Двухярусная система комплексной очистки сточных вод Советский патент 1989 года по МПК C02F3/26 

JZ / Л JV 2 33 }в 21 28 29 35 3 36 57

Изобретение относится к санитарной технике и может быть использовано для биологической очистки сточных вод. Цель изобретения - снижение стоимости и повышение качества очистки сточных вод. Система комплексной очистки сточных вод содержит отстойники 1 - 3, напорный растворитель 4 биогаза, адсорберы 9, 10, напорный регенератор 11 циркулирующего активного ила. Сточная вода насосом 19 нагнетается в напорный растворитель 4, в который одновременно компрессором 6 подается биогаз. Далее сточная вода по трубопроводу 31 направляется в отстойник-деаэратор 1, а затем - в адсорбер 9, куда одновременно по трубопроводу 16 вводится активный ил. Из адсорбера 9 вода подается в отстойник-деаэратор 2, откуда через адсорбер 10 - в отстойник-деаэратор 3. Очищенная вода отводится из системы через трубу 8. Изобретение позволяет уменьшить суммарную емкость сооружений системы, а следовательно, уменьшить строительные затраты, а также повысить качество очистки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

-Т

2if 26 25 ;/ /7

сл

со о

СП

k

Ю. 22 в го 21

Изобретение относится к санитарной технике и может быть использовано для биологической очистки бытовых и близких к ним по составу производ- ственных сточных вод.

Цель изобретения - снижение стоимости и повышение качества очистки сточных вод.

На чертеже представлена двухярус- ная система комплексной очистки сточных вод.

Система содержит первичный отстойник-деаэратор 1, первый 2 и второй 3 вторичные отстойники-деаэраторы, на- порный растворитель в сточной воде биогаза, компрессоры 5 и 6 сжатия воздуха и биогаза, подвод 7 сточной воды, отвод 8 очищенной воды, первый 9 и второй 10 напорные адсорберы, ре- генератор 11 напорный циркулирующего активного ила, напорный резервуар- растворитель 12 воздуха и биогаза в объединенном потоке циркулирующего и избыточного активного ила. Система также содержит воздуховоды 13 и 1, трубопроводы 15 биогаза, трубопровод

16циркулирующего ила, трубопровод

17подвода циркулирующего ила из генератора во второй адсорбер, трубопровод 18 подвода очищаемой воды из первого вторичного отстойника-деаэратора 2 во второй адсорбер 10, насос 19 и гидротурбину 20 с муфтой 21 между ними, электродвигатель 22 с муфтой 23 со стороны гидротурбины (или насоса). Регенератор 11 разделен на отсеки и 25 с перегородкой 26

и снабжен деаэратором 27 с трубопро- ввдами 28 и 29. Система содержит напорный трубопровод 30 за насосом, напорный трубопровод 31 сточной воды за напорным растворителем в воде биогаза отвод 32 осадка из первичного отстойника-деаэратора 1, трубопровод 33 подвода осветленной сточной воды из первичного отстойника в первый адсорбер 9, трубопровод 3 подвода сточной воды с активным илон из первого адсорбера в первый вторичный отстойник 2, трубопровод 35 подвода сточной воды с активным илом из второго адсорбера 10 во второй вторичный отстойник 3, трубопровод 36 подвода осветленной очищенной воды из второго вторичного отстойника в гидротурбину 20, трубопровод 37 подвода активного ила из второго вторичного отстойника 3 в напорный резервуар-растворитель

Q

5 о 5

5

0

5

0

5

0

12, отвод 38 избыточного активногс ила и трубопровод ЗЭ активного ила.

Система работает следующим образом.

Сточная вода насосом 19 нагнетается в напорный растворитель k по трубопроводу 30, в который одновременно под равнозначным давлением Нагнетается с помощью компрессора 6 биогаз, забираемый из вторичного отстойника- деаэратора 3. Биогаз в основной своей части состоит из углекислого газа, являющегося продуктом жизнедеятельности аэробных бактерий и микроорганизмов активного ила. Он обладает высокой растворимостью (lOOi по объему на каждую избыточную атмосферу давления), быстро и в большом объеме растворяется в сточной воде, проникая с достаточной интенсивностью во внутреннюю структуру органических примесей, находящихся во взвешенном состоянии. После накопления достаточного количества растворенного газа внутри взвешенных органических частиц сточная вода по трубопроводу 31 направляется в первичный отстойник-деаэратор 1, где из-за снижения давления начнется интенсивное выделение растворенного в воде биогаза, в том числе и э той воде, которая находит ся внутри взвешенных органических частиц. В результате уменьшается плотность этих частиц, она становится существенно меньше плотности воды, благодаря чему частицы выводят- ся на поверхность воды и далее в концентрированном виде отводятся по отводу 32 для дальнейшей обработки осадка. Осветленная вода по трубопроводу 33 направляется вниз в первый адсорбер 9 и в него одновременно вводится циркулирующий актичный ил по трубопроводу 1б, Время нахождения осветленной сточной воды в адсорбер ограничивается лишь процессом сорбции и не допускается развитие процесса окисления растворенной органики. Это ограничение вызвано стремлением максимально снизить емкости и размеры адсорберов, а также предотвращением процесса потребления растворенного кислорода из сточной жидкости, что упрощает конструкцию адсорберов и исключает на этом этапе очистки насыщение сточной воды атмосферным кислородом, поскольку для начальной кратковременной стадии окисления органики растворенного кислорода внутри хлогьев вполне достаточно. Таким решением обеспечи- ааеи.- /f-eHb j.-eH.ie емкости адсорберов по сравнению с емкостями аэро- тенков, которые они заменяют - емкости снизятся почти на два порядка. Из адсорбера 9 смесь очищенной сточной воды с активным илом направляется по трубопроводу З вверх в первый вторичный отстойник-деаэратор 2, где из-за снижения давления бурно протекает деаэрации, в том числе и внутри хлопьев активного ила, плотность которых благодаря этому резко снижается, она становится существенно менше плотности воды, чем и обеспечивается гарантированный и быстрый вынос всех хлопьев активного ила на поверхность воды. Для повышения эффективности этого процесса хлопья ила до поступления в отстойник последовательно насыщаются сначала воздухом с кислородом, а затем - биогазом.

Из отстойника 2 очищенная сточная вода по трубопроводу 18 направляется во второй адсорбер 10 для до- очисгки, а активный концентрированный ил по трубопроводу 39 направляется в регенератор 11, где и осуществляете ч минерализация всей сорбированной на иле органики. Из регенератора по трубопроводу 17 ил направляется во второй адсорбер, где и осуществляет доочистку сточной воды. По срч внению с известными методами очистки, требующими чрезвычайно высоких дополнительных загтрат при по- вы1;;г1-1ии степени очистки свыше 95%, когда каждый дополнительный процент обходится на порядок дороже, в пред- ла -a iMOM устройстве эта задача решается быстро и не требует увеличения затрат, поскольку в известных конструкциях очистки движущая сила процесса сорбции и сорбирующая способность ила в процессе очистки синхронно совместно уменьшаются по причине одчовременного снижения концентрации растворенной органики в сточной воде и увелименяя толщины сорбированной на поверхности хлопьев пленки из органических веществ, извлеченных илом из сточной воды.

Эта негативная сторона устранена за счет организации встречного движения очищаемой воды и активного ила /1лй активный ил после регене0

5

0

ратора 11, когда очищающая способность ила максимапьна, вводится во второй адсорбер 10, куда подается уже очищенная вода до традиционных значений порядка 95. В результате резко повышена движущая сила процесса очистки - уменьшение движущей силы процесса по причине снижения концентрации загрязнений в сточной воде компенсируется за счет резкого увеличения движущей силы сорбирующего процесса ила. Из адсорбера 10 смесь доочищенной сточной воды и активного ила направляется по трубопроводу 35 вверх во второй вторичный отстойник-деаэратор 3, где из-за снижения давления уменьшается плотность хлопьев активного ила и осуществляется отделение ила от очищенной воды. При этом очищенная вода отдает свою механическую энергию гидротурбине 20, являющейся приводом насоса 19, что позволяет организовать движение воды 5 в двухярусной системе без дополнительных затрат энергии на изменение давления в технологической цепи, причем потери энергии компенсируются тем, что все трубопроводы связи с движением в них воды снизу вверх выполнены по эрлифтной схеме, в которых осуществляется также и процесс массооб- мена, что повышает эффективность устройства в еще большей степени.

Сгущенный активный ил из отстойника 3 по трубопроводу 37 направляется вниз в напорный резервуар-растворитель 12, в который перед входом нагнетается воздух для дополнительной подпитки кислородом активного ила, который на этом отрезке пути, хотя и краткотечном, все же успевает частично использовать запасы растворенного кислорода на окисление того незначительного количества о0ганики, задержанного во втором адсорбере, с которым ил взаимодействует на пути регенератора включительно. Для повышения эффективности работы отстойника 2 в резервуар 12 нагнетается также компрессором 6 биогаз, забираемый из второго вторичного отстойника 3. На поверхности хлопьев ила концентрация и толщина пленки из органики ничтожные, поэтому эффективность работы ила в первом адсорбере, куда ил поступает из резервуара 12, останется предельно высокой. Избыточный ил отводится по отводу 38. Ре0

5

0

5

0

5

гулировка и управление процессами осуществляется за счет аккумулирующей способности регенератора и резервуара 12. Количество воздуха нагнетается в функциональной связи с потребностями кислорода.

Для дальнейшего повышения интенсивности регенерации регенератор 11 разделяется перегородкой 26 на отсеки 2 и 25, соединенные трубопроводами 28 и 29 с деаэратором 27 для освобождения регенерируемого ила от попутных газов, продуктов жизнедеятельности ила. Выполнение регенератора напорным позволяет увеличить концентрацию ила в нем и обеспечить более интенсивное движение растворенного кислорода к местам реакции.

Изобретение позволяет почти на порядок уменьшить суммарную емкость сооружений системы и, следовательно, на эту же величину уменьшить строительные затраты, а также повысить

10

15

20

прессоры сжатия воздуха и биогазг, подвод и отвод сточной и очииценной воды, а также выполненные в виде газ- эрлифтов трубопроводы, соединяющие элементы верхнего и нижнего ярусов, отличающаяся тем, что, с целью снижения стоимости и повышения качества очистки сточных вод, она снабжена расположенными в нижнем ярусе по крайней мере двумя напорными адсорберами, напорным регенератором циркулирующего: активного ила, напорным резервуаром-растворителем сжатого воздуха и биогаза, а также размещенными на подводе сточной воды насосом, а на отводе очищенной воды - гидротурбиной, соединенными между собой через муфту, и электродвигателем, соединенным через муфту с гидротурбиной, при этом резервуар-растворитель сжатого воздуха и биогаза соединен с компрессорами сжатия воздуха и биогаза, первый по ходу движения

качество очистки с многократным умень-25 жидкости адсорбера расположен за першением остатков растворенной органики без дополнительных затрат на это мероприятие.

Формула изобретения

5

0

прессоры сжатия воздуха и биогазг, подвод и отвод сточной и очииценной воды, а также выполненные в виде газ- эрлифтов трубопроводы, соединяющие элементы верхнего и нижнего ярусов, отличающаяся тем, что, с целью снижения стоимости и повышения качества очистки сточных вод, она снабжена расположенными в нижнем ярусе по крайней мере двумя напорными адсорберами, напорным регенератором циркулирующего: активного ила, напорным резервуаром-растворителем сжатого воздуха и биогаза, а также размещенными на подводе сточной воды насосом, а на отводе очищенной воды - гидротурбиной, соединенными между собой через муфту, и электродвигателем, соединенным через муфту с гидротурбиной, при этом резервуар-растворитель сжатого воздуха и биогаза соединен с компрессорами сжатия воздуха и биогаза, первый по ходу движения

0

вичным отстойником-деаэратором и соединен трубопроводом циркулирующего ила с резервуаром-растворителем, а второй адсорбер соединен трубопроводами с регенератором активного ила и первым по ходу течения жидкости вторичным отстойником-деаэратором.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена деаэратором, регенератор циркулирую- 5 щего активного ила снабжен перегородками с образованием по крайней мере двух отсеков, соединенных трубопроводами с деаэратором.