Устройство для механической очистки сточных вод

 

Использование: для очистки малых объемов сточных вод от грубых механических примесей и песка. Сущность изобретения: устройство содержит горизонтальный прямоугольный резервуар с днищем в форме перевернутой усеченной пирамиды, аэратор в виде перфорированной трубы, выполненную в форме корзины стержневую решетку с прозорами 5 - 15 мм, размещенную над аэратором для постоянной очистки прозоров решетки за счет струй воздуха аэратора в процессе работы устройства. Компактность устройства достигается за счет совмещения функции решетки, аэрируемой песколовки и бункера для обезвоживания песка. Это позволяет обеспечить эффективную, надежную работу, сохранить органическую составляющую в потоке очищенной жидкости и получить качественный осадок. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к сооружениям для механической очистки сточных вод, а именно к водоочистным установкам с использованием способов очистки воды от крупных загрязнений органического и минерального происхождения и выделения тяжелых минеральных примесей, в частности к комбинированным сооружениям, выполняющим функции решетки, аэрируемой горизонтальной песколовки и бункера для обезвоживания песка и может быть использовано для очистки малых объемов сточных вод (до 1000 м³/сут), например, в районах Сибири и Крайнего Севера.

Известные устройства для механической очистки сточных вод применяются в постоянных местах с высоким уровнем инженерного обеспечения, в густонаселенных районах с благоприятным умеренным климатом при достаточных пригородных площадях для размещения очистных сооружений и используются для очистки больших объемов сточных вод.

На крайнем Севере для механической очистки сточных вод применяются простейшие решетки, выполненные в виде корзины и устанавливаемые в приемном резервуаре насосных станций, а также песколовки, которые применяются на очистных сооружениях в капитально построенных зданиях [1] Однако устройство для механической очистки малых объемов сточных вод, необходимой для малонаселенных временных поселков в районах с суровыми природно-климатическими условиями, не имеется.

Механический перенос известных технических решений для очистки больших объемов сточных вод на осуществление их в установках для очистки малых объемов жидкости невозможен, т.к. в данных условиях они работают не эффективно, не устойчиво при низких температурах или при резкопеременных гидравлических и органических нагрузках.

Известна компактная установка КУ-12 для биологической очистки сточных вод, включающая резервуар с перегородками, которые его делят на аэрационную и отстойную секцию. Резервуар имеет патрубки для ввода исходной и отвода очищенной жидкости и механический аэратор. Под патрубком для ввода исходной жидкости имеется решетка с ручной очисткой, где производится изъятие крупных загрязнений. Сточная вода очищается в аэрационной зоне активным илом и затем поступает в отстойную зону, где происходит отделение активного ила от очищенной сточной жидкости [2] Использование известной установки в технологической схеме очистки малых объемов сточных вод без предварительной механической очистки от тяжелых минеральных примесей, например песка, приводит к его осаждению на дно резервуара, недостаточному перемешиванию иловой смеси, залеживанию ее, всплыванию черных лепешек активного ила с дурным запахом, перегрузке и выходу из строя очистного сооружения. Исходя из изложенного, следует считать необходимым создание компактного устройства для механической очистки малого объема сточных вод от грубых примесей и песка, устанавливаемого перед компактными установками глубокой очистки.

Известно устройство для механической очистки сточных вод горизонтальная аэрируемая песколовка, включающая горизонтально расположенный прямоугольный резервуар с днищем и патрубками для ввода исходной и отвода очищенной жидкости, поперечные перфорированные перегородки и аэратор в виде перфорированной трубы, размещенный вдоль продольной стенки резервуара. Устройство содержит также смывной трубопровод и гидроэлеватор [3] Несмотря на то, что известное устройство снабжено поперечными перфорированными перегородками, величина их отверстий в несколько раз больше величины прозоров сорозадерживающих решеток, устанавливаемых перед песколовкой при больших объемах сточных вод. Вследствие отсутствия в составе конструкции защитных приспособлений для извлечения таких крупных отходов производства как мездрах, бумагах, тряпье, устройство работает не надежно и не эффективно. Так, в потоке сточной воды сохраняются крупные органические и минеральные загрязнения, улавливание песка из-за нестабильного гидравлического режима работы сооружения осуществляется недостаточно. Крупные плавающие загрязнения оседают на слой песка, не позволяя струям воды из аэратора перемешивать его неуплотненные слои для отмывки от органических примесей, вследствие этого песок содержит их в большом количестве. Крупные отходы, попадая на поверхность осадка, препятствуют удалению его из устройства гидроэлеваторами и осложняют дальнейшее обезвоживание песка и отмывку его от органических примесей в гидроциклонах. Органические примеси, необходимые для дальнейшей биохимической очистки сточных вод, удаляются вместе с водой пульпы, их количество в очищенной воде снижается. Известное устройство также используется в составе очистных станций для механической очистки больших объемов сточных вод.

Цель изобретения создание компактного, эффективного и надежного устройства для очистки малого объема сточных вод от грубых органических и механических примесей и песка, обеспечивающего сохранение органических примесей в потоке очищенной жидкости и получение отмытого и обезвоженного песка.

Указанная цель достигается тем, что устройство для механической очистки сточных вод, включающее горизонтально расположенный прямоугольный резервуар с днищем и патрубками для ввода исходной и отвода очищенной жидкости, поперечную перегородку и аэратор в виде перфорированной трубы, размещенный вдоль продольной стенки резервуара, снабжено съемной решеткой с прозорами 5-15 мм, выполненной в форме открытой сверху корзины из параллельно расположенных с зазорами между собой стержней, в боковых стенках корзины, размещенных вертикально и установленной над аэратором, вытянутым вдоль всей продольной стенки резервуара и под патрубком для ввода исходной жидкости так, что ее верхний край расположен на уровне верхней кромки патрубка для отвода очищенной жидкости. Днище резервуара снабжено в месте схода боковых сторон перевернутой усеченной пирамиды затвором для выгрузки обезвоженного осадка и размещенными в конической части резервуара дополнительными патрубками с запорно-регулирующей арматурой, служащими для отвода жидкости и обезвоживания осадка, один из которых размещен в зоне отстаивания, а другой в зоне осадкоуплотнения, снабжен фильтром и соединен через зазорный вентиль с линией подачи сжатого воздуха.

Решетка, выполненная в форме открытой сверху корзины, установлена над аэратором на высоте не менее двойной ширины корзины до ее днища. Размещение решетки в рабочем объеме устройства над аэратором, а также выполнение ее в форме корзины с указанным расположением стержней, совпадающим с направлением воздушных струй аэратора, и малыми расстояниями между ними 5-15 мм, позволяют осуществлять постоянную очистку прозоров сорозадерживающего приспособления, производя без остановки всего устройства более глубокую очистку жидкости от грубодисперсных взвесей. Размещение аэратора вдоль всей продольной оси резервуара улучшает гидравлический режим работы во всех зонах устройства, обеспечивая беспрепятственное выпадение тяжелых минеральных примесей из объема рабочей в осадочную часть устройства, сопровождающееся поднятием органических примесей на поверхность жидкости и удалением их в составе очищенных стоков, что необходимо для последующей эффективной биологической очистки. Расположение дырчатого аэратора на границе раздела осадочной и рабочей части резервуара позволяет за счет турбулентных пульсаций очищаемой воды и в нижерасположенной осадочной части устройства перемешивать верхние неуплотненные слои песка, тем самым производя его отмывку от легких органических взвесей и препятствуя накопление органики в песке. Таким образом повышается компактность устройства за счет аэрации всех его зон, которая сопровождается одновременным совмещением всех процессов очистки: от грубых плавающих примесей, песка и отмывки органики в одном объеме жидкости.

Применение эффективного сорозадерживающего устройства заявляемой конструкции и расположенного под ним аэратора позволяет выделять из стоков грубые органические и минеральные примеси, получать очищенный от них осадок и осуществлять его качественное обезвоживание. Наличие аэратора дает возможность иметь почти полностью лишенный органики песок.

Расположение решетки под патрубком для ввода исходной жидкости так, что верхняя кромка выполненной в форме корзины решетки установлена на уровне верхней кромки патрубка для отвода очищенной жидкости, позволяет удерживать все осевшие в корзине отходы вплоть до ее полного заполнения, и после окончательного заполнения корзины отходами не приводит к переполнению и изливу сточной жидкости через верхний край резервуара, что обеспечивает надежность функционирования всего устройства.

Выполнение решетки в форме открытой сверху корзины позволяет визуально контролировать ее заполнение отходами, а выполнение корзины съемной дает возможность в этот момент удалить ее из объема устройства, тут же заменив новой, чем исключается попадание грубых включений в объем очищаемой жидкости, тем самым обеспечивая надежность работы устройства.

Снабжение устройства дополнительными патрубками, расположенными в пирамидальной части резервуара в зоне отстаивания и осадкоуплотнения, дает возможность при прекращении подачи стоков и воздуха на аэрацию сначала удалить воду над поверхностью осадка, содержащую органические примеси, и затем осуществить обезвоживание осевшего песка. Вода поступает в общий сток очищенной жидкости. Таким образом, органическая составляющая дополнительно сохраняется в потоке.

Запорно-регулирующая арматура, установленная на патрубках для взаимодействия с приспособлениями принудительного обезвоживания осадка, позволяет устройству работать эффективно. Один из патрубков, расположенный в толще осадка, оснащен фильтрующим устройством, позволяющим эффективно отделять воду от осадка. Соединение патрубка, расположенного в зоне осадкоуплотнения, с линией подачи сжатого воздуха, позволяет взмучивать уплотненный осадок перед его обезвоживанием для повышения эффективности этого процесса и способствует дополнительной отмывке песка от органики.

Наличие в устройстве резервуара указанной формы позволяют тяжелым минеральным примесям, оседая на его дно, постепенно сползать вниз, а вследствие того, что конструкция устройства позволяет получить почти полностью отмытый от органики и обезвоженный песок, то днище резервуара в месте схода его боковых сторон снабжено затвором для выгрузки чистого осадка, который не способен к загниванию.

На фиг.1 изображено устройство для механической очистки сточных вод, вертикальный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Устройство для механической очистки сточных вод включает горизонтально расположенный прямоугольный резервуар 1 с поперечной перегородкой 2 с отверстием в надводной части для лучшей циркуляции воздуха, имеющий днище в форме перевернутой усеченной пирамиды с затвором 3, размещенным в месте схода ее боковых сторон. Устройство снабжено патрубками 4 для ввода исходной жидкости и для отвода очищенной жидкости 5. Устройство имеет аэратор 6 в виде перфорированной трубы, размещенной вдоль всей продольной стенки резервуара 1. Устройство снабжено съемной решеткой 7, выполненной в форме открытой сверху корзины из стержней с расстоянием между соседними из них равным 5 мм, причем стержни, образующие боковые стенки корзины, расположены вертикально. Корзина размещена над аэратором 6 на высоте, равной двойной ширине корзины до ее днища, которая, например, при производительности установки 150-200 м³/сут имеет ширину 300 мм и под патрубком 4 для ввода исходной жидкости так, что ее верхний край расположен на уровне верхней кромки патрубка для отвода очищенной жидкости 5.

Устройство содержит дополнительные патрубки 8 и 9 с запорно-регулирующей арматурой 10 и 11, служащие для отвода жидкости и обезвоживания осадка. Один из патрубков 8 размещен в зоне отстаивания, а другой 9 в зоне осадка уплотнения, который снабжен фильтром 12 и соединен через запорный вентиль 13 с линией подачи сжатого воздуха. В одном из вариантов исполнения патрубок 9 дополнительно снабжен вертикальным стояком 14 с запорным вентилем 15 и расширительным стаканом 16. Устройство сверху перекрыто и снабжено люком 17 для смены решетки и наблюдения за ее заполнением. В перекрытии также установлен вентиляционный стояк 18.

Устройство работает следующим образом.

Очищаемые стоки поступают по патрубку 4 для ввода исходной жидкости в решетку 7 в форме корзины. Из стоков, проходящих по устройству к отводящему патрубку 5, тяжелые минеральные примеси выпадают в пирамидальную часть резервуара, а легкие органические примеси отдуваются сжатым воздухом из аэратора 6 в отводящийся поток сточных вод через патрубок 5 для отвода очищенной жидкости. В период работы устройства сжатый воздух из аэратора 6 конусом охватывает днище и очищает прозоры решетки 7 от грубых примесей. Поперечная перегородка 2 устройства выполняет струенаправляющую функцию, удлиняя траекторию движения стока и тем самым увеличивая время пребывания стоков в зоне улавливания песка и скорость его выпадения. Затвор 3 находится в закрытом положении. Все задвижки запорно-регулирующей арматуры закрыты. После заполнения отбросами съемной корзины-решетки 7, последняя при открывании крышки 17, вынимается и заменяется пустой корзиной. Мусор из вынутой корзины выбрасывается в специальный контейнер.

Процесс очистки стоков продолжают до заполнения пирамидальной осадочной части резервуара 1 песком, после чего поток сточных вод переключают на другую аналогичную установку.

После прекращения подачи стоков прекращается подача сжатого воздуха в аэратор 6, открывается вентиль 13 и осуществляются продувка фильтра 12 и взмучивание осадка. Затем вентиль 13 закрывается и открываются вентиль 15 и задвижка 10. После появления в расширительном стакане 16 воды, фиксирующей удаление из системы обезвоживания осадка воздуха, вентиль 15 закрывается. Затем открывается задвижка 11 и происходит удаление воды из объема осадка с использованием сифонного эффекта и осуществляется быстрое и эффективное обезвоживание песка. После удаления всей жидкости затвор 3 открывается и осадок высыпается в приемное устройство.

Фильтр 12 выполнен съемным и периодически снимается с патрубка 9 и прочищается.

Установка закрытая, компактная, выполнена из металла в заводских условиях. Установка работает с производительностью 100-400 м³/сут, удаляет грубодисперсные отбросы условным диаметром 4-5 мм и песок, гидравлической крупностью 14-15 мм, при этом обеспечивая содержание песка в осадке 90-95% с влажностью осадка 65-70% Устройство эффективно и надежно, имеет низкие металлоемкость и эксплуатационные затраты, позволяет осуществлять монтаж и демонтаж в кратчайшие сроки на малых площадях, повышает качество и надежность работы всего комплекса очистки сточных вод.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, включающее горизонтально расположенный прямоугольный резервуар с днищем, поперечную перегородку, аэратор в виде перфорированной трубы, расположенной вдоль продольной стенки резервуара, патрубки для ввода исходной и отвода очищенной жидкости, отличающееся тем, что днище резервуара выполнено в виде перевернутой усеченной пирамиды с затвором для выгрузки обезвоженного осадка в ее нижнем основании и патрубками с запорно-регулирующей арматурой для отвода жидкости и обезвоживания осадка, установленными соответственно в зонах отстаивания и осадкоуплотнения днища, патрубок обезвоживания осадка снабжен фильтром и патрубком подачи сжатого воздуха с запорным вентилем, устройство снабжено установленной над аэратором под патрубком для ввода исходной жидкости открытой сверху корзиной, выполненной из параллельных стержней с прозорами 5 15 мм, при этом стержни, образующие боковые стенки корзины, расположены вертикально, а верхние кромки корзины и патрубка для отвода очищенной жидкости размещены на одном уровне, при этом аэратор расположен вдоль всей продольной стенки резервуара.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корзина установлена над аэратором на высоте не менее двойной ширины корзины до ее днища.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2