УСТРОЙСТВО ДЛЯ БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 1995 года по МПК C02F3/02 

Изобретение относится к биохимической очистке хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу сточных вод и может быть использовано при очистке сточных вод малых населенных пунктов и небольших производств, а также в химической, микробиологической, биотехнологической промышленности.

Известно устройство для биохимической очистки сточных вод, имеющее в своем составе подающую трубу с размещенными в ней дополнительными трубами и колпаки в форме плоских куполов, биофильтр с загрузкой и цилиндрической формы, аэротенк-отстойник.

Подающая труба с расположенными в ней дополнительными трубами и колпаками в виде плоских куполов не обеспечивает равномерное распределение кислорода по всему объему аэротенка и необходимую степень смешения активного ила и подаваемой сточной жидкости. Применение колпаков в виде плоских куполов не позволяет накапливать достаточного количества воздуха для увеличения времени растворения кислорода в аэротенке.

Целью изобретения является интенсификация процесса очистки сточных вод путем увеличения времени контакта их с кислородом воздуха.

Цель достигается тем, что в устройстве для биохимической очистки сточных вод загрузка биофильтра выполнена из шаров диаметром 70 мм с восемью углублениями неправильной формы с округленными гранями и вершинами, сходящимися к центру шара. Сферическая форма элементов способствует плавному растеканию жидкости по поверхности и повышает массообменные свойства элементов загрузки. Отсутствие граней в углублениях и фиксированное расстояние между шаровидными элементами диаметром 70 мм исключает заиливание загрузки. Наличие углублений формы, описанной выше, устраняет "мертвые" не омываемые воздухом и водой зоны контакта фаз. Активная поверхность данного типа загрузки достигнута 65-75% Предлагаемая форма объемной загрузки (шар диаметром 70 мм) удобна при изготовлении в массовом производстве. Размер шара подобран оптимальный, так как увеличение его диаметра влечет за собой уменьшение активной поверхности загрузки биофильтра, а уменьшение приводит к заиливанию загрузки.

Форма углублений и их расположение в загрузке способствует эффективному выносу минерализующейся биомассы, исключая заиливание, удлиняет время пребывания сточной жидкости в биофильтре, способствуя увеличению окислительной мощности биофильтра. При этом 1 м³ загрузки накапливают до 52 л жидкости.

Сточная жидкость, пройдя загрузку биофильтра по одной части аэрационных колонн, попадает под колпак, по другой в аэрационную зону аэротенка. Колпак выполнен в форме треугольной призмы и располагается в нижней части аэрационной зоны аэротенка. Выполнение колпака предлагаемой формы продиктовано необходимостью накопления большего количества воздуха в зоне наибольшей концентрации активного ила, что удлиняет время его растворения в аэрационной зоне. Процесс аэрации происходит за счет вовлечения воздуха сточной жидкостью в аэрационные колонны. Попадая под колпак и накапливаясь в нем, воздух выходит восходящим потоком пузырьков из-под стороны колпака, находящейся у разделительной перегородки аэротенка и отстойника. Одновременно образуются горизонтальные потоки водовоздушной смеси, выходящие через тангенциальные патрубки, расположенные на концах аэрационных колонн, не подведенных под колпак. Взаимно перпендикулярные водовоздушные потоки позволяют достигать большего перемешивания сточной жидкости с активным илом. Указанная выше сторона колпака представляет собой наклонную плоскость. Она создает возможность направленного сбора активного ила и исключает зоны заиливания аэротенка. Увеличение объема колпака влечет за собой уменьшение объема аэрационной зоны, что сокращает окислительную мощность аэротенка. Выход воздуха технологически удобнее осуществлять вдоль одной стороны колпака, которая в данном случае расположена в нижней части наклонной плоскости, при условии дополнительного накопления воздуха, обусловленного формой колпака.

На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг.2 то же, поперечный разрез; на фиг.3 элемент загрузки в плане; на фиг.4 разрез А-А на фиг.3; на фиг.5 загрузка, продольный разрез; на фиг.6 элемент загрузки с вырезом по углублениям; на фиг.7 элемент загрузки с вырезом по выступам.

Устройство включает приемную камеру 1, аэротенк 2, циркуляционный насос 3, гидроэлеватор 4, биофильтр 5 с системой 6 орошения и загрузкой 7, поддон 8, аэрационные колонны 9, колпак 10, отстойник 11, сборный лоток 12 для очищенной воды. Колпак 10 выполнен треугольной формы. Загрузка выполнена в виде шаров с углублениями пирамидальной формы с округленными гранями и вершинами, ориентированными к центру шара.

Устройство очистки сточных вод работает следующим образом.

Сточная жидкость, прошедшая механическую очистку в песколовках и на решетках (не показаны), поступает в приемную камеру 1, выполняющую роль усреднителя расхода. Предварительно вся система заполняется сточной жидкостью. Смесь исходной сточной жидкости и активного ила, забираемая из аэротенка 2 циркуляционным насосом 3 и из приемной камеры 1 гидроэлеватором 4, подается на биофильтр 5 через систему орошения 6, где насыщается кислородом воздуха. Жидкость, распределенная по поверхности загрузки 7 биофильтра 5, омывает поверхность загрузки, покрытой биопленкой, и углубления, заполненные активным илом. В результате сточная вода подвергается биохимической очистке и насыщается кислородом воздуха.

В аэротенке 2 происходит процесс окисления органических загрязнений, не задержанных биофильтром.

Сточная жидкость, пройдя через загрузку 7 биофильтра 5, собирается поддоном 8, расположенным под биофильтром 5 и направляется в аэрационные колонны 9, в которых также происходит насыщение кислородом воздуха за счет всасывания его сточной жидкостью. Водовоздушная смесь по одной части аэрационных колонн 9, расположенных веерообразно для равномерного распределения воздуха по объему аэротенка, попадает под колпак 10, в котором накапливается воздух. По мере его накопления происходит выход пузырьков воздуха из-под колпака в виде восходящего потока водовоздушной смеси.

Другая часть аэрационных колонн 9, также расположенных веерообразно, направляет водовоздушную смесь в разные точки объема аэротенка 2. При этом в аэротенке возникают взаимно перпендикулярные водовоздушные потоки, что обеспечивает тщательное перемешивание активного ила со сточной жидкостью и насыщение растворенным кислородом воздуха. Сточная жидкость из аэротенка поступает в отстойник 11 через щель между ними и, проходя слой взвешенного ила, осветляется. Очищенная сточная вода сборным лотком 12 выводится из системы.

Изобретение имеет следующие преимущества.

Для работающего устройства:
сокращение времени очистки сточных вод на 10% при одновременно возросшем качестве их очистки, так как в предлагаемом устройстве использование новых конструктивных форм ведет к росту насыщения стоков кислородом воздуха, уменьшает продолжительность очистки сточных вод и позволяет осуществить их очистку на качественно возросшем уровне;
сокращение энергозатрат на 20%
сокращение эксплуатационных затрат.

При внезапных остановках устройства:
возможность выключения циркуляционного насоса по непредвиденным причинам (отключение электроэнергии) в течение 6-12 ч, т.е. в 2-3 раза больше, чем у прототипа, так как использование предлагаемой загрузки в биофильтре и колпака предлагаемой формы в аэротенке создает условия для сохранения жизнедеятельности микроорганизмов.

Использование: для биохимической очистки хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу сточных вод малых населенных пунктов и небольших производств местной промышленности, баз отдыха, санаториев, интернатов и т. п. Загрузка биофильтра выполнена в виде шаров, имеющих увеличенную поверхность за счет углублений неправильной пирамидальной формы с округленными гранями и вершинами, попарно образующих симметрию в полусферах, при совмещении которых углубления располагаются в шахматном порядке. Аэротенк устройства снабжен колпаком в форме треугольной призмы. 7 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, содержащее корпус, разделенный перегородками на аэротенк и отстойник, биофильтр с загрузкой, системой орошения и поддоном, аэрационные колонны, приемную камеру, гидроэлеватор и циркуляционный насос, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса очистки сточных вод за счет увеличения времени контакта их с кислородом воздуха, загрузка выполнена в виде шаров с углублениями пирамидальной формы с округленными гранями и вершинами, ориентированными к центру шара, а аэротенк снабжен колпаком в форме треугольной призмы.