Устройство для очистки бытовых и производственных вод Российский патент 2024 года по МПК C02F9/00 C02F1/52 C02F1/78 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству для очистки бытовых и производственных вод.

Уровень техники

Устройства для очистки сточных вод известны в уровне техники.

Так, в патенте РФ на полезную модель № 109754 (опубл. 27.10.2011) раскрыт модуль для получения кондиционированной питьевой воды, содержащий соединённые последовательно узел механической очистки, сорбционный угольный фильтр и установку обеззараживания воды ультрафиолетовыми лучами. Однако в этом устройстве отсутствует узел очистки воды от растворённых загрязнений.

В патенте РФ № 2170711 (опубл. 20.07.2001) описана установка получения питьевой воды, содержащая последовательно установленные блок предварительной очистки, колонну озонирования с генератором озона, блок коагуляции, фильтр с плавающей загрузкой и блок тонкой очистки. Но степень очистки воды в этом устройстве всё же недостаточна, к тому же, как и в предыдущем устройстве, отфильтрованные отходы сбрасываются в канализацию.

Наиболее близким аналогом следует считать заявку Мексики № 2015012725 (опубл. 13.03.2017), в которой представлено оборудование для обработки воды, включающее в себя последовательно соединённые узел механической очистки, узел озонирования и узел флокуляции. Однако и в этом устройстве степень очистки недостаточна, и отходы сбрасываются без их обработки.

Раскрытие изобретения

Задачей данного изобретения является расширение арсенала технических средств и достижение результата в виде повышения степени очистки воды.

Для решения этой задачи и достижения указанного результата в настоящем изобретении предложено устройство для очистки бытовых и производственных вод, содержащее: узел механической очистки, предназначенный для отделения твёрдых отходов и механической фильтрации сточных вод, поступающих на вход устройства; узел физико-химической очистки, предназначенный для очистки сточных вод из узла механической очистки от растворённых загрязнений, не подверженных деструкции озоном или продуктами его химических реакций; узел деструкции-сепарации, предназначенный для очистки сточных вод из узла физико-химической очистки и узла обезвоживания осадка путём озонирования сточных вод, для деструкции озона и для фильтрации продуктов деструкции загрязнений озоном или продуктами его химических реакций; фильтр-деструктор, предназначенный для деструкции остаточного озона, растворённого в сточных водах из узла деструкции-сепарации; выходную ёмкость, предназначенную для сбора очищенных и обеззараженных сточных вод из фильтра-деструктора и выдачи их потребителю; узел измельчения осадка, предназначенный для измельчения осадка из узла механической очистки, узла физико-химической очистки и узла деструкции-сепарации; сборную ёмкость, предназначенную для сбора осадков из узла измельчения осадка; узел обезвоживания осадка, предназначенный для отделения воды от осадка из сборной ёмкости и направления её в узел деструкции-сепарации и для выгрузки обезвоженного шлама; первый и второй озонаторы, предназначенные для выработки и подачи озона, соответственно, в узел деструкции-сепарации и в сборную ёмкость; первый блок приготовления реагента, предназначенный для приготовления и дозирования раствора реагента, вводимого в узел физико-химической очистки; второй блок приготовления реагента, предназначенный для приготовления и дозирования реагента, вводимого в узел обезвоживания осадка.

Особенность устройства по настоящему изобретению состоит в том, что узел механической очистки может включать в себя соединённые последовательно по потоку сепаратор твёрдых отходов и по меньшей мере один сетчатый фильтр, имеющий фильтрующую перегородку с крупностью ячейки не более 3 мм.

Другая особенность устройства по настоящему изобретению состоит в том, что узел физико-химической очистки может содержать соединённые последовательно по потоку накопительную ёмкость, коагулятор и по меньшей мере один сетчатый фильтр, имеющий фильтрующую перегородку с крупностью ячейки не более 100 мкм.

При этом коагулятор может представлять собой смеситель трубного типа, предназначенный для поочерёдной подачи в него коагулянта и флокулянта, при этом первый блок приготовления реагента может быть выполнен с возможностью приготовления и дозирования упомянутых коагулянта и флокулянта.

Ещё одна особенность устройства по настоящему изобретению состоит в том, что узел деструкции-сепарации содержит соединённые последовательно по потоку ёмкость деструкции, снабжённую внутри по меньшей мере одним источником ультрафиолетового излучения, и сепарационный модуль с фильтрэлементами, выполненными из устойчивого к озону материала и имеющими ячейки мембран от 0,001 мкм до 1 мкм.

При этом ёмкость деструкции может содержать в нижней части барботеры для подачи озона, а в верхней части деструктор озона.

Ещё одна особенность устройства по настоящему изобретению состоит в том, что сборная ёмкость может содержать в нижней части барботеры для подачи озона, а в верхней части деструктор озона.

Наконец, ещё одна особенность устройства по настоящему изобретению состоит в том, что узел обезвоживания осадка включает в себя установленные последовательно по потоку приёмную ёмкость, ёмкость флокуляции с мешалкой и шнековый обезвоживатель, при этом второй блок приготовления реагента выполнен с возможностью приготовления и дозирования флокулянта для подачи в ёмкость флокуляции.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение иллюстрируется приложенными чертежами, на которых одинаковые элементы обозначены одними и теми же ссылочными позициями.

Фиг. 1 представляет обобщённую схему устройства по настоящему изобретению.

Фиг. 2 показывает выполнение узла механической очистки.

Фиг. 3 показывает выполнение узла физико-химической очистки.

Фиг. 4 показывает выполнение узла деструкции-сепарации.

Фиг. 5 показывает выполнение узла обезвоживания осадка.

Подробное описание вариантов осуществления

Устройство для очистки бытовых и производственных вод по настоящему изобретению осуществляет очистку бытовых и производственных вод (далее - сточных вод) в несколько этапов, на каждом из которых выполняется соответствующая очистка (фильтрация). Каждый этап очистки (фильтрации) осуществляется в соответствующем узле, которые описаны далее.

Устройство по настоящему изобретению содержит соединённые последовательно по потоку узел 1 механической очистки, узел 2 физико-химической очистки, узел 3 деструкции-сепарации, фильтр-деструктор 4 и выходную ёмкость 5. Данное устройство включает в себя также соединённые последовательно по потоку узел 6 измельчения осадка, сборную ёмкость 7 и узел 8 обезвоживания осадка, выход воды которого соединён со входом узла 3 деструкции-сепарации. Вход узла 6 измельчения осадка соединён с выходами осадка узла 1 механической очистки, узла 2 физико-химической очистки и узла 3 деструкции-сепарации.

Кроме того, данное устройство содержит первый и второй озонаторы 9, 10, подключённые, соответственно, к узлу 3 деструкции-сепарации и к сборной ёмкости 7, а также первый и второй блоки 11, 12 приготовления реагента, подключённые, соответственно, к узлу 2 физико-химической очистки и к узлу 8 обезвоживания осадка. На фиг. 1 показаны вход 13 для подачи сточных вод, являющийся входом узла 1 механической очистки, выход 14 чистой воды, являющийся выходом выходной ёмкости 5, и выход 15 осадка, являющийся выходом осадка узла 8 обезвоживания осадка.

Узел 1 механической очистки предназначен для отделения твёрдых отходов и механической фильтрации сточных вод, поступающих на вход 13 устройства. Узел 1 механической очистки (фиг. 2) содержит соединённые последовательно по потоку сепаратор 21 твёрдых отходов и по меньшей мере один первый сетчатый фильтр 22, имеющий фильтрующую перегородку с крупностью ячейки не более 200 мкм. В качестве сепаратора 21 твёрдых отходов может использоваться, например, барабанное сито (см., к примеру, https://stowater.com/katalog-oborudovaniya/modulnoe-oborudovanie/barabannoe-sito.html) или решётка для удаления взвешенных веществ крупностью более 1 мм. В качестве первого сетчатого фильтра 22 можно использовать фильтры любого типа. На фиг. 2 показаны два первых сетчатых фильтра 22, установленные параллельно для большей производительности. В частности, при промывке одного из этих сетчатых фильтров 22 другой продолжает работать. Вход 23 сепаратора 21 твёрдых отходов является входом узла 1 механической очистки. Выходы 24 отфильтрованной воды первых сетчатых фильтров 22 являются выходом воды узла 1 механической очистки. Выход 25 осадка в сепараторе 21 твёрдых отходов и выходы 26 осадка в первых сетчатых фильтрах 22 образуют выход осадка узла 1 механической очистки.

Узел 2 физико-химической очистки предназначен для очистки сточных вод, поступающих из узла 1 механической очистки, от растворённых загрязнений, не подверженных деструкции озоном, осуществляемой далее по потоку в узле 3 деструкции-сепарации. В узле 2 физико-химической очистки происходит очистка сточных вод от фосфатов или иных растворённых загрязнений, извлекаемых реагентами, например, коагулянтами (на основе солей металлов) и флокулянтами (на основе полиакриламида или природных компонентов). Узел 2 физико-химической очистки (фиг. 3) содержит соединённые последовательно по потоку накопительную ёмкость 31, коагулятор 32 и по меньшей мере один второй сетчатый фильтр 33, имеющий фильтрующую перегородку с крупностью ячейки не более 100 мкм. Предпочтительно использовать два вторых сетчатых фильтра 33 аналогично тому, как это описано для первых сетчатых фильтров 22.

Коагулятор 32 представляет собой, например, смеситель трубного типа (см., к примеру, https://www.ecovod.ru/trubny_smesitel/), рассчитанный на оптимальные условия проведения процессов коагуляции и флокуляции по заранее заданным критериям (к примеру, давление, время пребывания, скорость потока, число Рейнольдса), зависящим от заданной производительности. Коагулянт и флокулянт (реагенты для узла 2 физико-химической очистки), поочерёдно подаваемые в коагулятор 32, вырабатываются и дозируются в блоке 11 приготовления реагента.

Вход 34 накопительной ёмкости 31 является входом воды узла 2 физико-химической очистки. Вход 35 реагента в коагуляторе 32 является входом реагента узла 2 физико-химической очистки. Выходы 36 отфильтрованной воды вторых сетчатых фильтров 33 являются выходом воды узла 2 физико-химической очистки. Выходы 37 осадка вторых сетчатых фильтров 33 являются выходом осадка узла 2 физико-химической очистки.

Узел 3 деструкции-сепарации предназначен для очистки сточных вод из узла 2 физико-химической очистки и узла 8 обезвоживания осадка путём озонирования сточных вод, для деструкции озона и для фильтрации продуктов деструкции загрязнений озоном или продуктами его химических реакций. Узел 3 деструкции-сепарации (фиг. 4) содержит соединённые последовательно по потоку ёмкость 41 деструкции и сепарационный модуль 42 с фильтрэлементами, имеющими ячейки мембран от 0,001 мкм до 1 мкм.

Ёмкость 41 деструкции содержит в нижней своей части барботеры 43 для подачи озона, а в верхней её части размещён деструктор 44 озона (см., к примеру, https://mozon.ru/destruktor-ozona-termokataliticheskiy). Кроме того, ёмкость 41 деструкции снабжена по меньшей мере одним источником 45 ультрафиолетового излучения, которыми могут быть например, ультрафиолетовые лампы (см., к примеру, https://www.prudsad.ru/catalog/pogruzhnye-uf-lampy.html), а также твёрдым катализатором, например, из титана (см., к примеру, https://truboproduct.ru/titanovaja_setka/). Источники 45 ультрафиолетового излучения (ультрафиолетовые лампы) подвергают растворённый в воде озон деструкции с получением химических веществ и соединений с более высоким окислительно-восстановительным потенциалом и большей скоростью химической реакции (например, атомарный кислород, гидроксильный радикал, пероксид водорода и другие) с веществами, находящимися в воде. Твёрдый катализатор обеспечивает с одной стороны лучшие условия прохождения деструкции загрязняющих веществ, а с другой – существенно снижает пенообразование, что предотвращает попадание пены в деструктор 44 озона.

Ёмкость 41 деструкции, с целью безостановочного сервисного обслуживания, может быть разделена внутри перегородкой на две части, с трубопроводной обвязкой, обеспечивающей функционирование обеих частей как вместе, так и по отдельности.

Озон (для узла 3 деструкции-сепарации), подаваемый в ёмкость 41 деструкции, вырабатывается в первом озонаторе 9.

Сепарационный модуль 42 может быть выполнен в виде цилиндрических фильтров (см., к примеру, https://vladisart.ru/products/filtruyschie-elementy/filtr-keram.html или https://ru-canalizator.com/vodosnabzhenie/oborudovanie/ochistka.html), выполненных из устойчивых к озону материалов, содержащих твёрдый катализатор (см., к примеру, https://tvibo.ru/internet_magazin/dioksid-titana-kr-1001).

Ёмкость 41 деструкции имеет первый вход 46.1 для подачи в неё воды из узла 2 физико-химической очистки и второй вход 46.2 для подачи воды из узла 8 обезвоживания осадка, которые оба являются входом узла 3 деструкции-сепарации. Вход 47.1 озона в ёмкости 41 деструкции и вход 47.2 озона в сепарационном модуле 42 образуют вход озона узла 3 деструкции-сепарации. Выход 48 отфильтрованной воды сепарационного модуля 42 является выходом воды узла 3 деструкции-сепарации. Выход 49 осадка сепарационного модуля 42 является выходом осадка узла 3 деструкции-сепарации.

Фильтр-деструктор 4 предназначен для деструкции остаточного озона, растворённого в сточных водах из узла 3 деструкции-сепарации. Фильтр-деструктор 4 может быть выполнен, например, в виде полимерной оболочки и сменного фильтр-патрона (таким картриджем может быть Гейзер Джамбо 20; см. к примеру, https://shop.geizer.com/catalog/gotovye_resheniya/geyzer_dzhambo_20/).

Следует отметить, что фильтр-деструктор 4 может иметь байпасную линию, позволяющую контролировать содержание остаточного озона в зависимости от цели очистки сточных вод. Так, например, при 100% прохождении потока через фильтр-деструктор 4 содержание озона на выходе фильтра-деструктора 4 стремится к нулю. Но если необходимо подавать очищенную и обеззараженную воду потребителю на расстояние с учётом эффекта пролонгации биоцидных свойств, то через фильтр-деструктор 4 пропускается меньший объём воды, а больший объём подаётся по байпасной линии мимо фильтра-деструктора 4.

Выходная ёмкость 5 предназначена для сбора очищенной и обеззараженной воды из фильтра-деструктора 4 и для выдачи этой воды потребителю. Её выход является выходом 14 чистой воды в устройстве.

Узел 6 измельчения осадка предназначен для измельчения осадка из узла 1 механической очистки, узла 2 физико-химической очистки и узла 3 деструкции-сепарации. Узел 6 измельчения осадка представляет собой резервуар для сбора осадков и измельчитель отходов, которым может быть любой измельчитель пищевых отходов требуемой производительности (например, Bone Crusher BC 1000 Delux; см., к примеру, https://bonecrusher-shop.ru/catalog/bytovye-izmelchiteli-bonecrusher/izmelchitel-pishchevykh-otkhodov-bone-crusher-bc-1000-delux.html).

Сборная ёмкость 7 предназначена для сбора осадков из узла 6 измельчения осадка и может иметь любую форму (цилиндрическую, прямоугольную, шестигранную и т.п.). Предпочтительно сборная ёмкость 7 выполнена в виде еврокуба (см. https://ru.wikipedia.org/wiki/Еврокуб). При этом сборная ёмкость 7 содержит в своей нижней части барботеры для подачи озона, а в верхней её части размещён деструктор озона. Эти барботеры и деструктор озона, как и эжекторы на вводе озона, могут быть выполнены так же, как это сделано в ёмкости 41 деструкции в узле 3 деструкции-сепарации.

Озон, подаваемый в сборную ёмкость 7, вырабатывается во втором озонаторе 10. В качестве как первого озонатора 9, так и второго озонатора 10 можно использовать любой озонатор с техническими характеристиками, отвечающими поставленной задаче, например, по производительности озона из расчёта не менее 10 г/ч озона.

Узел 8 обезвоживания осадка предназначен для отделения воды от осадка из сборной ёмкости 7 и направления её в узел 3 деструкции-сепарации и для выгрузки обезвоженного шлама. Узел 8 обезвоживания осадка (фиг. 5) включает в себя установленные последовательно по потоку приёмную ёмкость 51, ёмкость 52 флокуляции с мешалкой 53 и шнековый обезвоживатель 54. Флокулянт(-ы), т.е. реагент(-ы) для подачи в ёмкость 52 флокуляции узла 8 обезвоживания осадка вырабатывается и дозируется во втором блоке 12 приготовления реагента.

Вход 55 приёмной ёмкости 51 является входом осадка, а вход 56 реагента в ёмкости 52 флокуляции является входом реагента в узле 8 обезвоживания осадка. Выход 57 фильтрата шнекового обезвоживателя 54 является выходом воды узла 8 обезвоживания осадка. Выход 58 шлама в шнековом обезвоживателе 54 является выходом осадка узла 8 обезвоживания осадка, который, в свою очередь, является выходом 15 осадка всего устройства.

Устройство для очистки бытовых и производственных вод по настоящему изобретению работает следующим образом.

На вход 13 устройства поступают сточные воды, подаваемые насосом. Таким насосом, как это известно специалистам, может быть любой насос, обеспечивающий требуемый последующим узлом 1 механической очистки напор, расход воды и отвечающий требованиям подаваемой воды по крупности взвешенных частиц и коррозионной активности.

Поступившие в узел 1 механической очистки сточные воды попадают в сепаратор 21 твёрдых отходов, отделяющий взвешенные в сточных водах вещества крупностью более 1 мм. Отсепарированная от крупных твёрдых отходов жидкость поступает в первые сетчатые фильтры 22, отделяющие более мелкие взвешенные вещества крупностью более 200 мкм (размер ячеек первых сетчатых фильтров 22). Отфильтрованная таким образом жидкость поступает с выходов 24 первых сетчатых фильтров на выход воды узла 1 механической очистки, а отсеянные твёрдые отходы с выхода 25 осадка сепаратора 21 твёрдых отходов и с выходов 26 осадка первых сетчатых фильтров поступают на выход осадка узла 1 механической очистки.

С выхода 24 воды узла 1 механической очистки предварительно очищенная жидкость попадает через вход воды в узле 2 физико-химической очистки на вход 34 накопительной ёмкости 31. Накопительная ёмкость 31, как прямо следует из её названия, накапливает отфильтрованную в узле 1 механической очистки воду, которая по достижении рабочего уровня направляется в коагулятор 32 насосом (не показан). Коагулятор 32 осуществляет проведение процессов коагуляции и флокуляции, для чего из первого блока 11 приготовления реагента на вход 35 реагента, являющийся входом реагента узла 2 физико-химической очистки, подаётся поочередно коагулянт и флокулянт (реагенты) с целью извлечения фосфатов и иных соединений, не разрушаемых озоном или продуктами его химических реакций, но взаимодействующих с реагентами.

В результате коагуляции и флокуляции растворённые в сточных водах фосфаты и иные вещества при взаимодействии с соответствующими реагентами образуют нерастворимые соединения из слипшихся частиц (хлопья, флокулы). В качестве коагулянтов при очистке воды от природных и бытовых загрязнений используют соли поливалентных металлов (алюминия, железа и др.). В качестве флокулянтов применяют водорастворимые органические высокомолекулярные (полимерные) соединения, особенно полиэлектролиты (поликремниевая кислота, полиакриламид и др.).

Конкретные коагулянты и флокулянты и их дозы выбирают в зависимости от типа сточных вод (бытовые, промышленные). Первый блок 11 приготовления реагента включает в себя соответствующие ёмкости с миксерами и насосы-дозаторы. Миксерами могут быть любые миксеры с числом оборотов от 100 до 900 об/мин, а насосами-дозаторами могут быть любые насосы, обеспечивающие дозирование соответствующего реагента и имеющие требуемые параметры напора и расхода раствора реагента. Для приготовления реагентов используется сточная вода, очищенная устройством по настоящему изобретению. Подача очищенной воды производится с помощью насосной станции, которой может быть любая станция поддержания давления в сети при заданном расходе.

Образовавшиеся в процессе коагуляции и флокуляции нерастворимые хлопья и флокулы вместе с жидкостью с выхода коагулятора 32 поступают на вторые сетчатые фильтры 33 и задерживаются ими, в чём и состоит процесс дефосфатации. Дефосфатированная вода с выходов 36 отфильтрованной воды вторых сетчатых фильтров 33 выдаётся с выхода воды узла 2 физико-химической очистки. Отфильтрованные нерастворимые соединения с выходов 37 осадка вторых сетчатых фильтров 33 подаются на выход осадка узла 2 физико-химической очистки.

С выхода воды узла 2 физико-химической чистки жидкость поступает в узел 3 деструкции-сепарации на первый вход 46.1 ёмкости 41 деструкции, на второй вход 46.2 которой подаётся жидкость с выхода воды узла 8 обезвоживания осадка. На вход 47.1 озона ёмкости 41 деструкции подаётся озон из первого озонатора 9. Озон попадает в ёмкость 41 деструкции со дна через эжекторы и барботеры 43, выполненные из озоноустойчивого материала, например, титана или керамики. Длительность деструкции загрязнений с помощью окисления озоном составляет до 60 минут. Воздух с остатками не прореагировавшего озона поднимается на верх ёмкости 41 деструкции и уходит в атмосферу через деструктор 44 озона, выполняющий в том числе роль сорбера газообразных загрязнений.

По завершении деструкции загрязнений вода из ёмкости 41 деструкции проходит через сепарационный модуль 42, представляющий собой помещённый в корпус картридж из трубчатых или плоских мембран, выполненных из керамики или из иного озоноустойчивого материала. Через вход 47.2 озона в каждый фильтрэлемент сепарационного модуля 42 подаётся озон из первого озонатора 9. Цель такой подачи озона состоит в увеличении срока службы мембран путём доочистки их от загрязнений, устойчивых к озону, и путём срыва пузырьком озона налипающих на мембрану загрязнений. При взаимодействии озона с загрязнениями и катализатором, в том числе в кавитационных условиях при эжектировании озона проходящим потоком жидкости, возникают на крайне короткий промежуток времени (менее 0,1 секунды) химические соединения, такие как ОН-радикалы, атомарный кислород и другие, обладающие большей, нежели озон, реакционной способностью по скорости реакции и окислительно-восстановительному потенциалу.

Регенерация (промывка) фильтрэлемента происходит при направлении очищенных сточных вод через картриджи в обратном направлении.

Жидкость из сепарационного модуля 42 с его выхода 48 отфильтрованной воды (с выхода воды узла 3 деструкции-сепарации) поступает в фильтр-деструктор 4, предназначенный для деструкции остаточного растворённого в воде озона до требуемых норм. Как уже отмечено, наличие в фильтре-деструкторе 4 байпасной линии позволяет контролировать содержание остаточного озона в воде, выпускаемой с выхода фильтра-деструктора 4.

Эта очищенная и обеззараженная вода поступает из фильтра-деструктора 4 в выходную ёмкость 5, откуда она с выхода 14 чистой воды подаётся потребителю либо поступает в приёмник воды. При этом часть (менее 1%) находится в цикле для системы охлаждения озонаторов 9 и 10, часть (менее 1%) может применяться для технических нужд объекта (приготовление реагентов, помыв полов и т.п.).

Отделённые от жидкости осадки из узла 1 механической очистки с его выхода 25 осадка, узла 2 физико-химической очистки с его выхода осадка и узла 3 деструкции-сепарации с его выхода осадка подаются в узел 6 измельчения осадков. Поступающие осадки накапливаются в резервуаре для сбора осадков. По достижении осадками заданного объёма срабатывает находящийся в резервуаре поплавковый датчик уровня, и включается измельчитель отходов, перерабатывающий поступившие вместе с остатками воды твёрдые отходы. Измельчённые осадки поступают из узла 6 измельчения осадка в сборную ёмкость 7.

В сборную ёмкость 7 через расположенные на её дне барботеры подаётся озон из второго озонатора 10. Как и в ёмкости 41 деструкции узла 3 деструкции-сепарации, длительность обработки измельчённых осадков путём их окисления озоном составляет до 60 минут. Воздух с остатками не прореагировавшего озона поднимается на верх сборной ёмкости 7 и уходит в атмосферу через размещённый в сборной ёмкости 7 деструктор озона.

Как уже отмечено, в качестве первого и второго озонаторов 9, 10 могут быть использованы любые озонаторы, технические характеристики которых отвечают поставленной задаче, например, по производительности озона из расчёта не менее 10 г/ч озона. Охлаждение первого и второго озонаторов 9, 10 производится очищенной сточной водой, подаваемой с помощью насосной станции, обеспечивающей требуемое давление в сети с заданным расходом воды.

Обработанный озоном в сборной ёмкости 7 осадок поступает через вход осадка узла 8 обезвоживания осадка на вход 55 приёмной ёмкости 51. Оттуда через V-образный перелив необходимое количество влажного осадка поступает в ёмкость 52 флокуляции. Одновременно в ёмкость 52 флокуляции подаётся раствор флокулянта или несколько растворов реагентов различного назначения насосом из второго блока 12 приготовления реагента. Осадок в ёмкости 52 флокуляции тщательно перемешивается с флокулянтом мешалкой 53, после чего перенаправляется в барабан шнекового обезвоживателя 54.

В первой части этого барабана осадок проходит механическое сгущение с гравитационным выделением свободной жидкости через зазоры между подвижными и неподвижными кольцами. После этого происходит отжим с помощью вращающегося шнека. Отжатый шлам через выход 58 шлама шнекового обезвоживателя 54 выгружается из выхода 15 осадка, а прошедшая фильтрацию вода подаётся в узел 3 деструкции-сепарации.

Промывка барабана производится очищенной сточной водой через систему промывки. Подача очищенной воды производится с помощью упоминавшейся ранее насосной станции.

Внутри приёмной ёмкости 51 установлен дренажный насос, в качестве которого можно использовать любой дренажный насос с напором не менее 8 м и расходом не менее 6 м³/ч. Регулировка включения и отключения этого дренажного насоса происходит по поплавковым датчикам уровня, установленным внутри приёмной ёмкости 51.

Второй блок 12 приготовления реагента может быть выполнен и функционирует аналогично первому блоку 11 приготовления реагента.

Принцип работы всех узлов, применённых в настоящем изобретении, известен по отдельности из уровня техники. Однако их комплексное использование в той последовательности, которая указана в формуле изобретения, когда каждый узел очистки облегчает работу последующего узла, как раз и обеспечивает лучшее очищение сточных вод, а кроме того, даёт возможность переработать отфильтрованные осадки в измельчённую и обезвоженную массу, которая может быть использована в качестве вторичного сырья, например, в строительной промышленности.

Таким образом, в устройстве по настоящему изобретению решена задача расширения арсенала технических средств и достигнут результат в виде повышения степени очистки воды.

Настоящее изобретение относится к устройствам для очистки бытовых и производственных вод. Устройство содержит узел механической очистки, узел физико-химической очистки, узел деструкции-сепарации, фильтр-деструктор, выходную ёмкость очищенных и обеззараженных вод, узел измельчения осадка, сборную ёмкость осадков, узел обезвоживания осадка. Узел физико-химической очистки предназначен очистки сточных вод из узла механической очистки от растворённых загрязнений, не подверженных деструкции озоном или продуктами его химических реакций. Узел деструкции-сепарации предназначен для очистки сточных вод из узла физико-химической очистки и узла обезвоживания осадка путём озонирования сточных вод, для деструкции озона и для фильтрации продуктов деструкции загрязнений озоном или продуктами его химических реакций. Фильтр-деструктор предназначен для деструкции остаточного озона, растворённого в сточных водах из узла деструкции-сепарации. Узел измельчения осадка предназначен для измельчения осадка из узла механической очистки, узла физико-химической очистки и узла деструкции-сепарации. Отделенная в узле обезвоживания осадка от осадка вода направляется в узел деструкции-сепарации. Осадок выводится из устройства. Устройство содержит первый и второй озонаторы, предназначенные для выработки и подачи озона, соответственно, в узел деструкции-сепарации и в сборную ёмкость. Первый блок приготовления реагента предназначен для приготовления и дозирования раствора реагента, вводимого в узел физико-химической очистки. Второй блок приготовления реагента предназначен для приготовления и дозирования реагента, вводимого в узел обезвоживания осадка. Технический результат: повышение степени очистки воды. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для очистки бытовых и производственных вод, содержащее:

– узел механической очистки, предназначенный для отделения твёрдых отходов и механической фильтрации сточных вод, поступающих на вход устройства;

– узел физико-химической очистки, предназначенный для очистки сточных вод из узла механической очистки от растворённых загрязнений, не подверженных деструкции озоном или продуктами его химических реакций;

– узел деструкции-сепарации, предназначенный для очистки сточных вод из узла физико-химической очистки и узла обезвоживания осадка путём озонирования сточных вод, для деструкции озона и для фильтрации продуктов деструкции загрязнений озоном или продуктами его химических реакций;

– фильтр-деструктор, предназначенный для деструкции остаточного озона, растворённого в сточных водах из узла деструкции-сепарации;

– выходную ёмкость, предназначенную для сбора очищенных и обеззараженных сточных вод из фильтра-деструктора и выдачи их потребителю;

– узел измельчения осадка, предназначенный для измельчения осадка из узла механической очистки, узла физико-химической очистки и узла деструкции-сепарации;

– сборную ёмкость, предназначенную для сбора осадков из узла измельчения осадка;

– узел обезвоживания осадка, предназначенный для отделения воды от осадка из сборной ёмкости и направления её в узел деструкции-сепарации и для вывода осадка;

– первый и второй озонаторы, предназначенные для выработки и подачи озона, соответственно, в узел деструкции-сепарации и в сборную ёмкость;

– первый блок приготовления реагента, предназначенный для приготовления и дозирования раствора реагента, вводимого в узел физико-химической очистки;

– второй блок приготовления реагента, предназначенный для приготовления и дозирования реагента, вводимого в узел обезвоживания осадка.

2. Устройство по п. 1, в котором узел механической очистки включает в себя соединённые последовательно по потоку сепаратор твёрдых отходов и по меньшей мере один сетчатый фильтр, имеющий фильтрующую перегородку с крупностью ячейки не более 200 мкм.

3. Устройство по п. 1, в котором узел физико-химической очистки содержит соединённые последовательно по потоку накопительную ёмкость, коагулятор и по меньшей мере один сетчатый фильтр, имеющий фильтрующую перегородку с крупностью ячейки не более 100 мкм.

4. Устройство по п. 3, в котором коагулятор представляет собой смеситель трубного типа, предназначенный для поочерёдной подачи в него коагулянта и флокулянта, при этом первый блок приготовления реагента выполнен с возможностью приготовления и дозирования упомянутых коагулянта и флокулянта.

5. Устройство по п. 1, в котором узел деструкции-сепарации содержит соединённые последовательно по потоку ёмкость деструкции, снабжённую внутри по меньшей мере одним источником ультрафиолетового излучения, и сепарационный модуль с фильтрэлементами, выполненными из устойчивого к озону материала и имеющими ячейки мембран от 0,001 мкм до 1 мкм.

6. Устройство по п. 5, в котором ёмкость деструкции содержит в нижней части барботеры для подачи озона, а в верхней части деструктор озона.

7. Устройство по п. 1, в котором сборная ёмкость содержит в нижней части барботеры для подачи озона, а в верхней части деструктор озона.

8. Устройство по п. 1, в котором узел обезвоживания осадка включает в себя установленные последовательно по потоку приёмную ёмкость, ёмкость флокуляции с мешалкой и шнековый обезвоживатель, при этом второй блок приготовления реагента выполнен с возможностью приготовления и дозирования флокулянта для подачи в ёмкость флокуляции.