Устройство для глубокой очистки сточных вод Советский патент 1993 года по МПК C02F3/12 

Изобретение относится к области глубокой биологической очистки бытовых и промышленных сточных вод. Наиболее рационально применение данного изобретения при необходимости стабильной глубокой очистки сточных вод, поступающих на очистные сооружения со значительным коэффициентом неравномерности технологической нагрузки.

Известно устройство для очистки сточных вод, содержащее прямоугольный корпус, разделенный струенаправляющей и разделительной перегородками на секционированный регенератор с пуском возвратного активного ила, прямой и обратный смесительные коридоры аэротенка со сво- бодноплавающей микрофлорой, вторичный отстойник и основной канал возвратного активного ила. Регенератор и прямой смесительный коридор сообщены посредством циркуляционной придонной щели, пряг.юй и обратный смесительные коридоры - посредством порога водослива. Мелкопузырчатые диспергаторы прямого и обратного смесительных коридоров и регенератора присоединены к воздухонагнетат е лям постоянного действия. Факторами, ограничивающими возможности данного:устройства является использование своббднопла вз ю- щей микрофлоры, в результате чего не обеспечивается глубокое окисление органических загрязнений, что не соответствует современным экологическим требованиям.

Целью изобретения является увеличение степени очистки и обеспечении ее стабильности и минимальных энергозатрат на аэрацию сточной жидкости,

VI

00 N4 4D СЛ О

Поставленная цель достигается тем, что устройство для глубокой очистки сточных вод, содержащее прямоугольный корпус, разделенный струенаправляющей и разделительной перегородками на секционированный регенератор с впуском возвратного активного ила, прямой и обратный смесительные коридоры аэротенка, вторичный отстойник и основной канал возвратного активного ила, циркуляционную придонную щель, сообщающую регенератор и прямой смесительный коридор, водослив с порогом, сообщающий прямой и обратный смесительные коридоры, мелкопузырчатые диспергаторы прямого и обратного смесительных коридоров и регенератора, присое- диненные -к воздухонагнетателями постоянного действия, снабжено примыкающим к прямоугольному корпусу с торцевой стороны, противоположной порогу водослива, и ближайшей к впуску возвратного активного ила дополнительным прямоугольным корпусом с дополнительным каналом возвратного активного ила, введенным в основной канал возвратного активного ила, и двумя продольными отделительными перегородками, не доходящими до противоположных торцевых сторон дополнительного корпуса и образующих проемы и сообщенные между собой встроенный илоотделитель с иловыми бункерами и эрлифтами и двухкоридорный биоокислитель, который снабжен плоскостной насадкой из поперечных пластин с шероховатой поверхностью и мелкопузырчатыми диспергаторами, соединенными с воздухонагнетателями постоянного действия, стру- енаправляющая и разделительная перегородки не доходят до торцевой стенки корпуса, ближайшей к циркуляционной придонной щели и снабжены соединяющей их поперечной перемычкой, образующей соединительный канал, мелкопузырчатые диспергаторы прямого смесительного коридора снабжены дополнительно воздухонаг- нетателем ступенчатого включения, дополнительный канал возвратного активного ила снабжен впускными и выпускными узлами, выполненными из затопленных водосливов и погружных перегородок и сообщен с эрлифтами иловых бункеров илоотделителя.

На фиг.1 изображено устройство, вид сверху; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1.

Устройство для глубокой очистки сточных вод включает: прямоугольный корпус 1 аэротенка 2, разделенный струенаправляющей и разделительной перегородками 3 и 4 на секционированный регенератор 5 с секционирующими перегородками 6 и секциями 7,8,9,10,11, снабженный впуском 12 возвратного активного ила, прямой и обратный смесительные коридоры 13,14 аэротенка со

свободноплавающей микрофлорой, причем регенератор и прямой смесительный коридор сообщены посредством циркуляционной придонной щели 15, а прямой и обратный смесительные коридоры - по0 средством порога водослива 16. Дополнительный прямоугольный корпус 17 примыкает к прямоугольному корпусу с торцевой стороны 18, противоположной порогу водослива, расположенному в верхней час5 ти струенаправляющей перегородки, и имеет дополнительный канал 19 возвратного активного ила, соединенный с основным каналом 20 возвратного активного ила,корпус 17 оборудован впуском возвратного актив0 ного ила в регенератор и разделен двумя продольными отделительными перегородками 21,22, не доходящими до противоположных торцевых сторон 23,24 с образованием проемов 25,26, на сообщен5 ные между собой встроенный илоотделитель 27 и двухкоридорный биоокислитель 28 с коридорами 29,30 с прикрепленной микрофлорой. Встроенный илоотделитель оборудован иловыми бункерами 31 и уста0 новленными в них иловыми эрлифтами 32, переливные трубопроводы 33 которых, введены в дополнительный канал возвратного .активного ила. Впускные и выпускные устройства 34,35 содержат затопленные водо5 сливы 36,37 и погружные перегородки 38,39. Двухкоридорный биоокислитель с прикрепленной микрофлорой снабжен плоскостной насадкой 40 в виде поперечных пластин 41 с развитой шероховатой повер0 хностью. Соединительный канал 42 образован поперечной перемычкой 43, соединяющей не доходящие до торцевой стороны прямоугольного корпуса, ближайшей к циркуляционной придонной щели

5 струенаправляющую и разделительную перегородки. Лоток 44 исходной сточной жидкости имеет промежуточные впускные окна 45 и конечное впускное окно 46, сообщенное удаленной от впуска возвратного ак0 тивного ила секцией регенератора. Воздухонагнетатели 47 постоянного действия присоединены к мелкопузырчатым дис- пергаторам 48,49,50 и 51 прямого смесительного коридора, обратного смеси5 тельного коридора, регенератора и двух коридорного биоокислителя, соответственно. Воздухонагреватели 52 ступенчатого включения подключены к мелкопузырчатым дис- пергаторам прямого смесительного коридора. Вторичный отстойник 53 с отводящим каналом 54 осветленной воды сообщен с двухкоридорным биоокислителем посредством трубопровода 55 частично осветленной воды, введенным в отводящий канал 56 частично осветленной воды и имеет тонкослойный модуль 57, трубопровод 58 возвратного активного ила, введенный в дополнительный канал возвратного активного ила,трубопровод 59 избыточного активного ила, воздуховоды 60 присоединенные к воз- духонагнетателям постоянного действия и ступенчатого включения.

Устройство для глубокой очистки сточных вод работает следующим образом.

Исходная сточная жидкость по лотку 44 исходной сточной жидкости через конечное впускное окно 46, высота расположения которого соответствует уровню минимального притока сточных вод, поступает в наиболее удаленную от впуска возвратного активного ила секцию 11 регенератора 5. Возвратный активный ил по основному каналу 20 возвратного активного ила поступает в начальную секцию 7 секционированного регенератора 5 через впуск 12 возвратного активного ила. При этом регенератор работает с непрерывной подачей воздуха по мелкопузырчатым диспергаторам 50, присоединенным к воздухонагнетателям 47 постоянного действия. Смесь регенерированного активного ила и исходной сточной жидкости через циркуляционную придонную щель 15 поступает в начало прямого смесительного коридора 13. В процессе прохождения смесительного коридора иловой смеси в условиях постоянного контакта с растворенным кислородом, вводимым с помощью мелкопузырчатых диспергато- ров 48, присоединенных к воздуходувкам (воздухонагнетателям) 47 постоянного действия, осуществляется окисление органических загрязнений микроорганизмами активного ила. Вследствие превышения уровня жидкости в прямом смесительном коридоре 13 иловая смесь через порог водослив 16 непрерывно поступает в обратный смесительный коридор 14 в количестве, достаточном для выравнивания технологической нагрузки по длине коридоров. Так как прямой и обратный смесительные коридоры 13,14 присоединены по принципу сообщающихся сосудов, количество иловой смеси, переливающееся через порог водослив 16 равно количеству смеси, возвращающейся в прямой смесительный коридор 13 через циркуляционную придонную щель 15.

Создание продольного рецикла иловой смеси в аэротенке 2 за счет трансформации гидродинамической структуры потока уменьшает градиент концентрации исходных загрязнений и растворенного кислорода по длине сооружения, что в свою очередь позволяет поддерживать скорость биологического окисления на уровне, близком к оптимальному.

При увеличении количества поступающих загрязнений, вызванном увеличением притока сточных вод, происходит повышение уровня жидкости в лотке 44 исходной

0 сточной жидкости, которая помимо истечения через конечное окно 46 в секцию 11 регенератора 5 начинает поступать через часть промежуточных впускных окон 45, высота расположения которых возрастает по

5 мере удаления от циркуляционной придонной щели 15, в соответствующие секции 10,9,8,7 секционированного регенератора 5. В результате этого иловая среда из включенных в работу секций регенератора, кон0 центрацией 6-8 г/л, начинает вытесняться в прямой и обратный смесительные коридоры 13, 14, вызывая увеличение в них рабочей концентрации активного ила, например, с 1,5-2 г/л до 3-4 г/л, Уве- 5 личение концентрации активного ила в период увеличения притока сточных вод позволяет поддерживать нагрузку на активный ил на постоянном, близком к оптимальному уровню, что обеспечивает

0 стабильность очистки в условиях колебаний притока сточных вод, В этот период вводят в действие воздухонагнетателя 52 ступенчатого включения, присоединенные к мелкопузырчатым диспергаторам 48 прямого

5 смесительного коридора 13, В результате этого возрастает газонасыщение иловой среды и соответственное повышение ее уровня в прямом смесительном коридоре. При этом напор на пороге водослива 16 воз0 растает настолько, насколько увеличился расход иловой среды, поступающей из обратного смесительного коридора 14 в прямой смесительный коридор 13 по соединительному каналу 42 через циркуля5 ционную придонную щель 15. Таким образом, и при увеличенном поступлении сточной жидкости за счет соответствующего увеличения интенсивности продольного рецикла иловой смеси в аэротенке поддержи0 ваются гидродинамические условия окислительного процесса близкие к опти-« мальным.

При уменьшении притока сточных вод производят последовательное отключение

5 воздухонагнетателей 52 ступенчатого включения и в сооружении устанавливается режим, когда в прямом и обратном смесительных коридорах 13,14 концентрация активного ила постепенно возвращается ь исходной величине 1,5-2 г/л.

Основным элементом аэротенка, создающим продольный рецикл иловой смеси, является прямой смесительный коридор, на долю которого по существу приходится от 30 до 70% подаваемого воздуха. Массооб- менные параметры данного элемента в значительной степени определяют не только надежность работы, но и технико-экономические показатели аэротенка. Увеличение степени использования кислорода достига- ется таким расположением прямого смесительного коридора и его конструктивным сочетанием с обратным смесительным коридором и регенератором, при котором удельная нагрузка по воздуху как на его рабочую поверхность, так и на поверхность мелкопузырчатых диспергаторов в период включения воздухонагнетателей ступенчатого включения фактически не превышает оптимальных пределов, соответствующих эффективному использования воздуха, составляя 10-12% при удельной нагрузке по воздуху 5-10 м/м ч.

Очищенная в аэротенке со свободноп- лавающей микрофлорой сточная вода через впускное устройство 34, образованное затопленным водосливом 36 и погружной перегородкой 38, поступает во встроенный илоотделитель 2Г, где происходит осаждение активного ила.концентрацией 1,5-4 г/л в иловых бункерах 31. Отсюда активный ил иловыми эрлифтами 32 по переливным трубопроводам 33 подается в дополнительный канал 19 возвратного активного ила, введенный в основной канал 20 возвратного активного ила.

Выходящая через выпускное устройство 35, образованное затопленным волосли- вом 37 и погружной перегородкой 39, встроенного илоотделителя 27 осветленная жидкость с концентрацией свободноплава- ющей микрофлоры порядка 0,15-0,4 г/л, огибая продольную отделительную перегородку 21 через проем 25 самотеком поступает в двухкоридорный биоокислитель 28 с прикрепленной микрофлорой. По мере прохождения жидкости по коридорам 29,30 биоокислителя, в результате перемешивающего действия мелкопузырчатых диспергаторов 51, осевое движение преобразуется в винтовое движение, таким образом, что обрабатываемая среда последовательно вносится в пространство между соседними поперечными пластинами 41 плоскостной насадки 40 с развитой шероховатой поверхностью, на которых культивируется активная пленка прикрепленной микрофлоры.

В результате этого, остаточные загрязнения и выносимая из встроенного илоотделителя 27 взвесь ассимилируется

прикрепленной микрофлорой, вследствие чего БПКполн. очищенной сточной воды с 12-18 мг/л снижается до 5-8 мг/л.

Внутренняя часть активной пленки микрофлоры, прикрепленной к плоскостной насадке 40, периодически отмирает, заменяясь свежей, более активной частью. Глубоко очищенная сточная вода по отводящему каналу 56 частично осветленной воды

0 направляется во вторичный отстойник 53 с тонкослойным модулем 57, где оседает выносимая взвесь, образованная отмирающей пленкой. Полностью очищенная и осветленная сточная веда отводится за пределы соо5 ружения через отводящий канал 54 осветленной воды. Осевшая во вторичном отстойнике взвесь направляется на обработку и утилизацию по трубопроводу 59 избыточного активного ила.

0 В случае значительного выноса микрофлоры во вторичном отстойнике ее целесообразно по трубопроводу 58 избыточного активного ила направлять в дополнитель- ный канал 19 возвратного активного ила.

5 Таким образом, устройство данной конструкции, сочетая в своей работе способность к оперативному управлению параметрами процесса окисления загрязнений с возможностью сокращения потерь

0 кислорода в процессе аэрации,обеспечивает глубокую биологическую очистку сточных вод, которая в ряде случаев исключает необ- . ходимость строительства энерго- и капиталоемкого комплекса сооружений доочистки.

5 Формула изобретения

Устройство для глубокой очистки сточных вод, содержащее прямоугольный корпус, разделенный струенаправляющей и разделительной перегородками на секцио0 нированный регенератор с впуском возвратного активного ила, прямой и обратный смесительные коридоры аэротенка со сво- бодноплавающей микрофлорой, вторичный отстойник и основной канал возвратного ак5 тивного ила, циркуляционную придонную щель, сообщающую регенератор и прямой смесительный коридор, водослив с порогом, сообщающий прямой и обратный смесительные коридоры, мелкопузырчатые дис0 пергаторы прямого и обратного смесительных коридоров и регенератора, присоединенные к воздухонагнетателям постоянного действия, отличающееся тем, что, с целью увеличения степени очист5 ки и обеспечения ее стабильности и минимальных затрат на аэрацию сточной жидкости, оно снабжено примыкающим к прямоугольному корпусу с торцовой стороны, противоположно порогу водослива и ближайшей к впуску возвратного активного

ила, дополнительным прямоугольным корпусом с дополнительным каналом возвратного активного ила, введенным в основной канал возвратного активного ила, и двумя продольными отделительными перегородками, не доходящими до противоположных торцовых сторон дополнительного корпуса и образующих проемы и сообщенные между собой встроенные илоотделитель с иловыми бункерами и эрлифтами и двухкоридорный биоокислитель, который снабжен плоскостной насадкой из поперечных пластин с шероховатой поверхностью и мелкопузырчатыми диспергаторами, соединенными с воздухонагнетателями постоянного дейст0

вия, струенаправляющая и разделительная перегородка не доходят до торцовой стенки корпуса, ближайшей к циркуляционной придонной щели, и снабжены соединяющей их поперечной перемычкой, образующей соединительный канал, мелкопузырчатые дис- пергаторы прямого смесительного коридора снабжены дополнительно возду- хонагнетателем ступенчатого включения, дополнительный канал возвратного активного ила снабжен впускными и выпускными узлами, выполненными из затопленных водосливов и погружных перегородок и сообщен с эрлифтами иловых бункеров илоотделителя.

Использование: глубокая биологическая очистка бытовых и промышленных сточных вод, для увеличения степени очистки при одновременном сохранении ее стабильности и минимальных энергозатратах на аэрацию. Сущность изобретения: устройство содержит прямоугольный корпус аэротенка, прямой и обратный смесительные коридоры и секционированный регенератор, сообщенные между собой порогом водослива и циркуляционной придонной щелью. Дополнительный прямоугольный корпус разделен двумя продольными отделительными перегородками на сообщенные между собой встроенный илоотделитель и двукоридор- ный биоокислитель с прикрепленной микрофлорой. Мелкопузырчатые диспер гаторы прямого и обратного смесительных коридоров, регенератора и биоокислителя присоединены к воздухонагревателям постоянного действия, а мелкопузырчатые Диспергатбры прямого смесительного коридора дополнительно подключены к воздухонагнетателю ступенчатого включения, 3 ил, (л с