СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ АКТИВНОГО ИЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК C02F3/02 C02F11/00 B01D19/00 

Изобретение относится к способу очистки сточных вод, в частности к способу непрерывной очистки, а также к схеме станции очистки сточных вод, в частности к станции непрерывного действия.

В известных способах очистки сточных вод, включающих в себя использование активного ила, суспензию этого активного ила смешивают с отходами, подлежащими обработке, и проводят аэрацию, а после того как смесь извлекают из резервуаров для аэрации, ее направляют во вторичный отстойник, где седиментация продолжается путем осаждения ила. Выпавший в осадок ил повторно используют в процессе очистки, а жидкость после декантации направляют в приемник как очищенные сточные воды. Активный ил, подвергнутый переработке в ходе процесса очистки, сохраняет свою способность очищать новые количества необработанных отходов, которые непрерывно поступают новыми партиями.

Способы очистки этого типа, особенно те способы, которые осуществляются в глубоких резервуарах аэрации, например глубже 5 м, на практике имеют существенные недостатки. Это связано с тем, что активный ил отличается относительно низкой способностью к седиментации и/или указанные недостатки связаны с тем, что хлопья ила выходят на поверхность, что серьезно осложняет способ, а если используются очень глубокие резервуары или резервуары, находящиеся на нескольких уровнях, то оказывается просто невозможно осуществлять седиментацию во вторичных отстойниках.

Известно, что для того, чтобы устранить этот недостаток, в способах очистки отходов применяют дополнительную операцию, которая включает в себя флоккуляцию смеси аэрированных отходов перед тем, как эти отходы попадают в отстойник, что делает процесс обработки чрезмерно длительным, и часто в ходе этого процесса идут химические реакции.

Настоящее изобретение основано на констатации того факта, что хлопья активного ила в известных способах обработки отходов обладают нежелательными свойствами, что приводит к ограничению эффективности и производительности указанных способов.

На основе этого факта были разработаны операции и технические средства по настоящему изобретению, благодаря которым хлопья, образующиеся в иле, приобретают новые свойства и действуют в качестве активного ила в процессе рециркуляции, причем эти новые свойства позволяют повысить эффективность и производительность обработки отходов.

Способ очистки сточных вод, особенно непрерывного действия, состоит в смешивании отходов вместе с активным илом и проведении аэрации полученной смеси в резервуаре с последующим перемещением аэрированной смеси во вторичный отстойник, а также в повторном использовании восстановленного ила, собранного во вторичном отстойнике в процессе аэрации отходов, в соответствии с настоящим изобретением отличается тем, что аэрированную смесь отходов вместе с активным илом подвергают дегазации перед помещением указанной смеси во вторичный отстойник.

Дегазацию предпочтительно проводят путем отсасывания частиц газа.

Дегазацию предпочтительно проводят путем создания отрицательного давления.

Перед дегазацией аэрированную смесь приводят в состояние турбулентного ориентированного потока, желательно путем введения в нее дополнительного количества воздуха.

Схема станции для очистки отходов, особенно станции непрерывного действия, включает любой резервуар для аэрации смеси отходов с активным илом, в частности многоуровневый резервуар, соединенный со вторичным отстойником так, что смесь может перемещаться только в одном направлении, и в процессе перемещения происходит рециркуляция, в соответствии с настоящим изобретением отличается тем, что имеет вентиляционное устройство, представляющее собой комбинацию резервуара для аэрации или выделенной камеры этого резервуара со вторичным отстойником или выделенной камерой этого отстойника.

Вентиляционное устройство по форме представляет собой перевернутую U-образную трубку, одно из ответвлений которой образует подающий коллектор, а второе ответвление образует выпускной коллектор, а сегмент, соединяющий их верхние концы, ограничивает промежуточную камеру вместе с камерой отсасывания газа, выделенной в ней.

Нижние концы подающего коллектора и выпускного коллектора погружены в смесь активного ила, находящуюся в резервуаре для аэрации, или же эти концы соединены с резервуаром для аэрации и со вторичным отстойником, или с выделенной камерой резервуара или выделенной камерой вторичного отстойника.

Подающий коллектор имеет отверстие, расположенное выше уровня отходов, подлежащих аэрации, причем отходы заполняют резервуар, предназначенный для обрабатываемых отходов, или выше камеры, выделенной в резервуаре.

Предпочтительно в подающем коллекторе разместить отсасывающий насос принудительного действия, или же отсасывающий насос принудительного действия можно разместить в выпускном коллекторе.

Уровень смеси в резервуаре аэрации или в камере, выделенной в этом резервуаре, выше, чем уровень смеси во вторичном отстойнике или в камере, выделенной в нем. Камера отсасывания газа соединена с источником вакуума, предпочтительно с отсасывающим насосом.

Настоящее изобретение основано на констатации того факта, что хлопья активного ила в способах обработки отходов обладают нежелательными свойствами, вследствие чего эти способы не дают удовлетворительных результатов.

Более подробно настоящее изобретение описано в варианте его осуществления, который показан на чертежах, из которых на фиг. 1 представлено схематичное частичное изображение установки для обработки отходов, а на фиг. 2 изображено то же устройство, использованное на станции для переработки отходов, где применяется многоуровневый резервуар.

Вентиляционное устройство 1 включает в себя перевернутую U-образную трубу, одно из ответвлений которой является подающим коллектором 2, а второе - выпускным коллектором, в то время как участок, соединяющий верхние концы этих коллекторов, отделяет промежуточную камеру 4 вместе с камерой отсасывания газа 5, выделенной в ней. Нижние концы подающего коллектора 2 и выпускного коллектора 3 погружены в смесь, содержащую активный ил и находящуюся в резервуаре для аэрации, или же они соединены с этим резервуаром для аэрации и со вторичным отстойником, или же они соединены с выделенной камерой 7 резервуара и с выделенной камерой 8 вторичного отстойника, как показано на фиг. 1.

Подающий коллектор 2 имеет отверстие 6, расположенное выше уровня "а" сточной воды, которая подлежит аэрации и заполняет резервуар для сточных вод, или выше выделенной в нем камеры 7.

Камера отсасывания газа 5 соединена с источником вакуума, например, вакуумным насосом, который не показан на чертежах.

На фиг. 2 показано вентиляционное устройство 1, расположенное между самой последней камерой 9 в многоуровневой системе для аэрации активного ила в сточных водах, подлежащих обработке, и вторичным отстойником 10.

Движение перемещения и турбулентное движение потока смеси сточных вод с активным илом, которая была подвержена аэрации, осуществляется в описанном вентиляционном устройстве 1 путем нагнетания дополнительного количества воздуха через отверстие 6, находящееся выше уровня жидкости, заполняющей камеру 7 резервуара для аэрации. Для того чтобы создать поток в данном случае используется эффект слоновьего хобота. Дополнительно введенный воздух, вызывая требуемое снижение удельного веса смеси, затем отсасывается вместе с газами, содержавшимися в смеси.

Пример.

Сточные воды, в которых нагрузка загрязнений составляла 30 кг O₂ в час и которые подавали в количестве 100 м³/ч на обычную муниципальную очистную станцию, включающую резервуар для смеси отходов и активного ила, подвергли эффективной и продуктивной обработке. Способность активного ила вызвать седиментацию значительно возросла после возведения вентиляционной установки по настоящему изобретению, что позволило увеличить количество ила в системе и в результате создать эффективный и производительный способ обработки отходов, производительность которого по меньшей мере на 50% выше, хотя при этом нет необходимости возводить дополнительные резервуары для аэрации.

Такой эффект удалось получить благодаря тому, что после того, как смесь отходов и активного ила после аэрации подвергли вентиляции под вакуумом, причем вакуум создан вентиляционной установкой по настоящему изобретению, хлопья активного ила, в которые заключены микропузырьки газа, освобождаются от этого газа, поскольку микропузырьки в условиях вакуума расширяются, увеличиваясь в объеме во много раз, и в результате они отделяются от хлопьев, а хлопья почти полностью разрушаются. После этого, пока поток продолжает течь через вентиляционную установку в условиях, когда отрицательные значения давления постепенно снижаются, отдельные хлопья ила, имеющие намного больший удельный вес после операции вентиляции, а в результате этого и значительно возросшую способность вызывать седиментацию, опять быстро связываются друг с другом.

Создана возможность проводить обработку с использованием более предпочтительных для процесса количеств нитевидных микроорганизмов, содержащихся в иле, и при этом не нарушать высокую эффективность седиментации, которую нельзя достичь при использовании известных способов.

Хлопья активного ила, суспендированные в суспензию, которая заполняет вторичный отстойник, в результате процессов, происходящих внутри хлопьев после дегазации, выделяют газ, который не образует микропузырьков в хлопьях ила, но растворяется в смеси, предварительно лишенной газа.

Было обнаружено, что если активный ил, собранный во вторичном отстойнике после вакуумной дегазации, отправить затем еще раз на аэрацию в качестве активного ила, то он будет отличаться повышенной способностью поглощать загрязнения, содержащиеся в отходах, подлежащих очистке, а это значительно ускоряет их очистку, включая связывание фосфорных загрязнителей.

Также было обнаружено, что указанный ил обладает более высокой устойчивостью к внезапным перенасыщениям загрязнителями.

Изобретение относится к способу очистки сточных вод, в частности к способу непрерывной очистки сточных вод, а также к схеме станции очистки сточных вод. Подвергнутую аэрации смесь сточных вод с активным илом подвергают дегазации перед перемещением ее во вторичный отстойник. Система очистки сточных вод имеет вентиляционную установку, которая соединяет резервуар для аэрации или выделенную камеру в нем со вторичным отстойником или выделенной камерой в нем. Вентиляционное устройство выполнено в виде U-образной трубки. Одно из ответвлений трубки образует подающий коллектор, а второе ответвление образует выпускной коллектор, в то время как секция, которая связывает друг с другом два верхних конца, отделяет промежуточную камеру, которая содержит отдельную газоотсасывающую камеру. Технический результат - создана возможность проведения обработки с использованием более предпочтительных для процесса количеств нитевидных микроорганизмов, содержащихся в иле, не нарушая при этом высокой эффективности седиментации. 2 с. и 7 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Способ непрерывной очистки сточных вод, включающий смешивание отходов с активным илом, аэрацию полученной смеси в резервуаре, подачу аэрированной смеси во вторичный отстойник и повторное использование восстановленного ила, собранного во вторичном отстойнике, в процессе аэрации отходов, отличающийся тем, что аэрированную смесь отходов с активным илом перед подачей ее во вторичный отстойник подвергают вакуумной дегазации и непосредственно перед вакуумной дегазацией смесь приводят в состояние турбулентного потока. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что турбулентный поток получают посредством введения в смесь дополнительного количества воздуха. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что вакуумную дегазацию осуществляют при отрицательном давлении в 90 - 97% вакуума. 4. Станция непрерывной очистки сточных вод, содержащая резервуар для аэрации смеси отходов с активным илом и вторичный отстойник, соединенный с резервуаром таким образом, что смесь перемещается только в одном направлении, и в процессе перемещения происходит рециркуляция, отличающаяся тем, что она снабжена вентиляционным устройством, выполненным в виде перевернутой U-образной трубки, одно из ответвлений которой образует подающий коллектор, а другое - выпускной коллектор, верхние концы которых связаны сегментом, образующим средство для вакуумной дегазации, выполненное в форме промежуточной камеры, имеющей выделенную в ней камеру отсасывания газа, а нижние концы коллекторов соединены с резервуаром для аэрации или камерой, выделенной в нем, и со вторичным отстойником или с камерой, выделенной в нем, при этом поперечное сечение промежуточной камеры больше, чем поперечные сечения этих коллекторов, а станция имеет средства, вызывающие турбулентное движение смеси отходов с активным илом, поступающей в промежуточную камеру. 5. Станция по п.4, отличающаяся тем, что камера отсасывания газа соединена с источником вакуума. 6. Станция по п. 5, отличающаяся тем, что источником вакуума является отсасывающий насос. 7. Станция по п.4, отличающаяся тем, что средство, вызывающее турбулентное движение, представляет собой отверстие в подающем коллекторе, причем это отверстие расположено выше уровня отходов, подлежащих аэрации, при этом отходы заполняют резервуар для отходов, подлежащих обработке, или камеру, выделенную в этом резервуаре. 8. Станция по п. 6, отличающаяся тем, что отсасывающий насос принудительного действия размещен в подающем коллекторе. 9. Станция по п. 6, отличающаяся тем, что отсасывающий насос принудительного действия размещен в выпускном коллекторе.