Система отведения и очистки поверхностного стока Советский патент 1991 года по МПК C02F3/00 C02F1/00 C02F3/00 C02F101/30 

Изобретение относится к физико-и биохимической очистке, может найти применение на сооружениях обработки поверхностного стока с территорий промышленных площадей, а также при раздельной системе канализации, когда характерной особенностью поверхностного

стока является наличие большого количества нефтепродуктов и плавающих веществ, и наиболее эффективно может применяться для очистки производственных сточных вод аэропортов гражданской авиации, сточные воды которых имеют сложный физико-химический состав при наличии новых химических реагентов (моющие и дезинфицирующие жидкости, антиобледенители, противогололедные препараты, растворители), высокой концентрации масло- и нефтепродуктов, ПАВ, присутствием препаратов средств химической защиты растений, получаемых в стоке при мойке сельскохозяйственной авиации и аппаратуры.

Технология очистки подобных стоков, имеющих трудноокисляемые загрязнения, должно учитывать значительный коэффициент неравномерности притока сточных вод при поступлении их на сооруженияtобработки.

Известна система отведения и очистки поверхностного стока, загрязненного промышленными отходами, включающая технологические площадки, снабженные водоприемниками, соединенными с помощью отводящих трубопроводов с отстой- ником нефтеловушкой и биологическими прудами, а также реагентной и фильтрующей установками.

Факторами, ограничивающими эффективность применения известной системы, является ее сложность, вызванная необходимостью значительного расхода реагентов и обработки образующегося осадка. Помимо этого при совместной очистке промышленного и поверхностного стоков возникают трудности связанные с необходимостью поддержания режима фильтрования (скорости фильтрации) на оптимальном уровне в условиях резкого колебания расхода сточных вод.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки от органических загрязнений при минимальном уровне дополнительных затрат.

В системе отведения и очистки поверхностного стока, загрязненного промышленными отходами, включающей технологические площадки, снабженные водоприемниками, соединенными с помощью отводящих трубопроводов с отстойником-нефтеловушкой и биологическими прудами, а также реагентную и фильтрующую установки, отводящие трубопроводы с связанные с ними водоприемники выполнены раздельными для условно чистого и загрязненного стока, отводящие трубопроводы условно чистого стока присоединены к биологическому пруду, выполненному ступенчатым, отводящие трубопроводы загрязненного стока присоединены к отстойнику-нефтеловушке, к которой последовательно присоединены промежуточный накопитель-нейтрализатор с реагентной установкой и фильтрующая установка, выполненная в виде безнапорного циклосорбера,

соединенного трубопроводом частично очищенного стока с второй ступенью биологического пруда, при этом безнапорный циклосорбер имеет форму цилиндра с конической нижней частью, фланцевый разъем которой оборудован перфорированным диском, а на верхней кромке цилиндра установлен бак-дозатор с отводящим сифонным заборником, соединенным с реактивным

оросителем, размещенным внутри цилиндра над поверхностью фильтрующей загруз-- ки, верхний слой которой образован из антрацита или кокса с крупностью зерен 2-5 мм, средний слай образован из сорбента

(полукокса, кокса, мезопора) с крупностью зерен 1,5-3 мм, нижний слой - из антрацита или кокса с крупностью зерен 5-8 мм. Кроме того , на трубопроводе частично очищенного стока смонтирован самотечный регулятор

скорости фильтрации, состоящий из цилиндрических направляющих с введенным в них телескопическим переливом, присоединенным посредством шарнира к подъемно- спусковому механизму и сообщенным с

атмосферой посредством воздухозаборника.

В качестве первой ступени биологического пруда принимают пруд-отстойник, вторую ступень выполняют в виде каскадного пруда с аэрируемым первым каскадом, снабженным пневматическими диспергато- рами, а третью ступень засаживают высшей водной растительностью.

Использование в изобретении таких

технологически взаимосвязанных элементов, как система очистки условно чистого стока, представленная технологическими площадками условно чистого стока с водоприемниками условно чистого стока, присоединенными к биологическому пруду, выполненному ступенчатым с первой ступенью в виде пруда-отстойника, второй ступенью - каскадного пруда, первый каскад которого выполнен аэрируемым и оборудован пневматическими диспергаторами, соединенными воздуховодами с воздухо- нагнетателем, и третьей ступенью, засаженной высшей водной растительностью, система очистки загрязненного стока, представленная технологическими площадками загрязненного стока с водоприемниками загрязненного стока, присоединенными к отстойнику-нефтеловушке, к которой последовательно присоединены промежуточный

накопитель-нейтрализатор с реагентной ус- тановкой и фильтрующая установка, выполненная безнапорного циклосорбера, соединенного трубопроводом частично очищенного стока с второй ступенью биологического пруда, причем безнапорный

циклосорбер имеет форму цилиндра с конической нижней частью, фланцевый разъем которой оборудован перфорированным диском, а на верхней кромке цилиндра установлен бак-дозатор с отводящим сифонным заборником, соединенным с реактивным оросителем, размещенным внутри цилиндра над поверхностью фильтрующей загрузки, верхний слой которой образован из антрацита или кокса с крупностью зерен 2-5 мм, средний слой - из сорбента с крупностью зерен 1,5-3 мм, а нижний слой - из антрацита или кокса с крупностью зерен 5-8 мм, самотечный регулятор скорости фильтрации, смонтированный на трубопроводе частично очищенного стока и состоящий из цилиндрических направляющих с введенным в них телескопическим переливом, при- соединенным к подъемно-опускному механизму и сообщенным с атмосферой посредством воздухозаборника, характеризует уровень данного решения.

На фиг,1 представлена технологическая схема предлагаемой системы отведения и очистки поверхностного стока; на фиг.2 - безнапорный циклосорбер, разрез; на фиг.З - циклосорбер, план.

Предлагаемая система отведения и очистки поверхностного стока включает технологические площади 1 загрязненного стока с водоприемниками 2 загрязненного стока, присоединенными посредством отводящего трубопровода 3 загрязненного стока к отстойнику-нефтеловушке 4, оборудованной нефтесборником 5 и шламопроводом 6, реагентную установку 7, состоящую из щелочного 8 и кислотного 9 баков, трубопрово- дов, щелочи 10 и кислоты 11 с установленными на них регулировочными клапанами щелочи 12 и кислоты 13, а также реагентного трубопровода 14, соединенного с промежуточным накопителем-нейтрализатором 15, в которой введен всасывающий трубопровод 16 насоса 17 подачи по напорному трубопроводу 18 загрязненного стока, прошедшего предварительную механическую очистку, на фильтрующую установку 19, выполненную в виде безнапорных циклосорберов 20 и 21, имеющих форму цилиндра 22 с конической нижней частью 23, фланцевый разъем 24 которой оборудован донной крышкой 25 с находящимся на ней перфорированным диском 26. На верхней кромке 27 цилиндра установлен бак-дозатор 28 с введенным в него переливным трубопроводом 29, напорным трубопроводом загрязненного стока, прошедшего предварительную механическую очистку, и сифонным заборником 30, присоединенным к опорному патрубку 31,

на котором посредством шарнира 32 горизонтального вращения закреплен реактивный ороситель 33, состоящий из по меньшей мере двух перфорированных трубопроводов 34 и 35, и расположенный над поверхностью фильтрующей загрузке с верхним 36, средним 37 и нижним 38 слоем, самотечный регулятор 39 скорости фильтрации, установленный на трубопроводе 40 частично

0 очищенного стока, присоединенным через запорно-регулировочную арматуру 41 и 42 к конической нижней части циклосорберов, и состоящий из цилиндрических направляющих 43 и 44 с введенным в них телескопиче5 ским переливом 45, присоединенным шарниром 46 к подъемно-опускному механизму 47 и сообщенным с атмосферой воздухозаборником 48. Кроме того, система содержит технологические площадки 49 ус0 ловно чистого стока с водоприемниками 50 условно чистого стока, присоединнеными трубопроводом 51 условно чистого стока к ступенчатому биологическому пруду 52, выполненному с первой ступенью в виде пру5 да-отстойника 53 с полупогружной стенкой 54, второй ступенью - в виде каскадного пруда 55, каскады 56-58 которого отделены друг от друга каскадными водосливами 59 и 60, причем первый каскад оборудован

0 пневматическими диспергаторами 61, соединенными воздуховодами 62 с воздухонагревателем 63, и третьей ступенью 64, насаженной высшей водной растительностью, распределительную камеру 65 с за5 порно-регулировочной арматурой 66 и 67, установленную на трубопроводе частично очищенного стока и сообщающуюся с трубопроводом 68 оборотного водоснабжения через промежуточный накопитель 69 с

0 введенным в него всасывающим трубопроводом 70 насоса 71 оборотного водоснабжения, а с второй ступенью биологического пруда - трубопроводом 72 продувки оборотного водоснабжения.

5 Предлагаемая система отведения и очистки поверхностного стока работает следующим образом.

Поверхностные сточные воды, загрязненные нефте-и маслопродуктами, а также

0 технологическими химическими реагентами (для производственных сточных вод аэропортов гражданской авиации это противогололедные препараты, антиобледенители, растворители, ПАВ, средства химической

5 защиты растений, получаемые в стоке при мойке сельскохозяйственной аппаратуры и авиации), с технологических площадок 1 загрязненного стока попадают в водоприемники 2 загрязненного стока, откуда по отводящему трубопроводу 3 загрязненного

стока поступают в отстойник-нефтеловушку 4, рассчитанную на значительное (2-4 ч) время контакта. Всплывающие нефтепродукты удаляются с помощью нефтесборника 5, а осевший шлам по шламопроводу б отводится за пределы сооружения.

Освобожденная от грубодисперсных нерастворенных загрязнений сточная вода поступает в промежуточный накопитель- нейтрализатор 15, в который введен всасывающий трубопровод 16 насоса 17 подачи загрязненного стока, прошедшего предварительную механическую очистку. Одновре- менно с этим в промежуточный накопитель-нейтрализатор 15 по реагентно- му трубопроводу 14 подают для корректировки показатели рН сточной воды раствор щелочи из щелочного бака 8 или раствор кислоты из кислотного бака 9. Вид корректирующего реагента, а также его количество определяется соответствующим положением .регулировочных клапанов 12 и 13, включаемых в зависимости от рН поступающей сточной воды. Так как расход сточной воды, поступающей в промежуточный накопитель-нейтрализатор 15, непостоянен, а подача насоса 17 близка к постоянной, что благоприятно для работы последующих очистных сооружений, промежуточный накопи- тель-нейтрализатор 15 дополнительно выполняет роль регулирующей емкости с переменным уровнем жидкости.

По напорному трубопроводу 18 насоса 17 подачи загрязненного стока, прошедшего предварительную механическую очистку, сточная жидкость попадает в бак-дозатор 28, установленный над безнапорными цик- лосорберами 20 и 21 и снабженный отводящим сифонным заборником 30, присоединенным к опорному патрубку 31, на котором посредством шарнира 32 горизонтального вращения закреплен реактивный ороситель 33, состоящий из по меньшей мере двух перфорированных трубопроводов 34 и 35, перфорация на боковой поверхности которых нанесена зеркально. При заполнении бака-дозатора 28 происходит самозарядка отводящего сифонного забор- ника 30, в результате чего сточная вода поступает в перфорированные трубопроводы 34 и 35 реактивного оросителя 38 и, истекая через зеркально нанесенную перфорацию, создает реактивную тягу, приводящую реактивный ороситель 33 к вращению вокруг вертикальной оси. В результате этого происходит равномерное орошение поверхности загрузки циклосорберов 20 и 21 сточной водой, что способствует более эффективному использованию его рабочего объема.

При возможном превышении рабочего уровня в баке-дозаторе 28 избыточная сточная жидкость по переливному трубопроводу 29 возвращается в промежуточный накопитель-нейтрализатор 15, что повышает надежность работы бака-дозатора.

В процессе работы циклосорбера происходит заполнение объема микропор адсорбированными веществами и заливание

макропор продуктами механической фильтрации. В результате этого изменяется гидравлическое сопротивление зернистого слоя, что приводит к изменению расчетного времени прохождения жидкости через циклосорбер. Для поддержания времени контакта жидкости и сорбента в расчетных пределах на трубопроводе 40 частично очищенного стока установлен самотечный регулятор 39 скорости фильтрации. В начальный

период работы циклосорбера, когда осуществлена замена сорбента, образующего средний слой 37 фильтрующей загрузки, поры сорбента свободно проницаемы и регулятор 39 скорости фильтрации находится в

верхнем положении, обеспечивая заданное время контакта. По мере возрастания гидравлического сопротивления слоя сорбента во избежание подпора самотечный регулятор 39 скорости фильтрации постоянно переводится в нижнее положение так, что на всех стадиях работы циклосорбера время контакта жидкости и сорбента близко к расчетному. Достижение самотечным регулятором 39 скорости фильрации крайнего

нижнего положения и одновременное образование подпора на поверхности циклосорбера означает, что его фильтроцикл исчерпан, после чего необходима регенерация сорбента или его замена.

Частично очищенный сток по трубопроводу 40 частично очищенного стока после циклосорбера направляют в распределительную камеру 65, где сточная жидкость делится на два потока, один из которых,

существенно больший по объему, направляют в промежуточный накопитель 69, откуда он по трубопроводу 68 оборотного водоснабжения с помощью насоса 71 оборотного водоснабжения поступает на

технологические нужды промышленного комплекса. Второй поток с целью стабилизации солесодержания оборотной воды, а также ликвидации возможного проскока токсичных компонентов, например в периоды незапланированных сбросов промышленных стоков или сработки сорбента, направляют по трубопроводу 72 продувки оборотного водоснабжения на сооружения естественной биологической очистки.

Предлагаемая конструкция циклосор- бера позволяет осуществить равномерное распределение сточной воды по живому сечению фильтрующей установки и одновременно облегчает замену загрузки, что предпочтительнее ее регенерации, когда в качестве загрузки сорбента используют природный материал, имеющий дальнейшее применение, например сжигание в топках котлов ТЭЦ. К таким материалам относятся кокс, полукокс, мезопора и другие. Для наиболее эффективного использования рабочего объема верхний слой зернистого материала заполняют дробленым антрацитом крупностью зерна 2-5 мм, В этом слое происходит выделение из сточной жидкости мелкодиспергированной взвеси и эмульгированных нефтепродуктов, что позволяет использовать следующий адсорбированный слой для извлечения токсичных продуктов, находящихся в растворенном состоянии, например этилен- гликоль, формальдегид, пестициды и т.п.

Средний слой 37 сорбента заполнен дробленым коксом, полукоксом или мезопо- рой крупностью 1,5-3 мм, нижний слой 38 является дренирующим слоем и заполнен дробленым антрацитом крупностью 5-8 мм, полученным при фракционном рассеве верхнего слоя 36.

Замену отработавшего сорбента осуществляют следующим образом.

От запорно-регулировочной арматуры, например задвижки 41 или 42, отсоединяют трубопровод 40 частично очищенного стока, затем открывают задвижку и из соответствующего циклосорбера 20 или 21 отводят находящуюся там сточную воду. После этого под нижнюю коническую часть 23 циклосорбера подводят передвижную тару (автосамосвал) и развинчивают болтовые соединения фланцевого разъема 24, кроме одного, вокруг которого отворачивают донную крышку 25 с находящимся на ней пер- форированным диском 26. Затем отработавший сорбент ссыпают в передвижную тару, причем по мере ее заполнения донную крышку 25 поворачивают вокруг одного из болтовых соединений, временно прекращая выгрузку сорбента. Загрузка циклосорбера зернистым материалом совершается через верхнюю кромку 27 цилиндра 22 послойно, например, с помощью механического погрузчика,

Условно чистый сток с территории технологических площадок 49 условно чистого стока (дренажного, дождевого) поступает в водоприемники 50 условно чистого стока, откуда по трубопроводу 51 условно чистого стока направляется в пруд-отстойник 53, являющийся первой ступенью ступенчатого биологического пруда 52. Здесь в течение длительного контакта (20-24 ч) в режиме, близком к покою, происходит механическая

очистка стока от взвешенных веществ (как грубо-, так и тонкодиспергированных), а также всплывание нерастворенных нефтепродуктов, попадание которых на дальнейшую ступень биологического пруда исключается |

0 путем устройства полупогружной стенки 54. Очистка пруда-отстойника 53 предусматривается путем его опорожнения в сухое время года с механизированным удалением шлама.

5 После механической очистки условно чистый сток, смешиваясь с частично очищенным стоком, подающимся из распределительной камеры 65 по трубопроводу 72 продувки оборотного водоснабжения, на0 правляется на вторую ступень биологического пруда, выполненную в виде каскадного пруда 55, первый каскад 56 которого снабжен пневматическими диспер- гаторами 61, соединенными воздуховодами

5 62 с воздухонагнетателями 63. На первом каскаде 56 каскадного пруда 55 в условиях искусственной аэрации осуществляется деструкция основной части органических соединений, в связи с чем он рассчитан на

0 время пребывания порядка 2-3 сут при общем времени пребывания стока в каскадном пруде 6-7 сут. Аэробный режим на последующих каскадах 57 и 58 второй ступени биологического пруда 52 поддержива5 ется за счет аэрорирующего действия каскадных водосливов 59 и 60, одновременно выполняющих роль разделительных стенок между каскадами пруда-отстойника 53. Далее сточная жидкость направляется на

0 третью ступень 64 биологического пруда 52, которая выполнена в виде мелководного и хорошо прогреваемого солнцем водоема, засаженного высшей водной растительностью, например рогозом, тростником, рде5 стом, канадским рисом и т п. На этой ступени биологического пруда, которая может быть использована также для целей рыбоводства, очистка стока достигает природных экологических показателей.

0 Процессы фотосинтеза создают дополнительный окислительный фактор, гарантирующий полное фотохимическое расщепление следов трудноокисляемых соединений, например пестицидов, а если

5 имеет место их проскок, биологическая пленка, густо покрывающая корни и нижнюю часть стеблей высшей водной растительности, выполняет роль биологического фильтра для остаточной органики, а ветровые колебания растений дополняют перемешивание и стабилизируют аэрационные условия.

Таким образом, предлагаемая система отведения и очистки поверхностного стока за счет разделения условно чистого и загрязненного стока и обработки условно чи- Отого стока на сооружениях естественной иологической очистки в виде ступенчатого иологического пруда, а загрязненного - на ооружениях физико-химической очистки овместно с доочисткой общего стока на торой ступени биологического пруда, обес- ечивает полное фотохимическое расщеп- Аение трудноокисляемых соединений и чистку стоков до показателей, равных при- одным экологическим в условиях значи- ельного коэффициента неравномерности оступления сточных вод на сооружении обработки.

Предлагаемая конструкция безнапор- його циклосорбера, оборудованного самотечным регулятором скорости фильтрации, позволяет осуществить равномерное распределение сточной жидкости по живому Сечению фильтрующей загрузки и одновременно облегчает нахождение момента сра- $отки фильтрующей загрузки и ее замену на Предлагаемые материалы (верхний слой образован из антрацита или какса с крупностью зерен 2-5 мм, средний слой - из с орбента, такого как полукокс, кокс, м езопо- ра, с крупностью зерен 1,5-3 мм, а нижний слой - из антрацита или кокса, получаемом при фракционном рассеве верхнего слоя, с йрупностью зерен 5-8 мм, а также трехслойное исполнение фильтрующей загрузки приводят к эффективному использованию рабочего объема и извлечение мелкодиспергированной взвеси, эмульгированных нефтепродуктов и.токсичных компонентов, присутствующих в стоке в растворенном состоянии.

Указанные технологические признаки позволяют повысить эффективность очистки при снижении расхода электроэнергии на 10-15%, экономии капитальных затрат на 15-20% и снижении приведенных затрат не менее, чем на 15%.

Формула изобретения

1. Система отведения и очистки поверхностного стока, содержащая технологические площадки с водоприемниками, соединенными с помощью отводящих трубопроводов с отстойником-нефтеловушкой и биологическими прудами, а также реагентную установку с накопителем- нейтрализатором и, фильтрующую установку. отл и ча ю щая с я тем, что, с целью повышения эффективности очистки от органических загрязнений при минимальных дополнительных затратах, отводящие трубопроводы и связанные с ними водоприемники выполнены раздельными для условно чистого и загрязненного стока, оъ- водящие трубопроводы условно чистого стока присоединены к биологическому пруду, который выполнен ступенчатым, отводящие трубопроводы загрязненного стока присоединены к отстойнику-нефтеловушке, к которой последовательно присоединены накопитель-нейтрализатор с реагентной установкой и фильтрующая установка, которая выполнена в виде безнапорного циклосорбера, снабженного трубопроводом частично очищенного стока, соединяющего его с второй ступенью биологического пруда, при этом безнапорный

циклосорбер выполнен в форме цилиндра с конической .нижней частью с фланцевым разъемом и перфорированным диском в нем и снабжен установленным на цилиндре баком-дозатором с отводящим сифонным заборником, реактивным оросителем, размещенным внутри цилиндра в его верхней частм, и фильтрующей загрузкой, верхний слой которой состоит из антрацита или кокса с крупностью зерен 2-5 мм, средний

слой - из сорбента (полукокса, кокса, мезо- пора)с крупностью зерен 1,5-3 мм, нижний слой - из антрацита или кокса с крупностью зерен 5-8 мм, система снабжена также установленным на трубопроводе частично очищенного стока самотечным регулятором скорости фильтрации, состоящим из цилиндрических направляющих с введенным в них телескопическим переливом, шарнирно присоединенного к нему подъемно-опускного механизма и сообщенного с атмосферой воздухозаборника.

2. Система по п. 1, о т л и ч а ю ща я с я тем, что первая ступень биологического пруда выполнена в виде пруда-отстойника, вторая ступень выполнена в виде каскадного пруда с аэрируемым первым каскадом, снабженным пневматическими дисперга- торами с воз духо нагнетателя ми, а третья ступень снабжена высшей водной растительностью.

SЈ 2Ј lЈ 1 зпф

Изобретение касается области физико-и биохимической очистки поверхностного стока с территории промышленных площадок. Цель изобретения - повышение эффективности очистки от органических загрязнений при минимальных дополнительных затратах. Это достигается использованием таких технологически взаимосвязанных элементов, как система очистки условно чистого стока, представленная технологическими площадками с водоприемниками условно чистого стока, присоединенными к биологическому пруду. Пруд выполнен ступенчатым с первой ступенью в виде пруда-отстойника, второй аэрируемого каскадного пруда и третьей ступенью - с высшими водными растениями. Технологические площадки с водоприемниками присоединены к отстойнику-нефтеловушке, промежуточно - му накопителю - нейтрализатору с реагент- ной установкой и к фильтрующей установке, выполненной в виде безнапорного цикло- сорбента, соединенного с второй ступенью биологического пруда. Циклосорбер имеет форму цилиндра с конической нижней частью, фланцевый разъем которой оборудован перфорированным диском. На цилиндре установлен бак-дозатор с отводящим сифонным заборником и реактивным оросителем, размещенный над поверхностью фильтрующей загрузки. Верхний и нижний слои загрузки составлены из антрацита или кокса с крупностью зерен 2-5 и 5-8 мм соответственно, средний слой - из сорбента с крупностью зерен 1,5-3 мм. Циклосорбер сообщен с самотечным регулятором скорости фильтрации, состоящим из цилиндрических направляющих с телескопическим переливом, присоединенным к подъемно-опускному механизму и сообщенным с атмосферой посредством воздухозаборника. 1 з.п.ф- лы, 3 ил. сл с ON Ю Ю Ю СЛ 44

SS&

W66691

30

ы

Фиг.З

3S

J/