Аэротенк Советский патент 1991 года по МПК C02F3/12 

Изобретение относится к биологической очистке бытовых и промышленных сточных вод и может быть использовано для очистки сточных вод, поступающих на очистные сооружения со значительным коэффициентом неравномерности технологической нагрузки.

Целью изобретения является повышение стабильности очистки при одновременном сокращении затрат на аэрацию сточной жидкости за счет улучшения условий газожидкостного контакта.

На фиг. 1 изображен аэротенк в плане; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Аэротенк содержит прямоугольный корпус 1, разделенный продольной струенап- равляющей перегородкой 2 на прямой и обратный смесительные коридоры 3, 4, сообщающиеся между собой посредством порога-водослива 5 Последний установлен в верхней плоскости продольной струенап- равляющей перегородки в месте ее примыкания к торцовой части 6 корпуса 1 ээротенка, ближайшей к месту впуска 7 сточных вод, и циркуляционной придонной щели 8, размещенной на противоположном порогу-водосливу конце продольной струе- направляющей перегородки Секционированный реактиватор 9 сообщается с прямым

О

ел ел о

(О

смесительным коридором посредством донного окна 10, расположенного в продольной разделительной перегородке 11 в месте ее примыкания к торцовой части 12 корпуса аэротенка, наиболее удаленной от впуска сточных вод. Реактиватор 9 разделен поперечными секционирующими перегородками 13 на секции 14 с отверстиями 15, 16 впуска исходной сточной жидкости и возвратного активного ила в каждую секцию реактиватора, размещенными в боковых сопряженных с секционированным реактива- тором стенках 17, 18 лотков 19, 20 исходной сточной жидкости и возвратного активного ила соответственно,

Переливные воронки 21 установлены в прямом смесительном коридоре и присоединены к отводным патрубкам 22, проходящим через продольную разделительную перегородку и соединяющим переливные воронки с соответствующей секцией/реактиватора.

Воздухонагнетатели 23 постоянного действия присоединены воздуховодами124 к мелкопузырчатым диспергаторам 25, 26, 27 прямого смесительного коридора, обратного смесительного коридора и секционированного реактиватора соответственно.

Группа воздухонагнетателей 28 и 29 периодического действия присоединена посредством воздушной перемычки 30 и воздушного клапана 31с возможностью переключения к мелкопузырчатым диспергаторам прямого смесительного коридора. Впускное окно 32 размещено в торцовой стенке 33, смежной с прямым смесительным коридором лотка исходной сточной жидкости. В аэротенке имеются впускное и выпускное устройства 34, 35 возвратного активного ила и иловой среды.

Аэротенк работает следующим образом.

Сточная вода по лотку 19 исходной сточной жидкости через впускное окно 32, высота расположения которого соответствует уровню минимального притока стопных вод, размещенное в торцовой стенке 33, смежной с прямым смесительным коридором 3, поступает в начало прямого смесительного коридора. Возвратный активный ил полотку 20 возвратного активного ила поступает в начало секционированного реактиватора 9 через отверстие 16 впуска возвратного активного ила, высота расположения которого соответствует минимальному расходу возвратного активного ила, наиболее удаленное от донного окна 10. При этом секционированный реактиватор работает в режиме регенератора с непрерывной подачей воздуха по мелкопузырчатым диспергаторам 27, присоединенным к воздухонагне- тателям 23 постоянного действия. Регенерированный активный ил через донное окно 10 поступает в начало прямогосмесительного коридора 3, куда поступила и исходная сточная жидкость. В процессе прохождения прямого смесительного коридора 3 иловой смеси в условиях постоянного контакта с растворенным кислородом, вводимым с по0 мощью мелкопузырчатых диспергаторов 25, осуществляется окисление органических загрязнений микроорганизмами активного ила. Причем, режим аэрации, поперечные сечения прямого и обратного смесительных

5 коридоров 3, 4, а также площади поверхности мелкопузырчатых диспергаторов 25, 26 выбраны таким образом, что динамический уровень жидкости в прямом смесительном коридоре всегда превышает ее уровень в

0 обратном смесительном коридоре. Вследст- вии этого через порог-водослив 5 иловая смесь непрерывно поступает из прямого смесительного коридора в обратный смесительный коридор в количестве, достаточном

5 для выравнивания технологической нагрузки по длине коридоров. Это достигается, когда рециркуляционный расход иловой смеси по существу в 3-5 раз превышает расход поступающих сточных вод. Так как

0 прямой и обратный смесительные коридоры присоединены по принципу сообщающихся сосудов, количество иловой смеси, передвигающейся через порог-водослив 5 равно количеству смеси, возвращающейся в прямой

5 смесительный коридор через циркуляционную придонную щель 8.Смесь ила с очищенной сточной жидкостью через выпускное устройство 35 отводится зя пределы сооружения на дальнейшую обработку.

0 Создание продольного рецикла иловой смеси в аэротенке за счет трансформации гидродинамической структуры потока уменьшает градиент концентрации исходных загрязнений и растворенного кислоро5 да по длине сооружения, что в свою очередь позволяет поддерживать скорость биологического окисления на уровне, близком к оптимальному.

При увеличении количества поступаю0 щих загрязнений, вызванном увеличением притока сточных вод, происходит повышение уровня жидкости в лотке 19 исходной сточной жидкости, которая помимо истечения из впускного окна 32 в прямой смеси5 тельный коридор начинает поступать через часть отверстий 15 впуска исходной сточной жидкости, высота расположения которых возрастает по степенному закону по мере удаления от донного окна 10, в соответствующие секции 14 секционированногореактиватора 9. Одновременно с этом целесообразно увеличить количество возвратного активного ила в лотке 20 возвратного активного ила и его истечение через часть отверстия 16 впуска возвратного активного ила, высота расположения которых убывает по степенному закону по мере удаления от донного окна 10, в секции 14 секционированного реактиватора, куда одновременно вводится и сточная жидкость. В результате этого иловая среда из данных секций реактиватора концентрацией 6-8 г/л начинает вытесняться в смесительные коридоры 3, 4, вызывая увеличение в них рабочей концентрации активного ила, например, с 1,5-2 до 3-4 г/л. Увеличение концентрации активного ила в период увеличения притока сточных вод позволяет поддерживать нагрузку на активный ил на постоянном, близком к оптимальному уровню, что обеспечивает стабильность очистки в условиях колебания притока сточных вод. В этом период производят включение воздухонагнетателя 28 периодического действия, присоединенного к мелкопузырчатым диспергаторам 25 прямого смесительного коридора. В результате этого возрастает газонасыщение иловой среды и соответственное повышение ее уровня в прямом смесительном коридоре. При этом напор на пороге-водосливе 5 возрастает настолько, насколько увеличился расход иловой среды, поступающей из обратного смесительного коридора 4 в прямой смесительный коридор 3 через циркуляционную придонную щель 8. Таким образом, и при увеличенном поступлении сточной жидкости за счет соответствующего увеличения интенсивности продольного рецикла иловой смеси в аэротенке поддерживаются гидродинамические условия окислительного процесса, близкие к оптимальным.

Для устранения локальных перегрузок в периоды подачи в секции 14 реактиватора сточных вод и возвратного активного ила целесообразно подключение их к общему циркуляционному контуру иловой смеси. Поступление иловой смеси в секции реактиватора осуществляется посредством переливных воронок 21, установленных в прямом смесительном коридоре 3 и присоединенных к отводным патрубкам 22, проходящим через продольную разделительную перегородку 11 и соединяющим переливные воронки 21 с соответствующей секцией 14 секционированного реактиватора 9.

При максимальных технологических нагрузках на аэротенк, вызванных соответствующим увеличением притока сточных вод, производят включение второго воздухонагнетателя 29 периодического действия, что позволяет осуществлять технологический процесс окисления загрязнений в целом аналогично изложенному выше, но при бо5 лее высоком гидродинамическом, кислородном и иловом обеспечении. При этом системой впуска сточных вод, возвратного активного ила и иловым рециклом охватываются все секции реактиватора, в

10 результате чего в активную окислительную работу вовлечен весь объем сооружения.

При снижении притока сточных вод производят последовательное отключение воз- духонагнетателей периодического действия

5 ив сооружении устанавливается режим, когда в смесительных коридорах концентрация активного ила постепенно возвращается к исходной величине (1,5-2 г/л), а секционированный реактиватор, в который больше 0 не поступают расходы сточных вод и иловой смеси, работает в режиме регенератора активного ила и концентрацией 6-8 г/л.

Основным элементом аэротенка, созда5 ющим продольный рецикл иловой смеси, является прямой смесительный коридор, на долю которого приходится 30-70% подаваемого воздуха. Массообменные параметры данного элемента в значительной степени

0 определяют не только надежность работы, но и технико-экономические показатели аэрации. В данном случае увеличение степени использования кислорода достигается таким расположением прямого смеситель5 ф ного коридора и его конструктивным сочетанием со смежными отделениями, при котором удельная нагрузка по воздуху как на его рабочую поверхность, так и на поверхность мелкопузырчатых диспергато0 ров даже в период включения второго воздухонагнетателя периодического действия фактически не превышает оптимальных пределов, соответствующих эффективному использованию кислорода воздуха. Удель5 ная нагрузка по воздуху - 5-10 м /м ч - по зеркалу и 30-50 м /м час - по поверхности мелкопузырчатых диспергаторов, т.е. эффективность использования кислорода воздуха составляет 10-12%

0

Таким образом, аэротенк данной конструкции, сочетая в своей работе способность к оперативному управлению параметрами процесса окисления загрязнений с возмож5 ностями сокращения потерь кислорода в процессе аэрации, обеспечивает снижение энергозатрат на 20-25% при обеспечении стабильных показателей биологической очистки.

Формула изобретения

1. Аэротенк для биологической очистки сточных вод, содержащий прямоугольный корпус, разделенный продольными струе- направляющей и разделительной перегородками на прямой смесительный коридор, обратный смесительный коридор и секционированный реактиватор, лотки исходной сточной жидкости и возвратного активного ила, воздухонагнетатели постоянного и периодического действия, присоединенные к мелкопузырчатым диспергаторам, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности очистки при одновременном сокращении затрат на аэрацию сточной жидкости за счет улучшения условий газожидкостного контакта, прямой и обратный смесительные коридоры снабжены соединяющим их порогом-водосливом, установленным в верхней плоскости продольной стуренаправляющей перегородки а месте ее примыкания к торцовой части корпуса аэротенка, ближайшей к впуску сточных вод, в противоположном конце продольной струенаправляющей перегородки выполнена циркуляционная придонная щель, мелко- пузырчатые диспергаторы прямого смесительного коридора присоединены с возможностью переключения к воздухонаг- нетателям постоянного действия и по меньшей мере к двум воздухонагнетателям периодического действия, а мелкопузырчатые диспергаторы обратного смесительного

коридора присоединены к воздухонагнетателям постоянного действия.

2.Аэротенк поп. 1,отличающий- с я тем, что секционированный реактиватор

сообщен с лотками исходной сточной жидкости и возвратного активного ила, которые смонтированы в верхней части продольной разделительной перегородки и корпуса аэротенка, в реактиваторе выполнены отверстия впуска исходной сточной жидкости и возвратного активного ила в каждую секцию, в продольной разделительной перегородке между реактиватором и прямым смесительным коридоров в месте ее примыкания к торцовой части корпуса аэротенка, наиболее удаленной от впуска сточных вод, выполнено донное окно прямой смесительный коридор снабжен переливными воронками, присоединенными к отводным

патрубкам, которые проходят через продольную разделительную перегородку и соединены с секциями реактиватора, а мелкопузырчатые диспергаторы секционированного реактиватора присоединены к

воздухонагнетателям постоянного действия.

3.Аэротенк по пп. 1 и 2, отличающий с я тем, что высота расположения отверстий впуска возвратного активного

ила в боковой сопряженной с секционированным реактиватором стенке лотка возвратного активного ила уменьшается по Степенному закону по мере удаления от донного окна.

А-А

л.

3

26

Т

25

(Риг. 2

Щиг.1

5-5

Ы-20

27

Фиг.З

Изобретение относится к биологической очистке бытовых и промышленных сточных вод. Цель изобретения - повышение стабильности очистки при одновременном сокращении затрат на аэрацию сточной жидкости за счет улучшения условий газожидкостного контакта. Указанная цель достигается тем, что прямой и обратный смесительные коридоры соединены друг с другом по принципу сообщающихся сосудов посредством порога-водослива и циркуляционной придонной щели. Поперечные сечения смесительных коридоров, режим аэрации и площади поверхности мелкопузырчатых диспергаторов выбраны таким образом, что динамический уровень жидкости в прямом смесительном коридоре всегда превышает ее уровень в обратном смесительном коридоре. Это решение позволяет создать продольный рецикл иловой смеси, что обеспечивает оптимальную скорость биологического окисления. Организация системы впуска исходной сточной жидкости и активного ила наряду с секционированием реактиватора, сообщенного с прямым смесительным коридором, позволяет не только оперативно увеличивать рабочий обьем активной зоны аэротенка в периоды повышения нагрузок, но и, используя эффект вытеснения, повышать рабочие дозы активного ила в смесительных коридорах аэротенка 3 ил