УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 1998 года по МПК C02F3/04 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для очистки сточных вод на биологических окислителях и может быть использовано для очистки бытовых и промышленных сточных вод предприятий пищевой промышленности.

Известно устройство для очистки сточных вод, выполненное в виде биотенка, включающего в себя коридорные аэротенки с низконапорной аэрацией с установленными в них загрузочными блоками в виде кассет, в которых перпендикулярно продольным стенкам аэротенка по направляющим натянуты вертикальные перфорированные винипластовые пленки, при этом кассеты выполнены извлекаемыми из биотенка для их замены, промывки или ремонта [1].

К недостаткам устройства следует отнести необходимость сооружения над ним производственного помещения, высота которого должна быть достаточной для размещения передвижного грузоподъемного механизма и кассет, вынимаемых им периодически из биотенка для ремонта или замены. Сооружение подобного помещения связано со значительными капитальными и эксплуатационными затратами. Кроме того, в рассматриваемом коридорном биотенке не предусмотрена система циркуляции активного ила, что негативно сказывается на окислительной способности последнего.

Известно устройство для очистки сточных вод, принятое нами в качестве прототипа, включающее биотенк-отстойник с низконапорной аэрацией, в котором расположены блоки-кассеты с плоскостной загрузкой, представляющие собой ряды перфорированной винипластовой пленки, натянутой на каркас кассеты. В устройстве предусмотрена система удаления избыточной биопленки, накапливаемой в бункере под загрузочными кассетами, поступающего из отстойника с гравитационным способом илоотделения. В устройстве использован аэратор для насыщения сточной воды воздухом /1 рис. 5.2/.

Недостатки устройства (прототипа) заключаются в следующем. Для нормального функционирования биотенка необходимо обеспечить между ним и грузоподъемными механизмами расстояние по высоте, достаточное для размещения вынимаемых из емкости биотенка загрузочных блоков-кассет при их замене или ремонте, при этом использование загрузочных блоков в виде кассет жесткой конструкции предопределяет значительные трудности и неудобства при их транспортировке, монтаже-демонтаже и обслуживании в процессе эксплуатации.

Использование отстойника с гравитационным способом илоотделения малоэффективно, т. к. требуется значительное время для отстаивания биологически очищенной в биотенке сточной воды. Отметим, что в биотенке-отстойнике отсутствуют средства принудительного возврата активного ила из отстойника в биотенк, следовательно, очистка сточной воды осуществляется только за счет прикрепленной к элементам загрузочных блоков биопленки, что резко ограничивает окислительную мощность аппарата. Положение усугубляет и расположение аэратора в верхних слоях сточной воды, что обрекает микроорганизмы, находящиеся в нижней части биотенка, на кислородное голодание.

Цель изобретения - сокращение капитальных затрат при содержании производственных помещений над биотенками за счет уменьшения их высоты и исключения грузоподъемных механизмов и сокращение эксплуатационных затрат по их обслуживанию, а также повышение эффективности работы биотенка за счет использования активного ила, принудительно подаваемого из отстойника в биотенк и повышение эффективности процесса илоотделения в отстойнике за счет его отстаивания через взвешенный слой активного ила при подаче его в направлении снизу к верхнему уровню отстойника.

Цель достигнута тем, что элементы плоскостной загрузки выполнены в виде гибких шторок с возможностью видоизменения или формы и габаритных размеров, при этом поперечины, между которыми натянуты шторки, соединены между собой дополнительно, как минимум, тремя гибкими нитями, причем под нижними концами шторок в данной части биотенка помещены трубки аэратора, а сам биотенк гидравлически связан с отстойником средствами принудительной подачи активного ила.

Действительно, выполнение плоскостной загрузки в виде гибких сетчатых гофрированных вертикальных шторок, установленных в емкости биотенка, позволяет производить их извлечение в любом направлении, в частности, в горизонтальном вдоль промышленного здания, в связи с чем отпадает необходимость возведения высоких помещений с грузоподъемными механизмами, т.к. каждая отдельная шторка имеет весьма незначительную массу и может быть извлечена вручную.

Размещение аэрационных трубок непосредственно под шторками обеспечивает в полной мере потребность микроорганизмов в кислороде, а система принудительной подачи активного ила из отстойника в биотенк способствует повышению окислительной мощности биотенка за счет увеличения видового разнообразния микроорганизмов, следовательно, повышению эффективности очистки сточных вод.

Сравнение предлагаемого технического решения с прототипом позволяет сделать вывод, что оно значительно отличается от него введением новых существенных признаков, указанных выше, и соответствует критерию новизны, а простота конструктивного исполнения свидетельствует о его промышленной применимости во многих отраслях народного хозяйства.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства для очистки сточных вод; на фиг. 2, 3 - гибкая сетчатая гофрированная шторка.

Предложенная конструкция биокомплекса для очистки сточных вод (фиг. 1, 2, 3) включает в себя три ступени, а именно: первая ступень 2 представляет собой собственно биотенк, внутри которого вертикально подвешены гибкие гофрированные сетчатые шторки 3, выполняющие роль загрузки, под которыми установлены дисковые аэраторы 4; вторая ступень 10 - отстойник для илоотделения, в котором установлен на стенке 11 иловый бункер 13 с эрлифтом 14 с подводящим воздуховодом 9 и подъемной трубой 15. Первая и вторая ступени соединены между собой щелью 12, выполненной в нижней части биотенка. В верхней части отстойника предусмотрен зубчатый водослив 16 для подачи сточной воды в третью ступень 17, предназначенную для глубокой очистки воды. Третья ступень перегородками 18 разделена на три секции, в каждой из которых вертикально подвешены гибкие гофрированные сетчатые шторки 3, под которыми установлены перфорированные трубки аэраторов с воздуховодами 9. Все три секции гидравлически соединены между собой переливными отверстиями 19, выполненными в нижней части секций. Последняя секция в верхней части имеет камеру 20 для приема очищенной сточной воды, которая сбрасывается в водоемы или отстойник (не показаны) по трубопроводу 21.

Для оперативного управления воздухопотоками все воздухопроводы оснащены задвижками 22. Подача воздуха в аэрационную систему и эрлифт осуществляется компрессором 8. Неочищенная сточная вода подается в биокомплекс по трубопроводу 1. В биотенке 2 предусмотрено дополнительное оборудование: камера 5 для приема и накопления избыточного активного ила с трубопроводом 7 для отвода избыточной иловой смеси на илоуплотнитель (не показан) и трубопровод 6 для подачи в биотенк раствора сернокислого алюминия.

На фиг. 2, 3 представлена конструкция гибкой гофрированной сетчатой шторки 3, представляющей собой сетку из синтетического материала, собранную в "гармошку", которые, собственно, представляют собой гофры. Сетка закреплена к верхней поперечной трубе 25 и к нижней поперечной трубе 26, при этом труба 25 выполнена из синтетического материала, а труба 26 - из металла. Между трубами 25 и 26 натянуты гибкие нити 24, длина которых меньше длины сеток, в результате чего обеспечивается сохранение сеткой гофрированной поверхности. Гибкие нити вплетены в ячейки сетки и в местах сопряжения поперечные жилы сетки привязываются к гибким нитям леской или другим стойким материалом (места крепления сетки к нитям 24, на фиг. 2 показаны точками), в результате чего сетка прочно удерживается на нитях, сохраняя гофры. Верхние трубы 25 свободно укладываются в гнезда (пазы) опорной планки 23, которая жестко крепится к стенкам биотенка. Нижние трубы 26 также свободно покоятся в пазах нижней опорной планки 23, которая также жестко крепится к стенкам биотенка. Конструкция шторок 3 выполнена с расчетом их извлечения из биотенка вручную (в связи с их незначительной массой) и перемещения их в горизонтальной плоскости, т.е. вдоль биотенка за счет возможного ее изгиба в любом направлении в связи с ее гибкостью. Такая конструкция загрузки позволяет отказаться от излишней высоты помещения и грузоподъемных механизмов.

Устройство работает следующим образом.

Подлежащая очистка сточная жидкость по трубопроводу 1 подается в первую ступень биотенка, т.е. в биотенк 2 и перемещается между рядами шторок 3 сверху вниз, насыщаясь восходящим потоком воздуха, исходящего из дисковых аэраторов 4. Одновременно в биотенк по трубопроводу 6 подается раствор сернокислого алюминия. Процесс очистки осуществляется в режиме полного окисления за счет использования биопленки, прикрепленной к шторкам 3 и свободно плавающего в объеме биотенка активного ила. Процесс окисления протекает также в режиме продленной низконапорной аэрации, в результате чего значительно снижается в воде концентрация органических загрязнений и минеральных составляющих. Так например, концентрация аммонийного азота снижается за счет прироста бактериальной массы; снижение синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ) за счет сорбции свободно плавающим активным илом и биопленкой на шторках, а концентрация фосфатов за счет использования раствора сернокислого алюминия. В результате жизнедеятельности микроорганизмов на шторках 3 накапливается биопленка, при этом избыточная биопленка самопроизвольно отделяется от шторок и вместе с потоком воды через 12 выносится во вторую ступень - 10 отстойник, в котором осуществляется илоотделение путем отстаивания через слой взвешенного активного или при движении потока жидкости снизу вверх, в результате чего активный ил накапливается в бункере 13, из которого эрлифтом 14 по трубе 15 возвращается в биотенк 2. Осветленная вода из отстойника через трубчатый водослив 16 переливается в первую секцию третьей ступени 17 и перемещается между шторками 3 сверху вниз до переливного затопленного отверстия 19 во вторую секцию и далее через отверстие 19 в последнюю секцию и поднимается вверх до приемной камеры 20 и далее по трубопроводу 21 - в водоем или отстойник. Во всех трех секциях очистка воды осуществляется за счет биопленки, прикрепленной к шторкам в режиме низконапорной аэрации за счет использования трубчатых аэраторов, расположенных в каждой секции с воздуховодами 9. В первой ступени в очистке участвует свободноплавающий активный ил. Отметим, что избыточный ил из системы выводится из камеры 5 по трубопроводу 7.

Отметим также, что при необходимости (замена или ремонт шторок) шторки извлекаются из биотенка, а также из секции глубокой очистки воды вручную или каким-либо легким ручным механизмом и вытягиваются на "нулевую" отметку помещения для осмотра, ремонта или замены.

Положительные качества предлагаемого устройства позволяют решить поставленную задачу, что предопределяет его широкое использование в отраслях пищевой промышленности для очистки сточных вод, а также в коммунальном хозяйстве для целей очистки бытовых сточных вод.

Использование: для очистки сточных вод на биологических окислителях. Сущность: устройство для очистки сточных вод содержит биотенк с отстойником активного ила, выполненный в виде емкости, внутри которой помещены элементы плоскостной загрузки и аэратор. Согласно изобретению элементы плоскостной загрузки выполнены в виде гибких шторок с возможностью видоизменения ими формы и габаритных размеров, причем поперечные трубы, между которыми натянуты шторки, соединены между собой дополнительно, как минимум, двумя гибкими нитями, при этом нижними концами шторок в донной части биотенка помещены трубки аэратора, а сам биотенк гидравлически связан с отстойником средствами принудительной подачи активного ила. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для очистки сточных вод, включающее биотенк с отстойником активного ила, выполненный в виде емкости, внутри которой помещены элементы плоскостной загрузки и аэратор, отличающееся тем, что элементы плоскостной загрузки выполнены в виде гибких шторок с возможностью видоизменения ими формы и габаритных размеров на поперечных трубах, между которыми натянуты шторки, трубы соединены между собой дополнительно, как минимум, двумя гибкими нитями, при этом под нижними концами шторок в нижней части биотенка помещены трубки аэратора, а сам биотенк гидравлически связан с отстойником средствами принудительной подачи активного ила. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гибкие нити выполнены более короткими, чем шторки. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шторки выполнены из сетчатого материала и гофрированы по всей длине. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шторки в емкости установлены вертикально и свободно могут извлекаться для ремонта и осмотра.