Установка для очистки сточных вод

 

УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ вод, содержащая первичный отстойник, аэротенк, вторичный отстойник , трубопроводы циркулирующего активного ила и избыточного активного ила, насос, компрессор, и илоуплотнитбль , отличающаяся тег, что, с целью повышения качества очистки и сокращения экономических затрат, илоуплотнитель .размещен в нижней части вторичного отстойника с вводами в него растворенного 8 воде с илом кислорода, установка снабжена напорным массообменным резервуаром , расположенным в нижней части вторичного отстойнику и снаружи илоуплотнителя, и безнапорным массообменным резервуаром, расположенным над вторичным отстойником, а также соединяющими массообменные резервуары между собой и с илоуплотнителем трубопроводом с эжектором и трубопроводом с эрлифтом и форсункой.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

COUW

РЕСПУБЛИК

„SU„„1049436 А

3(Я1 С 02 F 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРИТИЙ к автаосновм сеидатвъствм (21) 3456837/23-26 (22) 23,06.82 (46) 23.10.83. Бюл. li 39 (72) П.P.Хлопенков (53) 628.356(088.8) (56) 1. Яковлев С.В. и др. Канализация. И., Стройиздат, 1972, с. ll, 21.

2. Там же, с. 23. теы, что, с целью повышения качества очистки и сокращения экономических затрат, илоуплотнитель .размещен . в нижней части вторичного отстойника с вводами в него растворенного в воде с илом кислорода, установка снабжена напорным массообменным резервуаром, расположенным в нижней части вторичного отстойника и снаружи илоуплотнителя, и безнапорным массообменным резервуаоом, расположенным над вторичным отстойником, а также соединяющими массообменные резервуары между собой и с илоуплотните" лем трубопроводом с эжектором и трубопроводом с эрлифтом и форсункой. (54) (57) УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ

СТОЧНЫХ ВОД, содержащая первичный отстойник, аэротенк, вторичный отстойник, трубопроводы циркулирующего активного ила и избыточного активного ила, насос, компрессор, и илоуплотнитель, отличающаяся .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;

104

9436

Изобретение относится к канализационным очистным сооружениям и может быть использовано для биологической очистки бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод.

Известна установка, содержащая последовательно установленные первичный отстойник, аэротенк и вторичный отстойник, а также трубопровод с насосом для перекачки циркулирующего 10 активного ила из вторичного отстойника в аэротенк и трубопровод для отвода из вторичного отстойника избыточного активного ила в илоуплотнитель (1J. 15

Основные недостатки такой установки в первую очередь связаны с тем, что выводимый из. вторичного отстойника активный ил в виде его смеси с водой имеет крайне низкое содержа- р0 ние в этой смеси собственно актив" ного ила, т.е. в виде сухого вещества ила - влажность активного ила составляеT в среднем 99,54, что приводит к необходимости перекачки из вторичного отстойника в аэротенк большого расхода активного ила, составляющего до 503 от поступающего в аэротенк расхода сточной воды, что приводит к необходимости су» щественного увеличения объема аэротенка и мощности илоперекачивающего насоса, а также к существенному увеличению объема илоуплотнителя, в котором к тому же ° несмотря на дли тельное отстаивание - до 15 ч, влажность ила снижается до 95-983, изза чего затрудняется его дальнейшая обработка и утилизация.

Низкопроиэводительная работа илоуплотнителя существующих конструкций не позволяет обрабатыва ь в нем весь ил„ включая и циркулирующий

r целью его сгущения для уменьшения расхода циркулирующего ила и объема аэротенка, как по причине резкого увеличения размеров илоуплотнителя, емкость которого в этом случае на порядок превысила бы емкость вторичных отстойников, так и по причине черезмерной продолжительности кислородного голодания аэробных бактерий и организмов активного ила в илоуплотнителе, губительной для их жизнедеятельности. 55

В последнем обстоятельстве и заключается главная причина того, что интенсивность сгущения активного ила в илоуплотнителе непрерывно падает и через 15 ч практически прекращается. Более того, с дальнейшим увеличением длительности отстаива ния процесс начинает развиваться в обратном направлении, поскольку иэ-за длительного кислородного голодания активно идет процесс перерождения состава активного ила - аэробные бактерии погибают и их заменяют анаэробные бактерии, сопровождаемого газообразованием, а следовательно, и ïåремещением отдельных частиц или вверх вместе с газовыми пузырьками, снижающими пло1ность смеси ила с водой. Таким образом, в существующих установках илоуплотнвтели не могут использоват ься для сгущения циркулирующего активного ила как вследствие гибели в них аэробных бактерий, являющихся очищающим фактором систем биологической очистки сточных вод, так и вследствие крайне медленного протекания процесса сгущения ила в них, Известна также установка, содержащая первичный отстойник, аэротенк, вторичный отстойник, трубопроводы циркулирующего активного ила с насосом и избыточного активного ила, а также компрессор, илоуплотнитель и регенератор циркулирующего активного ила (2).

Наличие регенератора способствует улучшению качества циркулирующего активного ила и, как след"твие этого, качества очистки сточных вод, но ценой устройства специальных емкостей, соизмеримых по объему с объемом основного объекта .:истемы - с аэротенком.

В се вышеперечисленные недостатки по первой установке в полной мере относятся и к известной установке, Цель изобретения - повышение качества очистки и сокращение экономических затрат. указанная цель достигается тем, что в установке, содержащей первичный отстойник, аэротенк, вторичный отстойник, трубопроводы циркулирующего активного ила с насосом и избыточного активного ила, насос, компрессор и илоуплотнитель, илоуплотнитель расположен в нижней части вторичного отстойника и выполнен в виде регенератора активного

0494)6

4 и из него непрерывно выводится освобожденная от активного ила очищенная сточная вода, а весь ил задерживается в отстойнике, попадает из него

5 в илоуплотнитель,и"сгущается в нем

3 1 ила с элементами для ввода в него растворенного в воде с илом кислорода, установка снабжена устрбйством для подготовки растворенного кислорода и его ввода в илоуплотни тель, включающим напорный массообменный резервуар, расположенный в нижней части вторичного отстойника, снаружи илоупготнителя и безнапорный массообменный резервуар, расположенный над вторичным отстойником, а так" же трубопровод с эжектором и трубопровод с эрлифтом и форсункой, соединяющие массообменные резервуары между собой и илоуплотнителем.

На чертеже показана предлагаемая установка для очистки сточной воды.

Установка содержит первичный отстойник 1, аэротенк 2, вторичный отстойник 3, трубопровод 4 циркулирующего активного ила с насосом 5 и трубопровод 6 избыточного активного ила, компрессор 7, илоуплотнитель

8, напорный массообменный резервуар

9, трубопровод 10 и элементы 11, безнапорный массообменный резервуар

12, трубопровод. 13 с газовым эжектором 14, соединенным с компрессо" ром„ трубопровод l5 для перемещения сжатого воздуха из напорного резервуа ра в форсунку и трубопровод - эрлифт 16 с этой форсункой 17 и трубопроводом I8 а также кольцевой трубопровод 19 с выпускными отверстиями, расположенный в нижней части напорного резервуара, Установка работает следующим образом.

До включения установки в нормальную работу необходимо зарядить все ее илоуплотнители сгущенным до on" тимальной концентрации активным илом. Зарядка может быть осуществлена по трем схемам - либо от внешнего источника, либо постепенным накоплением ила одновременно во всех илоуплотнителях за счет задержки в них на период зарядки всего избыточного ила до образования нужной концен трации ила, либо за счет поочередной зарядки илоуплотнителей путем поочередной задержки всего активного ила избыточного и циркулирующего в одном из илоуплотнителей.

Последняя схема зарядки является предпочтительной, при которой в заояжаемый отстойник с илоуплотнителем непрерывно подается из аэротенка очищенная сточная вода с активным илом I0

45 до оптимальной концентрации на протяжении 10-50 ч. B это время из других отстойников с илоуплотнителями в аэротенк подводится весь осевший в них активный ил, включая и избыточный. После завершения зарядки одного илоуплотнителя он переводится на нормальный режим работы, а в режим . зарядки выводится следующий илоуплотнитель и д.д.

При совмещении илоуплотнителя с вторичным отстойником обеспечивает" ся возможность сгущения активного ила до оптимальной концентрации практически без увеличения емкости вторичного отстойника и при одновременном уменьшении на порядок емкости илоуплотнителя по сравнению с известными решениями с отдельным их расположением и функционированием.

Г лавная особенность работы пред" ложенной установки связана с комплексным использованием илоуплотнителей, а также для регенерации активного ила путем непрерывной подачи в него растворенного кислорода. При этом режим уплотнения ила не нарушается, потому что кислород в сгущаемый активный ил вводится не в пузырьковом виде, а в растворенном виде, а поскольку ил не испытывает кислородного голодания, то улучшается его качество, а следовательно, увеличивается за счет этого и скорость его оседания независимо от продолжительности нахождения ила в илоуплотнителе, чем, собственно, и обеспечивается ускоренное сгущение ила до оптимальной по условиям работы установки концентрации и снижение затрат на очистку.

После завершения зарядки установка переключается на следующий нормальный эксплуатационный режим ра" боты.

Из нижней зоны илоуплотнителя 8 часть регенерированного сгущенного ила непрерывно перекачивается re трубопроводу 4 в аэротенк 2, притом примерно с тем же количеством по сухому веществу, что и в известной установке, но в уменьшенном на порядок, за счет сгущения объема, позволяющем также на порядок снизить мощность илоперекачиаающего насоса 5 и расход металла, а другая часть аегенерироаанного активного ила направляется по трубопроводу 18 а устройства для насыщения этой части ила избыточным растворенным кислородом и его последующего ввода обратно е сгущаемый в илоуплотнителе илдля непрерывной подпитки. находящего- 10 ся в илоуплотйителе ила, растворенным кислородом.

Эта часть установки работает сле" дующим образом.

Ч асть сгущенного активного ила по трубопроводу 18 перетекает в трубопровод-эрлифт 16 через форсунку I7, в которую по трубопроводу 1 нагнетается рабочий агент-сжатая газо"

2О воздушная смесь из воздушной полости напорного массообменного резервуара

9. В эрлифте сгущенный ил одновременно освобождается от вредных попутных,газов - продуктов жиэнедеятель25 ности азробных бактерий и организмов активного ила, насыщается растворенным атмосферным кислородом и поднимается вверх в вышерасположенный безнапорный массообменный резервуар 12 где процесс удаления из ила вредных

30 попутных газов и его насыщения растворенным кислородом продолжается.

Из безнапорного резервуара 12 предварительно подготовленный ил перетека" ет по трубопроводу 13 через трубопровод l9 с отверстиями в напорный массообменный резервуар 9 за счет газового эжектора 14, соединенного с компрессором 7, решающего три задачи - осуществления движения смеси по трубопроводу 13 а напорный резервуар 9, дальнейшего насыщения транспортируемого ила растворенным кислородом и обеспечения форсунки 17, трубопровода - эрлифта 16 рабочим агентом, т.е ° сжатой газовоздушной смесью. д напорный резервуар сгущенный активный ил, смешанный с атмосферным воздухом, попадает через отверстия кольцевого трубопровода 19, рае-5О номерно распределяющего ил по всему сечению резервуара. 0 этом резервуаре осуществляется дальнейшее насыщение ила избыточным растворенным кислородом поскольку процесс массообмена здесь протекает в напорных условиях, а интенсивность и доза растворенного кислорода прямо пропорциональны давлению на границе поверхностей воздушных пузырьков и воздушной полости в резервуаре с жидкостью.

Одновременно происходит также расслоение смеси, из которой сжатый воздух выводится в воздушную полость резервуара 9 и далее вводится через форсунку 17 в трубопровод-эрлифт

ll6 для его задействования, а освобожденный от пузырькового воздуха и перенасьиценный растворенным кислородом активный ил вводится через трубопро" вод 10 и элементы 11 рассредоточен- . но в илоуплотнитель 8, где часть растворенного кислорода непрерывно диффундирует из ;.-:той части активного ила в тот„ который находится в илоуплотнителе, обеспечивая его регене" рацию в режиме уплотнения.

3 нормальных эксплуатационных условиях вторичные отстойники с илоуплотнителями могут работать по двум схемам: асе в одном оежиме с отводом избыточного активного ила по трубопроводу 6 из всех илоуплотнителей, и разных режимах - когда избыточнь.й

1 активный ил накапливается и обрабатывается в одном илоуплотнителе, а циркулирующий - в других. 3 последнем случае обеспечивается возможность дальнейшего снижения энергозатрат и улучшения качества очистки за счет оптимизации процессов регенерации циркулирующего активного ила и процессов подготовки избыточного ила для его дальнейшей обработки, включая и создание режимов для осуществления полной минерализации избыточного активного ила непосредственно в илауплотнителе.

Напорный массообменный резервуар

9 совмещен с илоуплотнителем и отстойником для снижения строительных затрат и уменьшения длины трубопроводоа связи. 8 этом случае напорный резервуар может быть устроен наиболее дешевым опускным методом из внутренней полости отстойника, после завершения основных строительных работ по отстойнику без узеличения занимаемой территории и обьема земляных работ, по сравнению = его выполнением в виде отдельно расположенного подземного резервуара.

При наземном ее расположении нижается давление и интенсивность массообменного процесс"-..

1049436

Одна особенность установки связана с многоцелевым назначением нагнетаемого через эжектор 14 сжатого воздуха - и для осуществления движения активного ила в массообменных элементах установки, и дпя четырехкратного процесса массообмена (в двух трубопроводах с встречным движением ила и в двух массообменных резервуарах), позволяю10 щего почти на порядок увеличить процент использования кислорода воздуха с 7Ф у генераторов и аэротенков известных конструкций до 40-80Ф и снизить за счет этого почти на порядок требуемое количество сжатого воздуха и его расход в системах регенерации.

Другая особенность связана с тем, что в эжектор подается воздух от об- 20 щего с аэротенком компрессора, т.е, под низким давлением, а дальнейшее повышение давления в 2-3 раза, до давления у низа напорного резервуара,. осуществляется самим активным илом в вертикальном трубопроводе

13, в котором смесь активного ила с воздухом движется вниз со скоростью, превышающей всплывающую скорость пузырьков воздуха в жидкости. 30

Третья особенность связана с тем, что использованный в трубопроводе

13 и резервуаре 9 сжатый воздух переводится далее в эрлифт для возврата своей энергии активному илу, посту-35 пающему в эрлифт, и осуществления дальнейшей отдачи кислорода сжатого воздуха илу в эрлифте и резервуаре 12.

Благодаря возврату энергии сжа" того воздуха обоатно активному илу многократно снижаются энергозатраты на движение заряжаемого избыточным растворенным кислородом части активного ила в массообменных элемен" 45 тах. При этом расход этой части ила будет тем меньше, чем больше ра3мер илоуплотнителя и отстойника по высоте, определяющий величину давления сжатого воздуха в илоуплотнителе, а следовательно, интенсивность массообмена.

Ступень сгущения выводимого из илоуплотнителя в аэротенк активного ила будет также увеличиваться со снижением расположения заборного отверстия трубопровода 18, поскольку в этом случае в илоуплотнитель будет возвращаться по всей его высоте более сгущенный ил, перенасыщенный растворенным кислородом. Работа расположенных в илоуплотнителе на разной высоте элементов 11 s части рас" ходов по высоте для ввода в илоуплотнитель растворенного кислорода согласуется с общим режимом движения ила в илоуплотнителе и дифференцируется в части дозировки расходов по высоте.

Дальнейшее повышение качества активного ила и увеличение скорости его оседания может быть достигнуто введением во вторичный отстойник растворенного кислорода по схеме илоуплотнителя.

Основной экономический эффект предложения связан со снижением на 20-304 емкости аэротенков с регенераторами за счет уменьшения расхода циркулирующего ила при равнозначном содержании сухого вещества, со снижением на порядок мощности илоперекачивающего насоса, со снижением на порядок емкости илоуплотнителей за счет их совмещения со вторичными отстойниками и регенерации ила в них растворенным кислородом, чем ускоряется и скорость оседания ила в илоуплотнителях.

104943б

Составитель Л.Гуханова

Техред Ж.Кастелевич Корректор Л.Патай

Редактор Г.Волкова

Заказ 8344/22 Тираж 941 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4