Установка для очистки воды Советский патент 1982 года по МПК C02F3/00 

(54) УСТАНСеКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ

1

.Изобретение относится к обработке и очистке природных и сточных вод, касается установок и аппаратов для очистки и доочистки воды биологическими способами и может найти применение в рыбоводстве с целью очистки и доочистки воды, используемой для массового культивирования водных организмов, а также в биологических очистных сооружениях для очистки и доочистки сточных вод, сбрасываемых д в природные водоемы.

Известна установка для очистки воды, содержащая корпус с днищем и установленными в корпусе рядами прямоугольного is сечения секциями биологических фильтров, В секциях биологических фильтров размещена фильтрующая загрузка, а под фильтрующей загрузкой расположены перфорированные распределительные трубы, соеди-20 ненные-с узлом подачи исходной жидкости и дополнительным фильтром, размещенным между корпусом биофильтра и сборным резервуаром 1 .

Однако указанная установка для очистки воды несовершенна по конструкции, характеризуется малой производительностью очистки воды и неприменима для этих целей в промыщленных биологических очистных сооружениях.

Известна также установка для очистки воды, состоящая из корпуса с коническим днищем, выполненным разделенным посредством вертикально расположенных и не- доходящих концами до днища продольных перегородок на вертикальный канал и Огсеки осветленной воды, продольными перегорогисами в вертикальном канале рас.положены рядами секции биологических фильтров, выполненные в виде прямоугольных в плане емкостей с фильтрующей загрузкой и перфорированными трубами. Перфорированные трубы выполнены соединенными с узлом подачи воды на очистку, а камеры осветленной воды посредством водосточных лотков и трубопроводов с вентилями сообщены с дополнительными фильтрами, расположенными каскадио с боковых сторон корпуса 2j . Известная установка обеспечивает очистку воды с повьппенным содержанием в ней взвешенных веществ, однако она не обеспечивает очиспсу воды от легколету4JCX соединент и трудноокисляемых оргатхческих соединений. Цель изобретения повьплекие степен очистки путём обеспечения очист1си воды от легколетучих, а также трудноокисляе- мых органических соединений. Пос;тавленная цель дост1ггается тем, что установка для очистки воды, содер- ji auiasT верткгсальный капал и секции биоло гических фильтров, вьпюлненные в спае прямоугольных в плане емкостей с фильтрующей загрузкой и пер(|)орироваикыми распре/делительными грубамн, снабжена расположоинымл под фильтрующей загруокой труб ютыми аэраторами, основание вертикального канала оснащено решеткой, а сам канал снабжен поперечно расположенными с зазорами вертикальными перегородками, которые поддерж шаются снизу решеткой, между корпусом и дополнительным фильтром расположен пленочный био логически окислитель, снабженный водосборным резервуаром с наклонным днищем а 1од водосбор}1ым peзGpвyapo л располо;к ны с уклоном др;5т над другом водосточные перегородки с бортами, образующими вентиляшютпшге щели, причем первая свер водосточ1шя перегородка пленочного биологического окислителя выполнена сообщенной с вертикальным каналом корпуса посредством водосточного лотка, а водо сборный резервуар биолог-ического окислителя каналом сообщен с дополнителрлым фильтром, канал образован перпендикуляр™ но расположенной к наклонному днищу перегородкой и боковой стенкой дополиительиого фильтра, выполненной по высоте нил .второй его боковой стенки, кроме того, дополнительный фильтр оснащен щелевым днищем для культивирования водной расти тельности, расположенным сверху его фильтрующей загрузки. На фиг. 1 изображена установка для очистки воды в прямоугольной проекции , план; на фиг. 2 -корпус установки, аксоно™ метрия; на фиг. 3 -установка для очистки воды, вид сбоку; на фиг. 4 - фрагмент констру11ции пленочного биологического окислителя, аксонометрия; на фиг. 5 установка в поперечном.разрезе и с пояснением функ1.1иональной схемы. Предлагаемая установка для очистки воды представляет собой прямоугольной (в плане) формы агрегат (фиг. 1), содержащий корпус 1 (фиг. 1 и 2), который состоит йэ продольных 2 и торцовых 3 стенок. Снизу корпус 1 снабжен дншнем 4, образованным наклонными стенками (фиг. 5). В продольном направлении корпус 1 ртзделеи вертикально {засположенными недоходящими нижними концами до дниша 4 двумя перегородками 5 и 6 на отсеки 7 и 8 и вертикальный канал 9. В отсеках 7 и 8 расположены секции биологических фильтров 10. Каждый из таких фильтров 1О представляет собой прямоугольную в плане емкость, вьшолненную закрепленной на торцовых стенках 3 с образованием зазоров между собой и стенками 2 и перегородками 5 и 6. На дне- секш1Й биологических фильтров 10 расположены перфорированные распределительные трубы 11, соединенные посредством Трубопроводов с вентилями 12 с нагнетательным патрубком насоса 13 иодачи воды. Кроме того, на дне емкостей секций биологических фильтров 10 расположены трубчатые аэраторы 14, соединенные посредством трубопроводов с вентилями 15 с воздуходувкой 16. Внутри емкостей фильтров 10 расположена фильтрующая загрузка 17 (фиг. 5), являющаяся обычной для биолоипрческих фильтров. часть вертикального канала 9 оснащена решеткой 18. Внутри канала 9 вертшсально установлены с зазорами собой поперечные перегородки 19, 1Пфающиеся ни ап1ми концами в решетку 18. Вертикальный канал 9 с торцовых сторон снабжен водосливными окнами 20, представляющими собой квадратные вырезы в торцовых стенках 3 (фиг. 2 и 5). Посредством этих окон вертикальный канал 9 сообщен с водосточным лотком 21. Днище 4 корпуса 1 оснащено перфорированным трубопроводом 22, который сообщен посредством трубопровода с вентилем 23 с всасывающим патрубком насоса 13. Верхние концы торцовых стенок водосточного лотка 21 имеют одну и ту же высоту, что и торцовые стенки 3. Продольная сте1жа лотка 21 выполнена по высоте ниже высоты продольных стенок 2, а также ниже верхней кромки водосливных окон 20, что необходимо для обеспечения (Равномерного слива воды. Вертикальный канал 9 корпуса 1 посредством водосливных окон 20 и водосточного лотка 21 сообщен с пленочным биологическим окислителем 24 (фиг. 1, 3 и 5), который изображен на фиг. 4. Пленочный биологический окислитель 2 имеет общую с корпусом 1 боковую стен ку 2 и состоит из расположенных друг над другом наклонных перегородок 25 и 26. Торцовые концы перегородок 25 и 26 выполнены укрепленными в боковой стенке, имеющей вентиляционные окна 27 Наклонные перегородки 26 имеют продольные борта 28 и расположены между наклонными перегородками 25с образованием зазоров 29 и вентиляционных щелей между продольньц«1и бортами 28. Кроме того, наклонные перегородки 26 .укреплены посредством бортов 28 на опорной раме 30 (фиг. 4). Боковая сторона первой сверху наклонной перегородки 25 соединена с боковой частью основания водосточного лотка 21. Снизу пленочный биологический окислитель 24 имеет водосборный резервуар 31, имеющий наклонное днище 32 и вторую боковую стенку 33. Таким образом, пленочный биологический окислитель 24 представляет собой вертикальную колонку из наклонных перегородок, конец сточной поверхности перегородки 25 отделен посредством зазора 29 от начала сточной поверхности перегородки 26, а конец сточной поверхности перегородки-26 отделен посредством зазора от начала сточ ной поверхности нижележащей перегородки 25. В углублении водосборного резервуа14а 31, образованном наклонным днищем 32 и стенкой 33, расположен перфорированный трубопровод 34, сообщенный посредством трубопровода с вентилем 35 с всасывающим патрубком насоса 13 подачи воды. Предлагаемая установка оснащена дополнительным фильтром 36 очистки воды образованным продольными стенками 33 и 37, имеющим торцовые стенки и днище на котором расположен перфорированный трубопровод 38, сообщенный посредст вом вентиля 39 с коллектором отвода очшаен ной воды. Фильтр 36 снабжен крупнозернистой фильтрующей загрузкой 40, сверху которой расположено щелевое днище 41 для культивирования водной растительности. Боковая стенка 37 выполнена по высоте вьпие боковой стенки 33. Перпендикулярно наклонному днищу 32 в водосбор ном резервуаре 31 установлена продольная отбойная перемычка 42, образующая совместно с боковой стенкой 37 водосливную щель 43, обеспечивающую подач воды в фильтр 36. Насос 13 посредством трубопровода с вентилем 44 сообщен с источником подачи воды на очистку. Кроме того, насос 13 посредством трубопровода с вентилем 45 сообщен с коллектором сброса осадка. Установка работает следующим образом. Воду, предназначенную для очистки, из коллектора через открытый вентиль 44 насосом 13 подачи воды подают по трубопроводам с открытыми вентилями 12 в перфорированные распределительные трубы 11 секций биологических фильтров 1О. В секциях биологических фильтров 10 вода из распределительных труб 11 равномерно поступает в фильтрующую загрузку 17, проходит через ее щели и поры, заполняет каждую из емкостей фильтров 10 и по мере ее дальнейщего поступления через верхние кромки емкостей секций фильтров 10 и далее через щели, образованные стенками 2 и 3, секциями биологических фильтров 1О и продольными перегородками 5 и 6, самотеком сливается в днище 4, заполняет его, а затем поступает в вертикалг ный канал 9 и, проходя через рещетку 18 и через щели между поперечными перегородками 19, через водосливные окна 20 самотеком поступает в водосточный лоток 21. По, мере поступления очищаемой воды в водосточный лоток 21 включают в работу воздуходувку 16 и через открытые вентили 15 по воздухопроводам подают сжатый воздух в трубчатые аэраторы 14, . посредством которых обеспечивают аэрацию очищаемой воды. Поспе заполнения очищаемой водой водосточного лотка 21 вода равномерным потоком переливается через верхнюю кромку его продольной стенки и стекает вниз по наклонной поверхности верхней перегородки 25, затем проходит сточные поверхности перегородок . 26 и 25 и в конечном итоге по сточной поверхности перегородки 26 стекает в водосборный резервуар 31. В водосборном резервуаре перемычка 42 обеспечивает углубленную подачу воды и способствует осаждению взвещенных веществ в углублении наклонного днища 32.Из водосточного резервуара 31 осветленная вода через водосточную щель 43, образованную перемычкой 42 и стенкой 33,поступает в дополнительный фильтр 36 путем переливания ее через верхнюю кромку стенки 33. В дополнительном фильгро 36 вода под пздростатическим дaвлoциo проходит щелевое днище 14, на котором размещен биоценоз водной растительности (не показан), профильтровывается через него и затем проходит фильтрующую крупнозернистую загрузку 40 и через перфорирован ный трубопровод 38 при открытом вентиле 39 в очищенном виде самотекомпоступает в коллектор отвода очищенной воды. По мере накопления осадка в днище 4 и водосборном резервуаре 31 путем перекрытия вентиля 44, вентилей 12 и от крыт11Я вентилей 23 и 35, а также вентиля .45 через перфорированные трубопро йоды 22 и 34 насосом 13 сбрасывают его в коллектор отвода осадка. Сущность очистки воды заключается в следующем. В- процессе прохождения очищаемой воды через фзшьтрующую загрузку 17 секщш биолопгаеских фильтров 10 по. средством биологической пле1ти, развшзаю щейся на загрузке, осуществляется биолопгческое окисление загрязненной воды и адсорбция загрязнений биоценозом живых организмов биопле1ш.и, При этом осу- ществляется удаление легколетучнх соединений воздухом, поступающим из воздуходувки 16 по вохдухопроводам через оисры тые вентили 15 в трубчатые аэраторы 14 Кроме того, посредством аэрируемого воз духа вода насыщается кислородом, при этом усиливается рост организмов биологической пленки, интенсифицируются процессы аэробного окисления загрязнений воды и предотвращается заиливание за- грязнений фильтрующей загрузки и усиливается вынос отмерших частиц биологичес кой пленки. Выносимые потоком воды из секщгй биологических фильтров Ю отмершие-частицы биологической пленки и взвешенные вещества потоком воды уносятся вниз через щели между секциями биологических фильтров 10 и перегородками 5 и 6, и стенками 2 и 3 и в конечном итоге оседают в днище 4. Частично очищенная и осветленная с удаленными легколетучими веществами вода самотеком через решет1 18 и щели пластшгчатых перегородок 19вертикального канала 9 поднимается вверх и стекает через водосливные окна 20в водосточный лоток 21. На вертшсально расположенных попереч ных перегородках 19 вертикального канала 9 образуется дополнительная биологическая пленка из гетеротрофных микроорганизмов, осуществляющая биологическую доочистку воды. Таким образом, корпус 1 является основным элементом установки для очистки воды, где происходят удаление легколетучих . веществ .из очищаемой воды посредством аэрации воздухом, биологическйя очистка воды посредством биологической пленки и осветление воды путем ее отстаивания. Кроме того, корпус 1 вьшолняет также функции вертикального отстойника, характеризующегося оптимальными гидравлическими параметрами. Частично очищенная и осветленная вода поступает из водосточного лотка 21, проходит через перегородки 25 и 26 планктонного биологического окислителя 24 и в виде тонкого слоя контактирует с окружающей воэдущной средой н таким образом за счет газообмена насыщается кислородом Воздуха, а также подвергается дополнительной биологической очистке посредством биологической пленки, развивающейся на поверхностях перегородок 25 и 26. При достаточно освещаемых сточных поверхностях перегородок 25 и 26 в биоценозах биологической пленки могут развиваться водоросли, которые являются поглотителями минеральных веществ, что способствует улучшению газообмена режима и минерального состава очищаемой воды. Очищенная вода собирается в водосборном резервуаре 31, в углублении днища которого оседают взвешенные вещества, а вода через щель 43 поступает в дополнительный фильтр 36. Пленочный биологический окислитель 24 в данном случае осуществляет в.торую (йзу биологической очистки воды. Он является своего рода биологическим фильтром и отстойншсом и обеспечивает усиленную аэрацию и биологическую очистку воды и ее осветление за счёт задержки взвешенных веществ в углублении днища 32. При поступлении воды в дополнительный фильтр 36 очищаемая воды подвергается окончательной очистке и отводится Через трубопровод с открытым вентилем 39 в коллектор очищенной воды. Дополнительный фильтр 36 может работать как в режиме биологического фильтра благодаря биоценозам высших водных растений, так и в режиме обычного самотечного фильтра с крупнозернистой загрузкой. Специально подобранные водные растения, которые служат в качестве биологического фильтра, высаживают в Ц1елевом днище 41 обычным для этих целей спосо-; 6otv. Высокоэффективная роль высших водных растений в очистке воды общеизвестна. Дополнительный фильтр является третьей ступенью очистки воды. Он обеспечивае сжончательную доочистку воды посредством биологической адсорбции загрязнений биопвнозом водных растений, а также фильтра иней воды через крупнозернистую загрузку 40. Накопившийся осадок из дниша 4 и углубления днища 32 водосборного резервуара 31 удаляют насосом 13 через дырчатые. трубопроводы 22 и 34 при открытых вен- тилях 23, 35 и 45 и закрытых вентилях 44 и 12. После удаления осадка закрывают вентили 23, 35 и 45 и открывают вентили 44 и 12, включают в работу насос 13, Предлагаемая установка для очистки .воды позволяет очищать воду с повышенным содержанием в ней взвешенных и легколетучих веществ за счет усиленной аэра .шга очищаемой воды, а также максимального контакта в биологическом пленочном сжислителе очищаемой воды с воздушной средой и сочетания биологических методов очистки воды с процессом осветления и фильтрования. Установка проста по конструкции, надежна в эксплуатации и обеспечивает глубокую очистку воды от загрязнений и легкопетучих веществ. Формула изобретения 1. Установка для очистки воды, содержащая корпус с коническим днищем, разделенный вертикальными недоходящими до днища продольными перегородками на цент ральный вертикальный канал и секции биологическшс фильтров, выполненные в виде прямоугольных в плане емкостей с фильтГующей загрузкой и расположенными под ней перфорированными распределительными трубами, а также дополнительные фильтры, отличающаяся тем, что, с целью повьпиения степени очистки воды путем обеспечения очистки её от легколетучих соединений и трудноокисляемых соединений, она снабжена трубчатыми аэраторами, расположенными под фильтрующей загрузкой в секциях биологических фильтров, установленными в центральном вертикальном канале вертикальными поперечными перегородками с прикрепленной к их нижним торцам решеткой, а также пленочным биологическим окислителем, размещенным между корпусом и дополнительным фильтром и сообщенным с последним и центральным вертикальным каналом корпуса. 2. Установка по п. 1, отличающ а я с я тем, что пленочный биологический окислитель выполнен из водосточных перегородок с бортами, расположенных с уклоном одна над другой, водосточного лотка, смонтированного в начале верхней водосточной перегородки, а также размещенного под водосточными перегородками водосборного резервуара с днищем, наклонным в сторону дополнительного фильтра, и отбойной перемычкой, недоходящей до днища резервуара, распопоженной перпендикулярно ему. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2826616/29-26, кл. С O2F 3/18, 09.1О.79. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2996670/29-26, кл. С 02 F 3/32, 23.1О.81.