Циклотенк Б.Н.Репина Советский патент 1988 года по МПК C02F3/12 C02F3/20 C02F3/12 C02F101/30 

«(

8- 47

ОС

ю

гт(%п

425

ю

(%п

у1

/

4

33

3

ж

ел

00 05 СЛ

00

00

фиг.1

Изобретение относится к канализационным очистным устройствам для биологической очистки активным илом бытовых и производственных сточных вод в режиме последовательного (циклического) выполнения основных технологических операций и может быть использовано на станциях биологической очистки бытовых, городских и близких к ним по составу производственных сточных вод малой и средней производительности, особенно когда неравномерность технологической нагрузки велика не только за счет изменений концентрации органических загрязнений, но и в результате резких колебаний притока сточных вод.

Цель изобретения - улучшение качества очистки сточных вод при одновременном повышении надежности работы за счет функционального совмешения циклов впуска исходной и вытеснения очишенной сточной жидкости.

На фиг. 1 изображен циклотенк, вид свер- ху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - технологический регламент работы циклотенка с маркировкой запорных устройств; на фиг. 4 - циклограмма основных операций; на фиг. 5 - циклотенк с поперечными диафрагмами и ламинирующими ре- щетками, вид сверху; на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 5.

Циклотенк содержит прямоугольный корпус 1 с плоским днищем 2, разделенный продольными стенками 3 и 4 на рабочие коридоры 5-7, снабженные впускными 8 и выпускными 9 каналами сточной жидкости. Диспергаторы 10-12 сжатого воздуха присоединены к ответвлениям 13-15 напорного трубопровода 16 воздухонагнетателя 17. Диспергаторы 10-12 расположены в аэра- ционных камерах 18-20, образованных продольными стенками 3 и 4, корпусом 1 и струе- направляющими перегородками 21-23. Нижние кромки 24-26 этих перегородок не доходят до днища корпуса циклотенка и образуют циркуляционные щели 27-29, а их верхние переливные кромки 30-32 выведены выще уровня жидкости.

Электроприводные клапаны 33-35 установлены на ответвлениях напорного трубопровода воздухонагнетателя 17 с обводными участками 36-38 и регулирующей арматурой 39, а электроприводные шиберы 40- 42 и отражательные щиты 43-45 - на впускном канале сточной жидкости.

Поперечные диафрагмы 46-48 размещены на границах укладки диспергаторов различной плотности и присоединены к продольным стенкам 4, корпусу 1 и струена- правляющим перегородкам 21-23.

В рабочих коридорах 5-7 заподлицо с прямоугольной верхней частью струенаправ- ляющих перегородок закреплены поперечные ламинирующие рещетки 49-51 с прозорами между пластинами 52. В рабочих коридорах циклотенка размещены также сборные лотки

5

о 5

0

5

0

5

5

0

53-55 сточной жидкости с тонкослойными модулями 56-58.

Работа циклотенка состоит из следующих трех основных циклов (фиг. 1 и 2).

Цикл первый - впуск-вытеснение. Исходная сточная жидкость по впускному каналу 8 через открытый электроприводной шибер 40, огибая отражательный щит 43, поступает в рабочий коридор 5, в верхних слоях которого в данный момент времени находится очищенная и отстоенная жидкость, а активный ил осажден на днище. Порция впускаемой сточной жидкости, двигаясь вдоль рабочего коридора 5, плавно вытесняет через выпускной канал 9 циклотенка равную ей порцию отстоенной жидкости. Вытянутая в длину форма рабочего коридора способствует более полной загрузке циклотенка исходной сточной водой при минимальной степени взмучивания активного ила и выноса его с вытесняемой очищенной сточной жидкостью.

Сжатый воздух постоянно действующего воздухонагнетателя 17 по ответвлению 13 напорного трубопровода 16 при закрытом электроприводном клапане 33 проходит по обводному участку 36 и поступает в дис- пергаторы 10 аэрационной камеры 18. Количество воздуха, проходящего по обводным участкам 36-38, с помощью регулирующей арматуры 39 отрегулировано таким образом, что жидкость внутри аэрационных камер при закрытии любого из электроприводных клапанов 33-35 не достигает верхних переливных кромок 30-32 струенаправ- ляющих перегородок 21-23, хотя и поднимается на несколько сантиметров выше уровня жидкости в соответствующем рабочем коридоре. Это позволяет предохранить мелкопузырчатые Диспергаторы от засорения в периоды технологических пауз, а также избежать взмучивания активного ила в циклах впуск-вытеснение и отстаивание.

Цикл второй - аэрация. Поступление исходных сточных вод в рабочий коридор 5 и одновременное вытеснение из него отстоенной жидкости в выпускной канал прекращается в результате закрытия электроприводного шибера 40. Одновременно с этим открывается электроприводной клапан 33, и основное количество воздуха через диспер- гаторы 10 начинает поступать в аэрацион- ную камеру 18. Возникающий вследствие этого эрлифтный эффект вызывает подъем жидкости в аэрационной камере и ее перелив через верхнюю переливную кромку 30 в рабочий коридор 5. Убыль жидкости в аэрационной камере компенсируется ее непрерывным подсосом через циркуляционную щель 27, а возникающий при этом мощный поперечный циркуляционный поток жидкости обеспечивает эффективное перемещивание и контакт активного ила с органическими загрязнениями и вводимым кислородом, что

необходимо для успешного осуществления процесса биологической очистки.

Цикл третий - отстаивание. По истечении расчетного времени аэрации, например 0,5 ч, когда биологическое окисление органических загрязнений завершено, электроприводной клапан 33 закрывается, вследствие чего основное количество воздуха начинает поступать в аэрационную камеру другого коридора, а в аэрационную камеру 18

ми переливными кромками 30-32 струена- правляющих перегородок 21-23 при относительно небольшом увеличении подачи воздуха. Расположение аэрационных камер 18-20 по обеим сторонам рабочих коридоров 5-7, нижних кромок 24-26 струенаправляюших перегородок 21-23 отогнутыми в сторону продольных осей рабочих коридоров с образованием углов не менее 45° по отношению к плоскости днища (фиг. 5 и 6) позволяет

воздух для предохранения мелкопузырча- 10 уменьшить потери на трение жидкости на тых аэраторов от засорения поступает толь-входе в аэрационные камеры через циркуко по обводному участку 36. В этих условиях, когда иловая среда находится в покое и

равномерно распределена по длине рабочего

ляционные щели 27-29 в месте расположения мелкопузырьчатых диспергаторов и одновременно увеличивает подъем иловой среды

коридора, происходит эффективное отделе- , над верхними переливными кромками 30-32. ние осветленной воды от оседающего на дни-Помимо этого, внешний угол отгиба струеще корпуса циклотенка активного ила, верх-направляющих перегородок 21-23 не менее

НИИ уровень которого находится по меньшей45° по отношению к плоскости днища обесмере на половине глубины рабочего коридопечивает сползание осадка в нижнюю часть рабочего коридора, исключает его залежимальном илобом индексе (50 ) позво- 20 вание и способствует успешному проведению ляет поддерживать в циклотенке концентра-третьего цикла (отстаивание).

ра. Данное условие, например, при норцию активного ила около 10 г/л; что в 3-4 раза превышает аналогичный показатель для обычных аэротенков. Эта особенность циклотенка, не требующая дополнительных эксплуатационных усилий, позволяет резко интенсифицировать процесс биохимической очистки и повысить ее качество. После завершения в рабочем коридоре 5 третьего цикла работы вновь происходит открытие

25

В первом цикле при впуске исходной сточной воды и одновременном вытеснении отстоенной жидкости в рабочем коридоре происходит некоторое смещение слоя осевшего активного ила в сторону выпускного канала, благодаря чему в хвостовой части коридора создается повышенная концентрация ила за счет ее снижения в головной части. Это нарушает постоянство соотношеэлектроприводного шибера 40, и технологи- , ния активного ила и подаваемой нагрузки

ческие циклы повторяются в рассмотренной последовательности.

Как следует из технологического регламента работы циклотенка (фиг. 3 и 4), число рабочих коридоров, кратное количеству

по всей длине рабочего коридора, что несколько замедляет скорость окислительного процесса в циклотенке. Во избежание этого целесообразно, чтобы плотность укладки диспергаторов на первой по ходу движения

на второй, а на границах укладки диспергаторов различной плотности установлены не доходящие до днища и выведенные выще уровня жидкости поперечные диафрагмы

циклов (трем), дает возможность осу-жидкости половине аэрационных камер была

ществлять в сооружении непрерывный про-по меньшей мере в два раза выще, чем цесс. При этом, если в рабочем коридоре 5 осуществляется первый цикл процесса очистки (впуск-вытеснение), то в рабочем коридоре 6 в это время осуществляется третий

цикл (отстаивание), а в рабочем коридоре 40 46-48, присоединенные к продольным стен- 7 - второй цикл (аэрация), что обеспе-кам, корпусу и струенаправляющим пере- чивается соответствующим положением элек-городкам. В результате этого мощность по- троприводных шиберов и клапанов. Сущест-перечной циркуляции в головной части рабо- венно и то, что при периодическом режимечего коридора выше, чем в его хвостовой аэрации в каждом рабочем коридоре возду-части, что при указанном соотношении плот- хонагнетатель 17 работает в постоян- 45 ностей укладки мелкопузырьчатых дисперга- ном режиме, причем использование незасо-торов, соответствующем выборе площади ряющихся мелкопузырчатых диспергаторовциркуляционных щелей и наличии попереч- 10-12 за счет оптимальных условий раст-ных диафрагм приводит к созданию эффек- ворения кислорода позволяет свести к мини-тивного продольного перемешивания, быстро муму подаваемое количество воздуха.устраняющего возможный градиент концент- Эффект поперечного перемешивания ило- 50 рации активного ила и органических завой среды рабочих коридоров в периодыгрязнений в циклотенке. аэрационных циклов определяет длитель-При продольном движении осветленной ность и глубину очистки сточных вод. Этотжидкости в рабочем коридоре в первом эффект зависит от конструкции аэрацион-цикле (впуск-вытеснение) происходит ее ных камер и в значительной степени опре- частичное взмучивание вследствие неравно- деляется их гидравлическими сопротивления-мерного распределения скоростей жидкости в ми, а также способностью существенно по-поперечном коридоре, вызываемого влиянием вышать уровень иловой среды над верхни-факторов внутреннего и внешнего трений.

ми переливными кромками 30-32 струена- правляющих перегородок 21-23 при относительно небольшом увеличении подачи воздуха. Расположение аэрационных камер 18-20 по обеим сторонам рабочих коридоров 5-7, нижних кромок 24-26 струенаправляюших перегородок 21-23 отогнутыми в сторону продольных осей рабочих коридоров с образованием углов не менее 45° по отношению к плоскости днища (фиг. 5 и 6) позволяет

В первом цикле при впуске исходной сточной воды и одновременном вытеснении отстоенной жидкости в рабочем коридоре происходит некоторое смещение слоя осевшего активного ила в сторону выпускного канала, благодаря чему в хвостовой части коридора создается повышенная концентрация ила за счет ее снижения в головной части. Это нарушает постоянство соотношения активного ила и подаваемой нагрузки

по всей длине рабочего коридора, что несколько замедляет скорость окислительного процесса в циклотенке. Во избежание этого целесообразно, чтобы плотность укладки диспергаторов на первой по ходу движения

жидкости половине аэрационных камер была

на второй, а на границах укладки диспергаторов различной плотности установлены не доходящие до днища и выведенные выще уровня жидкости поперечные диафрагмы

по меньшей мере в два раза выще, чем

46-48, присоединенные к продольным стен- кам, корпусу и струенаправляющим пере- городкам. В результате этого мощность по- перечной циркуляции в головной части рабо- чего коридора выше, чем в его хвостовой части, что при указанном соотношении плот- ностей укладки мелкопузырьчатых дисперга- торов, соответствующем выборе площади циркуляционных щелей и наличии попереч- ных диафрагм приводит к созданию эффек- тивного продольного перемешивания, быстро устраняющего возможный градиент концент- рации активного ила и органических загрязнений в циклотенке. При продольном движении осветленной жидкости в рабочем коридоре в первом цикле (впуск-вытеснение) происходит ее частичное взмучивание вследствие неравно- мерного распределения скоростей жидкости в поперечном коридоре, вызываемого влиянием факторов внутреннего и внешнего трений.

разницей плотностей смешиваемых сред, а также конвективными силами. Это приводит к образованию центрального, более энергонасыщенного ядра жидкости, скорость продольного движения которого плавно затухает от продольной оси коридоров к их периферийным зонам. Благоприятно, чтобы в рабочих коридорах заподлицо с прямоугольной верхней частью струенаправляющих перегородок были установлены поперечные ламинирующие рещетки 49-51, длина и щири- на Прозоров между пластинами 52 по мере удаления от продольных осей коридоров убывает по степенному закону, а расстояния между рещетками в плане равны щирине коридоров. Последнее условие как бы разделяет рабочие коридоры на ряд последова- тельных зон таким образом, что центральное ядро скоростей движения жидкости в поперечном сечении коридора оказывается эффективно рассредоточенным даже в условиях значительных колебаний притока сточных вод.

В местах перелива отстоенной сточной воды в выпускные каналы происходит образование местных струйных потоков, создающих усиленный подсос взвешенных ве- 25 ществ с верхнего слоя осевшего активного ила, что приводит к снижению качества очистки сточной жидкости. В целях избежания этого рабочие коридоры дополнительно оборудованы сборными лотками 53-55 сточной жидкости, снабженными тонкослойными 30 модулями 56-58.

Применение циклотенка, сочетающего простоту конструкции с возможностью эффективного управления процессом и качеством очистки, позволяет не менее чем на 30-40% снизить капитальные затраты и на 35 15-20% энергозатраты в результате сокращения времени обработки, отсутствия вторичных отстойников и системы возвратного ила, а следовательно, и затрат, связанных с

.ным каналами сточной жидкости, оборудованные диспергаторами сжатого воздуха, присоединенными к ответвлениям напорного трубопровода воздухонагнетателя, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества очистки сточных вод при одновременном повышении надежности работы за счет функционального совмещения циклов впуска исходной и вытеснения очищенной сточной жидкости, он снабжен струенаправ- ляющими перегородками, нижние кромки которых не доходят до днища корпуса с образованием циркуляционных щелей, а верхние кромки выведены выше уровня жидкости, рабочие коридоры снабжены аэра- ционными камерами, образованными продольными стенками, корпусом и струенаправ- ляющими перегородками, диспергаторы сжатого воздуха смонтированы сплошной полосой по продольной оси аэраЦионных камер, ответвления напорного трубопровода воздухонагнетателя снабжены электроприводными клапанами и обводными участками с регулирующей арматурой, а впускной канал сточной жидкости снабжен электроприводными шиберами и отражательными щитами.

2.Циклотенк по п. 1, отличающийся тем, что аэрационные камеры расположены по обеим сторонам рабочих коридоров, а нижние кромки струенаправляющих перегородок отогнуты в сторону продольных осей рабочих коридоров.

3.Циклотенк по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что плотность укладки диспергаторов на первой по ходу движения жидкости половине аэрационных камер выше, чем на второй, а аэрационные камеры снабжены поперечными диафрагмами, установленными на границах укладки диспергаторов различной плотности, не доходящими до днища и выведенными выше уровня жидкости и присоединенными к продольным стенкам, корпуса и струенаправляющим перегородкам.

4.Циклотенк по пп. 1-3, отличающийся

их устройством и работой. С помощью пред- до рабочие коридоры снабжены поперечными ламинирующими решетками, установленными заподлицо с прямоугольной верхней частью струенаправляющих перегородок, при этом длина и расстояние между пластинами ламинирующих перегородок 45 убывает по мере удаления от продольных осей коридоров.

5. Циклотенк по пп. 1-4, отличающийся тем, что рабочие коридоры дополнительно снабжены сборными лотками сточной жидкости, снабженными тонкослойными модулагаемои технологии также можно осуществлять нитрификацию, денитрификацию, удаление фосфора или других компонентов, посредством увеличения этапов заполнения- вытеснения и аэрации.

Формула изобретения

1. Циклотенк, содержащий прямоугольный корпус с плоским днищем, разделенный продольными стенками на рабочие

коридоры, снабженные впускным и выпуск- 50 лями.

0

5

0

5 0

5

.ным каналами сточной жидкости, оборудованные диспергаторами сжатого воздуха, присоединенными к ответвлениям напорного трубопровода воздухонагнетателя, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества очистки сточных вод при одновременном повышении надежности работы за счет функционального совмещения циклов впуска исходной и вытеснения очищенной сточной жидкости, он снабжен струенаправ- ляющими перегородками, нижние кромки которых не доходят до днища корпуса с образованием циркуляционных щелей, а верхние кромки выведены выше уровня жидкости, рабочие коридоры снабжены аэра- ционными камерами, образованными продольными стенками, корпусом и струенаправ- ляющими перегородками, диспергаторы сжатого воздуха смонтированы сплошной полосой по продольной оси аэраЦионных камер, ответвления напорного трубопровода воздухонагнетателя снабжены электроприводными клапанами и обводными участками с регулирующей арматурой, а впускной канал сточной жидкости снабжен электроприводными шиберами и отражательными щитами.

2.Циклотенк по п. 1, отличающийся тем, что аэрационные камеры расположены по обеим сторонам рабочих коридоров, а нижние кромки струенаправляющих перегородок отогнуты в сторону продольных осей рабочих коридоров.

3.Циклотенк по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что плотность укладки диспергаторов на первой по ходу движения жидкости половине аэрационных камер выше, чем на второй, а аэрационные камеры снабжены поперечными диафрагмами, установленными на границах укладки диспергаторов различной плотности, не доходящими до днища и выведенными выше уровня жидкости и присоединенными к продольным стенкам, корпуса и струенаправляющим перегородкам.

4.Циклотенк по пп. 1-3, отличающийся

о рабочие коридоры снабжены поперечными ламинирующими решетками, установленными заподлицо с прямоугольной верхней частью струенаправляющих перегородок, при этом длина и расстояние между пластинами ламинирующих перегородок 5 убывает по мере удаления от продольных осей коридоров.

27 10

г

фиг.г

72 29

Изобретение относится к канализационным очистным устройствам, производящим биологическую очистку активным илом бытовых и производственных сточных вод в режиме последовательного циклического выполнения основных технологических операций. Цель изобретения - улучшение качества очистки сточных вод при одновременном повышении надежности работы. Циклотонк содержит корпус I, рабочие коридоры 5-7, оборудованные аэрационными камерами 18--20 с диспергаторами 10-12 сжатого воздуха. Система настройки включает в себя электроприводные клапаны 33-35 и шиберы 40-42. Аэрационные камеры 18-20 расположены по обеим сторонам рабочих коридоров 5-7. Диспергаторы уложены с неравнозначной плотностью, на границах укладки размешены поперечные диафрагмы. В рабочих коридорах установлены ламинирующие решетки. Работа циклотенка состоит из трех циклов: впуск-вытеснение, аэрация и отстаивание. Применение циклотенка позволяет на 30-40% снизить капитальные затраты и на 15-20% энергозатраты. 4 з.п.ф-лы. 6 ил. & ел

Сточная вода

аг. J

О

0,5

W 0 1 1 2 г 1 1 2 2

JJ JJ J 3 35 35 33 33 3 3 fiL2.

П - ШаВер открыт

- Шабер закрыт О - К/1апан открыт ф - K/ianuH закрыт

Воздух

Рабочий, коридор 5 1 Рабочий корадор 6 JZI Рабочий коридор 7

15

Т.ч

Нопера шабероб Hofiepa мапаноб

аг. 5

I I V Z4 27 2 6 4725 28 25 7 8 29 26 29

9и.г. 6