юг
ЮО 28
5 7V 17 fg 29
/ / х /
IGJ J
114
Изобретение относится к биологической очистке сточных вод, содержащих углеродистые и азотистые вещества, методами аэробной активации и нитрификации и анаэробной денитрифи- кации активньм илом и может быть использовано для комплексной очистки хозяйственных фекальных вод при их выпуске в водоемы или для обработки сточных вод с высоким содержанием аммиака л орган гческого связанного азота, например навозных стоков сельскохозяйственных животных.
Процессы устранения из сточных вод азотистых веществ одновременно с углеродистыми в технологии водоочистки известны и применяются. Наиболее широко распространенной технологией является метод единого активно- го ипа, поочередно подвергаемого влиянию аэробных и анаэробных условий.
В этих комплексных способах водоочистки происходят в аэробном активирующем процессе энзиматические про- цессы окисления органических веществ и окисление аммиака в нитраты, а в а наэробной части процесса - восстановление нитратов в присутствии органических углеродистых веществ,
как источников водорода, в газообразный азот. Известны и условия эффективного хода процессов нитрификации и денитрификации (температура в интервале от 13 до 35°Cs соответствующий рН и достаточный возраст ила, обеспечивающий необходимую концентрацию нитрификационных и денитрифика ционных микроорганизмов в активном иле) ,
При очистке сточных вод с одновременным удалением азотистых веществ .применяется классическое оборудование, в котором процессы аэробной активации и анаэробной денитрификации происходят в самостоятельных отделенных один от другого резервуаров, а сепарация активного ила осуществляется путем седиментации в самостоятельном резервуаре, из которого отделен- ный (возвратный) активный ил перекачивается обратно к первичной обработке в процессе водоочистки.
Существуют различные конструкции соединения очистных устройств, иногда и с добавлением реагентов. Наиболее подходящей конструкцией принято соединение двух очистных корпусов размещённых один за другим, в первом
0
5 0
5
0
Q
5
5
из которых осуществлена денитрифи- кация, а втором активация, причем сырая вода при этом поступает в зону денитрификации, вода из зоны I активации рециркулирует в зону денитрификации, активный ил, сепарированный седиментацией, перекачивается также в зону денитрификации. Конструкция проста и не требует добавления реагентов и питательных веществ (Авторское свидетельство ЧССР № 210385, кл. С 02 F 3/12, 1981).
Известно оборудование, в котором для очистки применяется сепарирование активного ила с помощью флюидной фильтрации с автоматическим возвращением активного ила обр атно в процесс. В этом оборудовании применяется анаэробная денитрификация с подачей сьгрой исходной воды и аэробная активация с рециркуляцией очищенной воды из зоны активации в .зону денитрификации. Учитывая то, что в этом процессе вода, из которой выделяется активный ил, подводится в зону сепарации из зоны эробной активации, камера сепарации помещается над камерой аэробной активации, сепарированный активньш ил возвраща- ется обратно на аэробную обработку, в зону денитрификации он попадает с помощью рециркуляции (Авторское сви- детельство СССР № 981250, кл. С 02 F 3/02, 19.06.81).
Однако все виды известного оборудования нуждаются в денитрификацион -. ном пространстве для смешивания с целью сохранения активного ила в суспензии. Кроме того, обладают сравнительно низкой удельной производительностью и зависят от климатических условий. Вследствие сравнительно низкой эффективности сепарации с помощью седиментации в этих видах оборудования не достигается слишком высокая концентрация активного ила. Ввиду того, что процессы нитрификации и денитрификации значительно зависят от возраста ила, йпя достижения достаточной величины этого параметра оборудование должно иметь большие специфические объемы, что означает низкую удельную производительность, Болв- шие объемы оборудования отрицательно сказываются как в его высокой цене, так и в его интенсивном теплообмене с окружающей средой, что в связи с зависимостью процессов нитрификацзия/
314
денитрификации от температуры весьма неблагоприятно,особенно в зимний период времени.
У оборудования, в котором сепарация активного ила производится при помощи флюидной фильтрации, хотя концентрация активного ила в оборудовании и бывает высокая, но концентрация в денитрификации ниже, чем в аэробной активации, так как активный ил поступает в денитрификацию посредством рециркуляции из зоны аэробной активации. Недостатком этого оборудования являются и проблемы, связанные с лик- видацией пены, которая появляется на поверхности зоны аэробной активации, особенно при очистке концентрированных сточных вод вследствие того, что свободная поверхность в зоне аэробной активации значительно уменьшена из-за сепарации, помещенной над. этой зоной активации.
Задачей изобр етения является соз
4
Устройства 6 (фиг. 1) анаэробной денитрификации выполнено в вертикальном цилиндрическом корпусе 1 и размещено рядом с вертикальным цилиндрическим; корпусом 111 с вертикальной крышкой 44 и днищем 100, являющимся устройством 5 аэробной обработки Со свободной поверхностью 116. В верхне части корпуса 1 наклонная разделительная стенка 2 (конусообразная) образует камеру 3 сепарации для флюидной фильтрации. В нижней части камеры имеется илоотводящий патрубок 13 для отвода сепарированного ила с заслонкой 46. .
Устройство 6 анаэробной денитрификации внизу ограничено коническим сужающимся в нижнем направлении днищем 40, имеющим в нижней части выпускное отверстие 101 и трубопровод 113 отвода активного ила, соединенный с насосом 20, служащим в качестве источника циркуляции в замкнутом
Изобретение касается очистки сточных вод методами аэробной активации и нитрификации, а также анаэробной денитонАикаиии активным илом. Цель изобретения - интенсификация процесса очистки и улучшение эксплуатационных характеристик оборудования. В оборудовании для биологической очистки сточных вод, содержащих углеродистые и азотистые вещества, устройство 6 денитрификации соединено с трубопроводом 17 исходной воды и выполнено в вертикальном цилиндрическом корпусе 1. В этом корпусе имеется камера сепарации для флюидной фильтрации, которая соединена с устройством 6 денитрификации через патрубок 13 активного ила. С устройством 6 денитрификации соединено устройство 5 активации, выполненное в следующем цилиндрическом корпусе 111, имеющее элементы 28 аэрации. 4 з.п. ф-лы, 5 ил. (О (Л
дание оборудования, которое обеспечи- 25 циркулирующем цикле иловой смеси межвает существенную интенсификацию процесса очистки, эффективное разрушение пены, образующейся в пространстве аэробной активации, и является надежным и при низких температурах, просто как с производственной, так и с эксплуатационной точки зрения и может легко приспосабливаться к различным или же изменяющимся условиям.
Устройство для анаэробной обработки соединено с трз бопроводом подвода исходной воды, камера сепарации соединена с трубопроводом отвода очищенной воды и снабжена расположенной по вертикальной оси центральной трубой, соединенной с трубопроводами исходной воды и регенированного ила.
На фиг. 1 представлено оборудова- ние, расположенное в двух самостоятельных корпусах, помещенных рядом, вертикальный осевой разрез; на фиг.
2- оборудование с двумя рядом помещенными корпусами и с центральной трубой, вертикальный разрез-, на фиг.
3- моноблочное оборудование, в котором оба корпуса расположены соосно, вертикальный осевой разрез; на фиг.4- моноблочное компактное оборудование,
вертикальный осевой разрез; на фиг.5- моноблочное оборудование с удлиненной центральной трубой, вертикальный разрез.
5
0
ду анаэробным пространством денитрификации и аэробным пространством активации.
Напорная труба 23 насоса 20 соп-
0 лом 24 примыкает к противопенному пространству 25 в верхней части цилиндрического корпуса 111 над свободной поверхностью 116 в аэробном пространстве активации. В днище 100 корпуса 111 имеется выпускное отверстие 102 и пневматическая система аэрации, состоящая из известной воздуходувки, воздухораспределителя 60 и элементов 28 аэрации.
У свободной поверхности 116 устройства 5 аэробной обработки noMis- щен регулирующий перепад 54, из которого отдельно выведен трубопровод 115 иловой смеси в центральную труб-
5,ку 8, камеру 3 сепарации. Регуляцион- ,ный байпас 114 тангенциально выведен под наклонную разделительную стенку 2 в устройство 6 анаэробной денитрификации, трубопровод 56 избыточного
Q-активного ила выведен за пределы оборудования .
Трубка 8 в камере сепарации заканчивается над ее нижней частью, причем нижняя кромка 11 трубки 8 и разg делительной стенки 2 создают вход 12 33 сепарационное пространство. Газоотводный конус 9 соединен с трубкой 8 при помощи деаэрационных отверстий 10. На уровне поверхности 30 камеры
сепарации помещается сборный желоб 29, снабженный трубопроводом 31 очищенной воды. Верхняя часть устройства 6 анаэробной денитрификации снабжена газоотводными патрубками 34.
Оборудование работает следующим образом.
Сырая вода поступает через трубопровод 17 исходной воды, регулирующий 10 парированный активный ил, возвраща- перепад 54 в устройство 6 анаэробной ющийся через патрубок 13 камеры 3. денитрификации с регуляционным байпасом 114.
Заслонка 46 предохраняет от проникн вения в сепарационное пространство камеры 3 газов из пространства дени 15 рификации устройства 6 и одновремен но способствует равномерному размеши ванию возвращаемого активного ила в иловую смесь в зтом пространстве. Иловая смесь выбирается из нижне
Иловая смесь циркулирует в замкнутом циркуляционном круге, в котором находятся устройство 6 анаэробной денитрификации и устройство 5 аэробной обработки.При этом происходит окисление аммиака, содержащегося в сточной
воде, и восстановление нитритов и tmr-20 конически суживающейся части устройратов в газообразньй азот энзиматичес кой деятельностью Микроорганизмов активного ила, а тем самым и устранение азотистых веществ из загрязненной воды.
Трубопровод 115 активного ила из зоны аэробной обработки связан с регулирующим перепадом 54 через отверстие 119 и присоединен к камере сепарации через трубопровод 8, причем активный ип, задержанный при флюидной фильтрации в камере 3 сепарации, автоматически гравитационно возвращается в зону денитрификации через патрубок 13, а тем самым и в замкнутый циркуляционньй круг. Так как эффективность денитрификации зависит от интенсивности циркуляции в замкнутом циркуляционном круге, интенсивность циркуля1щи в 10 раз больше, чем количество- протекаемой сырой воды.Это повышенная циркуляция проходит вне трубки 8 в камере 3 сепарации, но с использованием регуляционного байпаса 114 с целью устранения вредных влияний, которыеоказывала бы повышенная интенсивность протекания чере трубку 8 на флюидную фильтрацию.
Дпя притока в сепарацию оптимальным является примерно двойное количество притока в оборудовании исходной воды, что обеспечивает, оптимальную функцию сепарации в флюидном фильтре. Для разделения иловой смеси вытекающей из устройства аэробной обработки через вывод 119, служит регулирующий перепад 54, который, кроме разделения активирующей смеси в трубке 8 камеры 3 сепарации
14425086
и в регуляционном байпасе 114, обеспечивает отвод избыточного активного ила.
Тангенциально присоединенный регуляционный байпас 114 создает в анаэробном пространстве денитрификации устройства 8 нисходящее вращательное течение, в которое примешивается сепарированный активный ил, возвраща- ющийся через патрубок 13 камеры 3.
Заслонка 46 предохраняет от проникновения в сепарационное пространство камеры 3 газов из пространства денит- рификации устройства 6 и одновременно способствует равномерному размешиванию возвращаемого активного ила в иловую смесь в зтом пространстве. Иловая смесь выбирается из нижней
ства 6 через трубопровод 113 активного ила. Рециркуляция активного i-ma в оборудовании используется одновременно и для разрушения пены, возникающей в сточных водах с большой концентрацией поверхностно-активных веществ при аэрации с помощью пневматической аэрационной системы, а именно разбрызгиванием в противопенном
пространстве 25, создаваемом над свободной поверхностью 116. Необходимое авление для разбрызгивания пены дает насос 20, для разбрызгивания приме-, няется сопло 24.
Очищенная вода, избавленная как от азотистых, так и углеродистых веществ, после сепарации активного ила в флюидном фильтре собирается сборными желобами 29 с поверхности 30
и стоком выводится вне оборудования, Вьщеленные газы, освобождаемые из пространства денитрификации устройства 6 газоотводным ; трубками 34, -И газы, вьщеленные на нижней части 11
трубки 8, сосредоточиваются в газоотводном конусе 9 и через деаэраци- онные отверстия 10 отводятся по трубке 8 в атмосферу. Опорожнение устройства 6 производится через выпускное отверстие 101, а устройства 5 - через вьлускное отверстие 102 Аэрахщя в устройстве 5 - пневматическая с использованием известных аэра- ционных элементов 28, соединенных
возд1«ораспределителем 60 с источником сжатого воздуха.
Оборудование предназначается для очистки сильно, загрязненных сточных вод с высоким содерясанием угле 14А25088
родистых, азотистых и поверхностно- цконкьпчи элементами 28, микроорганиз- активных веществ, например навозной мы активного ила разрушают органичес- дижи сельскохозяйственных животных. . кие углеродистые соединения (загряз- 1 Техшческое решение аппарата дпя нения) сточной воды и окисляют амми- комйлексной очистки воды может быть ак на нитраты.
при сохранении основных элементов Выход 119 отводит иловую смесь из оформлено и по-другому. Это оборудова- устройства 5 к регулирующему перепаду ние (фиг, 2) состоит из двух корпусов 54, в котором поток ее разделяется 1 и 111 преимущественно вертикальных Ри части: в отвод 115, присоеди- и циливдрических. В корпусе 1 в его ненный к трубке 8 камеры 3, далее в верхней части имеется камера 3 сепа- рециркуляционньш байпас 114 и в трубо- рации для флюидной фильтрации с трубо- провод 56 избыточного активного ила. проводом 31. Камера 3 отделена от зо- Через трубку 8 иловая смесь поступает ны денитрификации наклонной раздели- 15 камеру сепарац11и, где в восходящем тельной конусной стенкой 2. Трубка 8 течении во взвешенном слое активно- в сепарационное пространство камеры го ила отделяются очищенные воды от 3 создает кольцевое пространство меж- активного ила. Очищенная вода соби- ду нижней внешней частью наклонной рается с помощью сборного желоба 29 разделительной стенки 2 и противопо- 20 трубопроводом 31 отводится за пре- ложно расположенной разделяющей стен- делы оборудования, кой t21, в верхней части которой имет Задержанные частицы активного ются отверстия 19, соединенные с тру- ила взаимно коагулируют и гравита- бопроводом 115 активного ила. С ниж- ционно спадают в.нижнюю часть сепара- ним краем разделяющей стенки 121 в 25 ционного пространства 3 и далее ило- нижнем направлении связан патрубок 13 вое отверстие 13 движется в нижнюю отвода ила, который касается нижней часть устройства G. В верхнюю часть части устройства 6.с помощью рециркуляционного байпаса
С последним соединено устройство 114 вводится иловая смесь из устрой- 5j выполненное в другом корпусе 111 30 ства 5 вместе с сырой водой, посту- (цилиндрическом) , который помещается пающей через трубопровод 17 в регу- рядом с цилиндрическим корпусом 1. От- лирующий перепад 54. В устройстве вод иловой смеси имеет насос 20, по- анаэробной обработки имеются аэроб- мещенный непосредственно в устройст- ные условия, при которых денитрифика- ве 5. Последнее снабжено азрационными g Дионные бактерии, находящиеся в ак- элементами 28, присоединенными к ис- тивном иле, восстанавливают нитраты, точнику сжатого воздуха, и выводом возникшие в устройстве 5, в газооб- 119, связанным с регулирующим пере- разный азот, который выходит в ат- падом 54, имеющим три перепада, пер- мосферу через деаэрацию. Потом иловая вый из которых соединен с трубкой 8 40 смесь из нижней части устройства 6 в камере 3, второй - с рециркуляцион- поступает в устройство 5, ным байпасом 114, кончающимся в зоне При исполнении оборудования моно- денитрификации устройства 6, и тре- блочным (фиг. 3) цилиндрический кор- тий перепад вьшодится в трубопровод пус 111, представляющий устройство 56 избыточного активного ила. В ре- 45 аэробной обработки кольцевой формы циркуляционный байпас выведен и тру- со свободной поверхностью 116, окру- бопровод 17 сырой воды. Оборудование жает вертикальньй цилиндрический особенно выгодно для сильно загряз- корпус 1, представляющий устройство ненной сточной воды, например зоотех- 6 анаэробной денитрификации и камеру : нических жидких отходов.50 - сепарации. Кроме этого, изменения
Оборудование работает следующим во взаимном оформлении обоих уст- образом.ройств (фиг. 3) содержит и некоторые
Очистка сточной воды, содержащей другие изменения во взаимном соеди- углеродистые и азотистые вещества, нении и гидравлическом оформлении в происходит следующим образом: очистка 55 анаэробном пространстве денитрифика- углеррдистых веществ с одновременным ции устройства 6.
окислением аммиака происходит в уст- Вывод 119 пространства активации ройстве 5. Здесь в присутствии кисло- у этого типа оборудования создает народа, подаваемого в иловую смесь аэра- порная трубка насоса 21 с подачей
10
воздуха, помещеинои в пространство устройства 5, в котором также помещается пневматическая система аэрации, состоящая из распределителя 60 воздуха и элементов 28 аэрации.
Вьгаод 119, т.е. напорная трубка, насоса 21 введен в регулирующий перепад 54, в котором поток иловой смеси разделяется на три части. Одна часть иловой смеси по трубопроводу 115 течет в трубку 8, а оттуда через вход 12,который образует нижняя кромН ка 11 трубки 8 и противолежащая часть наклонной разделительной стенки 2, . течет в камеру 3. Вторая часть иловой смеси Идет по регуляционному байпасу 114, соединен ному с трубопроводом 17 сырой воды, в патрубок 13,
Sa через него и в нижнюю часть устрой- 20 устройство 5. ства 6 денитрификации. Величина площади сечения потока
вьшуском 101, а устройство 5 - вьту ком 102.
Оборудование по фиг. 3 работает аналогично оборудованию по фиг. 1. Исходная вода через трубопровод 17 подводится в регуляционный байпас 114, который вьгееден в патрубок 13 через который активный ил, отделен флюидной фильтрацией в камере 3, в вращается в активный процесс очист ки. Патрубок 13 вьгоеден в распредел тельный отсек 15, где его тангенци ный вьшуск 18 вызывает требуемое р 15 тационное движение суспензии. Чере проход 16 иловая смесь поступает в устройство 6 и течет в направлении вверх, а проходами 49 в вертикальн цилиндрическом корпусе 1 переходит
Дпя отвода третьей части иловой смеси из регулирующего перепада 54 служит трубопровод 56 избыточного активного ила. .
С патрубком 13 в его нижней части связано расширение 14, которое с противолежащим коническим днищем 40 создает разделяющий отсек 15, В которое патрубок 13 выводится тангенциальным вьшусйом 18. Разделяющий отсек 15 посредством прохода 16 соединен с устройством 6 денитрификации. Отвод иловой смеси из анаэробного устройства 6 денитрификации осуществляется через проходы 49 в верхней части корпуса 1, которые это пространство в его верхней части соединяют с соседним устройством 5, протекание иловой смеси в устройство 6 депрохода 16 составляет 2-2,5% площад сечения потока устройства 6 денитри фикации, что гарантирует оптимальны
25 условия для совершенной флюидизации активного ила, а этим и благоприятн условия для процессов денитрификац В случае интенсивной циркуляции мож но достичь приблизительно много30 кратного притока сырой воды в оборудование.
Циркуляция между устройством 6 динитрификации и устройством 5 обе печивается насосом 21, которьш нак
„(. чивает иловую смесь в регулирующий перепад 54, служапщй для разделени иловой смеси на три части: на част подводимую в камеру 3, откуда посл сепарации активного ила флюидной
40 фильтрацией очищенная вода выбирае ся сборным желобом 29 и отводится
нитрификации имеет направление, снизу вверх..
трубопроводом 31 на часть, создающую регуляционный байпас 114; на часть, которая выпускает избыточный актив- Камера 3 сепарации снабжена газо- g ный ил трубопроводом 56 из очистного iотводным конусом 9. Для деаэрации га- - оборудования, зоотводного конуса 9 служат газоотводные отверстия 10 в трубке 8 в камере 3. У поверхности 30 камеры 3 имеется сборньй желоб 29 с трубопроДля этой цели регулирующий перепад 54 снабжен тремя перепадами, от которых ведутся отвод 115 иловой сме- gQ си, регуляционны% байпас 114 и трубопровод 56, избыточного активного ила, В отличие от оборудования, изображенного на фиг. 1 в этом оборудовании не применяется циркулирующая ило водом 31. Цилиндрический корпус 1 снабжен крьппкрй 26, которая закрьгваДля этой цели регулирующий перепад 54 снабжен тремя перепадами, от которых ведутся отвод 115 иловой сме- gQ си, регуляционны% байпас 114 и трубопровод 56, избыточного активного ила, В отличие от оборудования, изображенного на фиг. 1 в этом оборудовании не применяется циркулирующая камеру 3. Цилиндрический корпус 111 над свободной поверхностью 116 устройства 5 и над крьшпсой 26 созда- ggвая смесь для разрущения пены с поет противопенное пространство 25 с моЩью разбрызгивания. Для этого слу- поверхностью 118 пены, в котором име-жат механические пеноразрушители 117, ются -механические пеноразрушители 117.под действием которых, как и под дей- Устройетво денитрификации снабженоствием гравитационных сил на пену,
0
20 устройство 5. Величина площади сечения потока
вьшуском 101, а устройство 5 - вьтус- ком 102.
Оборудование по фиг. 3 работает аналогично оборудованию по фиг. 1. Исходная вода через трубопровод 17 подводится в регуляционный байпас 114, который вьгееден в патрубок 13, через который активный ил, отделенный флюидной фильтрацией в камере 3, возвращается в активный процесс очистки. Патрубок 13 вьгоеден в распределительный отсек 15, где его тангенциальный вьшуск 18 вызывает требуемое ро- 15 тационное движение суспензии. Через проход 16 иловая смесь поступает в устройство 6 и течет в направлении вверх, а проходами 49 в вертикальном цилиндрическом корпусе 1 переходит в
прохода 16 составляет 2-2,5% площади сечения потока устройства 6 денитрификации, что гарантирует оптимальные
условия для совершенной флюидизации активного ила, а этим и благоприятные условия для процессов денитрификации. В случае интенсивной циркуляции можно достичь приблизительно многократного притока сырой воды в оборудование.
Циркуляция между устройством 6 динитрификации и устройством 5 обеспечивается насосом 21, которьш накачивает иловую смесь в регулирующий перепад 54, служапщй для разделения иловой смеси на три части: на часть, подводимую в камеру 3, откуда после сепарации активного ила флюидной
фильтрацией очищенная вода выбирается сборным желобом 29 и отводится
трубопроводом 31 на часть, создающую регуляционный байпас 114; на часть, которая выпускает избыточный актив- g ный ил трубопроводом 56 из очистного - оборудования,
Для этой цели регулирующий перепад 54 снабжен тремя перепадами, от которых ведутся отвод 115 иловой сме- gQ си, регуляционны% байпас 114 и трубопровод 56, избыточного активного ила, В отличие от оборудования, изображенного на фиг. 1 в этом оборудовании не применяется циркулирующая ило ggвая смесь для разрущения пены с помоЩью разбрызгивания. Для этого слу- жат механические пеноразрушители 117, .под действием которых, как и под дей- ствием гравитационных сил на пену,
11
поверхность 118 пены удерживается на соответствующем уровне.
Оборудование, изображенное на фиг. 3, предназначается для очистки сточных вод с высоким содержанием углеродистых, азотистых и поверхностно-активных веществ, благодаря своему моноблочному исполнению оно особенно выгодно для применения в более холодных областях и в тех случаях, когда для ликвидации пены достаточно пользоваться механическими пено- разрушителями без необходимости разбрызгивания.
В варианте исполнения оборудования (фиг. 4) цилиндрический корпус 111 устройства 5 охватывает вертикальный цилиндрический корпус 1, устройства 6 и камеры 3 сепарации, причем камеры 3 занимают всю площадь корпуса 111, следовательно, наклон- ная разделительная стенка 2 в горизонтальной проекции превьшает пространство денитрификации и закрьтает пространство активации. В качестве источника циркуляции опять используется насос 21, например, с приводом 52 воздуха, на напорной трубке которого, создающей вывод 119, имеется регулирующий перепад 54, из которого выходит отвод 115 иловой смеси из аэробного пространства устройства 5, введенньй в трубку 8, а тем самым и (Камеру 3 сепарации. К регулирующему перепаду 54 присоединен трубопровод 56 избыточного активного ила. Впуск 12 в камеру 3 образует нижняя кромка 11 трубки 8
и противолежащая часть наклонной раз- 40 му отверстий, а различная величина
делительной стенки 2, ограничивающей снизу камеры 3. В камере 3 помещается газоотводной конус 9, соединенный с трубкой 8 при помощи газоотводных отверстий 10.
У поверхности 30 имеется сборный желоб 29, который снабжен сточным трубопроводом 31. Нижняя часть конической сепарационной камеры 3 с помощью патрубка 13 сепарированного активного ила соединяется с анаэробным пространством денитрификации устройства 6. В патрубок 13 поступает сырая вода, а на его конце имеется заслонка 46.
Отвод иловой смеси из анаэробного пространства устройства денитрификации создается как нижними проходами 50 в корпусе 1 у днища 40, так и проходами 49 в верхней части, причем про
1442508 2
текание иловой смеси через анаэробное пространство денитрификации направлено сверху вниз под концом патрубка
13 сепарированного ила и снизу вверх - над концом патрубка 13.
Аэробное пространство устройства 5 с атмосферой связано при помощи системы 57 деаэрации. Для обезвоживания
всего оборудования служят сливное отверстие 102.
По сравнению с приведенными оборудование, изображенное на фиг. 4, работает без рециркуляционного байпаса
в аппарат и достаточно для отвода сепарированного активного ила. В таком случае интенсивность циркуляции равняется единице. Этого недостаточно для сохранения активного ила в анаэробном пространстве денитрификации в условиях совершенной флюидизации, а поэтому выбрано направление протекания потока сверху вниз (фиг. 1). Так как здесь нет рециркуляционного
байпаса 114, который в оборудовании (фиг. 1) введен в верхнюю часть аэробного устройства 5, не использована часть анаэробного пространства денитрификации над патрубком 13, а
поэтому отвод 113 иловой смеси из анаэробного пространства устройства денитрификации оформлен как внизу - нижними проходами 50, так и наверху - проходами 49. Оба прохода имеют фор50
протекания разделяет поток и направляет его вверх и вниз в соотношении объема -анаэробного пространства устройства денитрификации под и над пат- 45 рубком 13. Камера 3 перекрьшает весь поперечный разрез корпуса 111, отвод воздуха, вводимого аэрационной системой, обеспечивается системой 57 деаэрации.
Оборудование предназначается для очистки сточных вод, загрязненных более слабыми концентрациями .углероистых и азотистых веществ с неболь- шим количеством поверхностно-активных веществ, не имеюгцих тенденции к образованию пены, например хозяйственные фекальные воды из сточных вод мясной промышленности и т.д.
У оборудования (фиг. 5), в котором находится устройство 6 денитрифи кации, а над ним имеется камера 3 сепарации, устройства -5 оформлены таким образом, что корпус устройства 6 денитрификации помещен в корпусе устройства 5. Расположение обоих корпусов коаксиально, причем наклонная разделительная стенка 2, отделяющая камеру 3 сепарации, превышает пространство устройства денитрификации и перекрьгоает пространство устройства 5
Трубка 8 образуется пространством между нижней внешней частью наклон- ной разделительной стенки 2 и противоположно помещенной разделяющей стеной 121, в верхней части которой образованы отверстия. С нижним краем разделяющей стены 121 связан патрубок 13. Соединение устройства 6 денитрификации с устройством 5 осуществляется посредством отвода 113 иловой смеси, заведенного под конусное днище 40, имеющее отверстия 123. Отвод 113 иловой смеси заканчивается в устройстве 5 насосом 122. В своей верхней части устройство 6 денитрификации соединено с устройством 5 посредством рециркуля1щонного байпаса 114, в который введен трубопровод 17 исходной воды. В верхней части пространства денитрификации в корпусе 1 имеются газоотводные отверстия 120.
Устройство 5 снабжено элементами 28 аэрации, присоединенными воздухо- подающим устройством 60 к источнику сжатого воздуха. В верхней части устройства 5, замкнутого сверху разделительной стенкой 2, имеется система 57 деаэрации. В камере 3 сепарации помещен газоотводный конус 9 и сборный желоб 29, из которого выводится трубопровод 31 очищенной воды.
о
Оборудование (фиг. 5) работает следующим образом.
Трубопроводом 17 исходная сточная вода приводится в рециркуляционный байпас 114, который соединяет (устройство 5 с устройством 6 денитри фикйции. Рециркуляционный байпас тангенциально выведен в верхнюю
устройства 6 денитрификации, благода- gg тов циркулящей в десятках единиц, ря чему поступающая рециркулирующая Для устранения активного ила яа очи- иловая смесь с исходной водой нахо- щенной воды применяется фильтрация дится в устройстве 6 денитрификации во флюидном фильтре в камере 3 сепа- во вращении. Иловая смесь, вступаю-- рации. Иловая смесь поступает в каме
0
5
щая в устройство денитрификации, содержит нитраты, возникшие в процессе аэробной активной очистки в устройстве аэробной обработки параллельно с биодеградацией органических веществ. В присутствии органических веществ вводимой сырой сточной воды, как и источников водорода, в устройстве 6 денитрификации происходит восстановление нитратов в газообразньй азот. Этот процесс происходит при направленном в них винтообразном движении иловой смеси в устройстве 6 денитри5 фикации. Возникщий газообразный азот через газоотводные отверстия 120 переходит в устройство 5 и оттуда через систему 57 деаэрации в атмосферу.
Отбор иловой смеси из устройства б денитрификации происходит из его нижней части с помощью отвода 113, выведенного в устройство 5. В качестве насоса применяется.насос 122. С целью равномерного отбора иловой смеси из устройства 5 и с целью пре- дотбращегйгя образования мертвой зоны служит конусное днище 40 с отверстиями 123, под которыми заканчивается отвод 113.
В устройстве 5 в присутствии растворенного кислорода, поставляемого системой аэрации происходит аэробная активирующая биодеградация углеродистых органических веществ с приg нужденным окислением аммиака в нитраты, которые восстанавливаются в газообразный азот с помощью денитри- фикационных процессов в устройстве 6 денитрификации.
0 Эффективность устранения нитратов зависит от интенсивности циркуляции иловой смеси между устройством аэробной обработки и устройством денитри- фикащ1И. Для достижения этой цирку5 ляции служит рециркуляционный байпас 114 и отвод 113 иловой смеси, который можно отрегулировать количеством воздуха, вводимого в насос 122. Для вод, менее загрязненных азотистыми веществами, достаточна эффективность циркуляции между устройствами 5 и 6. Для сточных вод с более высокой : концентрацией азотистых веществ требуется эффективное устранение .нитра0
0
ру 3 через отверстия отвода 115 трубки 8. Около .нижнего края наклонной разделительной стенки 2 поток иловой смеси направляется в)зерх и поступает в флюидный фильтр, где осуществ.- ляется отделение частиц активного ила от очищенной воды с помощьюфильт- рации. Частицы воздуха, которые выделяются на нижней грани разделительной стенки 2, задерживаются газоотводным конусом 9 в месте поворота течения иловой смеси, очищенная вода, освобожденная от активного ила,, собирается сборным желобрм 29 и трубопро- водом 31 выводится из оборудования. Частицы активного ила, задержанные фильтрацией и скоагулированные, оседают в нижней части камеры 3, откуда через патрубок 13 поступают в устройство 6. Благодаря высокой эффективности сепарации активного ила с помощью флюидной фильтрации достигается высокая концентрация активного
ила в процессе очистки, а тем самым и 25 леродистых веществ одновременно с
iнеобходимый возраст ила, что являет- азотистыми веществами, в которых ак- ся важнь1м для хода процессов нитрификации и денитрификации, которые вызываются нитрификационными и денит- рификационными iикpoopгaнизмaми, ско- 30 рость роста последних значительно ниже, чем у микрооргахшзмов, вызывающих биодеградацию углеродистых органических веществ. Поэтому, если должно произойти размножение специфических нитрификационных и денитрификационных микроорганизмов, нужно обеспечить необходимый возраст ила. Оборудование, изображенное на фиг, 5, выгодно для менее концентрированных сточных вод с меньшим содержанием углеродистого загрязнения,
В сравнении с традиционными типами оборудования с сепарацией активного ила при помощи седиментации и принудительного возвращения отсепа- . рированного активного ила предлагаемое оборудование достигает улучшений
I технологического характера, Достигает ся значительно более высокая концентра: дня активного ила по сравнению с оборудованием с сепарацией суспензии при помощи седиментации, а именно потому j что поверхностная загрузка флюидного фильтра веществами в 2 или даже .
3 раза выше, чем при седиментации. Достижение более высокой концентрации активного ила при соотношении обоих процессов сепарации особенно
тивный сепарированньм ил возвращается в пространство аэробной активации, у предлагаемого оборудования достигается также более высокая концентрация активного ила его возвращением непосредственно в пространство анаэробной денитрификации.
Кроме того, возможно создание
-g большего противопенного пространства над свободной поверхностью в аэробном пространстве активации с возможностью ее разрушения путем разбрызгивания или же механически - гравитаци40 онно. Это особенно важно в сточных водах с сильной тенденцией к образованию пены при высоком содержании поверхностно-активных веществ, например у зоотехнических сточных вод. Этим
45 обусловлены технологические преимущества, так как эффективное разрушение пены в предлагаемом оборудовании позволяет использов ать пневматическую систему аэрации. Пневматическая система в отличие от механических поверхностных систем аэрации хотя и не способствует разрушению возникающей пены, а наоборот созданию пены, не охлаждает активирующую смесь как это имеет место у механической системы аэрации. Это способствует сохранению оптимальных условий для хода процессов нитрификации и денитрификации, у которых температура ак50
55
важно дня процессов нитрификации и денитрификации,, так как интенсивность процесса зависит от количества нитрификационных и денитрифика- ционных микроорганизмов в биоценозе активного ила. Ввиду того, что культуры, разрушающие углеродистые вещества, размножаются приблизительно на порядок медленнее,чем культуры Ьшкроорганизмов, биодеградирующих углеродистые органические вещества, относительное наличие нитрификационных и денитрификационных микроорганизмов зависит от возраста ила, который зависит от концентрации активного ила в процессе. Поэтому применени флюидной фильтрации для устранения из воды азотистых веществ приносит существенную интенсификацию процесса очистки.
По сравнению с известными видами оборудования, где применяется флюид- ная фильтрация для очистки воды от угазотистыми веществами, в которых ак- 30
тивный сепарированньм ил возвращается в пространство аэробной активации, у предлагаемого оборудования достигается также более высокая концентрация активного ила его возвращением непосредственно в пространство анаэробной денитрификации.
Кроме того, возможно создание
-g большего противопенного пространства над свободной поверхностью в аэробном пространстве активации с возможностью ее разрушения путем разбрызгивания или же механически - гравитаци0 онно. Это особенно важно в сточных водах с сильной тенденцией к образованию пены при высоком содержании поверхностно-активных веществ, например у зоотехнических сточных вод. Этим
5 обусловлены технологические преимущества, так как эффективное разрушение пены в предлагаемом оборудовании позволяет использов ать пневматическую систему аэрации. Пневматическая система в отличие от механических поверхностных систем аэрации хотя и не способствует разрушению возникающей пены, а наоборот созданию пены, не охлаждает активирующую смесь, как это имеет место у механической системы аэрации. Это способствует сохранению оптимальных условий для хода процессов нитрификации и денитрификации, у которых температура ак0
5
тивирующей смеси не должна быть ниже 13°С, так как ниже уже сильно замедляется процесс очистки, а поэтому в зимний период активирующую смесь необходимо подогревать. В предлагаемом оборудовании (особенно в оборудований- на фиг. 2) можно достичь такого баланса температуры, что даже при сильных морозах (даже до минус ) не нужно подогревать систему, что создает предпосылки для достижения большой экономии, напростота соединении и минимальная внешняя площадь кожуха, что способствует благоприятному температурному балансу процесса. Цилиндрические формы кожухов отстойников способствуют простоте изготовления и монтажа.
Предлагаемое оборудование просто и имеет широкую гибкость в отношении различной структуры сточных вод с высокой интенсивностью процессов очистки. Малые размеры оборудования и высокая эффективность очистки позволяют говорить о новом типе обору- тельной станции на 15000 голов свинейj g дования с высокими потребительскими Выгодной является и высокая эффектив- параметрами, позволяющими покрыть ность устранения азотистых веществ, требования в отношении качества очи10
пример до 100000 ккал-Q в очистирегулируемая величиной циркуляционного байпаса.
Кроме этого конструкция предлагаемого оборудования производственно проста, легко приспосабливаемая к различным мощностям и к изменяющейся степени загрязнения, что касается содержания как углеродистых, так и азотистых и поверхностно-активных веществ. Поэтому можно при сохранении основных элементов лишь путем частич ных изменений гидравлического оформления и изменения объема отдельных Функциональных пространств приспособить оборудование к различным видам сточных вод Это дает возможность покрыть широкую шкалу потребностей водоочистки, начиная очисткой хозяйственных фекальных вод, вплоть до концентрированных зоотехнических сточных вод.
Вертикальная концепция конструкци отстойников выгодна для аэробной активации с точки зрения примененной пневматической системы аэрации, так и для анаэробно денитрификаг ин, так как дает возможность .достичь такого течения в пространстве денитрифика- , которое не требует механического смешивания. Соединение сепарацион ного пространства с пространством анаэробной денитрификации, в котором нет интенсивного циркуляционного протекания, вызванного аэрацией, существенно упрощает и гидравлическую систему сепарации по сравнению с известными системами, при которых
возвращение сепарированной активирую- gg чающееся тем, что илоотводя- щей смеси выведено в пространство щий патрубок снабжен коническим
козьфьком и тангенциальным выпуском. 5. Оборудование по п. 5; о т л и аэробной активации.
При моноблочном исполнении указанные преимущества дополняет еще и
чающееся тем, что оно снабжен
щенной воды.
20
Формула изобретения
5
1,Оборудование для биологической очистки сточных вод, содержащих углеродистые и азотистые вещества,
5 включающее устройство аэробной обработки в з/ертикальном цилиндрическом корпусе с аэраторами, устройство . анаэробной обработки в цилиндрическом вертикальном корпусе с каме0 рой сепаратдии в форме обратного конуса, имеющего нижнее отверстие для отвода ила, трубопроводы рециркуляции регенерированного ила и осевшего ила и трубопроводы подвода исходной воды, отвода избыточного ила и очищенной воды,.отличающееся тем, что устройство для анаэробной обработки соединено с трубопроводом подвода исходной воды, камера сепарации соединена с трубопроводом отвода очищенной воды и снабжена расположенной по вертикальной оси центральной трубкой, соединенной с трубопроводами исходной воды и регенерированного
5 ила.
2,Оборудование по п. 1, отличающееся тем, что камера сепарации снабжена илоотводящим вертикальным патрубком.
3« Оборудование по п, 2 о т л и чающееся тем, что илоотводя щий патрубок удлинен до нижней части устройства анаэробной обработки.
0
чающееся тем, что оно снабжен
19144250820
но рециркуляционным байпасом и регу- трубопроводами подвода исходной воды лирующим перепадом, соединенным с и рециркуляции регенерированного ила
100 102
,55
.т
.J
фигЛ
Фиг.
