Устройство для защиты от эвтрофикации природного водоема сточными водами Советский патент 1981 года по МПК C02F3/32 C02F3/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЭВТРОФИКАЦИИ ПРИРОДНОГО ВОДОЕМА СТОЧНЫМИ ВОДАМИ

1

Изобретение относится к области очистки сточных вод от загрязнений и токсических веществ и может найти применение для защиты от эвтрофика- , ции природных водоемов сточными водами .

Известно устройство для очистки сточных вод и отвода их в водоем/ представляющее собой канал с секция- Q ми водной растительности, между которыми расположены секции биологического окисления. В секциях биологического окисления расположена оптически прозрачная фильтрующая загрузка, а в секциях водной растительности на опорных рамах установлены на расстоянии друг от друга перфорированные поддоны для культивирования водной растительности. Кроме того, перед секциями водной растительности распо- « ложены вертикальные отстойники, а между секциями водной растительности и биологического окисления расположены перегородки с отверстиями 1. „

Однако известное устройство обладает слабой интенсивностью биологического окисления органических загрязнений сточных вод и не обеспечивает оптимального газового режима очищенной воды.

Цель изобретения - интенсификация процесса очистки сточных вод -путем улучшения газового режима очищенной воды,

Поставленная цель изобретения достигается тем, что в устройстве, выполненном в виде канала и разделенном поперечными перегородками на секции водйой растительности, снабженные перфорированными поддонами для культивирования водной растительности, и секции биологического окисления, снабженные фильтрующей загрузкой и оборудованные вертикальными отстойниками, секции биологического oкиc leния снабжены трубчатыми аэраторами и выполнены сообщенными в поперечном направлении с секциями водной растительности, при этом секции биологического окисления размещены в шахматном порядке и образуют совместно с вертикальным отстойником двухступенчатый блок биологической очистки сточных вод.

На фиг. 1 изображен предлагаемый канал, общий вид,-на фиг. 2 - то же, продольный разрез; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - перфорированный поддон для культивирования водной растительности; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг, 1; на фиг. 6 разрез В-В на фиг.1; на фиг. 7 фрагмент конструкции канала с вертикальным отстойником. Канал для защиты от эвтрофикации водоема сточными водами выполнен в виде самотечной водопроводной магист рали с вертикальными стенками 1. В поперечном разрезе канал имеет прямо угольную форму и разделен сплошными перегородками 2 на двухступенчатые блоки 3 биологической очистки сточных вод с вертикальными отстойниками 4. Вертикальные отстойники 4 пред назначены для осветления очищаемой воды. Блоки 3 имеют днище 5, выполненно с уклоном не менее, чем 0,02. В нижней части вертикальных отстойников 4 стенки 2 переходят в наклонные стенки, которые образуют бункера 6 для аккумулирования осадка. Каждый из блоков 3 совместно с вертикальными отстойниками 4 образуют двухступенчатый блок биологическо очистк сточных вод, а двухступенчатые блоки сообщены между собой посредством вертикальных отстойников 4. Количество блоков выбирается в зависимости от расстояния источника сточ ных вод и природного водоема, а также в зависимости от необходимой степени очистки сточных вод. Предпочтительное минимальное количество двухступенчатых блоков 3 должно быть рав ным двум. Двухступенчатые блоки 3 составляют непосредственно канал для защиты от эвтрофикации природного водоема сточными водами. В предлагаемом канале двухступенчатые блоки биоло1:ической очистки сточных вод по высотно посадке выполнены ниже друг относительно друга для обеспечения самотек отводимых сточных вод. Каждый из блоков 3 разделен в про дольном направлении вертикальными ды чатыми перегородками 7 на секиии 8 I водной растительности и секиии 9 био логического окисления.Дырчатые перег родки 7 выполнены по высоте ниже сте нок 1 и перегородок 2. Секции 8 И 9 в каждом двухступенчатом блоке 3 рас положены в шахматном порядке. Секции водной растительности оснащены перфорированными поддонами 10 с гравийно-почвенной заврузкой 11, преднч13наченной для посадки в нее водных растений, которые являются биологиче ким поглотителем загрязнений и биоге ных элементов сточных вод. Секции биологического окисления представляют собой модифицированные биологические фильтры, на дне которы уложены дырчатые трубы - трубчатые аэраторы 12 и трубчатый дренаж 13, а сверху этих труб уложена фильтрующая загрузка 14 с крупностью зерен до 120 мм, служащая субстратом для развития биологической плёнки. Секции 8 и 9 в поперечном направрении сообщены между собой посредством отверстий дырчатых продольных перегородок 7. Кроме того, в каждом блоке 3 секции 8 и 9 первой ступени сообщены с этими же секциями второй ступени посредством дренажных окон , 15, расположенных в поперечных перегородках 2 и перекрываемых щитовыми затворами 16. Дренажные окна 15 снабжены сетками. Над каждым дренажным окном 15 в перегородке 2 на уровне высоты перегородок 7 расположено водосливное окно 17, предназначенное для регулировки верхнего уровня воды в секции. Каждая вторая ступень блока 3 сообщена с вертикальным отстойником 4 посредством дренажных окон 18, оснащенных сетками. Дренажные окна 18 расположены в секциях 9 и выполнены перекрываемыми щитовыми затворками 19, Кроме того, каждая вторая ступень блока 3 сообщена с вертикальным отстойником 4 посредством дренажного окна 20, перекрываемого щитовым затвором 21 и расположенного в секции.i Над дренажным окном 20 расположено в перегородке 2 на уровне дырчатых перегородок 7 водосливное окно 22. Каждый вертикальный отстойник 4. снабжен вертикальной перегооодкой 23, не доходящей своим нижним концом до дна бункера 6 для обеспечения углубленной подачи воды. Кроме того, каждый вертикальный отстойник 4 оборудован водоотводящим лотком 24, в котором расположена дырчатая труба 25, На дне бункера 6 тоже расположена дырчатая труба 26. Вертикальный отстойник 4 сообщен с первой ступенью последующего бло-ка биологической очистки сточных вод посредством водоотводящего лотка 24 и водосливных окон 27, расположенных. в поперечной перегородке 2 на уровне перегородки 7. Водосливные окна 27 обеспечивают подачу вода непосредственно в секции водной растительности 8. Для интенсификации процесса окисления загрязнений сточных вод и насыщения их кислородом воздуха канал оснащен воздуходувкой 28, сообщениой посредством воздухопроводов с вентилями 29 с дырчатыми аэраторами 12. Устройство оборудовано системой периодической промывки фильтрующей загрузки 14 секций биологического окисления в целях предотвращения заливания секций. Для этих целей трубчатый дренаж 13 секций 9 посредством трубопроводов с вентилями 30, насоса 31 подачи воды и трубопроводов с вентилями 32 сообщен с дырчатыми трубами 25. Кроме того, канал оснащен системой сброса осадка из бункеров 6

отстойников 4, Для этих целей дырчатые трубы 26 посредством трубопроводов с вентилями 33 и насоса 34 сообщены с трупопроводом сброса осадка, имеющего вентиль 35.

Канал сообщен с источником сточных вод посредством трубопровода, который,в свою очередь, сообщен посредством вентилей 36 с секциями 8.

Канал заканчивается вертикальным отстойником 4, очищенная вода из корого поступает через водоотводящей лоток 24 в трубопровод очищенной воды, снабженный вентилем 37.

В секции 8 помещают перфорированные поддоны 10 с гравийно-почвенной загрузкой 11 с помещенными предварительно водными растениями, взятыми из природного водоема, а в секции 9 помещают фильтрующую загрузку 14, например, из гравия.

канал работает следующим образом.

Сточные воды, например, от сооружений биологической очистки сточных вод по трубопроводу через открытые вентили 36 подают в секции 8 водной растительности. В этом случае перфорированные поддоны 10 с посаженными водными растениями в гравийно-почвенную загрузку 11 омываются водой. Вода проникает через отверстия стенок поддонов и щели загрузки 11, и корневая система растений поглощает биогенные вещества, микроэлементы и ряд токсических веществ, особенно фенольные соединения, нефтепродукты, ряд органических и минеральных соединений, находящихся в сточной воде в незначительных количествах, поскольку сточные воды уже прошли предварительную очистку.

При заполнении сточной водой секций 8 эта вода через дагрчатые перегородки 7 далее проникают в щели фильтрующей загрузки 14 и при открытом щитовом затворе 16 через дренажное окно 15, оборудованное сеткой для предотвращения выноса фильтрующей загрузки 14 током воды, поступае в секцию 8 второй ступени 3, в котором тоже расположены перфорированные подвдоны 10 с водными растениями. В этой секции вода смывает перфорированные поддоны 10 и водные растения и проникает через дырчатые перегородки 7 в фильтрующую загрузку 14. Вода, пройдя через фильтрующую загрузку 14 секций 9 через дренажные окна 18, оборудованные сетками.при открытых щитовых затворах 19, поступает в вертикальный отстойник 4 и заполняет его.

Из вертикального отстойника 4 вода поступает в водосборный лоток 24, имеющий зубчатый водослив, откуда поступает в секции 8 водной растител ности первой ступени очистки второго блока биологической очистки сточных вод. Процесс циркуляции воды, биологической очистки и осветления сточных вод во втором блоке происходит так же, как и в первом. Доочищенная и осветленная вода отводится через водосливной лоток 24 по водоотводящему трубопроводу через открытый вентиль 37 в природный водоем непосредственно либо после предварительного процесса обеззараживания известным способом.

После заполнения канала водой и

0 регулировки скорости течения воды в его секциях и блоках включают в работу воздуходувку 28. и через открытые вентили 29 подают сжатый воздух в дырчатые, пористые или перфорирован5ные трубы 12, которые выполняют роль аэраторов. Сжатый воздух проходит через поры илч отверстия дырчатых труб 12 и далее через фильтрующую загрузку 14 и насьвдает воду кислоро0дом. Насыщение воды кислородом воздуха необходимо для поддержания нормальных процессов жизнедеятельности аэробных организмов биологической пленки, развивающейся на фильтрующей загрузке 14, дополнительного окисле5ния загрянений посредством растворенного в воде кислорода воздуха, а также для.предотвращения чрезмерного заливания фильтрующей загрузки 14, так как сжатый воздух, проходя через

0 поры фильтрующей загрузки, предотвращает чрезмерное отложение, ила и осадка в фильтрующей загрузке 14.

В процессе прохождения воды через фильтрующую загрузку 14 и ее насыще5ния кислородом воздуха происходит интенсивное развитие биологической пленки так же, как и в обычных фильтрах, а биологическая пленка фильтрующей загрузки 14 осуществляег процесс доочистки воды так же, как и биологичес0кая пленка биологических фильтров или биологическая пленка субстратов природного водоема, принимающая непосредственное активное участие в самоочищении природного водоема от загрязнений.

5

Фильтровальные отсеки, вьшолняющие роль биологических фильтров как по конструкции, так и по функциональным возможностям, поскольку в них предусмотрена мощная система насыще0ния воды кислородом воздуха для усиления процессов биологического окиспеакр загрязнений сточных вод, предотвращают процесс заливания фильтрующей загрузки 14, и они сочетают в

5 себе функцию отвода воды и функцию доочистки воды от загрязнений.

Отсеки водной растительности совместно с перфорированными поддонами 10 и посаженными в загрузку 11 водными растениями обеспечивают доочист0ку воды от тех видов загрязнений и примесей сточных вод, от которых невозможно очистить воду посредством биологической пленки фильтрующей загрузки 14 отсеков 9, особенно от

5

фенольных соединений, нефтепродуктов а чмонийных солей и ряда других органических соединений, которые при попадании в природный водоем повышают его эвтрофикацию и таким образом делают непригодным водоем для дальнейшего использования в рыбохозяйственных целях.

В процессе биологической доочистки сточных вод образуютсяотмершие кусочки биологической пленки, взвешенные вещества и частички ила, которые затем выносятся водой из секций и поступают в вертикальный отстойник 4, В этом случае вертикальная перегородка 23 обеспечивает углубленную подачу воды, взвешенные вещества и кусочки биологической пленки оседают в бункере 6, а осветленная вода поднимается вверх и по ступает в водоотводящий лоток и через водосливные окна 27 в отсеки 8 последующего блока биологической очистки.

в целях профилактики, особенно для уд 1ления крупных кусочков биологической пленки из фильтрующей загрузки 14 и иловых отложений в фильтрующей загрузке 14, предусмотрена промывка секций, которую осуществляют следующим образом.

Включают в работу «асос 31 и при открытых вентилях 32 этим насосом посредством дырчатых труб 25 воду из лотков 24 подают по трубопроводам через открытый вентиль 30 в трубчатый дренаж 13 первой ступени блока 3 и закрывают дренажное окно 15 щитовым затвором 16. В этом случае поток воздуха, подаваемый в дырчатые трубы 12 и поток воды, выходящий из трубчатого .дренажа 13, проходят через фильтрующую загрузку14 и вымывают из нее отмершие кусочки биологической пленки и иловые отложения. Общий поток воды выносит эти отложения в секцию водной растительности второй ступени очистки этого же блока через водосливное окно 17, При промывке секции 9 часть промывной воды проходит через дырчатые перегородки 7 секций 8 водной растительности и через верхнюю кромку дырчатых перегородок 7 промывная вода поступает обратно в секцию 9 и выходит общим потоком через водосливное окно 17.

При повышенной гидравлической нагрузке вЮрой ступени очистки этого же блока биологической очистки сточных вод в процессе промывки промывная вода уходит через дренажное окне 20, в котором щитовой затвор 21 был ранее открыт, а также через водосливное окно 22 в вертикальный отстойник 4. После прекращения промывки перекрывают вентиль 30 и прекращают таким образом доступ промывной воды в трубчатый дренаж 13 секций 9, далее открывают щитовой затвор 16 и эта секция таким образом выводится на нормальный режим работы. После окончания промывки первого блока 3 осуществляют прокывку водой второго блока 3 путем открытия венти, лей 30. Вода насосом 31 по напорным трубопроводам через вентили 30 поступает в трубчатые дренажи 13 секций 9 второго блока 3, и при закрытых щитовых затворах 19 вода проходит че рез дырчатые перегородки 7, а также через их верхнюю кромку, поступает в секцию 8 и далее через открытое дренажное окно 20 и водосливное окно 22 поступает в вертикальный отстойник 4, в котором происходит отделе5 кие осадка и взвесей от воды. Осветленная вода поступает из этого отстойника во второй блок биологической до очистки и осветления сточных вод описанным способом.

0 После окончания промывки второго блока 3 перекрывают вентили 30, отключают из работы насос 31,открывают щитовые затворы 19 ,закрывают дренажное окно 20 щитовым затвором 21.Таким образом первая ступень биологической очистки сточных вод выводится на прежний режим работы. Промьзвку водой второй ступе- ни блока биологической очистки сточных вод осуществляют точно так же,как и

Q в первом блоке биологической очистки. По мере накопленияосадка в бункерах 6 включают в работу насос 34, открывают вентили 33 и венти.ь 35 и через дырчатые трубы 26 насосом 34 по

трубопроводу осуществляют сброс осадка на иловые площадки. Сброс осадка из бункеров б отстойников 4 можно удалять поочередно из первого, а затем второго отстойника 4 путем открытия только одного вентиля 33, сооб-

0 щелного трубопроводом с дырчатой трубой 26 очищаемого отстойника 4.

После удаления осадка из бункеров 6 отключают из работы насос 34 и перекрывают вентили 33 и 35. Дли удаления биомассы растений и посадки новых растений в гравийно-почвенную загрузку 11 перфорированные поддоны 10 могут быть вынуты из секций 8 и после профилактики побтавлены на

Q прежнее место.

Предлагаемый канал прост по конструкции, выдержан в эксплуатации, обеспечивает процесс полной доочистки сточных вод от загрязнений, биогенных веществ, токсических соединений и одновременно служит водоотводящей магистралью сточных вод в природный водоем.

Формула изобретения

Устройство для защиты от эвтрофикации природного водоема сточными водами, содержащее канал, разделенg5 ный поперечными перегородками на сехции водной растительности и биологического окисления с загрузкой, а также вертикальные отстойники, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса очистки пу- . тем улучшения газового режима очищаемой воды, онд, снабжено установленными в секциях биологического окисления трубчатыми аэратореши, а также расположенными межгу секциями продольными перфорированными перегородо ками, при этЬм секции водной растительности и биологического окисления размещены в шахматном порядке..

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 2787682, кл. С 02 С 1/02, 25.6.79.