ФЛОТАТОР Российский патент 1999 года по МПК C02F1/24 C02F3/12 

Предполагаемое изобретение относится к очистке бытовых и производственных сточных вод и может быть использовано на станциях аэрации биологической очистки сточных вод в качестве вторичных отстойников с одновременным осветлением.

Известен осветлитель для очистки сточных вод от взвешенных веществ, включающий две рабочие камеры, осадкоуплотнитель с осадкоприемными окнами, трубопроводы подвода и распределения сточной воды в рабочих камерах, сборные лотки отвода осветленной воды в осадкоуплотнителе и рабочих камерах (см. А. св. N 1011537, кл. CO 2 F 1/00,1986).

Недостатком устройства является то, что отстаивание и осветление во взвешенном слое происходит при минимальном содержании растворенного кислорода, что приводит к нарушению дыхательного процесса ила, снижению его окислительной способности и как следствие к малой эффективности работы устройства.

Наиболее близким известным техническим решением по своей сущности и достигаемому результату является флотатор, содержащий цилиндрический резервуар с центральной подводящей трубой, снабженной водораспределителем в виде радиальных перфорированных труб, пеносборный лоток с патрубком, сборный лоток для осветленной воды, укрепленный в периферийной части резервуара (см. Справочник проектировщика. Канализация населенных мест и промышленных предприятий, под ред. В.Н. Самохина, М., Стройиздат, 1981 г. с. 141, рис. 14.4). (прототипы).

В известном устройстве обеспечивается возможность сбора и удаления не только биологически активного (молодого) ила, но и насыщение воды кислородом, что благоприятно сказывается на поддержании активности ила и окислении органических веществ, сорбированных илом.

Однако интенсивность насыщения воды кислородом из-за низкой степени перемешивания остается все же недостаточной.

В известном устройстве пеносборный лоток установлен неподвижно, поэтому при отсутствии вращения воды интенсивность отбора пены невелика, что приводит к выносу части пены с молодым илом в лоток для осветленной воды.

Из-за наличия застойных зон в периферийной части не обеспечивается возможность активного осаждения в этих зонах, что снижает производительность и качество осветления.

Задачей предполагаемого изобретения является повышение качества осветления и качества подготовки ила для использования в аэротенке.

Для достижения этого технического результата флотатор, содержащий цилиндрический резервуар с центральной подводящей трубой, сообщенной с водораспределителем в виде радиальных перфорированных труб, пеносборный лоток с патрубком, сборный лоток для осветленной воды, укрепленный в периферийной части резервуара, и размещенные у днища резервуара перфорированные трубы для подачи сжатого воздуха, отличительными от прототипа признаками которого является то, что он снабжен размещенными в периферийной зоне резервуара камерами осветления с плавающей загрузкой в верхней части и сбора уплотненного ила, а также установленным в центральной подводящей трубе смесителем в виде сообщенной с патрубком для подачи сжатого воздуха перфорированной трубы с винтообразной лопастью, при этом отверстия перфорации радиальных труб водораспределителя выполнены с одной стороны каждой трубы по ее боковой образующей.

Целесообразно камеру осветления и сбора уплотненного ила выполнить в виде концентрично установленных в периферийной зоне резервуара внутренней и наружной конических перегородок с обратной конусностью, при этом наружная перегородка, выполненная с перепускными окнами и соединенная своими краями со стенкой и днищем резервуара, образует совместно с ним камеру сбора уплотненного ила, а внутренняя, установленная с зазором относительно днища образует совместно с наружной перегородкой камеру осветления.

Снабжение периферийной части резервуара камерой осветления, образуемой наружной и внутренней коническими перегородками, образование внутренней перегородкой зазора с днищем резервуара, снабжение наружной перегородки перепускными окнами, образование наружной перегородкой со стенкой резервуара камеры для сбора уплотненного ила позволяет исключить застойные зоны, повысить интенсивность осветления и обеспечить сбор и уплотнение минерализованного (старого) ила.

Снабжение камеры осветления плавающей зернистой загрузкой позволяет дополнительно повысить качество осветления.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию "новизна".

Сопоставительный анализ не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволили выявить в них признаки, сходные с отличительными признаками предложенного устройства, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".

Анализ взаимодействия основных признаков предложенного устройства позволяет сделать вывод о возможности его эффективного промышленного применения.

На фиг. 1 изображена схема заявляемого устройства, общий вид.

На фиг. 2 - вид устройства сверху, по сеч. 1-1.

На фиг. 3 - вид по сеч. 2-2.

На фиг. 4 - вид по сеч. 3-3.

Флотатор содержит цилиндрический резервуар 1 с центральной подводящей трубой 2, снабженной водораспределителем в виде радиальных перфорированных труб 3, пеносборный лоток 4 с патрубком 5, сборный лоток 6 для осветления воды, укрепленный в периферийной части резервуара и снабженный патрубком 7, и размещенные у днища резервуара перфорированные трубы 8 для подачи сжатого воздуха, снабженные патрубком 9.

Труба 2 снабжена смесителем в виде перфорированной трубы 10 с винтообразной лопастью 11 и патрубком 12 для подачи сжатого воздуха.

Отверстия 13 перфорации труб 3 водораспределителя выполнены с одной стороны каждой трубы по боковой образующей.

Периферийная часть резервуара снабжена камерой 14 осветления, образуемой наружной и внутренней коническими перегородками 15 и 16 с обратной конусностью. Перегородка 16 образует зазор 17 с днищем резервуара, а перегородка 15 снабжена перепускными окнами 18 с козырьком 19 и образует со стенкой резервуара камеру 20 для сбора уплотненного ила со сборным коллектором в виде перфорированной трубы 21 с патрубком 22.

Верхняя часть камеры 14 осветления снабжена плавающей зернистой загрузкой 23, размещенной под решеткой 24.

Сборный лоток 6 установлен в камере 14.

Флотатор работает следующим образом.

Сточная вода по подводящей трубе 2 подается в смеситель, где закручивается лопастью 11 и интенсивно перемешивается со сжатым воздухом, подаваемым через патрубок 12 и отверстия перфорации трубки 10. Далее газожидкостная смесь подается в радиальные трубы 3, где через отверстия 13 выходит в центральную отстойную зону.

Так как газовоздушная смесь выходит только в одну сторону из труб 3, создается медленное вращение верхних слоев воды. Пузырьки воздуха подхватывают ил, насыщают его кислородом и в виде пены собираются на поверхности воды, где слой пены движется навстречу неподвижному лотку 4, переливается в него и через патрубок 5 "молодой" насыщенный кислородом ил направляется на рециркуляцию в аэротенк.

Пузырьки воздуха, выходящие из перфорации труб 8, насыщают воду кислородом и подхватывают часть ила с одновременным его насыщением кислородом и подъемом вверх с последующим направлением в лоток 4.

Осветленная вода из центральной зоны направляется в лоток 6 и через патрубок 7 направляется на дальнейшую обработку.

В случае установки камеры 14 осветления вода через зазор 17 поднимается вверх в камеру 14, проходит через слой взвешенного ила и осветленная направляется в лоток 6. При этом минерализованный ил из центральной камеры подсасывается так же в зазор 17.

Избыток взвешенного ила через окна 18 направляется в камеру 20 сбора уплотненного минерализованного ила, откуда через перфорированную трубу 21 и патрубок 22 направляется на переработку.

При использовании плавающей зернистой загрузки 23 обеспечивается дополнительная очистка воды.

Технико-экономическая эффективность предложенного флотатора по сравнению с прототипом заключается в повышении качества осветления до 15 - 20 % за счет увеличения интенсивности отвода пены с молодым илом в лоток для его сбора, благодаря вращению верхних слоев воды в резервуаре из-за подачи исходной воды с одной стороны распределительных труб.

При этом одновременно повышается время подъема пузырьков воздуха, что увеличивает окисление воды с илом, приводит к повышению качества осветления и улучшению качества подготовки ила.

Установка камеры осветления воды во взвешенном слое осадка дополнительно повышает осветление воды и сбор уплотненного минерализованного ила.

Использование плавающей загрузки приводит к дальнейшему повышению качества осветления.

Изобретение предназначено для использования на станциях аэрации биологической очистки сточных вод. Результат изобретения: повышение качества осветления и производительности. Флотатор содержит резервуар с центральной подводящей трубой, снабженной радиальными перфорированными трубами, пеносборный лоток, сборный лоток для осветленной воды, перфорированные трубы для подачи воздуха. Отверстия перфорации труб выполнены с одной стороны по боковой образующей. Целесообразно, чтобы периферийная часть резервуара была снабжена камерой осветления, образуемой наружной и внутренней коническими перегородками. Внутренняя перегородка образует зазор с днищем резервуара. Наружная перегородка снабжена перепускными окнами и образует со стенкой резервуара камеру для сбора уплотненного ила. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Флотатор, содержащий цилиндрический резервуар с центральной подводящей трубой, сообщенной с водораспределителем в виде радиальных перфорированных труб, пеносборный лоток с патрубком, сборный лоток для осветленной воды, укрепленный в периферийной части резервуара, и размещенные у днища резервуара перфорированные трубы для подачи сжатого воздуха, отличающийся тем, что он снабжен размещенными в периферийной зоне резервуара камерами осветления с плавающей загрузкой в верхней части и сбора уплотненного ила, а также установленным в центральной подводящей трубе смесителем в виде сообщенной с патрубком для подачи сжатого воздуха перфорированной трубы с винтообразной лопастью, при этом отверстия перфорации радиальных труб водораспределителя выполнены с одной стороны и направлены в одну сторону по боковой образующей каждой трубы. 2. Флотатор по п.1, отличающийся тем, что камеры осветления и сбора уплотненного ила выполнены в виде концентрично установленных в периферийной зоне резервуара внутренней и наружной конических перегородок с обратной конусностью, при этом наружная перегородка, выполненная с перепускными окнами и соединенная своими краями со стенкой и днищем резервуара, образует совместно с ним камеру сбора уплотненного ила, а внутренняя, установленная с зазором относительно днища, образует совместно с наружной перегородкой камеру осветления.