Установка для очистки воды

 

Изобретение относится к области очистки природных вод и предназначено для повышения степени очистки от растворенных примесей и снижения энергозатрат на промывку составных частей единой технологической цепи. Установка состоит из биореактора, заполненного высокопористым полимерным материалом, фильтра с осветлительным слоем плавающей загрузки, сифона и бака-гидрозатвора. Выполнение элементов наживления естественного ценоза с уменьшающейся по ходу движения воды плотностью упаковки позволяет беспрепятственно оседать хлопьям оторвавшейся биомассы, что предотвращает быструю кольматацию загрузки. Устройство зоны накопления осадка с большей площадью поперечного сечения и направляющих козырьков позволяет избежать вторичного загрязнения воды отмершей биопленкой. Оборудование биореактора и осветлительного фильтра одним сифоном позволяет снизить объем промывных вод и энергозатраты на промывку составных частей единой технологической цепи. 1 ил.

Изобретение относится к области очистки природных вод путем упрощенной аэрации; биоокисления, при прохождении через блок обработки естественным биоценозом (далее биореактор); обработки воды реагентами; последующего фильтрования воды через плавающий слой инертной загрузки.

Известна установка для очистки жидкости, включающая аэрационное устройство, контактный фильтр со слоем фильтрующего материала и осветлительный фильтр с зернистой загрузкой, распределительной и сборной системами, сифон промывной воды и бак-гидрозатвор (см. авт. свид. СССР N 1725969, кл. B 01 D 36/00, 1992).

Установка, предназначенная для очистки сточных вод, не обеспечивает достаточного качества очистки природных вод, так как отсутствие барьера, предотвращающего проскок оторвавшихся хлопьев биомассы, вызывает вторичное загрязнение очищаемой воды.

Цель изобретения - повышение степени очистки от растворенных примесей, создание барьера, предотвращающего проскок оторвавшихся хлопьев биомассы и снижение энергозатрат на промывку составных частей единой технологической цепи.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для очистки воды, состоящей из биореактора, фильтра с плавающей загрузкой и устройства для гидроавтоматической промывки, биореактор выполнен в виде колонны переменного сечения, в верхней части которой расположен отражательный разбрызгиватель, в средней - размещены элементы наживления, выполненные из полимерных материалов с высокоразвитой поверхностью и уменьшающейся по ходу движения воды плотностью упаковки, а в нижней - осадконакопитель с направляющими козырьками, конусное днище которого соединено со сборно-распределительной системой фильтра и сифоном.

Наличие вышеперечисленных отличительных признаков свидетельствует о том, что заявленное техническое решение соответствует критерию "новизна".

На чертеже показана схема установки.

Установка состоит из биореактора 1 выполненного в виде колонны переменного сечения, фильтра 2, заполненного плавающей загрузкой 3 и зарядного устройства для гидроавтоматической промывки 4. Биореактор заполнен высокопористым полимерным материалом 5 (например, синтетическим волокном), выполняющим функции носителя прикрепленной микрофлоры, крепление которого осуществляется к удерживающей сетке 6. Ниже размещено устройство для подачи воздуха 7. В нижней части биореактора размещен осадкоприемник 8, соединенный с трубопроводом 9 подачи воды после биореактора и отвода промывной воды из фильтра 2 и трубопроводом 10 отвода промывной воды из биореактора 1.

Трубопровод 10 оборудован сифоном 4, нисходящая ветвь которого оборудована клапаном 11, находящимся в условиях всплытия в баке-гидрозатворе 12. Верхняя точка перегиба сифона 4 соединена с трубкой 13 для срыва вакуума, другой конец которой опущен до уровня расположения удерживающей системы 14 фильтра 2.

Трубопровод 15 служит для подачи исходной воды на отражательный разбрызгиватель 16. Трубопровод 17 предназначен для подачи промывной воды в биореактор 1.

В верхней части осадкоприемника 8 расположены направляющие козырьки 18, предотвращающие проскок биомассы в трубопровод 9, в который предусмотрен ввод реагентов 19. Отвод воды из фильтра 2 осуществляется по трубопроводу 20. Дополнительно биореактор 1 оборудован трубопроводом 21 и задвижкой 22 для принудительного сброса промывных вод.

Установка работает следующим образом.

Исходная вода, поступающая в биореактор 1 по трубопроводу 15, с помощью отражателя 16 разбрызгивается в надфильтровом пространстве и, обогащаясь кислородом воздуха, поступает в толщу загрузки биореактора, на поверхности которой развивается естественный биоценоз, поглощающий из воды растворенные органические загрязнения.

Во время "зарядки" биореактора, а также в периоды ухудшения качества исходной воды предусмотрена дополнительная подача воздуха через распределительную систему 7.

Частично очищенная вода поступает в зону накопления осадка 8 с большей площадью поперечного сечения. За счет уменьшения скорости движения воды и направляющих козырьков 18, предотвращающих проскок биомассы, хлопья оторвавшейся биопленки оседают на дно. Отвод воды из биореактора осуществляется по трубопроводу 9, где происходит смешивание с вводимыми реагентами 19. Далее вода поступает на фильтр, заполненный плавающей фильтрующей загрузкой, и отводится на дальнейшую очистку по трубопроводу 20.

По мере роста потерь напора в загрузке фильтра уровень воды в биореакторе достигнет отметки ▿z₁, после чего начнется перелив воды в нисходящую ветвь сифона 4. По достижению высоты столба в ней ▿z₃, превышающую выталкивающую силу Архимеда клапана 11, вода из нисходящей ветви сифона быстро вытечет в бак-гидрозатвор, создастся вакуум, благодаря которому произойдет зарядка сифона и начнется процесс промывки загрузки фильтра 2 и биореактора 1. Промывка загрузки фильтра 2 осуществляется чистой водой из надфильтрового пространства. Благодаря специальной конструкции конусного накопителя осадка и соединительной трубы 10, одновременно с удалением осадка из толщи фильтра, осадок, накопившийся в осадконакопителе будет взмучиваться и уноситься через сифон в гидрозатворный бак, а затем в канализацию. При снижении уровня воды до отметки ▿z₂ в трубку 13 попадает воздух, приводящий к срыву вакуума в сифоне 4. В этот момент промывка прекращается и установка автоматически будет переведена в рабочий режим. Процесс повторяется.

При снижении уровня воды в биореакторе во время промывки первый слой загрузки, с наибольшей плотностью упаковки, частично оголяется, что позволяет избежать быстрой кольматации загрузки во время работы биореактора, при этом на последующих слоях загрузки сформировавшийся биоценоз обрастания разрушается не полностью, что положительно сказывается на эффективности работы сооружения по окончанию промывки.

При сильном заилении загрузки биореактора предусматривается дополнительная промывка чистой водой, через трубопровод 17, содержащей обеззараживающий агент (например, раствор медного купороса) для предотвращения развития патогенной микрофлоры. Такая промывка предусматривается при сильном возрастании микробиологических показателей, хлоропоглощаемости и окисляемости и других показателей. Промывная вода сбрасывается в канализацию по трубопроводу 21 при открытой задвижке 22 (в остальное время задвижка 22 закрыта) или через сифон. Возможно также применение водо-воздушной промывки.

Использование для предварительной очистки воды биореактора с прикрепленной микрофлорой позволяет уменьшить дозы вводимых реагентов за счет снижения в воде растворенных примесей.

Формула изобретения

Установка для очистки воды, состоящая из биореактора, фильтра с плавающей загрузкой и устройства для гидроавтоматической промывки, отличающаяся тем, что биореактор выполнен в виде колонны переменного сечения, в верхней части которой расположен разбрызгиватель, в средней размещены элементы наживления, выполненные из полимерных материалов с высокоразвитой поверхностью и уменьшающейся по ходу движения воды плотностью упаковки, а в нижней - осадконакопитель с направляющими козырьками, конусное днище которого соединено со сборно-распределительной системой фильтра и сифоном.

РИСУНКИ

Рисунок 1