Блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод Российский патент 2020 года по МПК C02F1/00 C02F9/00 E03F5/14 

Заявленное изобретение относится к сооружениям для сбора, аккумулирования, осветления, отстаивания, нефтеотделения, фильтрования и других технологических операций при очистке ливневых, бытовых и промышленных сточных вод. Заявленное изобретение может быть использовано в коммунальном хозяйстве городов и промышленных предприятий.

Аналогом заявленного технического решения является песколовка, содержащая емкость, в которой сточная жидкость движется со скоростью 0,1-0,3 м/с в зависимости от размеров и плотности осаждаемых частиц. Емкость имеет железобетонный корпус, заглубленный в землю и выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда, имеющего горизонтальное основание, армированное металлическим перфорированным листом, две вертикальные стенки и две торцевые. Сверху корпуса смонтирована крышка с отверстием и люком для удаления отстоя, которая соединена со съемной плитой перекрытия песколовки с отверстиями для ливневых стоков. На основании смонтирован вибролоток, установленный на амортизирующем коврике, который служит для более эффективного удаления отстоя при промывке песколовки. В вертикальной стенке выполнен трубопровод для подачи сточных вод, а в противоположной ей вертикальной стенке выполнен трубопровод для выпуска сточных вод в канализацию с карманом для выпуска. Технический результат состоит в повышении надежности работы песколовки (патент на изобретение РФ № 2437702, дата публикации: 27.12.2011 г.).

Основным недостатком аналога является низкая коррозионная стойкость железобетонного корпуса, что в свою очередь ограничивает срок службы сооружения и увеличивает эксплуатационные затраты. Прямоугольное исполнение песколовки характеризуется наличием застойных зон в углах сооружения, что снижает качество очистки, способствует выпадению осадка в застойных зонах и приводит к вторичному загрязнению воды продуктами анаэробного разложения органических компонентов осадка.

Предложенное к патентованию изобретение изготовлено из коррозион-ностойкого материала, обеспечивающего срок эксплуатации установки более 50 лет. Данная установка укомплектована устройством транспортирования осадка в бункер с коническими стенками, что обеспечивает регулярное удаление осадка из объема сооружения.

Другим аналогом, выбранного в качестве прототипа, является отстойник-аккумулятор, содержащий резервуар, снабженный патрубками ввода очищаемых стоков и отвода осветленной жидкости, размещенными в верхней части резервуара, устройством для удаления осадка, размещенным в его нижней части, отличающийся тем, что на пути ввода очищаемых стоков размещена водобойная перегородка, в нижней части резервуара помещен насос для откачки осветленной жидкости, а в качестве устройства для удаления осадка используют перфорированный трубопровод, сообщенный со средством для удаления осадка, при этом между перфорированным трубопроводом и насосом для откачки осветленной жидкости размещена ограничивающая перегородка (патент на полезную модель РФ № 7115, дата публикации: 16.07.1998 г.).

Основным недостатком прототипа является низкая эффективность очистки из-за проскока загрязнений в следствии отсутствия устройства для сбора нефтепродуктов. Конструктивно отстойник-аккумулятор выполнен в цельном корпусе, что ограничивает возможность изготовления в промышленных условиях и транспортировку на площадку строительства сооружения больших габаритов.

Предложенное к патентованию изобретение состоит из отдельных разборных унифицированных горизонтальных, наклонных и вертикальных конструктивных блоков из коррозионностойкого материала, соединенных между собой герметичными соединительными элементами, что позволяет произвести сооружение полной заводской готовности укомплектованное необходимым техническим оборудованием, например устройством для сбора нефтепродуктов, устройством транспортирования осадка и т. д., в виде широкой группы технологических сооружений для первичной очистки сточных вод, в том числе больших размеров.

Задачей заявленного изобретения является устранение недостатков аналога и прототипа, а техническим результатом является повышение качества изготовления, сокращение сроков строительства, повышение эффективности работы и упрощение эксплуатации сооружений первичной очистки сточных вод. Благодаря блочно-модульному исполнению установки обеспечивается возможность изготовления и транспортировки сооружений больших размеров всеми видами транспорта. Днище резервуаров изготавливается с уклоном в сторону бункера с коническими стенками для сбора и удаления осадка, что исключает образование застойных зон и обеспечивает защиту от вторичного загрязнения воды продуктами анаэробного разложения органических компонентов осадка. Сооружения комплектуются в заводских условиях насосным оборудованием, устройствами для сбора выпавшего осадка и всплывших веществ. Гидравлический режим в объеме сооружений формируется благодаря системе патрубков, полупогружных перегородок, водосливных стенок и распределительных устройств. Таким образом поддерживается необходимый режим движения жидкости с характерными для каждого сооружения скоростями течения, временем пребывания сточных вод и эффективностью очистки, зависящими от количественного и качественного состава исходных сточных вод.

Поставленный технический результат достигается за счет того, что блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод, характеризующаяся тем, что состоит из отдельных разборных унифицированных горизонтальных, наклонных и вертикальных конструктивных блоков в виде труб из коррозионностойкого материала, соединенных между собой с помощью, по меньшей мере, одного герметичного соединения; выполнена в форме коридорного, кольцевого, горизонтального вертикального или наклонного резервуара с использованием поворотных участков, а также фитингов для соединения двух и более конструктивных блоков; содержит в своем составе, как минимум один патрубок для подачи или отведения одной или нескольких жидких, газообразных или твердых сред; укомплектована одним или несколькими устройствами для сбора, транспортирования и удаления выпавших осадков или всплывших веществ; содержит комплект приспособлений для транспортирования, монтажа и технического обслуживания унифицированных конструктивных блоков и технологического оборудования.

При этом блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод может быть выполнена из: стеклокомпозитных конструктивных блоков; базальтопластиковых конструктивных блоков; углепластиковых конструктивных блоков; железобетонных конструктивных блоков с сердечником из стеклокомпозита или другого коррозионностойкого материала; металлических конструктивных блоков с футеровкой из стеклокомпозита или другого коррозионностойкого материала; термопластиковых конструктивных блоков.

При этом герметичные соединения могут быть разъемными или неразъемными.

При этом герметичные соединения могут быть выполнены одним или комбинаций следующих способов: муфтовым, фланцевым, клеевым, ламинированным или сварным.

При этом герметичное соединение может быть выполнено из различных материалов или их комбинаций, например, стеклокомпозита, базальтокомпозита, углепластика, металла, термопластика или железобетона.

При этом герметичное соединение может быть оборудовано эластичными уплотнительными элементами.

При этом муфтовое соединение может быть выполнено в виде неразъемного муфтового аксиального или биаксиального соединения.

При этом блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод может быть выполнена в виде аккумулирующего резервуара, дополнительно оборудованного: устройством взмучивания осадка; устройством для сбора нефтепродуктов; бункером с коническими стенками для осадка; устройством удаления осадка.

При этом блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод может быть выполнена в виде тонкослойного отстойника, оборудованного: модулем тонкослойного отстаивания, состоящего из наклонных плоскопараллельных пластин; устройством транспортирования осадка; устройством для сбора нефтепродуктов; бункером с коническими стенками для осадка; устройством удаления осадка; полупогружной перегородкой для организации потока жидкости перед модулем тонкослойного отстаивания; переливной перегородкой для равномерного сбора очищенной воды после модуля тонкослойного отстаивания.

При этом блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод может быть выполнена в виде горизонтальной песколовки, оборудованной: устройством транспортирования осадка; бункером с коническими стенками для осадка; устройством удаления осадка; переливной перегородкой для поддержания скорости движения жидкости в 0,05-0,5 м/с в зависимости от размеров и плотности осаждаемых частиц.

При этом блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод может быть выполнена в виде аэрируемой песколовки, оборудованной системой подачи воздуха для отмывки песка от органических загрязнений и улучшения санитарных свойств выпавшего осадка.

При этом блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод может быть выполнена в виде горизонтальной песколовки с круговым движением воды, оборудованной переливной перегородкой для организации кругового движения жидкости и распределительной системой для деления потока между двумя и более секциями песколовки, что позволяет выполнить сооружение более компактным.

При этом блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод может быть выполнена в виде тангенциальной песколовки с касательным подводом воды оборудованной: подающим сточные воды патрубком, расположенным тангенциально (касательно) к вертикальному корпусу песколовки; бункером с коническими стенками для осадка; устройством удаления осадка; переливной перегородкой для равномерного сбора очищенной воды в верхней части тангенциальной песколовки.

При этом блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод может быть выполнена в виде шламонакопителя, состоящего из вертикальных бункеров с коническими днищами и объединенными герметичными соединениями в единое сооружение.

При этом блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод может быть выполнена в наземном исполнении в виде технологической линии сооружений очистки стоков: промышленных, ливневых или бытовых.

При этом блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод может быть выполнена укомплектована насосным оборудованием, контрольно-измерительными приборами, трубопроводами, задвижками.

При этом блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод может быть выполнена в виде пожарного резервуара для хранения запаса воды, укомплектованного насосным оборудованием для обеспечения напора в противопожарной сети водопровода.

При этом блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод может быть выполнена в виде флотатора для удаления веществ, всплывающих вместе с образующимся в объеме сооружения пузырьками газа, оборудованного: устройством подачи и распределения газов в объеме сооружения, устройством сбора и удаления флотошлама (пены); полупогружной перегородкой для задержания флотошлама; переливной перегородкой для равномерного сбора очищенной воды из флотатора.

При этом блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод может быть выполнена в виде нефтеловушки для удаления веществ, имеющих плотность меньше плотности воды, оборудованной: устройством сбора и удаления всплывших веществ (нефтепродуктов, жиров и масел); полупогружной перегородкой для задержания всплывших веществ; переливной перегородкой для равномерного сбора очищенной воды.

Заявленное изобретение поясняется следующими чертежами 1-10.

На Фиг. 1-2 показаны виды устройства аккумулирующего резервуара.

На фиг. 3-4 показаны виды устройства тонкослойного отстойника.

На Фиг. 5-6 показаны виды устройства горизонтальной песколовки.

На Фиг. 7-8 показаны виды устройства песколовки с круговым движением воды.

На Фиг. 9-10 показаны виды устройства шламонакопителя.

Где:

1 - унифицированный стеклокомпозитный блок;

2 - герметичный соединительный элемент;

3 - патрубок, подающий сточные воды;

4 - патрубок, отводящий очищенную воду;

5 - патрубок, подающий промывную воду;

6 - патрубок, отводящий осадок;

7 - патрубок, отводящий нефтепродукты;

8 - устройство для сбора нефтепродуктов;

9 - люк для обслуживания технологического оборудования;

10 - торцевая заглушка;

11 - композитный элемент, для соединения двух и более унифицированных стеклокомпозитных блоков 1;

12 - бункер с коническими стенками для осадка;

13 - площадка обслуживания;

14 - смотровой колодец;

15 - устройство транспортирования осадка;

16 - модуль тонкослойного отстаивания;

17 - устройство удаления осадка;

18 - полупогружная перегородка;

19 - переливная перегородка;

20 - распределительная система.

Заявленное устройство работает следующим образом.

Принцип работы блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод заключается в исполнении сооружений в заводских условиях с последующей сборкой сооружения на месте строительства из унифицированных конструктивных блоков из коррозионностойкого материала. Благодаря блочно-модульному исполнению установки обеспечивается возможность изготовления и транспортировки сооружений больших размеров всеми видами транспорта, в том числе сооружений. В результате повышается качество сборки и сокращаются сроки строительства. Блочно-модульные сооружения имеют уклон днища резервуаров в сторону бункера с коническими стенками для временного хранения осадка с последующим его удалением. Сооружения комплектуются в заводских условиях насосным оборудованием, устройствами для сбора выпавшего осадка и всплывших веществ, и прочим необходимым оборудованием. Гидравлический режим в сооружениях формируется благодаря системе патрубков, полупогружных перегородок, водосливных стенок, и распределительных устройств. Таким образом формируется необходимый режим движения жидкости с характерными для каждого сооружения скоростями течения потока, временем пребывания сточных вод в объеме сооружения и эффективностью очистки. В зависимости количественного и качественного состава сточных вод блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод выполняется в виде следующего перечня сооружений: аккумулирующего резервуара, тонкослойного отстойника, горизонтальной песколовки, аэрируемой песколовки, горизонтальной песколовки с круговым движением воды, тангенциальной песколовки, шламонакопителя, пожарного резервуара, флотатора, нефтеловушки и других сооружений.

Испытания опытного образца, при использовании предложенного к патентованию устройства показали, что достигается повышение эксплуатационных характеристик, отсутствие застойных зон осадка и возможность своевременного его удаления, что свидетельствует о высокой надежности работы блочно-модульной установки первичной очистки сточных вод.

Анализ совокупности всех существенных признаков предложенного изобретения доказывает, что исключение хотя бы одного из них приводит к невозможности полного обеспечения достигаемого технического результата.

Анализ уровня техники показывает, что неизвестно такое устройство, которому присущи признаки, идентичные всем существенным признакам данного технического решения, что свидетельствует о его неизвестности и, следовательно, новизне.

Вышеперечисленное доказывает также соответствие заявленного устройства критерию изобретательского уровня.

Возможность осуществления изобретения подтверждается наличием реализованных объектов, что свидетельствует о его промышленной применимости.

Изобретение относится к блочно-модульной установке первичной очистки сточных вод. Установка состоит из отдельных разборных унифицированных горизонтальных, наклонных и вертикальных конструктивных блоков в виде труб из коррозионностойкого материала, соединенных между собой с помощью герметичного соединения. Выполнена в форме коридорного, кольцевого, горизонтального, вертикального или наклонного резервуара с использованием поворотных участков, а также фитингов для соединения двух и более конструктивных блоков. Содержит в своем составе патрубок для подачи или отведения одной или нескольких жидких, газообразных или твердых сред. Укомплектована одним или несколькими устройствами для сбора, транспортирования и удаления выпавших осадков или всплывших веществ. Содержит комплект приспособлений для транспортирования, монтажа и технического обслуживания унифицированных конструктивных блоков и технологического оборудования. Технический результат заключается в сокращении сроков строительства, повышении эффективности работы и упрощении эксплуатации сооружений первичной очистки сточных вод. 23 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод, характеризующаяся тем, что состоит из отдельных разборных унифицированных горизонтальных, наклонных и вертикальных конструктивных блоков в виде труб из коррозионно-стойкого материала, соединенных между собой с помощью по меньшей мере одного герметичного соединения; выполнена в форме коридорного, кольцевого, горизонтального, вертикального или наклонного резервуара с использованием поворотных участков, а также фитингов для соединения двух и более конструктивных блоков; содержит в своем составе как минимум один патрубок для подачи или отведения одной или нескольких жидких, газообразных или твердых сред; укомплектована одним или несколькими устройствами для сбора, транспортирования и удаления выпавших осадков или всплывших веществ; содержит комплект приспособлений для транспортирования, монтажа и технического обслуживания унифицированных конструктивных блоков и технологического оборудования.

2. Блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена из стеклокомпозитных конструктивных блоков.

3. Блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена из базальтопластиковых конструктивных блоков.

4. Блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена из углепластиковых конструктивных блоков.

5. Блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена из железобетонных конструктивных блоков с сердечником из стеклокомпозита или другого коррозионно-стойкого материала.

6. Блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена из металлических конструктивных блоков с футеровкой из стеклокомпозита или другого коррозионно-стойкого материала.

7. Блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена из термопластиковых конструктивных блоков.

8. Блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод по п. 1, отличающаяся тем, что герметичные соединения могут быть разъемными или неразъемными.

9. Блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод по п. 1, отличающаяся тем, что герметичные соединения могут быть выполнены одним или комбинацией следующих способов - муфтовым, фланцевым, клеевым, ламинированным или сварным.

10. Блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод по п. 1, отличающаяся тем, что герметичное соединение выполнено из различных материалов или их комбинаций - стеклокомпозита, базальтокомпозита, углепластика, металла, термопластика или железобетона.

11. Блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод по п. 1, отличающаяся тем, что герметичное соединение оборудовано эластичными уплотнительными элементами.

12. Блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод по п. 9, отличающаяся тем, что муфтовое соединение выполнено в виде неразъемного муфтового аксиального или биаксиального соединения.

13. Блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена в виде аккумулирующего резервуара, дополнительно оборудованного устройством взмучивания осадка, устройством для сбора нефтепродуктов, бункером с коническими стенками для осадка, устройством удаления осадка.

14. Блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена в виде тонкослойного отстойника, оборудованного модулем тонкослойного отстаивания, состоящего из наклонных плоскопараллельных пластин, устройством транспортирования осадка, устройством для сбора нефтепродуктов, бункером с коническими стенками для осадка, устройством удаления осадка, полупогружной перегородкой для организации потока жидкости перед модулем тонкослойного отстаивания, переливной перегородкой для равномерного сбора очищенной воды после модуля тонкослойного отстаивания.

15. Блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена в виде горизонтальной песколовки, оборудованной устройством транспортирования осадка, бункером с коническими стенками для осадка, устройством удаления осадка, переливной перегородкой для поддержания скорости движения жидкости в 0,05-0,5 м/с в зависимости от размеров и плотности осаждаемых частиц.

16. Блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод по п. 15, отличающаяся тем, что выполнена в виде аэрируемой песколовки, оборудованной системой подачи воздуха для отмывки песка от органических загрязнений и улучшения санитарных свойств выпавшего осадка.

17. Блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод по п. 15, отличающаяся тем, что выполнена в виде горизонтальной песколовки с круговым движением воды, оборудованной переливной перегородкой для организации кругового движения жидкости и распределительной системой для деления потока между двумя и более секциями песколовки, что позволяет выполнить сооружение более компактным.

18. Блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена в виде тангенциальной песколовки с касательным подводом воды оборудованной подающим сточные воды патрубком, расположенным тангенциально к вертикальному корпусу песколовки; бункером с коническими стенками для осадка, устройством удаления осадка, переливной перегородкой для равномерного сбора очищенной воды в верхней части тангенциальной песколовки.

19. Блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена в виде шламонакопителя, состоящего из вертикальных бункеров с коническими днищами, объединенных герметичными соединениями в единое сооружение.

20. Блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена в наземном исполнении в виде технологической линии сооружений очистки сточных вод - промышленных, ливневых или бытовых.

21. Блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод по п. 1, отличающаяся тем, что укомплектована насосным оборудованием, контрольно-измерительными приборами, технологическими трубопроводами, задвижками.

22. Блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена в виде пожарного резервуара для хранения запаса воды, укомплектованного насосным оборудованием для обеспечения напора в противопожарной сети водопровода.

23. Блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена в виде флотатора для удаления веществ, всплывающих вместе с образующимся в объеме сооружения пузырьками газа, оборудованного устройством подачи и распределения газов в объеме сооружения, устройством сбора и удаления флотошлама – пены, полупогружной перегородкой для задержания флотошлама, переливной перегородкой для равномерного сбора очищенной воды из флотатора.

24. Блочно-модульная установка первичной очистки сточных вод по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена в виде нефтеловушки для удаления веществ, имеющих плотность меньше плотности воды, оборудованной устройством сбора и удаления всплывших веществ - нефтепродуктов, жиров и масел, полупогружной перегородкой для задержания всплывших веществ, переливной перегородкой для равномерного сбора очищенной воды.