Станция очистки сточных вод

 

Изобретение относится к станциям очистки сточных вод и может быть использовано в основном процессе биологической очистки, например городских сточных вод. Станция очистки сточных вод, включающая решетку, песковую площадку, первичный и вторичный отстойники, фильтр, резервуар-накопитель промывной воды и промывной насос, дополнительно содержит аэрируемую песколовку, два повысительных насоса, вертикальнотрубчатую систему, струйный аппарат, шнекообразную лопасть, источник технического кислорода, кран с поплавковым приводом, концентратомер растворенного кислорода в сточной воде, задающее устройство, сравнивающее устройство, следящий привод, вентиль, датчики давления, электрифицированные задвижки, датчики положения электрифицированных задвижек, бактерицидную установку и блок управления с соответствующими связями. Технический результат: повышение эффективности очистки сточных вод при изменяющихся во времени входных характеристиках и экологическая безопасность станции очистки. 1 ил.

Изобретение относится к станциям очистки сточных вод и может быть использовано в основном процессе биологической очистки, например, городских сточных вод.

Известна станция очистки сточных вод, включающая решетку, песколовку, песковую площадку, преаэратор, первичный отстойник, аэротенк, вторичный отстойник, хлораторную установку и контактный резервуар [Яковлев С.В., Карелин Я.А., Жуков А.И. и Колобанов С.К. Канализация. - М.: Стройиздат, 1976, с. 212, рис.4.12]. Недостатками известной станции очистки сточных вод являются низкая эффективность ее работы и недостаточная экологическая безопасность.

Известна станция очистки сточных вод с доочисткой на фильтровальных сооружениях, выбранная в качестве прототипа, включающая решетку, песколовку, песковую площадку, первичный отстойник, аэротенк, вторичный отстойник, фильтр, резервуар-накопитель промывной воды, промывной насос, установку для хлорирования и контактный резервуар [Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении / А.М.Когановский, Н.А.Клименко, Т.Н.Левченко и др. - М. : Химия, 1983, с.238, рис.IX-1]. Недостатками известной станции очистки сточных вод с доочисткой на фильтровальных сооружениях являются низкая эффективность очистки сточных вод, особенно при изменяющихся во времени характеристиках входного потока жидкости, и недостаточная экологическая безопасность станции очистки, обусловленная применением хлора.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в том, чтобы повысить эффективность очистки сточных вод при изменяющихся во времени входных характеристиках, а также экологическую безопасность станции очистки.

Предлагаемое техническое решение заключается в следующем: станция очистки сточных вод, включающая решетку, песковую площадку, первичный и вторичный отстойники, фильтр, резервуар-накопитель промывной воды и промывной насос, дополнительно содержит аэрируемую песколовку, два повысительных насоса, вертикально-трубчатую систему, струйный аппарат, шнекообразную лопасть, источник технического кислорода, кран с поплавковым приводом, концентратомер растворенного кислорода в сточной воде, задающее устройство, сравнивающее устройство, следящий привод, вентиль, датчики давления, электрифицированные задвижки, датчики положения электрифицированных задвижек, бактерицидную установку и блок управления, причем вертикально-трубчатая система выполнена в виде ряда последовательно соединенных вертикальных труб, источник технического кислорода соединен с воздухораспределителем аэрируемой песколовки и со всасывающим патрубком струйного аппарата, шнекообразная лопасть размещена соосно в выходном патрубке струйного аппарата, всасывающий патрубок первого повысительного насоса соединен с отводящим трубопроводом первичного отстойника и с выходным патрубком струйного аппарата, входной патрубок струйного аппарата соединен с напорным патрубком второго повысительного насоса, всасывающий патрубок которого соединен с трубопроводом возвратного активного ила вторичного отстойника, вход вертикально-трубчатой системы соединен с напорным патрубком первого повысительного насоса, ее выход соединен с подводящим трубопроводом вторичного отстойника, вход фильтра соединен с отводящим трубопроводом вторичного отстойника и с подводящим трубопроводом первичного отстойника, выход фильтра соединен с входом бактерицидной установки и с напорным патрубком промывного насоса, всасывающий патрубок которого соединен с резервуаром-накопителем промывной воды, выход бактерицидной установки соединен с потребителем очищенной сточной воды, кран с поплавковым приводом соединен с трубопроводом очищенной сточной воды и с резервуаром-накопителем промывной воды, концентратомер растворенного кислорода в сточной воде установлен на выходе вертикально-трубчатой системы и соединен с блоком управления, суммирующий вход сравнивающего устройства соединен с задающим устройством, выход сравнивающего устройства соединен со входом следящего привода, выход которого соединен с запорно-регулирующим органом вентиля, а вычитающий вход сравнивающего устройства, датчики давления, электрифицированные задвижки и датчики положения электрифицированных задвижек соединены с блоком управления.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что оно содержит новые узлы со своими связями, позволяющими повысить эффективность очистки сточных вод при изменяющихся во времени входных характеристиках, а также экологическую безопасность станции очистки.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

При проведении дополнительного поиска известных решений не были выявлены признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявляемой станции очистки сточных вод. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "изобретательный уровень".

На чертеже схематически изображена станция очистки сточных вод.

Станция очистки сточных вод содержит решетку 1, аэрируемую песколовку 2, песковую площадку 3, первичный отстойник 4, первый повысительный насос 5, вертикально-трубчатую систему 6, вторичный отстойник 7, второй повысительный насос 8, струйный аппарат 9, шнекообразную лопасть 10, источник технического кислорода 11, фильтр 12, резервуар-накопитель промывной воды 13, промывной насос 14, кран с поплавковым приводом 15, бактерицидную установку 16, концентратомер растворенного кислорода в сточной воде 17, задающее устройство 18, сравнивающее устройство 19, следящий привод 20, вентиль 21, датчики давления 22-25, электрифицированные задвижки 26-33, датчики положения электрифицированных задвижек 34-41, иловую трубу 42, трубопроводы 43-51 и блок управления 52.

Станция очистки сточных вод работает следующим образом.

Сточная вода проходит через решетку 1, освобождается от крупных включений и поступает на вход аэрируемой песколовки 2. Открывается электрифицированная задвижка 29 и при разрешающем сигнале от датчика положения электрифицированной задвижки 37 от источника технического кислорода 11 в воздухораспределитель аэрируемой песколовки 2 поступает технический кислород. При аэрации и трении песчинок друг о друга песок отмывается от органических загрязнений, в результате этого в аэрируемой песколовке 2 получается песок практически свободный от органических примесей, который затем поступает на песковую площадку 3 для дальнейшего использования. Пройдя аэрируемую песколовку 2, сточная вода по подводящему трубопроводу 44 поступает в первичный отстойник 4, в котором, благодаря малой скорости движения, происходит осаждение взвешенных частиц.

Осветленная вода из первичного отстойника 4 по отводящему трубопроводу 45 поступает во входной патрубок первого повысительного насоса 5. Первый повысительный насос 5 запускается в работу и, когда он выйдет на нормальный режим работы, от датчика давления 22 на блок управления 52 поступает сигнал на открывание электрифицированной задвижки 26. Электрифицированная задвижка 26 открывается и при разрешающем сигнале от датчика положения электрифицированной задвижки 34 первый повысительный насос 5 подает осветленную воду вначале в вертикально-трубчатую систему 6, а затем по подводящему трубопроводу 46 во вторичный отстойник 7.

Запускается в работу второй повысительный насос 8 и, когда он выйдет на нормальный режим работы, от датчика давления 23 на блок управления 52 подается сигнал, по которому открываются электрифицированные задвижки 27, 28, 30, 31 и вентиль 21. При разрешающих сигналах от датчиков положения электрифицированных задвижек 35, 36, 38 и 39 второй повысительный насос 8 из вторичного отстойника 7 по трубопроводу 47 забирает возвратный активный ил и подает его во входной патрубок струйного аппарата 9, во всасывающий патрубок которого от источника технического кислорода 11 поступает кислород.

В струйном аппарате 9 возвратный активный ил перемешивается с кислородом. Этому способствует шнекообразная лопасть 10, размещенная соосно в выходном патрубке струйного аппарата 9. Из выходного патрубка струйного аппарата 9 смесь из активного ила и кислорода по трубопроводу 48 поступает во всасывающий патрубок первого повысительного насоса 5. В первом повысительном насосе 5 она смешивается с осветленной сточной водой, поступающей из первичного отстойника 4, и при развитом турбулентном движении поступает на вход вертикально-трубчатой системы 6. В вертикально-трубчатой системе 6 под действием весового гидростатического давления кислород растворяется в иловой смеси.

Благодаря значительному запасу растворенного кислорода в иловой смеси и ее интенсивному перемешиванию с очищаемой сточной водой в вертикально-трубчатой системе 6 интенсивно протекает процесс биологического окисления органических веществ. Из вертикально-трубчатой системы 6 образовавшаяся смесь по подводящему трубопроводу 46 поступает во вторичный отстойник 7, в котором одновременно и интенсивно протекают два процесса: осветление очищенной сточной воды и доокисление оставшихся органических веществ. Из вторичного отстойника 7 по отводящему трубопроводу 49 осветленная сточная вода поступает на вход фильтра 12, фильтруется и по трубопроводу 50 поступает на бактерицидную установку 16, где она подвергается обеззараживанию с помощью ультрафиолетового облучения. После этого очищенная вода по трубопроводу 51 поступает потребителю для повторного использования или сбрасывается в открытый водоем.

На трубопроводе 46 установлен концентратомер растворенного кислорода в сточной воде 17, который фиксирует концентрацию остаточного растворенного кислорода в сточной воде в трубопроводе 46 и в виде электрического сигнала передает ее через блок управления 52 на вычитающий вход сравнивающего устройства 19, суммирующий вход которого соединен с задающим устройством 18. На задающем устройстве 18 устанавливается определенная величина концентрации остаточного растворенного кислорода в сточной воде. Следящий привод 20, со входом которого соединен выход сравнивающего устройства 19, будет воздействовать на запорно-регулирующий орган вентиля 21 до тех пор, пока не наступит равенство величин: концентрации растворенного кислорода в сточной воде в трубопроводе 46 и установленном ее значении на задающем устройстве 18. Таким образом, автоматически поддерживается расход кислорода, необходимый как для эффективного окисления органических примесей в сточной воде, так и для минимально-необходимого содержания растворенного кислорода в очищенной сточной воде перед ее повторным использованием или перед выпуском ее в водоем.

При эксплуатации станции очистки сточных вод возможны перебои в подаче технического кислорода. Если концентратомер растворенного кислорода в сточной воде 17 в трубопроводе 46 зафиксируют его отсутствие, то через определенную выдержку времени, которая устанавливается на пульте блока управления 52, по сигналу с блока управления 52 закрываются электрифицированные задвижки 26-33, следящий привод 20 закрывает вентиль 21 и при разрешающих сигналах от датчиков положения электрифицированных задвижек 34-41 станция очистки сточных вод прекращает свою работу.

При работе фильтр 12 засоряется, его гидравлическое сопротивление увеличивается, а вместе с тем увеличивается и гидростатическое давление на входе фильтра 12 в точке присоединения датчика давления 25. При достижении определенной величины давления блок управления 52 переводит станцию очистки сточных вод в режим регенерации фильтрующей загрузки фильтра 12. По команде с блока управления 52 электрифицированные задвижки 30 и 31 закрываются, а электрифицированная задвижка 32 открывается. При разрешающих сигналах от датчиков положения электрифицированных задвижек 38-40 запускается в работу электродвигатель промывного насоса 14. Когда промывной насос 14 выйдет на нормальный режим работы, датчик давления 24 на блок управления 52 подает сигнал на открывание электрифицированной задвижки 33.

Электрифицированная задвижка 33 открывается и при разрешающем сигнале от датчика положения электрифицированной задвижки 41 промывной насос 14 забирает воду из резервуара-накопителя промывной воды 13 и подает ее в выходной патрубок фильтра 12. Загрязнения из фильтра 12 отводятся и по подводящему трубопроводу 44 поступают в первичный отстойник 4. По истечении заданного на пульте блока управления 52 времени промывной насос 14 выключается, электрифицированные задвижки 32 и 33 закрываются, а электрифицированные задвижки 30 и 31 открываются. При разрешающих сигналах от датчиков положения электрифицированных задвижек 38-41 процесс очистки и обезвреживания сточной воды продолжается. Пополнение израсходованного запаса промывной воды в резервуаре-накопителе промывной воды 13 производится через кран с поплавковым приводом 15. Периодически осадок из первичного отстойника 4 с помощью иловой трубы 42 по трубопроводу 43 отводится для утилизации. Аналогичным образом из вторичного отстойника 7 удаляется избыточный активный ил (иловая труба на чертеже условно не показана).

Предлагаемое техническое решение позволяет получить экономический эффект за счет рационального использования технического кислорода для эффективной очистки сточных вод, благодаря автоматическому регулированию его подачи при изменяющихся во времени характеристиках входного потока сточных вод. Кроме того, улучшаются санитарные условия труда и повышается экологическая безопасность станции очистки сточных вод.

Формула изобретения

Станция очистки сточных вод, включающая решетку, песковую площадку, первичный и вторичный отстойники, фильтр, резервуар-накопитель промывной воды и промывной насос, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит аэрируемую песколовку, два повысительных насоса, вертикально-трубчатую систему, струйный аппарат, шнекообразную лопасть, источник технического кислорода, кран с поплавковым приводом, концентратомер растворенного кислорода в сточной воде, задающее устройство, сравнивающее устройство, следящий привод, вентиль, датчики давления, электрифицированные задвижки, датчики положения электрифицированных задвижек, бактерицидную установку и блок управления, причем вертикально-трубчатая система выполнена в виде ряда последовательно соединенных вертикальных труб, источник технического кислорода соединен с воздухораспределителем аэрируемой песколовки и со всасывающим патрубком струйного аппарата, шнекообразная лопасть размещена соосно в выходном патрубке струйного аппарата, всасывающий патрубок первого повысительного насоса соединен с отводящим трубопроводом первичного отстойника и с выходным патрубком струйного аппарата, входной патрубок струйного аппарата соединен с напорным патрубком второго повысительного насоса, всасывающий патрубок которого соединен с трубопроводом возвратного активного ила вторичного отстойника, вход вертикально-трубчатой системы соединен с напорным патрубком первого повысительного насоса, ее выход соединен с подводящим трубопроводом вторичного отстойника, вход фильтра соединен с отводящим трубопроводом вторичного отстойника и с подводящим трубопроводом первичного отстойника, выход фильтра соединен со входом бактерицидной установки и с напорным патрубком промывного насоса, всасывающий патрубок которого соединен с резервуаром-накопителем промывной воды, выход бактерицидной установки соединен с потребителем очищенной сточной воды, кран с поплавковым приводом соединен с трубопроводом очищенной сточной воды и с резервуаром-накопителем промывной воды, концентратомер растворенного кислорода в сточной воде установлен на выходе вертикально-трубчатой системы и соединен с блоком управления, суммирующий вход сравнивающего устройства соединен с задающим устройством, выход сравнивающего устройства соединен со входом следящего привода, выход которого соединен с запорно-регулирующим органом вентиля, а вычитающий вход сравнивающего устройства, датчики давления, электрифицированные задвижки и датчики положения электрифицированных задвижек соединены с блоком управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1