Устройство для очистки сточных вод Советский патент 1988 года по МПК C02F3/12 

S5 25 ZS Фиг..З

вания иловой среды с лотком поступающих сточных вод. Сточные воды посту- пают в коридор. 7 и посредством ка- ,мер 15 и 19 направляются в виде смеси активного ила и воды в коридор 6, откуда через камеры 16 и 20 возвращаютсл в коридор 7. В зависимости от нагрузки устройство может работать в разных режимах. Устройство позволяет интенсифицировать процесс очистки и сократить эксплуатационные затраты. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к биологической очистке бытовых и промышленных сточных вод активным илом. Цель изобретения - повышение эффек тивности использования кислорода: и управления концентрацией а ктивного , ила. Указанная цель достигается оборудованием устройства основН ой и дополнительной прямоточными рециркуляционными камерами 15 и 16,снабженными основной и дополнительной противоточными камерами 19 и 20 аналогичной конструкции,присоединенными к мелкопузырчатым диспергаторам 21 как постоянного,так и периодического действия,илоуплотнителем 25 со взвешенным слоем осадка, распо- ложенньпу между реактиватором 12 и обратным смесительным коридором 7, с отделением деаэрации 27 иловой смеси и сборными продольными лотками 40. Целесообразно,чтобы устройство кроме того было снабжено подводящими желобами, тангенциально введенными в расширяющиеся книзу осадительные колонны с внутренними винтовыми тонкослойными насадками и ламинирующими насадками в сборных лотках илоулови- теля 8 и илоуплотнителя 25 со взвешенным слоем осадка; прямоточные рециркуляционные и противоточные камеры 15, 16 и 19, 20 были вьтолнены переменного сечения; мелкопузырчатые диспергаторы противоточных камер были присоединены к источнику технического, кислорода или воздуха, обо-, гащенного техническим кислородом, а в конце обратного смесительного коридора аэротенка вьщелено отделение предварительного обескислорожиЛ-А с & 00 ю

1

Изобретение относится к области биологической очистки бытовых и промьшшенных сточных вод активным илом.

Цель изобретения - повьшение эффективности использования кислорода путем регулирования концентрации активного ила.

На фиг. 1 представлено устройство, план; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - модификация устройства, план; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 4; на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 4;на фиг. 7 - разрез Д-Д на фиг. 4.

Устройство содержит прямоугольный корпус 1 аэротенка, разделенный продольными перегородками 2 и 3 и поперечными перегородками 4 и 5 на пря- мой и обратный смесительные коридоры 6 и 7, илоуловитель 8 с коническими приямками 9 и эрлифтами 10, присоединенными к илоотводному лотку 11, реактиватор 12, мелкопузырчатые дис- пергаторы 13, соединенные с воздухо- нагнетателями 14 постоянного действия. .

Устройство включает основную и дополнительную прямоточные рециркуляционные камеры 15 и 16 с сообщающимися с ними посредством водосливов 17 и 18 основной и дополнительной проти- воточными камерами 19 и 20. Прямоточные рециркуляционные камеры 15 и 16 оборудованы мелкопузырчатыми дис- пергаторами 21, присоединеными к воз- духонагнетателям 22 и 23 периодического действия.

УcтpoйcтвJO снабжено регулируемым порогом 24, расположенным в: ачальном участке илоотводного лотка, илоуплот- нителем 25 со взвешенным слоем осадка, образованным не доходящей до дна корпуса аэротенка поперечной перегородкой и наклонной под углом не менее 45 к дну корпуса аэротенка перегородкой 26, верхняя кромка которой расположена вьше уровня жидкости в обратном смесительном коридоре, отделением 27 деаэрации иловой смеси, выделенным в илоуплотнителе посредством не доходящей до дна корпуса аэротенка перегородки 28, погружной перегородкой 29. Устройство включает также подводящие к илоуло- вителю желоба 30 - 32, тангенциально присоединённые к верхней части оса- дительных колонн 33 - 35 с внутренними винтовыми тонкослойными насадками 36 - 38, сборные лотки 39 и 40 илоуловителя и йлоуплотнитепя со взвешенным слоем осадка, оборудованные соответственно продольными

и поперечными ламинирующими насадка25

ми 41 и 42.

Основные и дополнительные прямоточные рециркуляционные и противо- точные камеры 15, 16 и Т9,20 соответственно выполнены переменного сечения с расширяющимися верхними и нижними частями 43 и 44, соединенными средними частями 45 критического сечения, а мелкопузырчатые диспергато ры 46 основной и дополнительной про- тивоточных камер 19 и 2Х) присоединены к источнику 47 технического кислорода или воздуха,обогащенного техническим кислородом. Кроме того, уст35 ройство содержит отделение 48 предварительного обескислйроживания иловой среды, вьщеленное в конце обратного смесительного коридора не доходящей до дна корпуса аэротенка

поперечной перегородкой 49, с лотком

50поступающих сточных вод,впуск

51и выпуск исходной и биологически очищенной сточной жидкости,отвод 53 осветленной сточной жидкости, выпуск45 ное иловое отверстие 54 и придонную

щель 55, впуск 56 возвратного активного ила, вторичный отстойник 57, перекачивающее устройство 58, воздухопроводы 59 и трубопроводы 60 кислородсодержащего газа.

Устройство работает следующим образом.

Сточные воды через впуск 51 исходной сточной жидкости поступают в обратный смесительный коридор 7 аэротенка и посредством основной прямоточной рециркуляционной камеры

15через водослив 17 и далее через основную противоточную камеру 19 направляются в прямой смесительный коридор 6. Смесь сточной воды и активного ила доходит до конца прямого смесительного коридора 6, где захватывается дополнительной прямоточной рециркуляционной камерой

16и через водослив 18 и дополнительную противоточную камеру 20 возвращается в начало обратного смесительного коридора 7. Эрлифтный эффект основной и дополнительной прямоточных рециркуляционных камер 15 и 16, создаваемый работой мелкопузырчатых диспергаторов 21 камер, дополнен окислительным эффектом, создаваемым работой основной и дополнительной противоточных камер 19 и 20 совместно с мелкопузырчатыми диспергаторам

13других отделений устройства, присоединенных к воздухонагнетателю

14постоянного действия.

Б процессе рециркуляционного движения иловой смеси по смесительным коридорам 7 и 6 и ее непрерывной аз- рации осуществляется процесс биологической очистки или окисления органических загрязнений сточных вод, причем отношение количества рецирку лирующей иловой -смеси к количеству поступающих сточных вод находится в пределах 1,5-3.

Смесь активного ила и очищенной сточной жидкости самотеком, минуя погружную перегородку 29 и затопленную поперечную перегородку 5, постпает в илоуловитель 8, где основная (возвратная) часть активного ила осдает в конических приямках 9, а прошедшая первичное осветление сточная жидкость поступает во вторичный отстойник 57, в котором происходит ее окончательное осветление и отвод за пределы системы, при этом осевший в вторичном отстойнике активный ил от

5

0

5

водится как избыточный из системы на обработку или в случае необходимости частично или полностью возвращается в реактиватор 12 любым видом перекачивающего устройства 58.

Активный ил, осевший в конических приямках 9 илоуловителя 8, посредством эрлифтов 10 направляется в илоотводный лоток 11, откуда -через выпускное иловое отверстие 54 поступает в реактиватор 12. В реак- тиваторе 12 активный ил, на поверхности хлопьев которого адсорбированы органические загрязнения,проходит цикл регенерации,в ходе которой адсорбированные загрязнения перерабатываются микроорганизмами, и первоначальная активность ила восстанавливается. Перелив возвратного активного ила из реактиватора 12 в обратный смесительный коридор 7 происходит через илоуплотнитель 25 со взвешенным слоем осадка таким образом, что иловая смесь через придонную щель 55 поступает в проточную часть илоуплотнителя 25, при этом отделение воздушных лузырьков,увлекаемых потоком иловой смеси,производится в отделении 27 деаэрации иловой смеси. В процессе подъема иловой смеси к продольным сборным лоткам 40 и в результате ее движения через взвешенный слой осадка происходит снижение концентрации возвратного ила,, поступающего в сборные лотки 40 и далее в обратный смесительный коридор 7. Этот технологический прием, с одной стороны, позволяет поддерживать -в реактиваторе 12 повышенные (порядка 8-12 г/л) концентрации активного ила, что предопределяет сокращение его рабочего объема, а с другой стороны, поддер- 45 живает в смесительных коридорах аэротенка сравнительно невысокие (1-2 г/л) концентрации активно.го ила, достаточные для успешной работы сооружения в период пониженных технологических нагрузок на аэротенк.

В период увеличенного притока сточных вод и соответственного увеличения технологической нагрузки по органическим загрязнениям на сооружение производят включение воз- духонагнетателя 22 периодического действия,в результате чего происходит увеличение количества воздуха, вводимого в мелкопузырчатые диспер0

35

0

50

55

51

гаторы 13 и 21. При этом увеличение скоростей окисления загрязнений,связанных со скоростями растворения и потребления кислорода, и образую- щаяся в результате этого тенденция к нарушению однородных условий функционирования микроорганизмов компенсируется соответственным увеличением рециркуляционного потока иловой смеси из прямого смесительного коридора 6 в обратный смесительный коридор 7, и.наоборот.Отношение количества рёциркулирующей иловой смеси к количеству поступающих сточных вод при этом находится в пределах 3-6. Одновременно с этим,вследствие подъема уровня иловой смеси в основной и дополнительной прямоточных рециркуляционных камерах 15 и 16, иловая смесь через регулируемый порог 24 поступает в илоотводный лоток 11 и оттуда через вьтускное иловое отверстие 54 - в реактиватор 12. При этом общий .расход жидкости, поступающей в реактиватор 12, а следовательно, и в илоуплотнитель 25 со взвешенным слоем осадка возрас-

тает в несколько раз, в результате чего процесс илоотделения во взвешенном слое осадка сменяется процессом его ускоренного вытеснения из реактиватора 12 в обратный смесительный коридор 7, вследствие чего рабочая концентрация активного ила в смеси гельных коридорах 6 и 7 начинает плавно возрастать,например с 1- 2 до 3-4 г/л. Это обеспечивает поддержание соотношения активный ил - органические загрязнения - растворенный кислород на постоянном уровне при возрастании технологической нагрузки более чем в 2 раза.

Если, несмотря на указанные технологические приемы, в результате дальнейшего увеличения притока сточных вод возросшие окислительные потребности процесса не обеспечиваются (что может быть установлено показаниями измерительных приборов, например датчиком концентрации растворенного кислорода, установленном в критических точках устройства), производят вJключeниe воздухрнагне- тателя 23 периодического действия, аналогично воздухонагнетателю 22 периодического действия, с той лишь разницей, что интенсивность управляющего воздействия на процесс соот-

5

0

5

ветственно возрастает, а отношение количества иловой смеси к количеству поступающих сточных вод находится в пределах 6-10,

Целесообразно,чтобы илоуловитель 8 был оборудован подводящими желобами 30-32, тангенциально введенными в расширяющиеся книзу осадительные колонны 33 - 35 с внутренними винтq- выми тонкослойными насадками 36 - 38, а в сборных лотках 39 и 40 ило- уловителя 8 и илоуплотнителя 25 со взвешенным слоем осадка бьши вмонтированы соответственно продольные и поперечные ламинирующие насадки 41 и 42. Тогда смесь активного ила и очищенной сточной жидкости по подводящим желобам 30 - 32,тангенциально введенным в осадительные колонны 33 - 35, поступает в осадительные колонны, где в процессе тонкослойного винтового движения иловой смеси сверху вниз активный ил оседает на поверхности винтовых тонкослойных насадок 36 - 38 и медленно сползает по ним в конические приямки 9 ило- уловителя 8, а осветленная жидкость выходя через нижнюю часть осадитель- ных колонн, проходит через продольные ламинирующие насадки 41, и поступает в сборный лоток 39 илоуловителя и далее - за пределы сооружения.Это позволяет уменьшить гидравлическую нагрузку на поперечное сечение проточной части илоуловителя 8 за счет сокращения транзитного расхода осветленной воды, обеспечить наиболее полное задержание как крупных, так и мелких фракций хлопьев активного ила, что делает работу илоуловителя 8 практически не зависящей от коле- .баний притока сточных вод и позволяет свести к минимуму размеры вторич- 45 ного отстойника 57, а в. отдельных случаях совсем отказаться от него. Поперечные ламинирующие насадки 42, смонтированные в сборных лотках 40 илоуплотнителя 25 со взвешенным слоем осадка, исключают возможность образования поперечных токов иловой среды, снижающих эффект осветления во взвешенном слое, в результате чего концентрация активного ила в реактиваторе 12 увеличивается,например до 12-15 г/л.

Целесообразно, чтобы основные и дополнительные прямоточные рециркуляционные камеры 15 и 16 и пооти0

35

40

50

55

воточные камеры 19 и 20 были выполнны деременного сечения с расширяющимися верхними частями 43 и нижними частями 44, соединенными средни- ми частями 45 критического сечения. При этом возрастает амплитуда колебаний рабочего уровня иловой смеси в прямоточных рециркуляционных камерах 15 и 16, что соответственно увеличивает управляющее действие дополнительной прямоточной рециркуляционной камеры 16, кроме того, гидравлически благоприятные очертания поперечного сечения рециркуляционных камер увеличивают их эрлифтный эффект, а расширяющиеся нижние части противоточных камер 19 и 20 позволяют более полно растворять кислород из пузырьков различного диа- метра. Таким образом, более крупные пузырьки будут витать в области критического сечения, переходя по мере уменьшения диаметров, вследствие дробления или убыли кислорода, в расширяющуюся нижнюю часть.

Желательно,чтобы мелкопузырчатые диспергаторы 46 основной и дополнительной противоточных камер 19 И 20 были присоединены к источнику 47 технического кислорода или воздуха, обогащенного техническим кислородом Такой технологический прием, помимо увеличения количества растворимого

кислорода Б иловой среде и возможное- окисления загрязнений, при этом аэрация постоянного действия рассчитывается на минимальную нагрузку,а аэрация периодического действия - на максимальную, что существенно снижает

ти вследствие этого очистки высококонцентрированных сточных вод,снижает противодействие основной и дополнительной противоточных камер 19 и 20 эрлифтному действию основной и дополнительной прямоточных рециркуляционных камер 15 и 16, так как расход технического кислорода через мелкопузырчатые диспергаторы 46 по меньшей мере в 3-5 раз меньше расхода воздуха при достижении аналогичного окислительного эффекта. Кроме того, постоянное или периодическое использование технического кислорода в устройстве сокращает прирост актив - ного ила и улучшает его седиментаци- оные свойства.

Желательно,чтобы устройство было снабжено отделением 48 предварительного обескислороживания иловой среды gg ренними винтовыми тонкослойными навьщеленным в конце обратного смесительного коридора 7 не доходящей до дна корпуса аэротенка поперечной перегородкой 49, с лотком 50 поступаюсадками, продольные и поперечные ламинирующие насадки в сборных лотках илоуловителя и илоуплотнителя, отделение предварительного обескислорощих сточных вод. Это обеспечивает предварительное кратковременное снижение концентрации растворённого кислорода в иловой смеси, что позволяет более полно использовать кислород воздуха или технический кислород .

Таким образом, при происхождении

жидкости через сооружение процесс растворения .кислорода интенсифицируется за счет высоких скоростей его потребления.Активные микроорганизмы, содержащиеся в рециркуляционной иловой среде, получают дополнительную нагрузку в виде части поступающих сточных вод, стимулируя при этом процесс растворения кислорода. В период увеличенньпс нагрузок на сооружение

скорость потребления кисдорода значительно выше, чем в среднем по сооружению, что позволяет снять пиковые нагрузки, обеспечивает стабильность работы и сокращает общее время аэрации сточных вод. В результате работы управляемой системы аз- i рации, а следовательно прямоточных рециркуляционных и противоточных камер, происходит выравнивание нагрузки на ил по длине аэротенка.Причем, изменяя количество рециркулирующей иловой смеси в зависимости от нагрузки на ил, возникает возможность управления процессом биохимического

ция постоянного действия рассчитывается на минимальную нагрузку,а аэрация периодического действия - на максимальную, что существенно снижает

40 эксплуатационные затраты на электроэнергию.

Конструкция предлагаемого устройства предусматривает использование новых технологических элементов,та45 ких как основная и дополнительная прямоточные рециркуляционные/ камеры основная и дополнительная противо- точные Камеры, оборудованные мелкопузырчатыми диспергаторами, присое50 диненными к воздухонагнетателям постоянного и периодического действие, йлоуплотнитель со взвешенным слоем осадка и отделением деаэрации иловой смеси, осадительные колонны с внутсадками, продольные и поперечные ламинирующие насадки в сборных лотках илоуловителя и илоуплотнителя, отделение предварительного обескислоро

живання иловой среды, мелкопузырчатые диспергаторы противоточных каме присоединенные к источнику техничес кого кислорода или воздуха,обогащенного техническим кислородом.

Формула изобретения

I.

вод, содержащее прямоугольный корпус аэротенка, разделенньш продольными и поперечными перегородками на.прямой и обратный смесительные коридоры илоуловитель со сборными лотками и эрлифтами, присоединенными к илоот- водному лотку, реактиватор, прямоточную рециркуляционную камеру, расположенную в конце обратного смесительного коридора, и мелкопузырчатые дне- пергаторы,соединенные с воздухонагне- тателями постоянного и переменного действия, отличающееся тем,что, с целью повышения эффективности использования кислорода путем регулирования концентрации активного ила, оно снабжено дополнительной прямоточной рециркуляционной камерой, расположенной в конце прямого смесительного коридора, основной и дополнительной противоточными в начале прямого и обратного смесительных коридоров камерами с мелкопузырчатыми диспергаторами периодического действия, при этом в продольной перегородке выполнены водосливы,сообщающие прямоточные и противоточные камеры, илоотводный лоток снабжен ;регулируе- мыми порогом и присоединен к дополнительной прямоточной рециркуляционной камере, устройство также снабжено не доходящей до дна корпуса аэротен

0

5

Q

5

0

5

0

ка поперечно перегородкой и наклонной под углом к дну корпуса аэротенка перегородкой с образованием илоуплотнителя и отделения деаэрации иловой смеси, при этом илоуплотнитель снабжен продольными сборными лотками.

Я 39/ 5

55

1

РигЛ

/////////////////////////////у Фиг. 5

г-г

fffffff0mf f f ///f

55 фиг. 6

д-д

53. 55.. 59