Устройство для очистки сточных вод активным илом Советский патент 1986 года по МПК C02F3/12 C02F3/12 C02F101/30 

, 11

Изобретение относится к аэротен- кам, в которых осуществляют биологическую очистку сточных вод активным илом в аэробных условиях, и может быть использовано на любых граждан- ских объектах, сточные воды которых содержат биоразлагаемые органические .загрязнения, и на про1 1ышлвнных объектах, сточные воды которых содержат органические загрязнения, не .токсич- ные по отношению к микрофлоре активного ила, преимущественно на очистных станциях биологической очистки городских или производственных сточных вод средней производительно- сти, когда режим поступления сточных вод на очистку неравномерен.

Цель изобретения - повышение эффективности биологической очистки . в условиях неравномерного притока сточных вод при одновременном снижении эксплуатационных затрат за счет сокращения расхода электроэнергии и повьшения надежности и долговечности работы устройства.

На фиг, 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - эжекторный аэратор, продольный разрез J на фиг. 3 - то же, вид в плане; на фиг, 4 - то же, с кольцом и ло- патками; на фиг, 5 - вертикальная, колонна с эжекторным аэратором.

Предлагаемое устройство содержит приемный резервуар 1 с трубопроводом 2 неочищенной сточной воды, аэро тенк 3, снабженный вьшуском 4,иловой среды и напорным коллектором 5, камерой 6 водовоздущного смешения и эжекторным аэратором 7, вторичный отстойник 8 имеет впуск 9 иловой ере да и трубопровод 10 возвратного ила. Аэротенк содержит циркуляционный насос 11 иловой среды, насос 12 сточно }зодь, всасывающая линия 13 которого присоединена к приемному резервуару, а также циркуляционный насос 14 ззоз- зратного ила, всасывающая линия 15 которого присоединена к трубопроводу 10 возвратного ила, а напорные линии 16 - 18 циркуляционного насоса иловой среды, циркуляционного насоса возвратного ила и насоса сточной воды присоединены к установленному вертикально напорному коллектору 5 эжекторного аэратора 7, на котором с возможностью вращения закреплена снабженная воздушными отверстиями 19 верхняя часть 20 камеры 6 водовоз10 2

душного смешения с подшипниками 21 качения. Нижняя часть 22 камеры 6 водовоздушнбго смешения снабжена по меньшей мере двумя радиально расположенными горизонтальными цилиндри- чески)чи насадками 23, к которым приреплены радиальные лопасти 24, погрженные в иловую среду. Концы 25 цилиндрических насадков 23 отогнуты под прямым углом в направлении, противоположном вращению аэратора, а выпуск иловой среды из аэротенка во вторичный отстойник выполнен в виде Т- образного водослива 26.Эжекторный аэратор содержит горизонтальное цилинд рическое кольцо 27,на нижней части которого установлены радиальные лопатки 28. Камера 6 водовоздушного смещения вьшолнена в .виде вертикальной колонны 29, нижняя часть 30 которой опирается на скользящую опору 31, установленную на дне аэротенка , а снабженное лопатками горизонтальное кольцо прикреплено с помощью спиц 32 к верхней части камер водовоздушного смешения.

Устройство работает следующим образом.

Сточную воду по трубопроводу 2 неочищенной сточной воды подают в приемный резервуар 1, откуда насосом 12 .сточной воды, всасывающая линия 13 которого присоединена к приемному резервуару 1 , по дают по напорной линии 18, которая присоединена к установленному вертикально напорному коллектору 5 эжекторного аэратора 7,

Одновременно по трубопроводу 10 возвратного ила, присоединенному к нижней части вторичного отстойника возвратный ил направляют во всасывающую линию 15 циркуляционного насоса 14 возвратного ила и далее по напорному трубопроводу 17 - в установленный вертикально напорный коллектор 5 эжекторного аэратора 7, i ,-/.Истекающая из сопла с большой

скоростью (10-30 м/с) рабочая жидкость попадает в верхнюю часть 20 камеры 6 водовоздущного смещения, куда под действием образующегося разрежения через воздушные прозоры 19 эжектируется воздух. Воздух, лекаемый струей воды, смешивается с ней в нижней части 22 камеры водовоздушного смешения, где в условиях повышенного .давления происходит маесопередача кислорода в жидкость. Далее водовоздушная смесь поступает в радиально расположенные цилиндри- ческие насадки 23, концы 25 которых отогнуты под прямым углом. Истечение вгдовоздушной смеси :,через отогнутые под прямым углом концы 25 цилиндрических насадок 23 сопровождается созданием реактивного усилия, которое обеспечивает вращение подвижной части аэратора в направлении, противоположном направлению отгиба.

Поддержание постоянного разрежения в верхней части 20 камеры 6 водо воздушного смешения исключает попадание иловой среды в смазку опорных подшипников 21, что обеспечивает благоприятные условия их работы,

В процессе вращения аэратора прикрепленные к цилиндрическим насадкам 23 и погруженные в иловую среду радиальные лопасти 24 интенсивно перемешивают жидкость и, создавая в центре аэротенка динамическую воронку, перемещают жидкость от центра аэио- тенка к его периферии. При этом в районе окружности, описываемой отогнутыми концами 25 цилиндрических на-i садков -23, образуется кольцевой гидравлический прыжок, где происходит захват атмосферного воздуха, его дробление на воздушные пузырьки и их дальнейшее измельчение в процессе движения жидкостных токов от центра аэротенка к его периферии и от поверхности аэротенка к его придонным слоям. Этот этап процесса аэрации также сопровождаетсяинтенсивной массопередачей кислорода в жидкость, которая обусловлена эффективным обновлением поверхности газожидкостног контакта. Истекающая из отогнутых концов 25 цилиндрических насадков 23 водовоздушная смесь в виде компактных струй проникает в -толщу кольцевого гидравлического прыжка, насыщая его дополнительным количеством воздуха, эжектированным в камеру 6 водовоздушного смещения, что обеспечивает растворение дополнительных количеств кислорода в иловой среде и высокопроизводительную очистку сточных вод в аэротенке.

Реактивное усилие на концах 25 цилиндрических насадков 23, определяющее скорость вращения подвижной части аэратора по концам цилиндрических насадков (3-4 м/с), обеспечивается соответствующим подбором

5

to

20

25

244110 4

характеристик насоса 12 сточной воды и циркуляционного насоса 14 возвратного ила, а также количеством насосных агрегатов.

В.период увеличенного притока сточных вод и, соответственно, более частого включения насоса сточной воды уровень иловой среды в аэротенке, перелив которой во вторичньт отстойник 8 лимитирован пропускной способностью и формой вертикальной прореди Т-образного водослива 26, начинает возрастать в пределах 0,15- 0,3 м.-,..В данных условиях для образо- f вания динамической воронки иловой среды в центре аэротенка, а также для создания кольцевого гидравлического прыжка требуется повьшгенное реактивное усилие и соответстветпю поБЬппенные (до 7 м/с) , скорости вращения аэратора по концам 25 нд лин- дрических насадков 23. Это обеспечл- вается включением циркуляционного насоса 11 иловой среды, по размещси- Hot-sy в нижней части аэротенка всасы- вaIoщe ry трубопроводу которого иловая среда подается в напорн то линию 16 и оттуда поступает в напорный коллектор 5 эжекторного аэратора 7. Увеличение количества истекающей из отогнутых концов 25 цилиндрических насадков 23 жидкости, а так же увеличение скорости ее истекания обеспечивает соответствующее возрастание реактивного усилия и скорости вращения подвижной части аэратора.

Производительность поверхностного аэратора по кислороду находится в тесной связи с его перемешивающей способностью. При этом чем больше расход иловой среды, перекачиваемой аэратором в процессе ее перемешивания, тем сильнее развита поверхность газожидкостного комтактн тем выше ,производительность по кислороду. С :увеличением заглубления лопастей, происходящего в период увеличенного притока и регулируемого пропускной способностью Т-образного водослива 26, возрастает перемешивающая способность аэратора и его окислительная мощность, что позволяет обеспечивать достаточным количеством кислорода возросшую потребность процесса биологической очистки сточных вод активным илом.

в случае, если в устройство поступит расход сточной воды, превышающий расчетный максимальный расход.

30

5

0

5

0

5

то избыток иловой среды через имеющую значительную пролускную способность горизонтальную часть Т-образ- Ного водослива 26 будет переливаться во вторичный отстойник 8 и превышения расчетной глубины погружения лопастей 2А не произойдет.

Плавное регулирование производительности аэратора в соответствии с потребностью процесса очистки сточных вод в растворенном кислороде достигается подбором характеристики циркуляционного Насоса 11 иловой среды, количеством насосных агрегатов и формой нижней вертикальной прорези Т-образного водослива 26, При этом порядок включения насосных агрегатов иловой среды задается, например, автоматикой уровня иловой среды в аэротенке и корректируется в соответствии с показаниями датчиков растворенного кислорода, установленных в критических точках устройства„

При очистке сточнык вод, содержащих повышенные концентрации органических загрязнений, может потребоваться дополнительное количество кислорода и соответственно большая суммарная площадь перемешиваюшрхх лопастей Развитие размеров лопасти в длину, а также нарушение ее оптимальных геометрических пропорций приведет к возрастанию лобового со- противления при вращении подвижной части аэратора без соответствующего прироста его окислительной способности. Решить поставленную задачу можно, прикрепив к горизонтальным цилиндрическим насадкам 23 горизонтальное кольцо 27, на нижней части которого установлены радиальные лопатки 28. Это позволит лучше ис- пользот ать вертикальную составляющу стремящуюся поднять поток перемешиваемой жидкости вверх. При этом про

исходит более тонкое распыление жидкости и улучшается ее контакт с воздушной средой.

При очистке высококонцентрированных сточных вод, обусловливающих поддержание в иловой среде повьш енны концентраций активного ила и соответствующее увеличение ее вязкости, аэратор должен не только обладать повьш1енной окислительной способность но и обеспечивать более интенсивное перемешивание, особенно в нижних слоях аэротенка. Это достигается тем, что водовоздутпная смесь поступает в камеру 6 водовоздушного смешения, выполненную в виде вертикаль пой колонны 29 переменного сечения, Пуз 11рьки воздуха, стремящиеся подняться вверх, встречают в суженной части колонны нисходящий поток жидкости, который повторно дробит их и препятствует выходу на noBepxHocTiза счет чего осуш.ествляется дополнительное растворение кислорода. Струит водовоздушной смеси, истекающие из отогнутых под прямым углом концов 25 цилиндрических насадков 23, развивают реактивное усилие, которое приводит во врад;ение опирающуюся на скользящую опору 31 вертикальную колонну 29 и прикрепленное с помощью спиц 32 к ее верхней части горизонтальное в:ольцо 27, снабженное лопатками 28. Эффект растворения кислорода в процессе двилшния лопастей усиливается за счет более глубокого ис- пользов-ания кислорода воздушных пузырьков , поднима-юн(ихся с глубины к поверхности иловой среды в аэротенке и имекдцшс увеличенное время контакта с жидкостью. Интенсификация переметив ання иловой среды в донной части аэротенка достигается за счет турбулентных вихрей, возникающих при вращении го1)изонтг;льных цилиндрических насадков.

75

1

77

К

XI

73

Г

SL.

гв

75

V

Г5/

77 срие.1

иг.2

24

Ч- ч

/

25

ua.J

)

777777777 77777777

фиа 5

Редактор A. Лежнина

Составитель Л.. Суханова

Техред П.Бонкало Корректор И, Эрдейи

Заказ 3766/24Тираж 864Подписное

ВНИИГШ Государственного комитета С(Х;Р

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, , Раутаская наб. ,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие., г. Ул город, ул. Проектная, 4