Устройство для биологической очистки сточных вод

 

Изобретение относится к области очистки сточных вод. Устройство для биологической очистки сточных вод включает прямоугольный корпус, содержащий дно и стенки. Корпус разделен на сообщающиеся камеры рядами вертикальных поперечных перегородок. Перегородки выполнены в виде блоков с закрепленной в них биомассой. Изобретение позволяет расширить возможности устройства за счет совмещения режимов смешивания и вытеснения в одном устройстве, упростить конструкцию и ее обслуживание, повысить качество очистки воды, уменьшить количество пены и улучшить экологические условия. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области очистки сточным вод и может быть использовано в устройствах для биологической очистки сточных вод.

Известно устройство для очистки сточных вод, включающее резервуар с разделяющими его на сообщающиеся камеры вертикальными поперечными, не доходящими до дна перегородками, и трубопроводы подачи и отвода обрабатываемой воды, причем в нижней части каждой из перегородок установлены фильтрующие блоки, выполненные из сетчатого каркаса, заполненного гравием (А.С. СССР N 929598, кл. C 02 F 3/02, 1980).

Известное устройство имеет следующие недостатки: - низка производительность из-за высокого гидравлического сопротивления, которое вызвано применением гравийных фильтров; - наполнитель фильтров требует подбора фракции, т.к. при мелкой фракции каналы между частицами наполнителя быстро заилятся и фильтр перестанет пропускать жидкость. Это явление требует контроля кислорода в каждой секции устройства, чтобы не происходило загнивание воды; - толщина фильтра ограничена, т.к. при определенной толщине ни воздух, ни жидкость не пройдут; - высокая энергоемкость устройства поскольку аэраторы расположены под фильтрами, что создает дополнительное сопротивление для проходящих через них пузырьков воздуха.

Известно также устройство для биологической очистки сточных вод, включающее прямоугольный корпус, содержащий дно и стенки и разделенный на сообщающиеся камеры рядами вертикальных поперечных перегородок, выполненных в виде блоков с закрепленной в них биомассой, систему аэрации и трубопроводы подачи загрязненной сточной воды и отвода очищенной воды. (Патент РФ N 2021215, кл. C 02 F 5/04, 1992 - прототип).

Известное устройство имеет следующие недостатки: - конструкция устройства сложна; - не позволяет осуществить замену блоков в случаях их заиливания без остановки всего устройства; - для остановки устройства необходимы специальные подъемные средства для снятия крышки, что также ограничивает применяемый объем; - при остановке устройства необходимо слить жидкость из корпуса; - несмотря на длинный путь, который проходит в устройстве обрабатываемая жидкость, качество очистки недостаточно высокое, т.к. выполняется только режим вытеснения;
- имеет место образование огромного количества пены, которое ухудшает экологические условия;
- конструкция блоков с закрепленной биомассой в зонах, обращенных к трубопроводу отвода очищенной воды, способствует образованию застойных зон, что приводит к загниванию, к образованию микроорганизмов другого вида, которые сами не продуцируют сцепляющих полимеров, при этом вытесняют прикрепленную популяцию микроорганизмов, что сопровождается выносом активного ила из устройства и снижением качества очистки воды.

Технический результат изобретения - расширение возможности устройства за счет сомещения режимов смешивания и вытеснения в одном устройстве, упрощение конструкции устройства и ее обслуживания, повышение качества очистки воды, уменьшение количества пены в процессе обработки воды и улучшение экологических условий, устранение застойных зон в устройстве.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для биологической очистки сточных вод, включающем прямоугольный корпус, содержащий дно и стенки и разделенный на сообщающиеся камеры рядами вертикальных поперечных перегородок, выполненных в виде блоков с закрепленной в них биомассой, систему аэрации и трубопроводы подачи загрязненной сточной воды и отвода очищенной воды, один из рядов перегородок контактирует с одной из боковых стенок корпуса, а другой - с другой с возможностью образования зигзагообразного канала для перемещения сточных вод в горизонтальной плоскости, при этом каждый из блоков может быть выполнен в виде объемной кассеты, одна из пластей которой выполнена сплошной, а другая - сетчатой, причем сплошная пласть кассеты выполнена неподвижной, а сетчатая пласть - съемной, при этом кассеты блоков обращены сетчатой пластью к трубопроводу подачи загрязненной сточной воды.

Изобретение имеет следующие отличия от прототипа:
- один из рядов перегородок контактирует с одной из боковых стенок корпуса, а другой - с другой с возможностью образования зигзагообразного канала для перемещения сточных вод в горизонтальной плоскости;
- каждый из блоков может быть выполнен в виде объемной кассеты, одна из пластей которой выполнена сплошной, а другая - сетчатой, при этом
- сплошная пласть кассеты выполнена неподвижной, а сетчатая пласть - съемной, а
- кассеты блоков обращены сетчатой пластью к трубопроводу подачи загрязненной сточной воды.

Это позволит расширить возможность устройства за счет совмещения режимов смешивания и вытеснения в одном устройстве, упростить конструкцию устройства и ее обслуживание, повысить качество очистки воды, уменьшить количество пены в процессе обработки воды и улучшить экологические условия, устранить застойные зоны в устройстве.

В просмотренном нами патентно-информационном фонде не обнаружено аналогичных технических решений, а также решений с указанными отличительными признаками.

Изобретение применимо и будет использовано на предприятиях отрасли в 1998-1999 гг.

На фиг. 1 изображено устройство для биологической очистки сточных вод, вид в плане (опорные балки условно не показаны);
на фиг. 2 - тоже, разрез по А-А на рис. 1;
на фиг. 3 - то же, разрез по Б-Б на рис. 1.

Устройство для биологической очистки сточных вод включает прямоугольный корпус 1, содержащий дно 2 и боковые стенки 3 и 4. Корпус 1 разделен на сообщающиеся камеры 5 рядами 6 и 7 вертикальных поперечных перегородок 8, выполненных в виде блоков 9 с закрепленной в них биомассой, систему аэрации 10, расположенную на дне 2 устройства, и трубопроводы 11 и 12 соответственно подачи загрязненной сточной воды и отвода очищенной воды.

Каждый из блоков 9 может быть выполнен в виде объемной кассеты, одна из пластей 13 которой выполнена сплошной, а другая 14 - сетчатой. Сплошная пласть 13 кассеты блока 9 выполнена неподвижной и на ней смонтированы фиксирующие наполнитель 15 элементы 16, а сетчатая ее пласть 14 выполнена съемной. Блоки 9 обращены сетчатой пластью к трубопроводу 11 подачи загрязненной сточной воды. Блоки 9 смонтированы на опорных балках 17, которые размещены на боковык стенкак 3 и 4 корпуса 1. На концах опорных балок имеются бобышки 18, предназначенные для фиксации опорных балок на стенках 3 и 4 корпуса 1, в которых выполнены отверстия для бобышек 18. Устройство выполнено таким образом, что опорные балки могут быть приподняты путем подкладывания под бобышки 18 дополнительных деталей, что обеспечит работу устройства одновременно и в смешивающем режиме. Блоки 9 смонтированы на опорных балках 17 таким образом, что ряд 6 вертикальных поперечных перегородок 8 контактирует с боковой стенкой 3 корпуса 1, а ряд 7 вертикальных поперечных перегородок 8 контактирует с боковой стенкой 4 корпуса 1, образуя при этом зигзагообразный канал для перемещения сточной жидкости в горизонтальной плоскости.

Устройство работает следующим образом.

Загрязненную сточную воду подают в устройство по трубам 11 и она медленно проходит по зигзагообразному каналу, образованному вертикальными поперечными перегородками 8 к выходному концу устройства. При перемещении потока сточной воды из одной камеры 5 в следующую поток сточных вод упирается в сетчатую пласть 14 соответствующего блока 9, при этом осуществляется режим смешивания сточных вод с биомассой, находящейся в сетчатой пласти 14 блока 9, при одновременном вытеснении потока вдоль поперечных перегородок в следующую камеру 5. При этом посредством системы аэрации 10 в каждой из сообщающихся камер 5 насыщают перемещающийся поток жидкости пузырьками воздуха. Насыщенная воздухом жидкость легче вновь поступающей и перемещается вверх, обеспечивая вертикальную циркуляцию потока.

Восходящий турбулентный поток способствует хорошему перемешиванию и обеспечивает многократное смывание носителя сточной жидкостью, исключая образование застойных зон. Внутренняя вертикальная циркуляция потока продлевает время контакта кислорода и сточной воды с колониями микроорганизмов, иммобилизованных на носителе, создает оптимальные гидродинамические условия и обеспечивает хороший массоперенос. Часть микроорганизмов фиксируется на носителе в виде биопленки, тем самым повышается удельное количество биомассы в объеме устройства при одновременном росте ее качества, т.к. создаются более благоприятные условия развития микроорганизмов, активно участвующих в биологическом окислении загрязнений. Не закрепленные на носителе микроорганизмы активного ила и отделившаяся от носителя биопленка поступают с потоком жидкости в следующие сообщающиеся камеры.

В каждой сетчатой пласти 14 перегородки 8 блока 9 происходит иммобилизация микроорганизмов на носителе с образованием биоценоза, присущего определенной стадии процесса биоокисления и адаптированного к составу жидкости в этой стадии. Благодаря тому, что другая пласть 13 кассеты перегородки 8 каждого блока 9 выполнена сплошной, исключается застойная зона, т.е. возможность загнивания ила и образование вторичной структуры микроорганизмов, которая нарушает весь биологический процесс. Очищенная вода посредством трубопровода 12 выводится из устройства.

Таким образом, изобретение позволяет:
- расширить возможность устройства за счет совмещения режимов смешивания и вытеснения в одном устройстве; упростить конструкцию устройства и ее обслуживание; сделать ее компактной; выполнить замену блоков в случаях их заиливания без остановки устройства; не нужна крышка, т.к. исключено пенообразование, поэтому не нужны подъемно-транспортные средства, что позволяет увеличить объем устройства;
- повысить качество очистки воды путем совмещения режимов смешивания и вытеснения в одном устройстве за счет того, что ряды перегородок контактируют лишь с одной из боковых стенок корпуса с возможностью образования зигзагообразного канала для перемещения обрабатываемой жидкости в горизонтальной плоскости, при этом время контакта жидкости, кислорода воздуха и микроорганизмов увеличивается за счет осуществления дополнительного турбулентного движения жидкости при аэрации. Кроме того, конструкция блоков, а именно выполнение одной из пластей со стороны трубопровода очищенной воды сплошной, исключает застойные зоны, что также повышает качество очистки и обеспечивает надежность технологического процесса;
- улучшить экологические условия окружающей среды, т.к, перемещение обрабатываемой жидкости по зигзагообразному каналу в горизонтальной плоскости, причем с малой скоростью, исключает образование пены;
- сформировать биоценоз по стадиям биологического процесса, осуществить иммобилизацию микроорганизмов нескольких видов совместно в одном устройстве, пространственное разделение видов, выполняющим разные функции, размещение их в различных частях устройства, что также исключает образование пены, улучшая тем самым экологические условия окружающей среды;
- обеспечить возможность хранения адаптированной биомассы (на одном блоке), которую в любой момент можно пустить в дело.

Формула изобретения

1. Устройство для биологической очистки сточных вод, включающее прямоугольный корпус, содержащий дно и стенки и разделенный на сообщающиеся камеры рядами вертикальных поперечных перегородок, выполненных в виде блоков с закрепленной в них биомассой, систему аэрации и трубопроводы подачи загрязненной сточной воды и отвода очищенной воды, отличающееся тем, что один из рядов перегородок контактирует с одной из боковых стенок корпуса, а другой - с другой с возможностью образования зигзагообразного канала для перемещения сточных вод в горизонтальной плоскости.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый из блоков выполнен в виде объемной кассеты, одна из пластей которой выполнена сплошной, а другая - сетчатой.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что сплошная пласть кассеты выполнена неподвижной, а сетчатая пласть - съемной.

4. Устройство по пп.1 - 3, отличающееся тем, что кассеты блоков обращены сетчатой пластью к трубопроводу подачи загрязненной сточной воды.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3