Устройство для биохимической очистки сточных вод

 

Изобретение относится к технике биофильтрации . Цель изобретения - повышение эффективности работы путем обеспечения дополнительной аэрации интенсификации процесса перемешивания и изъятия загрязнений, увеличения окислительной мощности. Устройство состоит из камеры 1 аэрации, в которой установлены перфорированные диски 2 на горизонтальном валу, и камеры сорбции. Камера 1 и камера сорбции разделены перегородкой, в которой выполнены отверстия для перелива смеси жидкости и активного ила и возврата циркуляционного ила в камеру 1. Камера 1 выполнена с полукруглым днищем 7, вдоль которого расположены направляющие пластины 8, образующие с днищем и перегородками карманы 9, разделенные перегородками на ряд отдельных секций, связанных с атмосферой при помощи пневмопроводов 12. На направляющих пластинах 8 расположены пластины-рассекатели 14 потока воды, незакрепленная рабочая кромка которых выполнена пилообразной формы. Внутренняя поверхность карманов 9 покрыта материалом, неповерженным обрастанию биоцинозом. При вращении дисков 2 за счет движения сточной воды вдоль днища камеры 1 в секциях карманов 9 образуется разрежение и туда поступает атмосферный воздух через пневмопроводы 12 а затем в поток очищаемой воды. 5 з.п. ф-лы. 6 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1733401 Al (я)5 С 02 F 3/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1б

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ (21) 4859334/26 (22) 20,08.90 (46) 15.05.92. Бюл. ¹ 18 (71) Ассоциация хозяйственного сотрудничества "Восток" и Научно-производственный кооператив "Биокор-Запад" (72) Я,А.Боровой, Н.С.Курилюк, С.Б.Проценко и В,Б,Швороб (53) 628.356 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1447754, кл. С 02 F 3/08. 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БИОХИМИЧЕСКОЙ

ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД (57) Изобретение относится к технике биофильтрации. Цель изобретения — повышение эффективности работы путем обеспечения дополнительной аэрации. интенсификации процесса перемешивания и изъятия загрязнений, увеличения окислительной мощности. Устройство состоит из камеры 1 аэрации, в которой установлены перфорированные диски 2 на горизонтальном валу, и камеры сорбции. Камера 1 и камера сорбции разделены перегородкой, в которой выполнены отверстия для перелива смеси жидкости и активного ила и возврата циркуляционного ила в камеру 1. Камера 1 выполнена с полукруглым днищем 7, вдоль которого расположены направляющие пластины 8, образующие с днищем и перегородками карманы 9, разделенные перегородками на ряд отдельных секций, связанных с атмосферой при помощи пневмопроводов 12, На направляющих пластинах 8 расположены пластины-рассекатели

14 потока воды, незакрепленная рабочая кромка которых выполнена пилообразной формы. Внутренняя поверхность карманов

9 покрыта материалом, неповерженным обрастанию биоцинозом. При вращении дисков 2 за счет движения сточной воды вдоль днища камеры 1 в секциях карманов 9 образуется разрежение и туда поступает атмосферный воздух через пневмопроводы 12, а затем в поток очищаемой воды. 5 з.п. ф-лы.

6 ил.

1733401

25

40

55

Изобретение относится к технике биофильтрац 4и и может быть использовано при очистке бытовых и промышленных сточных вод.

Известно устройство для биологической очистки сточных вод, содержащее корпус, разделенный перегородкой на камеру аэрации с перфорированными дисками и камеру сорбции, систему подвода исходной и отвода очищенной воды. снабжено установленной в камере аэрации. дополнительной перегородкой с образованием дополнительной камеры сорбции, расположенными в камерах сорбции регулирующи-. ми отражателями потока, установленными с возможностью вертикального перемещения, при этом перегородки в верхней и нижних частях выполнены с отверстиями, а объем камеры аэрации вдвое меньше объема камер сорбции.

Однако данное устройство обладает недостаточной эффективностью работы. так как в нем не обеспечивается дополнительная аэрация очищаемой воды в камере аэрации без эксплуатационных затрат, а также интенсификация процесса перемешивания очищаемой воды в зазоре между торцами дисков и корпусом камеры аэрации, В известном устройстве недостаточная интенсивность процесса изъятия загрязнений и окислительная мощность. так как не обеспечивается подача мелких пузырьков воздуха по. всему сечению камеры аэрации и не обеспечивается при этом увеличение площади контакта в воде воздуха с загрязнением, не созданы условия для нахождения продолжительного времени пузырьков воздуха в объеме очищаемой воды, Все это снижает производительность устройства. повышает затраты на обработку сточных вод и снижает качество их очистки.

Цель изобретения — повышение эффективности работы путем обеспечения дополнительной аэрации воды, интенсификации процесса перемешивания очищаемой воды и изъятия загрязнений, а также увеличения его окислительной мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для биохимической очистки сточных вод, содержащем корпус, разделенный перегородками на камеру аэрации с перфорированными дисками и камеру сорбции, перегородки с отверстиями в верхней и нижней частях, отражатели потока в камерах сорбции, систему подвода исходной и отвода очищенной воды и осадка, камера аэрации выполнена с полукруглым днищем. вдоль которого расположены направляющие пластины, образующие с днищем и перегородками карманы. связанные с атмосферой при помощи пневмопроводов, при этом их входные отверстия расположены выше уровня воды в этой камере, Кроме того, направляющие пластины расположены на нисходящей части полукруглого днища, полость карманов разделена перегородками над ряд отдельных секций, незакрепленная рабочая кромка направляющих пластин выполнена пилообразной, на направляющих пластинах расположены пластины-рассекатели потока воды.

На фиг,1 изображено устройство, поперечный разрез; на фиг,2 — то же, план; на фиг. 3 — то же, продольный разрез; на фиг.4 — фрагмент камеры аэрации, поперечный разрез; на фиг,5 — разрез А — А на фиг.4; на фиг.6 — фрагмент направляющей пластины.

Устройство содержит камеру 1 аэрации, в которой установлены перфорированные диски 2 (диаметром до 3,0 м, толщина дисков 0.05 — 0,1 м, выполнены из пеностекла, пенопласта и т.д,) на горизонтальном валу, соединенном с приводом (не показан), и камеру 3 сорбции. Камеры 1 и 3 разделены перегородкой 4, в которой выполнены отверстия 5 и 6 для перелива смеси жидкости и активного ила и возврата циркуляционного ила в камеру 1. Камера аэрации выполнена с полукруглым днищем 7, вдоль которого расположены направляющие. пластины 8, образующие с днищем и перегородками 4 карманы 9, разделенные перегородками 10 на ряд отдельных секций 11, связанных с атмосферой при помощи пневмопроводов

12. При этом их входные отверстия 13 расположены выше уровня воды в камере 1 аэрации. На направляющих пластинах 8 расположены пластины-рассекатели 14 потока воды. Незакрепленная рабочая кромка

15 направляющих пластин 8 выполнена пилообразной, Пневмопроводы 12 расположены на наружной поверхности камеры 1 аэрации и соединены с секциями 11 карманов 9 на ее днище при помощи отверстий 16.

Внутренняя поверхность карманов 9 и пневмопроводов 12 покрыта материалом 17, неподверженным обрастанию биоцинозом, например полиэтилентерефталатной пленкой (ТУ 6-05-1794-76), являющейся разновидностью полиэфирных пленок (уд, вес

1.38-1,39 г/см") и применяющейся для электрической изоляции в качестве лент для станочного оборудования и конденсаторных обомоток, Она представляет собой стабильный материал микрокристаллической структуры. обладающий высокой механической и термической прочностью, Устройство содержит трубопроводы 18 и 19 подачи и от1733401

45

55 вода сточной жидкости, а также трубопровод 20 для выпуска избыточного активного ила, камеру 21 дегазации и отражатели 22 потока. На трубопроводе 20установлен вентиль 23, Устройство работает следующим образом.

Очищаемая сточная вода по трубопроводу 18 поступает в камеру 1 аэрации. где через отверстия 6 из камеры 3 сорбции и камеры 21 дегазации происходит подсос циркуляционного активного ила за счет кинематики течения, создаваемого вращающимися диска 2. При этом за счет движения сточной воды вдоль днища 7 B секциях 11 карманов образуется разрежение и в них поступает атмосферный воздух через пневмопроводы 12 и отверстия 16. Воздух увлекается потоком обрабатываемой воды.

Смесь сточной воды, возвратного активного ила и воздуха в камере 1 аэрации интенсивно перемешивается и циркулирует в результате вращения дисков 2 с перфорацией.

Перфодиски 2 погружены в очищаемую воду на 0,45 диаметра и вращаются с небольшой скоростью, например 2-10 об/мин. B результате гидродинамических особенностей сооружения в точке ввода сточных вод имеется понижение уровня свободной поверхности относительно статичного. уровня, Созданный кинематический режим течения жидкости обеспечивает массообмен между камерами 1 и 3 аэрации и сорбции. Интенсивный массообмен ускоряет скорости массопереноса на поверхность прикрепленного биоциноза и циркулирующего активного ила, а аэрация сточной воды воздухом позволяет интенсифицировать процесс обменного разложения. Кроме того, увеличению массообмена способствует расположение направляющих пластин 8 на днище 7, так как увеличивается турбулентность движущегося над ними аэрируемого потока очищаемои воды. При вращении дисков 2 происходит попеременное насыщение биологической пленки, образовавшейся на поверхности дисков, кислородом атмосферного воздуха или питательными вещест.вами из сточных вод в зависимости от расположения той или иной части вращающихся дисков в данный момент времени. в жидкости или газообразной фазе (атмосферном воздухе), В предлагаемом устройстве перенос кислорода осуществляется по двум направлениям: при контакте с воздухом биопленки, сосредоточенной на развитой поверхности перфорированных дисков. вне зоны адсорбции загрязнений, и при вовлечении атмосферного воздуха из карманов

9 при движении очищаемого потока сточной

35 воды. Все это интенсифицирует процесс разложения загрязнений на безвредные соединения, Смесь прореагировавшей воды и активного ила переливается через отверстия (щели) 5 и, отражаясь от отражателей

22, приобретая направление нисходящего потока, проходит дегазационную камеру 21 и поступает в камеру 3 сорбции. Смесь воды и активного ила, проходя под отражателем

22. попадает в расширенное сечение камеры 3, где замедляется, образуя восходящий поток, что способствует образованию взвешенного слоя, поддерживаемого за счет энергии вращающихся дисков 2. При движении сточных вод через взвешенный слой происходит дополнительная сорбция загрязнений и окисление накопившегося биоразлэгаемого вещества. Очищенная вода отводится через систему 19 на дальнейшую обработку, а хлопья активного ила во взвешенном слое укрупняются в ходе деятельности микроорганизмов и опускаются в нижнюю часть камеры 21, где через отверстия 6 вовлекаются в камеру 1 аэрации. Накапливающийся избыточный активный ил по трубопроводу 20 периодически выпускается из камеры 3.

Выполнение камеры 1 аэрации с полукруглым днищем 7, вдоль которого. расположены направляющие пластины 8, образующие с, днищем и перегородками 4 карманы 9, связанные с атмосферой, позволяет интенсифицировать процессы разложения загрязнений на безвредные соединения за счет дополнительного насыщения воды атмосферным кислородом и увеличения интенсивности перемешивания смеси воды и воздуха, увеличить производительность устройства и качество очистки сточной воды без увеличения эксплуатационных затрат на ее аэрацию. Предлагаемая форма днища образует оптимальный постоянный зазор между ним и вращающимися дисками, что обеспечивает необходимую величину разрежения в карманахдля всасывания атмосферного воздуха в карманы и подачи его в движущийся поток очищаемой сточной воды, Соединение карманов при помощи пневмопроводов, выходные отверстия которых расположены выше уровня воды в камере аэрации, обеспечивает непрерывную подачу атмосферного воздуха в полости этих карманов для аэрации сточных вод в процессе их обработки без эксплуатационных затрат.

Расположение направляющих пластин на нисходящей части полукруглого днища камеры аэрации обеспечивает создание необходимого разрежения для засасывания

1733401

35

50

55 атмосферного воздуха в полости карманов и дальше в обрабатываемую воду. так как по мере приближения к донной части днища величина этого разрежения не увеличивается, а гидростатическое давление воды в камере увеличивается, соответственно количество подаваемого воздуха в очищаемую воду уменьшается, Кроме того, в донной части и на восходящей части полукруглого днища возможно заполнение карманов крупными хлопьями биоциноза, что может привести к их кольматации и снижению эффективности аэрации.

Разделение перегородками полости карманов на отдельные секции и расположение пластин рассекателей потока на направляющих пластинах обеспечивает подачу воздуха в поток по всему его поперечному сечению, так как поток над пластинами разделяется пластинами-рассекателями на ряд отдельных потоков, обеспечивающих выравнивание скорости потока воды на периферии и в центре нисходящего днища камеры аэрации и равномерную подачу в поток воздуха с секций кармана, обеспечивающих рассредоточение точек подачи воздуха в поток воды в независимости от скорости потока над направляющими пластинами.

Выполнение незакрепленной рабочей кромки направляющих пластин пилообразной формы обеспечивает увеличение скорости потока воды в сужающемся сечении проточек B кромке и обеспечивает подачу воздуха с секций кармана в поток воды по всей ее длине. Это увеличивает рассредоточенность точек подачи воздуха мелкими пузырьками в поток воды, что увеличивает площадь контакта воздуха с загрязнениями в воде и создает условия для интенсификации процесса их разложения на безвредные вещества. Кроме того, подача более мелких пузырьков воздуха в динамичный поток воды обеспечивает их транспортировку вдоль полукруглого дна камеры аэрации без всплывания, что увеличивает время К0НТАКта воздуха с биоцинозом и очищаемой водой в донной части камеры аэрации.

Пилообразная форма кромки направляющих пластин увеличивает турбулентность в потоке очищаемой жидкости и обеспечивает более интенсивное растворение атмосферного кислорода в воде, при этом пузырьки воздуха разрушаются на более мелкие.

При отсутствии предлагаемых конструктивных элементов подача воздуха в поток происходила бы в одной точке, где скорость потока над пластинами максимальная, что снижает эффективность аэрации всего объема воды.

Изоляция внутренней поверхности карманов материалом, неподверженным обрастанию биопленкой, исключает в процессе эксплуатации зарастание карманов биоцинозом и снижение величины разрежения в них соответственно и эффективности аэрации очищаемой жидкости, Таким образом, в предлагаемом устройстве для биохимической очистки сточных вод повышается эффективность работы путем обеспечения дополнительной аэрации очищаемой воды без эксплуатационных затрат, интенсификации процесса перемешивания очищаемой жидкости и изъятия загрязнений, увеличения его окислительной мощности, что сокращает время обработки сточных вод и повышает производительность устройства, снижает затраты на их обработку и повышает качество очистки.

Формула изобретения

1. Устройство для биохимической очистки сточных вод, содержащее корпус, разделенный перегородками с отверстиями на камеру аэрации с перфорированными дисками и камеры сорбции с отражателями потока, систему подвода исходной воды и отвода очищенной воды и осадка, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы путем обеспечения дополнительной аэрации, интенсификации процесса перемешивания очищаемой воды и изъятия загрязнений, а также увеличения его окислительной мощности, камера аэрации выполнена с полукруглым днищем с направляющими пластинами, расположенными вдоль днища и образующими между последним и перегородками карманы, которые снабжены сообщенными с атмосферой пневмопроводами.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что направляющие пластины расположены на нисходящей по направлению вращения дисков части полукруглого днища.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено дополнительными перегородками, установленными в карманах и разделяющими их на секции.

4. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что незакрепленная рабочая кромка направляющих пластин выполнена пилообразной.

5. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что направляющие пластины снабжЕны дополнительными пластинами-рассекателями потока воды.

6. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что карманы снабжены препятствующим обрастанию биоценозом материалом, покрывающим их внутреннюю поверхность.

1733401

12 13

Составитель Я. Боровой

Редактор Н. Киштулинец Техред М,Моргентал Корректор М. Кучерявая

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина, 101

Заказ 1636 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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