Установка для очистки сточных вод Советский патент 1983 года по МПК C02F3/02 

4

Х)

4 со

О5 I Изобретение относится к канализационным очистным сооружениям и может быть использовано для биологимеской очистки бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод Известна установка, содержащая последовательно установленные первич ный отстойник, аэротенк и вторичный отстойник, а также трубопровод с насосом для перекачки циркулирующего активного ила из вторичного отстойника в аэротенк и трубопровод для отвода из вторичного отстойника избыточного активного ила в илоуплотнитель 1 . Основные недостатки такой установки в первую очередь связаны с тем что выводимый из.вторичного отстойника активный ил в виде его смеси с водой имеет крайне низкое содержание в этой смеси собственно активного ила, т.е. в виде сухого вещества ила - влажность активногр ила составляет в среднем ЭЭ,5%, что приводит к необходимости перекачки.из вторичного отстойника в аэротенк большого расхода активного ила, сос тавляющего до 50% от поступающего |В аэротенк расхода сточной воды, что приводит к необходимости существенного увеличения объема аэротенка и мощности илоперекачивающего насоса, а также к существенному увеличению объема илоуплотнителя, в котором, к тому же, несмотря на длительное отстаивание - до 15 ч, влажность ила снижается до 95-98, изза чего затрудняется его дальнейшая обработка и утилизация. Ниэкопроизводительная работа илоуплотнителя существующих конструк ций не позволяет обрабатывать в нем эесь ил, включая и циркулирующий с целью его сгущения для уменьшения расхода циркулирующего ила и объема аэротенка, как по причине резкого увеличения размеров илоуплотнителя, емкость которого в этом случае на порядок превысила бы емкость вторич ных отстойников, так и по причине чрезмерной продолжительности кислородного голодания аэробных бактерий и организмов активного ила в илоуплотнителе, губительной для их жизнедеятельности. 3 последнем обстоятельстве и заключается главная причина того, что интенсивность сгущения активного 36 ила в илоуплотнителе непрерывно падает и через 15 ч практически прекращаетсЯо Более того, с дальнейшим увеличением длительности отстаивания процесс начинает развиваться в обратном направлении, поскольку из-за длительного кислородного голодания активно идет процесс перерождения состава активногоила - аэробные бактерии погибают и их заменяют анаэробные бактерии, сопровождаемого газообразованием, а следовательно, и перемещением отдельных частиц или вверх вместе с газовыми пузырьками, снижающими плотность смеси ила с водой. Таким образом, в существующих установках илоуплотнйтели не могут использоваться для сгущения циркулирующего активного ила как вследствие гибели в них аэробных бактерий, являющихся очищающим фактором систем биологической очистки сточных вод, так и вследствие крайне медленного протекания процесса сгущения ила в них, Известна также установка, содержащая первичный отстойник, аэротенк, вторичный отстойник, трубопроводы циркулирующего активного ила с насосом и избыточного активного ила, а также компрессор, илоуплотнитель и регенератор циркулирующего активного ила С 2 3. Наличие регенератора способствует улучшению качества циркулирующего активного ила и, как следствие этого, качества очистки сточных вод, но ценой устройства спе- иальных емкостей, соизмеримых по объему с объемом основного объекта системы - с аэротенком. Все вышеперечисленные недостатки по первой установке в полной мере относятся и к известной установке. I Цель изобретения - повышение качества очистки и сокращение ;экономических затрат. Указанная цель достигается тем, что в установке, содержащей первичный отстойник, аэротенк, вторичный отстойник, трубопроводы циркулирующего активного ила с насосом и избыточного активного ила, насос, компрессор и илоуплотнитель, илоуплотнитель расположен в нижней вторичного отстойника и БЫПОЛ:нен в виде регенератора активного 3 ила с элементами для ввода в него растворенного в воде с илом кислорода, установка снабжена устройством для подготовки растворенного кислорода и его ввода в илоуплотнитель, включающим напорный массообменный резервуар, расположенный в нижней части вторичного отстойника, снаружи илоуплртнителя и безнапорны массообменный резервуар, расположен ный над вторичным отстойником, а та же трубопровод с эжектором и трубопровод с эрлифтом и форсункой, соединяющие массообменные резервуары между собой и илоуплотнителем. На чертеже показана предлагаемая установка для очистки сточной воды. Установка содержит первичный отстойник 1, аэротенк 2, вторичный от стойник 3, трубопровод k циркулирующего активного ила с насосом 5 и трубопровод 6 избыточного активного ила, компрессор 7. илоуплотнитель 8,напорный массообменный резервуар 9,трубопровод 10 и элементы 11, безнапорный массообменный резервуар 12, трубопровод, 13 с газовым эжектором 14, соединенным с компрессором, трубопровод 15 для перемещения сжатого воздуха из напорного резерву ра в форсунку и трубопровод - эрлифт 16 с этой форсункой 17 и трубопроводом 18, а также кольцевой трубопровод 19 с выпускными отверстиями, расположенный в нижней части напорного резервуара. Установка работает следующим образом. До включения установки в нормальную работу необходимо зарядить все ее илоуплотнители сгущенным до оптимальной концентрации активным илом. Зарядка может быть осуществлена по трем схемам - либо от внешнего источника, либо постепенным накоплением ила одновременно во-всех илоуплотнителях за счет задержки в них на период зарядки всего избыточного ила до образования нужной конце трации ила, либо за счет поочередной зарядки илоуплотнителей путем поочередной задержки всего активного ила избыточного и циркулирующего в одном из илоуплотнителей. Последняя схема зарядки является предпочтительной, при которой в заряжаемый отстойник с илоуплотнителем непрерывно подается из аэротенка очи щенная сточная вода с активным илом 36 него непрерывно выводится освои из божденная от активного ила очищенная сточная вода, а весь ил задерживается в отстойнике, попадает из него в илоуплотнитель,и--сгущается в нем до оптимальной концентрации на протяжении 10-50 ч. В это время из других отстойников с илоуплотнителями в аэротенк подводится весь осевший в них активный ил, включая и избыточный. После завершения зарядки одного илоуплотнителя он переводится на нормальный режим работы, а в режим. зарядки выводится следующий илоуплотнитель и д.д. При совмещении илоуплотнителя с вторичным отстойником обеспечивается возможность сгущения активного ила до оптимальной концентрации практически без увеличения емкости вторичного отстойника и при одновременном уменьшении на порядок емкости илоуплотнителя по сравнению с известными решениями с отдельным их расположением и функционированием. Главная особенность работы предложенной установки связана с комплексным использованием илоуплотнителей, а также для регенерации активного ила путем непрерывной подачи В него растворенного кислорода. При этом режим уплотнения ила не нарушается, потому что кислород в сгущаемый активный ил вводится не в пузырьковом виде, а в растворенном виде, а поскольку ил не испытывает кислородного голодания, то улучшается его качество, а следовательно, увеличивается за счет этого и скорость его оседания независимо от продолжительности нахождения ила в илоуплотнителе, чем, собственно, и обеспечивается ускоренное сгущение ила до оптимальной по условиям работы установки концентрации и снижение затрат на очистку. После завершения зарядки установка переключается на следующий нормальный эксплуатационный режим работы. Из нижней зоны илоуплотнителя 8 часть регенерированного сгущенного ила непрерывно перекачивается по трубопроводу k в аэротенк 2, притом примерно с тем же количеством по сухому веществу, что и в известной установке, но в уменьшенном на порядок, за счет сгущения объема, позволяющем также на порядок снизить мощность илоперекачиваощего насоса 5. и расход металла, а другая часть регенерированного активного ила направляется по трубопроводу 18 в устройства для насыщения этой части ила избыточным растворенным кислородом и его последующего ввода обратно А сгущаемый вилоуплотнителв ил для непрерывной подпитки находящего- Ю ся в илоуплотИителе ила раствореиHbJH кислородом. Эта часть установки работает следующим образом Часть сгущенного активного ила по трубопроводу 18 перетекает в трубопровод-эрлифт 16 через форсунку 17, в которую по трубопроводу 15 нагиетается рабочий агент-сжатая газовоздушная смесь из воздушной полости напорного массообменного резервуара Э. В эрлифте сгущенный ил одновременно освобождается от вредных попут ных газов - продуктов жизнедеятельнести бактерий и организмов активного ила, насыщается растворен™ ным атмосферным кислородом и поднимается вверх в вышерасположенный без напорный массообменный резервуар 12, где процесс удаления из ила вредных попутных газов и его насыщения растворенным кислородом продолжается. Из безнапорного резервуара предва рительно подготовленный ил перетекает по трубопроводу 13 через трубопровод 19 с отверстиями в напорный массообменный резервуар 9 за счет газового эжектора t, соединенного с компрессором 7, решающего три задачи - осуществления движения смеем по трубопроводу 13 в напорный резервуар 9, дальнейшего насыщения транспортируемого ила растворенным кисло™ родом и обеспечения форсунки 17, трубопровода - эрлифта 16 рабочим агентом, т.е. сжатой газовоздушной смесью. |3 напорный резервуар сгущенный активный ил, смешанный с атмосфе ным воздухом, попадает через отверстия кольцевого трубопровода 19, раз

номерно распределяющего ил по всему сечению резервуара, d этом резервуаре осуществляется дальнейшее насыщение ила избыточным растворенным кислородом поскольку процесс массообмена здесь протекает в напорных условиях, а интенсивность и доза растворенного кислорода прямо пропорциональны давлению на границе поверхностей воздушных пузырьков и воздушной полости в резервуаре с жидкостью. Одновременно происходит также расслоение смеси, из которой сжатый воздух выводится в воздушную полость резервуара 9 и далее вводится через форсунку 17 в трубопровод-эрлифт 16 для его задействования, а освобожных работ по отстойнику без узеличения занимаемой территории и объема земляных работ, по сравнению с его выполнением в виде отдельна р.зсположенного подземного резервуара, При наземном ее расположении снижается давление и интенсивность массообменного процесс-з, денный от пузырькового воздуха и перенасщенныи растворенным кислородом активный ил вводится чеоез трубопровод 10 и элементы 11 рассредоточен- . но в илоуплотнитель 8, где часть растворенного кислорода непрерывно диффундирует из дгой части активного ила в тот, который находится в илоуплотнителе, обеспеч вая его регенерацию в режиме уплотнения, 3 нормальных эксплуатационных условиях вторичные отстойники с илоуплотиителями могут работать по двум схемам; все в одном режиме с отводом избыточного активного ила по трубопроводу 6 из всех илоуплотмителей, и разных режимах - когда избыточный актиэный ил накапливается и обрабатывается а одном илоуплотнителе, а цир кулирующий в других. 3 последнем случае обеспечивается возможность Дальнейшего снижения энергозатрат и улучшения качества очистки за счет оптимизации процессов регенерации циркулирующего активного ила и процессов подготовки избыточного ила для его дальнейшей обработки, вклюМая и создание режимов для осуществления полной минерализации избытомиого активного ила непосредственно в илоуплотнителе, Напорный массообиенный резервуар 9 совмещен с илоуплотнителем и отстойником для снижения строитель ных затрат и уменьшения длины трубопроводов связив 8 этом случае напорный резервуар может быть устроен наиболее дешевым опускным методом из внутренней полости отстойника; после завершения основных строительОдна особенность установки связана с многоцелевым назначением нагнетаемого через эжектор сжатого воздуха - и для осуществления движения активного ила в массообменных элементах установки, и для четырехкратного процесса массообмена (а двух трубопроводах с встр ным движением- ила ив двух массообменных резервуарах), позволяющего почти на порядок увеличить про цент использования кислорода воздуха с 1% у генераторов и аэротенков известных конструкций до 0-80 и снизить за счет этого почти на порядок требуемое количество сжатого воздуха и его расход в системах регенерации. Другая особенность связана с тем что в эжектор подается воздух от об щего с аэротенком компрессора, т.е. под низким давлением, а дальнейшее повышение давления в 2-3 раза, до давления у низа напорного резервуара ,. осуществляется самим активным илом в вертикальном трубопроводе 13, в котором смесь активного ила с воздухом движется вниз со скоростью, превышающей всплывающую скорость пузырьков воздуха в жидкости. Третья особенность связана с тем что использованный в трубопроводе 13 и резервуаре 9 сжатый воздух- переводится далее в эрлифт для возвра та своей энергии активному илу, noc пающему в эрлифт, и осуществления дальнейшей отдачи кислорода сжатого воздуха илу в эрлифте и резервуаре 12. Благодаря возврату энергии ежатого воздуха обратно активному илу многократно снижаются энергозатраты на движение заряжаемого избыточным растворенным кислородом части активного ила в массообменных элементах. При этом расход этой части ила будет тем меньше, чем больше размер илоуплотнителя и отстойника по высоте, определяющий величину давления сжатого воздуха в илоуплотнителе, а следовательно, интенсивность массообмена. Ступень сгущения выводимого из илоуплотнителя в аэротенк активного ила будет также увеличиваться со снижением расположения заборного отверстия трубопровода 18, поскольку в этом случае в илоуплотнитель будет возвращаться по всей его высоте более сгущенный ил, перенасыщенный растворенным кислородом. Работа расположенных в илоуплотнителе на разной высоте элементов 11 в час.ти расходов по высоте для ввода в илоуплотнитель растворенного кислорода согласуется с общим режимом движения ила. в илоуплотнителе и дифференцируется в части дозировки расходов по высоте. Дальнейшее повышение качества активного ила и увеличение скорости его оседания может быть достигнуто введением во вторичный отстойник растворенного кислорода по схеме илоуплотнителя. Основной экономический эффект предложения связан со снижением на 20-30% емкости аэротенков с регенераторами за счет уменьшения расхода циркулирующего ила при равнозначном содержании сухого вещества, со снижением на порядок мощности илоперекачивающего насоса, со снижением на порядок емкости илоуплотнителей за счет их совмещения со вторичными отстойниками и регенерации ила в них растворенным кислородом, чем ускоряется и скорость оседания ила в илоуплотнителях.

УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ вод, содержащая первичный отстойник, аэротенк, вторичный отстойник, трубопроводы циркулирующего активного ила и избыточного активного ила, насос, компрессор, и илоуплотнитбль, отличающаяся тег, что, с целью повышения качества очистки и сокращения экономических затрат, илоуплотнитель .размещен в нижней части вторичного отстойника с вводами в него растворенного 8 воде с илом кислорода, установка снабжена напорным массообменным резервуаром, расположенным в нижней части вторичного отстойнику и снаружи илоуплотнителя, и безнапорным массообменным резервуаром, расположенным над вторичным отстойником, а также соединяющими массообменные резервуары между собой и с илоуплотнителем трубопроводом с эжектором и трубопроводом с эрлифтом и форсункой.