УСТАНОВКА ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 2011 года по МПК C02F3/04 B01D21/06 

Изобретение относится к области очистки сточных вод, в частности биологической очистки, и может быть применено для очистки бытовых и производственных сточных вод от органических и взвешенных веществ, азота, фосфора и других примесей.

Известна конструкция биофильтра с плоскостной загрузкой и реактивным оросителем. Биофильтр состоит из емкости, в которой размещена 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 (Яковлев С.В. и др. «Биологические фильтры». М.: Стройиздат, 1982, с.88-89). Недостатком этой конструкции является выпадение в осадок взвешенных в сточных водах загрязненных частиц.

Известна наиболее близкая к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и выбранная в качестве прототипа установка для биологической очистки сточных вод. Известная установка содержит два биофильтра с плоскостной загрузкой; системы подачи и выведения очищаемых вод; систему орошения; сборник очищенной воды, емкость для сбора осадка; циркуляционный насос, связанный с системой орошения. Каждый биофильтр снабжен расположенной в днищевой части корпуса осадительной емкостью, внутри которой с возможностью вращения вокруг вертикальной оси закреплено заборное устройство, обеспечивающее вывод из осадительной емкости осадка вместе с очищаемой жидкостью. Заборное устройство выполнено в виде укрепленных на полых ступицах радиальных труб с тангенциально наклонными к днищу патрубками. Осадительные емкости соединены посредством циркуляционных насосов с входами заборных устройств. Оросители выполнены реактивными. Биофильтр соединен с отстойником посредством циркуляционных насосов и переточных труб, присоединенных к напорным линиям. Установка содержит отстойник, в который подаются очищенные стоки из биофильтра. В нижней части отстойника имеется люк для выгрузки осадка в емкость для сбора осадка. Из отстойника очищенная вода с помощью насоса через фильтры тонкой очистки поступает потребителям. Установка содержит реактивные оросители, укрепленные на одних валах с водозаборными устройствами. Установка может дополнительно содержать не менее одного биофильтра, установленного параллельно или последовательно с основным биофильтром. Установка также может дополнительно содержать устройства финишной очистки, установленные, предпочтительно, на выходе из сборника очищенной воды (патент РФ №2074121 изобретение «Установка для очистки сточных вод и осадка от нефтепродуктов», опубл. 27.02.1997 г., МПК 6 C02F 1/40, C02F 3/04). Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность по захвату осевших частиц из осадительных емкостей, и, следовательно, недостаточная их очистка. Кроме того, для удалений осадка из установки требуется многократное разбавление его водой.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание высококачественного оборудования, обеспечивающего эффективный процесс очистки взвешенных веществ.

Технический результат, достигаемый при осуществлении заявляемого изобретения, заключается в повышении эффективности удаления осадка и степени очистки, снижении стоимости очистки.

Указанный технический результат достигается тем, что установка для биологической очистки сточных вод содержит, по меньшей мере, один биофильтр с плоскостной загрузкой; системы подачи и выведения очищаемых вод; систему орошения; сборник очищенной воды; емкость для сбора осадка; циркуляционный насос, связанный с системой орошения. Биофильтр снабжен расположенной в днищевой части корпуса осадительной емкостью, внутри которой с возможностью вращения вокруг вертикальной оси закреплено заборное устройство, обеспечивающее вывод осадка. При этом циркуляционный насос связан со сборником очищенной воды, осадительная емкость дополнительно содержит средство отвода жидкой фазы очищаемых вод в сборник очищенной воды, а заборное устройство связано с емкостью для сбора осадка и включает патрубок, жестко установленный в центре осадительной емкости с зазором относительно днища, и скребковый механизм, обеспечивающий отвод твердой фазы очищаемых вод из осадительной емкости, и содержащий скребок и привод с цевочным механизмом вращения, обеспечивающим вращение скребка вокруг патрубка.

Предпочтительно также, чтобы заборное устройство было связано с емкостью для сбора осадка посредством трубопровода, соединенного с патрубком, а скребок имел в плане форму логарифмической спирали, был выполнен из полосы листового металла и размещен на стяжках цевочного колеса между патрубком и периферийными стенками осадительной емкости.

Предпочтительно также, чтобы скребок был снабжен упругим элементом, прикрепленным к его нижней кромке и обеспечивающим бесщелевой контакт с днищевой поверхностью осадительной емкости.

Предпочтительно также, чтобы система орошения была выполнена вращающейся, снабжена приводом с цевочным механизмом вращения и содержала сплинкеры, расположенные в шахматном порядке на стяжках цевочного колеса.

В отдельных случаях выполнения биофильтр может дополнительно содержать системы подачи и вывода воздуха.

Предпочтительно, чтобы корпус биофильтра был выполнен цилиндрическим.

В отдельных случаях выполнения установка для биологической очистки сточных вод может дополнительно содержать не менее одного биофильтра, установленного параллельно или последовательно с основным биофильтром.

В некоторых случаях выполнения установка для биологической очистки сточных вод может дополнительно содержать устройства предварительной и/или финишной очистки.

Сопоставительный анализ заявляемого изобретения с прототипом показал, что во всех случаях выполнения оно отличается от известного, наиболее близкого технического решения:

- выполнением циркуляционного насоса связанным со сборником очищенной воды;

- наличием средства отвода жидкой фазы очищаемых вод из осадительной емкости в сборник очищенной воды;

- выполнением заборного устройства связанным с емкостью для сбора осадка и содержащим патрубок, жестко установленный в центре осадительной емкости с зазором относительно днища, и скребковый механизм, обеспечивающий отвод твердой фазы очищаемых вод из осадительной емкости, и содержащий скребок и привод с цевочным механизмом вращения, обеспечивающим вращение скребка вокруг патрубка.

В отдельных случаях выполнения заявляемое изобретение отличается от известного указанного выше технического решения, наиболее близкого к нему:

- выполнением заборного устройства связанным с емкостью для сбора осадка посредством трубопровода, соединенного с патрубком;

- выполнением скребка из полосы листового металла, имеющим в плане форму логарифмической спирали;

- размещением скребка на стяжках цевочного колеса между патрубком и периферийными стенками осадительной емкости;

- наличием упругого элемента, прикрепленного к нижней кромке скребка, и обеспечивающего бесщелевой контакт скребка с днищевой поверхностью осадительной емкости;

- наличием в системе орошения привода с цевочным механизмом вращения и сплинкеров, расположенных в шахматном порядке на стяжках цевочного колеса;

- наличием в биофильтре системы подачи и вывода воздуха;

- цилиндрическим выполнением корпуса биофильтра.

Выполнение циркуляционного насоса связанным со сборником очищенной воды; наличие в осадительной емкости средства отвода жидкой фазы очищаемых вод в сборник очищенной воды, а также выполнение заборного устройства связанным с емкостью для сбора осадка и содержащим скребковый механизм, обеспечивающий отвод твердой фазы очищаемых вод из осадительной емкости, повышает степень захвата осевших частиц и увеличивает эффективность очистки по взвешенным частицам, что позволяет исключить первичный отстойник из технологической схемы очистки и значительно снизить нагрузку по взвешенным веществам на вторичный отстойник. Исключение первичного отстойника из технологической схемы очистки, в свою очередь, обеспечивает сокращение габаритных размеров установки и общую ее стоимость. Выполнение циркуляционного насоса связанным со сборником очищенной воды обеспечивает подачу очищенной воды на систему орошения и многократную рециркуляцию очищаемых вод через биофильтр, что повышает степень очистки.

Выполнение заборного устройства связанным с емкостью для сбора осадка посредством трубопровода, соединенного с патрубком, жестко закрепленным в центре осадительной емкости с зазором относительно днища, а скребкового механизма - включающим скребок и привод с цевочным механизмом вращения, обеспечивающим вращение скребка вокруг патрубка, а также выполнение скребка из полосы листового металла, имеющим в плане форму логарифмической спирали, и размещением его на стяжках цевочного колеса между патрубком в центре осадительной емкости и ее периферийными стенками, позволяет перемещать осадок от периферии осадительной емкости к центру с одновременным его уплотнением, обеспечивая эффективный вывод твердого осадка из установки. Наличие прикрепленного к нижней кромке скребка упругого элемента, обеспечивающего бесщелевой его контакт с днищевой поверхностью осадительной емкости, снижает коэффициент трения и улучшает отвод твердой фазы очищаемых вод из биофильтра.

Наличие системы подачи и вывода воздуха обеспечивает аэрацию потока очищаемой жидкости.

Предлагаемая установка для биологической очистки сточных вод иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1, 2, 3.

На фиг.1 представлен схемный чертеж установки для биологической очистки сточных вод, разрез.

На фиг.2 представлен разрез А-А на фиг.1.

На фиг.3 представлен разрез Б-Б на фиг.2.

Установка для биологической очистки сточных вод содержит, по меньшей мере, один биофильтр 1 с плоскостной загрузкой 2; системы подачи 3 и выведения 4 очищаемых вод; систему орошения 5; сборник очищенной воды 6; емкость для сбора осадка (на чертеже не показана); циркуляционный насос 7, связанный со сборником очищенной воды 6 и системой орошения 5. Под плоскостной загрузкой 3 расположена дренажная решетка 8. В днищевой части корпуса биофильтра 1 расположена осадительная емкость 9, содержащая средство 10 отвода жидкой фазы очищаемых вод в сборник очищенной воды 6. Внутри осадительной емкости 9 закреплено заборное устройство 11, включающее патрубок 12, жестко установленный в центре осадительной емкости 9 с зазором относительно днища, и скребковый механизм, содержащий скребок 13 и привод 14 с цевочным механизмом вращения, обеспечивающим вращение скребка 13 вокруг патрубка 12. Заборное устройство 11 связано с емкостью для сбора осадка посредством трубопровода 15, соединенного с патрубком 12. Скребок 13 выполнен из полосы листового металла, имеет в плане форму логарифмической спирали и размещен на стяжках 16 цевочного колеса 17 между патрубком 12 и периферийными стенками осадительной емкости 9. Скребок 13 может быть снабжен упругим элементом 18, прикрепленным к его нижней кромке. В качестве упругого элемента 18 может быть использована, например, полоса из вулканизированной резины. Система орошения 5 может быть выполнена вращающейся, снабжена приводом 19 с цевочным механизмом вращения и содержать сплинкеры 20, расположенные в шахматном порядке на стяжках (на чертеже не показаны) цевочного колеса привода 19. Биофильтр 1 может содержать системы подачи 21 и вывода 22 воздуха. Предпочтительно цилиндрическое выполнение корпуса биофильтра 1. Установка для биологической очистки сточных вод может содержать не менее одного дополнительного биофильтра (на чертеже не показаны), установленного параллельно или последовательно с основным биофильтром. Установка для биологической очистки сточных вод может дополнительно содержать устройства предварительной и/или финишной очистки (на чертеже не показаны).

Работа устройства осуществляется следующим образом. В биофильтр 1 через систему 3 посредством насоса подают сточные воды, содержащие взвешенные частицы. После прохождения плоскостной загрузки 2 очищенные воды попадают в осадительную емкость 9. Осадительная емкость 9 имеет высоту, достаточную для эффективного разделения твердой и жидкой фаз очищаемых вод. Взвешенные частицы под действием силы тяжести опускаются на днище осадительной емкости 9. Жидкая фаза отводится из осадительной емкости посредством средства отвода 10, например штуцера и трубопровода. Привод 14 с цевочным механизмом вращения обеспечивает вращение скребка 13, который, перемещаясь по поверхности осадка взвешенных частиц, разрыхляет осадок и захватывает частицы, направляя их в патрубок 12 через зазор между днищем осадительной емкости 9. Выполнение скребка 13 из полосы металлического листа имеющим в плане форму логарифмической спирали позволяет перемещать осадок от периферии осадительной емкости 9 к расположенному в центре емкости патрубку 12, с одновременным его уплотнением осадка. Снабженная приводом 19 система орошения 5 с расположенными в шахматном порядке сплинкерами 20 обеспечивает равномерное распределение сточных вод по поверхности плоскостной загрузки 2. В качестве плоскостной загрузки 2 могут использоваться тонкослойные модули из пластика марки ABS.

Изобретение относится к области очистки сточных вод, в частности биологической очистки, и может быть применено для очистки бытовых и производственных сточных вод от органических и взвешенных веществ, азота, фосфора и других примесей. Установка содержит биофильтр с плоскостной загрузкой, системы подачи и выведения очищаемых вод, систему орошения, сборник очищенной воды, емкость для сбора осадка и циркуляционный насос, связанный с системой орошения. Биофильтр снабжен осадительной емкостью, внутри которой с возможностью вращения вокруг вертикальной оси закреплено заборное устройство, обеспечивающее вывод осадка. При этом циркуляционный насос связан со сборником очищенной воды. Осадительная емкость содержит средство отвода жидкой фазы очищаемых вод в сборник очищенной воды, а заборное устройство связано с емкостью для сбора осадка и включает скребковый механизм, обеспечивающий отвод твердой фазы очищаемых вод из осадительной емкости. Заборное устройство включает патрубок, жестко установленный в центре осадительной емкости с зазором относительно днища, а скребковый механизм содержит скребок и привод с цевочным механизмом вращения, обеспечивающим вращение скребка вокруг патрубка. Изобретение обеспечивает повышение эффективности удаления осадка и степени очистки, снижение стоимости очистки. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Установка для биологической очистки сточных вод, содержащая, по меньшей мере, один биофильтр с плоскостной загрузкой; системы подачи и выведения очищаемых вод; систему орошения; сборник очищенной воды; емкость для сбора осадка; циркуляционный насос, связанный с системой орошения; при этом биофильтр снабжен расположенной в днищевой части корпуса осадительной емкостью, внутри которой с возможностью вращения вокруг вертикальной оси закреплено заборное устройство, обеспечивающее вывод осадка, отличающаяся тем, что циркуляционный насос связан со сборником очищенной воды; осадительная емкость дополнительно содержит средство отвода жидкой фазы очищаемых вод в сборник очищенной воды, а заборное устройство связано с емкостью для сбора осадка и включает: патрубок, жестко установленный в центре осадительной емкости с зазором относительно днища, и скребковый механизм обеспечивающий отвод твердой фазы очищаемых вод из осадительной емкости, и содержащий скребок и привод с цевочным механизмом вращения, обеспечивающим вращение скребка вокруг патрубка.

2. Установка для биологической очистки сточных вод по п.1, отличающаяся тем, что заборное устройство связано с емкостью для сбора осадка посредством трубопровода, соединенного с патрубком, а скребок имеет в плане форму логарифмической спирали, выполнен из полосы листового металла и размещен на стяжках цевочного колеса между патрубком и периферийными стенками осадительной емкости.

3. Установка для биологической очистки сточных вод по п.1, отличающаяся тем, что содержит скребок, снабженный упругим элементом, прикрепленным к его нижней кромке и обеспечивающим бесщелевой контакт с днищевой поверхностью осадительной емкости.

4. Установка для биологической очистки сточных вод по п.1, отличающаяся тем, что система орошения выполнена вращающейся, снабжена приводом с цевочным механизмом вращения и содержит сплинкеры, расположенные в шахматном порядке на стяжках цевочного колеса.

5. Установка для биологической очистки сточных вод по п.1, отличающаяся тем, что биофильтр дополнительно содержит системы подачи и вывода воздуха.

6. Установка для биологической очистки сточных вод по п.1, отличающаяся тем, что корпус биофильтра выполнен цилиндрическим.

7. Установка для биологической очистки сточных вод по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит не менее одного биофильтра, установленного параллельно или последовательно с основным биофильтром.

8. Установка для биологической очистки сточных вод по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что дополнительно содержит устройства предварительной и/или финишной очистки.