УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД И ОСАДКА ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ Российский патент 1997 года по МПК C02F1/40 C02F3/04 

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для биологической очистки сточных вод, содержащих взвешенные частицы, поверхность которых загрязнена, в частности, нефтепродуктами, а также для организации замкнутого цикла водоиспользования на мойках автотранспорта, железнодорожного транспорта, на лакокрасочных, химических, нефтехимических и других производствах.

Известны различные конструкции аэротенков с поверхностной аэрацией или барботажных [1] которые обеспечивают очистку сточных вод от различных загрязнений, но недостаточно эффективны для очистки взвешенных в сточных водах загрязненных частиц, которые в этих аэротенках выпадают в осадок. Аэротенки с поверхностной аэрацией представляют собой емкости, заполняемые стоками, у поверхности которых размещены разбрызгивающие или самовсасывающие мешалки - аэраторы, не обеспечивающие перемешивание осадка.

Барботажные аэротенки представляют собой емкости, заполняемые стоками, на дне которых расположены перфорированные трубы, в которые подается сжатый воздух. Всплывающие пузырьки воздуха в этих аэротенках не обеспечивают перемешивание осадка вне непосредственного расположения перфорированных труб.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является конструкция биофильтра с плоскостной загрузкой и реактивным оросителем [2] Биофильтр состоит из емкости, в которой размещены плоскостная загрузка. Над емкостью расположен реактивный ороситель, выполненный в виде радиальных труб с тангенциально расположенными соплами или отверстиями. Трубы укреплены на полой ступице с возможностью вращения вокруг вертикальной оси. К ступице с помощью циркуляционного насоса подводится жидкость. Вращение оросителя осуществляется в результате реактивного воздействия вытекающих через сопла струй жидкости, стекающая с плоскостной загрузки жидкость частично поступает на циркуляцию в ороситель того же биофильтра, а частично в другой биофильтр или в отстойник и далее в фильтры тонкой очистки.

Недостатком этой конструкции также является выпадение в осадок взвешенных в сточных водах загрязненных частиц.

Задачей изобретения является обеспечение биологической очистки твердых частиц в сточных водах. Технический результат достигается посредством многократной циркуляции выпадающих в осадок твердых частиц через слой воды с активным илом. При этом одновременно достигается и очистка самой воды от растворенных в ней загрязнений.

Данный технический результат достигается тем, что в установке, включающей последовательно соединенные биофильтры с плоскостной загрузкой и реактивными оросителями, циркуляционные насосы, отстойник, фильтры тонкой очистки, согласно изобретению, биофильтры снабжены осадительными емкостями, соединенными посредством циркуляционных насосов с входами водозаборных устройств, которые закреплены внутри емкостей с возможностью вращения вокруг вертикальной оси и выполнены в виде укрепленных на полых ступицах радиальных труб с тангенциальными, наклонными к днищу патрубками.

Согласно п. 1 изобретения, биофильтры соединены между собой и с отстойником посредством циркуляционных насосов и переточных труб присоединенных к напорным линиям. Согласно п. 2 изобретения, водозаборные устройства, которые расположены в осадительных емкостях биофильтров, укреплены на одних валах с реактивным оросителям, а тангенциальные патрубки направлены противоположно соплами реактивных оросителей.

Размещение осадительной емкости в нижней части биофильтра обеспечивает увеличение времени взаимодействия очищаемых частиц (песка, глины, земли и т. п. ) с микроорганизмами активного ила, а через водозаборное устройство одновременно с жидкостью удаляется осадок со всей поверхности днища и через циркуляционные насосы подается в реактивные оросители.

В отличие от обычного биофильтра функциональное назначение плоскостной насадки заключается, в большей степени, не в очистке сточных вод и осадка, а в аэрации циркуляционного потока и среды, заполняющей осадительную емкость, что позволяет существенно уменьшить поверхность этой насадки.

Соединение переточных линий между биофильтрами и отстойником с напорными линиями циркуляционных насосов обеспечивает стабилизацию содержания твердой фазы в осадительных емкостях.

Укрепление водозаборных устройств на одном валу с реактивными оросителями позволяет суммировать реактивные возникающие как при истечении струй через сопла, так при всасывании жидкости через тангенциальные патрубки.

На фиг.1 показана схема установки, на фиг.2 и 3 вид на водозаборное устройство в разрезе и сверху.

Установка состоит из биофильтров 1 и 2 с плоскостной загрузкой 3 и 4, реактивными оросителями 5 и 6. Под биофильтрами расположены осадительные емкости 7, 8, в которых размещены водозаборные устройства 9 и 10, которые соединены всасывающими линиями 11, 12 с циркуляционными насосами 13 и 14, осуществляющими подачу среды по напорным линиям 15, 16 к реактивным оросителям 5, 6. Подача среды от биофильтра 1 к биофильтру 2 осуществляется по переточной линии 17, соединенной с напорной линией циркуляционного контура 15, а подача среды от биофильтра 2 к отстойнику 18 осуществляется по переточной линии 19, соединенной с напорной линией циркуляционного контура 16.

Отстойник 18 соединен с насосом 20 для подачи очищенной воды в фильтры тонкой очистки 21 и 22. В нижней части отстойника 18 имеется люк 23 для выгрузки очищенного осадка в сборник 24.

Водозаборные устройства 9 и 10 укреплены на одних валах 25 (фиг.2 и 3) с реактивными оросителями 5 и 6 и выполнены в виде укрепленных на полых ступицах 26 радиальных труб 27 с тангенциальными наклонными к днищу патрубками 28, которые направлены противоположно соплам реактивных оросителей 5 и 6.

Возможность вращения водозаборного устройства 9 и 10 вокруг вертикальной оси обеспечивается посредством подвижного соединения с уплотнением ступицы 29.

Установка работает следующим образом. В первый биофильтр 1 подается сточная вода с взвешенными твердыми частицами, которые оседают в осадительной емкости 6. Через тангенциальные патрубки 28 (фиг.2 и 3) водозаборного устройства 9 (фиг.1) вместе с водой всасывается осадок. Далее суспензия с помощью циркуляционного насоса 13 поступает в реактивный ороситель 5 и разбрызгивается по поверхности плоскостной загрузки 3, которая, в частности, может быть изготовлена из ткани, подвешенной на опорах. На ткани остается пленка микроорганизмов, которые частично смываются в осадительную емкость, что обеспечивает поддержание оптимальной концентрации и состава активного ила при различных режимах работы биофильтра. Твердые частицы при работе биофильтра многократно циркулируют через биофильтры и осадительную емкость 7, промываются при прохождении через насос 13 и обрабатываются активным илом при оседании в осадительной емкости 7.

Аэрация активного ила осуществляется при разбрызгивании потока реактивными оросителями 5 между стенками плоскостной загрузки 3.

Второй биофильтр 2 работает аналогичным образом и предназначен для предупреждения проскока неочищенных частиц.

Из второго биофильтра 2 очищенные стоки подаются в отстойник 18, из которого периодически очищенные твердые частицы выгружаются в сборник 24, и очищенная вода с помощью насоса 20 через фильтры тонкой очистки 21 и 22 поступает потребителям.

Переток среды из первого биофильтра 1 во второй 2, и из второго биофильтра 2 в отстойник 18 производится по переточным линиям 17 и 19, соответственно, соединенным с напорными линиями циркуляционных контуров 15 и 16, что предупреждает избыточное накопление твердой фазы в осадительных емкостях 7 и 8.

Водозаборным устройствам 8 и 10 через валы 25 передается дополнительный крутящий момент от реактивных оросителей 5 и 6, что позволяет поддерживать их вращательное движение при большом содержании в стоках твердых частиц.

Таким образом, использование предлагаемой установки позволит эффективно очищать не только сточные воды, но и осадок, который в настоящее время обычно вывозится в отвал и загрязняет окружающую среду.

В нижеследующей таблице показана степень концентрации загрязнений.

Производительность модуля по очищаемым стокам 100 м³/cут
Потребляемая мощность 5,0 кВт
Геометрический объем:
биоабсорберов 42 (21х2)м³.

отстойника 25 м³
Геометрические размеры биоабсорберов: (биоабсорберы имеют легкую сборную конструкцию) диаметр 4,5 м высота 4,0 м
Металлоемкость установки 2000 кг (Ст 3)
Занимаемая площадь под установку 60 м₂
На опытной установке определены данные по эффективности очистки загрязненных вод с взвешенными частицами и расчетные технико-экономические показатели модуля производительностью 100 м³/сут. Как видно из представленных данных в результате низких энергоэксплуатационных затрат, экономии водных ресурсов установка высокоэффективна и ее окупаемость при эксплуатации на моечных автомобильных станциях пропускной способностью 100-150 автомобилей в сутки составит 4-6 мес.

Использование: биологическая очистка сточных вод, содержащих взвешенные частицы, поверхность которых загрязнена, в частности, нефтепродуктами, а также для организации замкнутого цикла водоиспользования на мойках автотранспорта, железнодорожного транспорта, на лакокрасочных, химических, нефтехимических и других производствах. Сущность: предлагаемая установка состоит из последовательно соединенных биофильтров 1 и 2 с плоскостной загрузкой 3 и 4 и реактивных оросителей 5 и 6, осадительных емкостей 7 и 8, соединенных посредством циркуляционных насосов 13 и 14 с входами водозаборных устройств 9 и 10. Эти устройства закреплены внутри емкостей с возможностью вращения вокруг вертикальной оси и выполнены в виде укрепленных на полых ступицах радиальных труб 27 с тангенциальными наклонными к днищу патрубками. Биофильтры 1 и 2 соединены между собой, отстойником 18 и фильтрами тонкой очистки 21 и 22 посредством насосов 13, 14 и 20. Использование предлагаемой установки позволит при низких энергетических и эксплуатационных затратах очищать не только сточные воды, но и твердый осадок, что значительно улучшит экологию и сэкономит водные ресурсы. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

1. Установка для очистки сточных вод и осадка от нефтепродуктов, включающая последовательно соединенные биофильтры с плоскостной загрузкой и реактивными оросителями, циркуляционные насосы, отстойник, фильтры тонкой очистки, отличающаяся тем, что биофильтры снабжены осадительными емкостями, соединенными посредством циркуляционных насосов с входами водозаборных устройств, которые закреплены внутри емкостей с возможностью вращения вокруг вертикальной оси и выполнены в виде укрепленных на полых ступицах радиальных труб с тангенциальными, наклоненными к днищу патрубками. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что биофильтры соединены между собой и с отстойником посредством циркуляционных насосов и переточных труб, присоединенных к напорным линиям. 3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что расположенные в осадительных емкостях водозаборные устройства укреплены на одних валах с реактивными оросителями, а тангенциальные патрубки направлены противоположно соплам реактивных оросителей.