования напора (давления) на фильтрующую поверхность фильтров. При этом замену фильтров можно осуществлять во время работы установки.

Установка насосной станции на понтоне в камере осветленной воды позволяет поддерживать постоянной и минимальной высоту всасывания при изменении уровня жидкости в камере, а также осуществить забор осветленной воды из верхнего слоя без мельчайших частиц осадка.

Выполнение всасывающей линии насосной станции из перфорированных трубопроводов позволяет осуществлять равномерный забор осветленной воды по всей площади камеры, уменьшить скорость всасывания и тем самым предотвратить попадание мельчайших частиц осадка.

Выполнение днища камеры осветленной воды с уклоном к торцовой стенке отстойника позволяет мельчайшим частицам осадка накапливаться у торцовой стены.

На фиг.1 схематично изображен поперечный разрез установки для обработки промывных вод водопроводных станций; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Установка для обработки промывных вод водопроводных станций содержит горизонтальный отстойник 1, выполненный с поперечной перегородкой 2, разделяющей его на камеры 3 и 4 реакции и сбора осветленной воды соответственно, а в перегородке 2 выполнены проемы 5. Дно отстойника 1 имеет приямок 6 для сбора осадка, над которым в камере 3 реакции установлены водоворотные смесители 7, каждый из которых в нижней части имеет гаситель 8, а в верхней сопла 9. Осадок из приямка 6 отводится по трубопроводам 11, на которых перед отстойниками 1 установлены эжекторы 12. В эжекторах 12 установлены трубо- проводы 13 для подачи хлора.

В каждом проеме 5 перегородок 2 установлены фильтрующие элементы 14 и шиберные задвижки 15, отделяющие проемы 5 от камер 3 и 4 реакции и сбора осветленной воды соответственно.

В камере 4 установлены понтоны 16, к нижней части которых прикреплены перфорированные трубы 17, а на верхней части установлена насосная станция 18.

Насосная станция 18 снабжена эластичным напорным трубопроводом 19.

Днище 20 камеры 4 установлено ниже днища 21 проемов 5 (выполнено с перепадом) и с уклоном к торцовой стене 22 отстойника 1.

Днище 23 камеры 3 выполнено с уклоном в сторону приямка 6.

Установка для обработки промывных вод водопроводных станций работает следующим образом.

По трубопроводам 11 исходная промывная вода с осадком, содержащим гидроокиси алюминия или железа, подается в эжекторы 12. В переднюю центральную часть эжектора 12 по трубопроводу 13 подается газообразный хлор. В эжекторе 12 создается разрежение и происходит быстрое насыщение промывной воды хлором. Хлор при взаимодействии с водой образует кислоты хлорноватистую и соляную:
Cl₂ + H₂O HOCl + HCl.

Полученные в результате диссоциации хлорноватистой кислоты гипохлоритные ионы ОСl^- обладают наряду с недиссоциированными молекулами хлорноватистой кислоты бактерицидным свойством (HOCl H⁺ + + OCl^-).Эти кислоты взаимодействуют с осадком, находящимся в промывной воде, и растворяют, например, Al(OH)₃ в AlCl₃, т.е. происходит процесс регенерации коагулянта. Для обеспечения эффективности процесса регенерации коагулянта необходимо хорошее смешивание хлорноватистой и соляной кислоты с водой, содержащей осадок, и достаточную продолжительность их контакта (более 30 мин) с осадком.

Промывная вода с осадком и образовавшимися соляной и хлорноватистой кислотами (так называемая система) поступает в водоворотный смеситель 7.

Выходя из сопел 9, система приобретает вращательное движение вдоль стенок смесителя 7 и движется сверху вниз, при этом происходит хороший контакт частиц осадка с кислотами.

Гашение вращательного движения системы при переходе ее в камеру 3 реакции осуществляется гасителями 8.

При выходе из гасителей 8 система заполняет приямок 6, поднимается по днищу 23 к шиберным задвижкам 15, которые во время включения установки в работу закрыты.

Полученная после окончания реакции система обладает хорошей разделяемостью фаз и состоит из регенерируемого коагулянта и вторичного осадка.

При заполнении камеры 3 реакции происходит процесс выпадения твердой фракции, представляющей собой вторичный осадок. Осадок заполняет приямок 6 и днище 23, примыкающее к приямку.

Шиберные задвижки 15, расположенные в камере 3 реакции, открываются полностью, а шиберные задвижки 15, расположенные в камере 4 сбора осветленной воды, открываются частично, что позволяет регулировать перепад напора в фильтрующем элементе 14.

Жидкая фракция системы, представляющая регенерируемый коагулянт, начинает профильтровываться через фильтрующие элементы 14.

По мере наполнения камеры 4 регенерируемым коагулянтом включается насосная станция 18, установленная на понтоне 16, и регенерируемый коагулянт перекачивается в сборный резервуар (не показан) для повторного использования.

По мере образования на днище 23 камеры 3 реакции вторичного осадка, уровень которого превышает уровень днища камеры 4 и высоту установки гасителей, фильтрование происходит и через слой взвешенного вторичного осадка.

Для удаления и уменьшения уровня вторичного осадка в камере 3 реакции периодически включают в работу трубопровод 10 для удаления осадка на механическое обезвоживание.

Для замены фильтров 14 во время работы установки шиберные задвижки 15 закрываются и фильтры 14, выполненные, например, в виде кассет, заменяются.

Изобретение позволяет на водопроводных станциях многократно использовать регенерируемый коагулянт в технологии обработки приводной воды и уменьшить эксплуатационные затраты на 40-50%

Использование: для разделения сточных вод на фракции с регенерацией коагулянтов из осадков водоочистки. Сущность изобретения: установка для обработки промывных вод водопроводных станций содержит трубопроводы подачи хлора, эжекторы и водоворотные смесители, установленные в горизонтальном отстойнике. Отстойник снабжен поперечной перегородкой, разделяющей его на камеры реакции и сбора осветленной воды. Перегородка выполнена с проемами, в каждом из которых установлены фильтры с шиберными затворами на входе и выходе потока. Насосная станция установлена на понтоне в камере сбора осветленной воды и имеет всасывающую линию в виде перфорированных трубопроводов и напорную линию из эластичного трубопровода. Днище камеры сбора осветленной воды может быть выполнено с уклоном к торцовой стене отстойника, а водоворотные смесители могут быть установлены в отстойнике над приямком для сбора осадка. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ СТОЧНЫХ ВОД, преимущественно промывных вод водопроводных станций, включающая горизонтальный резервуар с расположенными в нем камерой реакции, отстойником и фильтром, трубопроводы подачи исходной воды и отвода осветленной воды и осадка, отличающаяся тем, что она снабжена размещенными в камере реакции водоворотными смесителями, установленными на трубопроводах подачи исходной воды эжекторами и штуцерами подачи хлора, поперечной перегородкой с проемами, установленной в резервуаре с образованием с ее торцевой стенкой камеры сбора осветленной воды, и установленной на понтоне в камере осветленной воды насосной станцией с всасывающей линией в виде системы перфорированных труб и напорной линией из эластичного трубопровода, при этом фильтр выполнен в виде размещенных в проемах перегородки выше днища камеры сбора осветленной воды фильтрующих элементов с шиберными затворами на входе и выходе потока. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что днище камеры осветленной воды выполнено с наклоном к торцевой стене резервуара. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что отстойник снабжен приямком для сбора осадка, над которым расположены водоворотные смесители.