УСТАНОВКА ОЧИСТКИ ЛИВНЕВЫХ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 2006 года по МПК C02F1/40 

Изобретение относится к технике очистки сточных вод и может быть использовано в установках очистки ливневых (дождевых) сточных вод.

Известна установка очистки ливневых сточных вод, содержащая приемный аккумулирующий резервуар, очистные сооружения, включающие пескосборные бункеры, первую ступень блока отделения взвешенных частиц и нефтепродуктов, выполненную в виде тонкослойного модуля из пучка труб, изготовленных из материала, обладающего высоким коэффициентом коалесценции, и вторую ступень блока отделения взвешенных частиц и нефтепродуктов, выполненную в виде емкости, заполненной свободно плавающими гранулами материала, обладающего высоким коэффициентом коалесценции (патент РФ №2158233, кл. С 02 F 1/40, 1999 г.).

Недостатками известной установки очистки ливневых сточных вод являются недостаточно высокая эффективность и надежность работы. В известной установке пескосборный бункер находится в нижней части приемного аккумулирующего резервуара и имеет незначительный объем для накопления песка. Вход воды на очистку в трубы первой ступени (в тонкослойный отстойник) осуществляется снизу непосредственно с объема пескосборного бункера. Заполнение песком пескосборного бункера осуществляется за сезон 10-20 раз, что увеличивает трудозатраты. При заполнении пескосборного бункера песком трубы начнут, в течение какого-то времени, этим песком перекрываться и забиваться. То есть количество труб, работающих на задержание, песка будет становиться все меньше и меньше, а в остающихся работающих трубах скорость будет возрастать и возрастать пока не закупорятся все трубы. Количество труб тонкослойного отстойника выбрано таким образом, чтобы при прохождении через все трубы вода имела скорость, при которой, например, частички песка размером 0,05 мм и более успели осесть на нижние части труб и потом они сползут в пескосборный бункер, а частички размером менее 0,05 мм могут пройти через трубы с водой далее. При возрастании скорости воды в трубе начинают выноситься с водой все более и более крупные частицы, что приводит к снижению эффективности работы установки. Если вовремя не удалить из бункера песок, то трубы все забьются и установка перестанет работать.

Техническим результатом является повышение надежности и эффективности работы установки, а также упрощение и повышение технологичности ее конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в установке очистки ливневых сточных вод, содержащей приемный аккумулирующий резервуар, выполненный в виде горизонтально размещенного цилиндра, в котором установлены очистные сооружения, включающие пескосборные бункеры, первую ступень блока отделения взвешенных частиц и нефтепродуктов, выполненную в виде тонкослойного модуля из пучка труб, изготовленных из материала, обладающего высоким коэффициентом коалесценции, и вторую ступень блока отделения взвешенных частиц и нефтепродуктов, выполненную в виде емкости, заполненной свободно плавающими гранулами материала, обладающего высоким коэффициентом коалесценции, пескосборные бункеры, первая и вторая ступени блока отделения взвешенных частиц и нефтепродуктов расположены в вертикальном цилиндрическом корпусе, верхняя часть которого разделена цилиндрической перегородкой на две части, причем первая ступень блока размещена в цилиндрическом кольцевом пространстве, вторая ступень блока размещена во внутреннем цилиндрическом пространстве, а в нижней части корпуса под каждой ступенью размещены пескосборные бункеры, установка снабжена патрубком подачи ливневых вод, который снабжен вертикально установленным впускным трубопроводом, с диаметром, большим, чем диаметр патрубка.

Пескосборный бункер первой ступени блока отделения взвешенных частиц и нефтепродуктов оснащен дренажным патрубком, а пескосборный бункер второй ступени блока отделения взвешенных частиц и нефтепродуктов оснащен поплавковым выпускным патрубком.

Установка очистки ливневых сточных вод представлена на чертеже. Она включает приемный аккумулирующий резервуар 1, выполненный в виде горизонтально размещенной цилиндрической емкости, очистные сооружения, включающие пескосборные бункеры 2 и 3, первую ступень 4 блока отделения взвешенных частиц и нефтепродуктов. Первая ступень 4 выполнена в виде двух вертикально размещенных один в другом цилиндров. Между цилиндрами размещены плотно установленные друг к другу полиэтиленовые трубы, причем все трубы размещены под углом 60° к горизонту. Вторая ступень очистки 5. Ступени 4 и 5 размещены в корпусе 6, выполненного в виде цилиндра из листового металла, к низу которого приварено конусное днище, внутренний объем которого является пескосборным бункером 2. Цилиндр с меньшим диаметром также снабжен конусным днищем, между конусом и цилиндром устанавливается сетка из нержавеющей стали, внутренний объем конусного днища является пескосборным бункером 3. Внутрь цилиндра меньшего диаметра засыпан полиэтилен в гранулах - это вторая ступень 5 блока отделения взвешенных частиц и нефтепродуктов, и она выполнена в виде емкости, заполненной свободно плавающими гранулами материала, обладающего высоким коэффициентом коалесценции.

Пескосборные бункеры 2 и 3, первая и вторая ступени 4 и 5 блока отделения взвешенных частиц и нефтепродуктов расположены в вертикальном цилиндрическом корпусе 6, цилиндрическая часть которого разделена цилиндрической перегородкой 7 на две части, причем первая ступень блока размещена в цилиндрическом кольцевом пространстве, вторая ступень блока размещена во внутреннем цилиндрическом пространстве, а в нижней части корпуса 6 под каждой ступенью размещены пескосборные бункеры 2 и 3.

В установке очистки ливневых сточных очистные сооружения расположены внутри приемного аккумулирующего резервуара 1, выполненного в виде цилиндра и размещенного горизонтально. Пескосборный бункер 2 первой ступени 4 блока отделения взвешенных частиц и нефтепродуктов оснащен дренажным патрубком 8, а пескосборный бункер 3 второй ступени 5 блока отделения взвешенных частиц и нефтепродуктов оснащен поплавковым выпускным патрубком 9.

В установке очистки ливневых сточных вод приемный аккумулирующий резервуар 1 дополнительно является первичным отстойником, нефтеловушкой и накопителем уловленных шламов.

Внутри приемного аккумулирующего резервуара 1 дополнительно установлен блок 10 третьей ступени сорбционной очистки воды, в качестве сорбентов могут быть использованы цеолит, шунгит, активный уголь и многие другие, погружной насос 11 с управляющим поплавковым выключателем и емкость 12 для сбора уловленных нефтепродуктов. Резервуар 1 оснащен трубопроводом 13 отвода чистой воды и смотровыми люками 14 и 15, а в верхней части вертикального цилиндрического корпуса 6 имеется промежуточная камера 16. Патрубок 17 для подачи нефтепродуктов в емкость 12 патрубок 18 выгрузки нефтепродуктов из емкости 12 и патрубок 19 подвода сжатого воздуха в емкость 12 для выдавливания из нее собранных нефтепродуктов. Кроме того, резервуар имеет патрубок 20 подвода ливнестоков и впускной трубопровод 21, причем диаметр впускного трубопровода 21 значительно больше диаметра впускного патрубка 20. Соотношение диаметров впускного патрубка и впускного трубопровода составляет 1:(1,5-2,5).

Резервуар 1 может во время дождя наполниться за 20 минут, а очистка поступившей в него воды будет идти 36-48 часов или, если дождь не будет прекращаться, то как угодно долго. Разнесены, в первую очередь точки подвода воды в резервуар 1 и точка забора воды насосом 11 на очистку. При длине резервуара 1, например, 10 м, пока вода дойдет до насоса 12, то 98-99% песка осядет на дно резервуара 1 и через блоки очистки меньше пройдет песка, что увеличит срок службы блоков очистки и, кроме того, без снижения надежности работы блоков очистки объемы пескосборных бункеров 2 и 3 могут быть весьма незначительными. То есть резервуар 1 является одновременно отстойником и накопителем песка и нефтепродуктов. Пока вода дойдет до насоса 11, то 98-99% песка осядет на дно, а нефтепродуктов всплывет в пленку на поверхности воды. Очистные блоки расположены поближе к насосу из расчета, что в этом месте соберется за год меньше песка, чем в начале резервуара в месте подвода грязной воды.

Выталкивание нефтепродуктов из резервуара 1 в емкость 12 осуществляется через патрубок 17 периодически и только при ливневом дожде, когда резервуар полностью наполняется водой. В этот момент уровень воды будет, например, находиться на уровне верхней точки объема резервуара 1 (трубопровода 13), при этом уровень нефтепродуктов в патрубке 17 будет находиться на уровне разворота патрубка 17 на 180° вниз и, следовательно, нефтепродукты будут сливаться из патрубка 17 в емкость 12. Резервуар 1 оснащен трубопроводом 13 отвода чистой воды и смотровыми люками 14 и 15, а в верхней части вертикального цилиндрического корпуса 6 имеется промежуточная камера 16.

Дождевые сточные воды поступают через входной патрубок в резервуар 1, где происходит их предварительное отстаивание, шлам оседает, а частицы нефтепродуктов всплывают на поверхность, образуя плавающую пленку. Для максимального уменьшения зоны "взбалтывания" установлен впускной трубопровод 21. Эта зона в предложенной конструкции может быть в радиусе максимум 2-3 м и то только при начальной стадии заполнения резервуара 1, а минимальная длина его 10 м. Кроме того, в процессе работы в резервуаре будет оставаться слой воды высотой 0,5-0,7 м. Насос 11 при этом уровне выключается, а включается при уровне 1-1,2 м). После заполнения резервуара 1, в основном через 20 минут после начала ливня или дождя, продолжающие поступать дождевые сточные воды через трубопровод 13 отводятся как условно чистые в выпуск, предусмотренный проектом. При заполнении резервуара 1 водой продолжающие поступать воды из патрубка 20 поднимаются в смотровой люк 14, но не выше трубопровода 13, так как вода будет через него уходить. Поскольку согласно СНиПу именно через 20 минут дождевые воды уже не несут с собой грязь.

При повышении уровня дождевых сточных вод в резервуаре 1 выше определенного уровня управляющий поплавок включает насос 11, заполнение емкости 1 зависит от интенсивности дождя. Уровни воды в резервуаре 1, при которых насос 11 включается или выключается, устанавливается конструктивно. Сточные воды от насоса 11 подаются через рабочий напорный трубопровод в пескосборный бункер 2. Данная установка периодического действия. Когда насос 11 останавливается, происходит опорожнение всех блоков очистки. Это необходимо для их регенерации (промывки, очистки) обратным потоком чистой воды. Объем этой воды по сравнению с объемом резервуара 1 весьма незначительный. После завершения процесса регенерации (слива воды) емкость остается пустой. Насос 11 может быть любой производительности (2-5 м³/ч). На очистку подается расход, равный 1/36-1/48 рабочего объема резервуара 1, т.е., если рабочий объем резервуара 1 составляет, например, 48 м³, то на очистку подается 1 м³/ч. Остальной расход идет на рециркуляцию. Сечение патрубка 8 для требуемого разделения расходов выставляет для каждого конкретного случая завод-изготовитель данной установки. Основной рабочий расход воды поступает в первую ступень 4 блока отделения взвешенных частиц и нефтепродуктов. Уловленные в тонкослойном модуле взвешенные вещества оседают в пескосборный бункер 2 и через сливной патрубок 8 вместе с рециркулирующим потоком сливаются обратно в резервуар 1, откуда часть воды возвращается (рециркулирует) в резервуар 1 через патрубок 8, при этом вместе с рециркуляционным потоком в резервуар 1 смывается и песок, сползающий из труб первичного тонкослойного отстойника 4. Очищенная в первой ступени вода назад в бункер 2 не возвращается в процессе очистки. Проходя через тонкослойный модуль первой ступени 4 блока, частички нефтепродуктов всплывают и накапливаются в виде пленки на внутренних поверхностях труб, по которым (за счет разности удельных весов воды и нефтепродуктов) передвигаются вверх, далее отрываются от пленки в виде более крупных капель и уносятся основным потоком в промежуточную камеру 16, где накапливаются в верхней части в виде плавающей пленки. Объем промежуточной камеры 16, достаточный для разворота потока воды из первой ступени во вторую с минимальной скоростью, при которой капли нефтепродуктов будут двигаться (всплывать) только вверх. Объем камеры 16 является одним из элементов корпуса 6 и находится внутри его, а сам корпус 6 находится внутри объема резервуара 1. Накопившаяся в промежуточной камере пленка нефтепродуктов сольется только при регенерации через первую ступень 4, пескосборный бункер 2 и патрубок 8 в объем резервуара 1, где и будет находиться до следующего дождя.

Сточные воды из первой ступени 4 через промежуточную камеру 16 поступают во вторую ступень 5 блока отделения взвешенных частиц и нефтепродуктов, при прохождении через которую осуществляется последующая их очистка. Более мелкие частицы нефтепродуктов, не уловленные в первой ступени, при прохождении между плавающими гранулами, прикасаются к ним и переходят в виде пленки на их поверхность. По мере увеличения толщины пленки нефтепродукты переходят (за счет разности удельных весов воды и нефтепродуктов) в пленку вышерасположенных гранул и, в конечном итоге, всплывают в виде крупных капель в плавающую пленку камеры 16. Одновременно с укрупнением мелкодисперсных капель нефтепродуктов происходит (с помощью тех же нефтепродуктов) укрупнение мелких фракций взвешенных веществ, которые оседают в пескосборный бункер 3. В момент начала регенерации уровень воды в резервуаре 1 ниже, чем низ патрубка 8 (на нем нет запорной арматуры и он всегда открыт). После выключения насоса 11 вода из ступеней очистки начинает (обратным ходом) выливаться через патрубок 8 в объем резервуара 1. Сначала сольется вода с третьей ступени, потом с первой (из-за наличия камеры 16 после опорожнения третьей ступени в камере 16 водяной поток разорвется и далее будет опорожняться первая ступень, а вторая будет стоять наполненной до тех пор, пока не опорожнится пескосборный бункер 2. Когда уйдет последняя вода из объема пескосборного бункера 2 под весом поплавка откроется патрубок 9, через который опорожнится вторая ступень 5 и бункер 3. При последующем включении насоса 11 в первую очередь водой заполнится объем пескосборного бункера 2, поплавок всплывет и перекроет патрубок 9.

Окончательная глубокая очистка воды осуществляется в сорбционном фильтре 10 третьей ступени очистки. Вода на очистку на сорбционном фильтре поступает с нижней части второй ступени очистки 5. Откуда очищенная вода через отводящий патрубок 23 отводится в трубопровод 13.

При понижении уровня сточных вод в резервуаре 1 ниже определенного уровня управляющий поплавок выключает насос 11. После окончания ливня установка работает еще 36-48 часов и после завершения работы автоматически происходит регенерация (слив, очистка, прочистка), а песок в резервуаре 1 оседает на дно с начала ливня и в конце его и целую неделю после окончания работы установки. Частички, например, размером 0,00001 мкм осядут в слое воды толщиной 0,5 м за одну неделю. После выключения насоса 11 весь объем воды, находящийся внутри блоков очистных сооружений, выпускается "обратным ходом" через дренажный патрубок 8 пескосборного бункера 2 и поплавковый выпускной патрубок 9 в объем резервуара 1. При этом осуществляется регенерация и промывка всех ступеней очистки, удаляется уловленный шлам из пескосборного бункера 3 и уловленные нефтепродукты из промежуточной камеры 16. При последующем повышении уровня сточных вод в резервуаре 1, включении насоса 11 и заполнении пескосборного бункера 2 водой поплавковый клапан выпускного патрубка 9 пескосборного бункера 3 закрывается.

В момент полного заполнения резервуара 1 сточными дождевыми водами плавающая пленка нефтепродуктов концентрируется в наивысшей точке внутреннего объема, занимая при этом наименьшую площадь и имея наибольшую толщину, что обеспечивает выталкивание ее в емкость 12 для сбора уловленных нефтепродуктов.

Размещение первой 4 и второй 5 ступеней очистки совместно с пескосборными бункерами 2, 3 и промежуточной камеры 16 предложенным образом в одном вертикальном цилиндрическом корпусе 6 упрощает конструкцию блока и повышает технологичность его конструкции.

Размещение очистных сооружений внутри приемного аккумулирующего резервуара 1 повышает надежность и эффективность работы установки вследствие того, что наиболее крупные частицы взвешенных веществ и нефтепродуктов (в весовом отношении от общего количества загрязняющих веществ это составляет 80-90%) уже задерживаются в резервуаре 1, а это положительно отражается вышеуказанным образом на работе последующих ступеней очистки сточных вод.

Оснащение пескосборных бункеров 2 и 3 дренажным 8 (постоянно открытым) и поплавковым выпускным 9 патрубками исключает их переполнение уловленными взвешенными веществами, что упрощает конструкцию блока и повышает надежность ее работы.

Таким образом, предложенные технические решения в полной мере обеспечивают максимально эффективное решение технической задачи.

Изобретение относится к установкам для очистки ливневых сточных вод. Установка содержит приемный аккумулирующий резервуар, выполненный в виде горизонтально размещенного цилиндра, в котором установлены очистные сооружения, включающие пескосборные бункеры, первую ступень блока отделения взвешенных частиц и нефтепродуктов, выполненную в виде тонкослойного модуля из пучка труб, изготовленных из материала, обладающего высоким коэффициентом коалесценции, и вторую ступень блока отделения взвешенных частиц и нефтепродуктов, выполненную в виде емкости, заполненной свободно плавающими гранулами материала, обладающего высоким коэффициентом коалесценции. Ступени блока отделения взвешенных частиц и нефтепродуктов расположены в вертикальном цилиндрическом корпусе. Первая ступень размещена в цилиндрическом кольцевом пространстве, вторая ступень размещена во внутреннем цилиндрическом пространстве. В нижней части корпуса под каждой ступенью размещены пескосборные бункеры. Установка снабжена патрубком подачи ливневых вод с вертикальным впускным трубопроводом с диаметром, большим, чем диаметр патрубка. Технический результат состоит в повышении надежности и эффективности установки. 1 ил.

Установка очистки ливневых сточных вод, включающая приемный аккумулирующий резервуар, выполненный в виде горизонтально размещенного цилиндра, в котором установлены очистные сооружения, включающие пескосборные бункеры, первую ступень блока отделения взвешенных частиц и нефтепродуктов, выполненную в виде тонкослойного модуля из пучка труб, изготовленных из материала, обладающего высоким коэффициентом коалесценции, и вторую ступень блока отделения взвешенных частиц и нефтепродуктов, выполненную в виде емкости, заполненной свободно плавающими гранулами материала, обладающего высоким коэффициентом коалесценции, первая и вторая ступени блока отделения взвешенных частиц и нефтепродуктов расположены в вертикальном цилиндрическом корпусе в виде двух цилиндров, установленных один в другом, причем первая ступень блока размещена в цилиндрическом кольцевом пространстве, вторая ступень блока размещена во внутреннем цилиндрическом пространстве, а в нижней части корпуса под каждой ступенью размещены пескосборные бункеры, установка снабжена патрубком подачи ливневых вод, который снабжен вертикально установленным впускным трубопроводом диаметром, большим, чем диаметр патрубка.