способ очистки сточных вод

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, включающий смешение очищаемой воды с реагентами, подачу ламинарным потоком на осадительные наклонные пластины и последующее пропускание через слой плавающей загрузки, ограниченный снизу решеткой в направлении снизу вверх, отличающийся тем, что на выходной части пластин осуществляют возмущение ламинарного потока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам очистки сточных вод и может быть использовано для обработки гальваностоков и стоков предприятий цветной металлургии.

Известно устройство для очистки сточных вод, в котором очищаемая вода после прохождения реакционной, флокуляционной и отстойной камер поступает в фильтрационную камеру, фильтрующий элемент которой выполнен в виде гранул из вспененного полистирола [1]

Недостатком известного устройства является постоянное забивание фильтрующего элемента, вызываемое скоплением и уплотнением неоседаемых частиц, что требует остановки процесса очистки и промывки запиточного материала.

Известно устройство для очистки сточных вод, в котором процесс осуществляют смешиванием очищаемой воды с реагентами, подачей ламинарным потоком на осадительные наклонные пластины и последующим пропусканием через слой плавающей загрузки, ограниченной снизу решеткой, в направлении снизу вверх [2]

Недостатком данного устройства, выбранного в качестве прототипа, является работа фильтрующего элемента в режиме повышенного противодавления, вызываемом налипанием неосевшей взвеси на нижний слой засыпки, быстрым ее увеличением по толщине и дальнейшим уплотнением. Таким образом, в способе очистки, осуществляемом в данном устройстве, все операции (коагуляция, флокуляция, осаждение) являются непрерывными, а фильтрующий элемент сдерживает возможности устройства, требуя периодической остановки и промывки. При этом, как показала практика, образующийся в начале работы устройства слой из неосевшей взвеси проявляет высокие фильтрующие свойства до момента, пока его толщина не достигает размеров, при которых начинается процесс уплотнения, причем степень уплотнения, постоянно увеличиваясь, как раз и приводит к повышению сопротивления фильтрующего элемента, чем и снижается эффективность очистки.

Отличие предлагаемого изобретения заключается в том, что в описанном способе очистки сточных вод, включающем смешение очищаемой воды с реагентами, подачу ламинарным потоком на осадительные наклонные пластины и последующее пропускание через слой плавающей загрузки, ограниченной снизу решеткой, в направлении снизу вверх, на выходной части пластин осуществляют возмущение ламинарного потока.

В известном процессе очистки операции осаждения и фильтрации недостаточно согласованы, так как именно ламинарное течение воды на участке при сходе ее с наклонных пластин и входе в фильтрующий элемент способствует быстрому накапливанию и дальнейшему уплотнению взвеси на нижнем слое засыпки. Создание же на этом участке незначительных возмущений препятствует излишнему скапливанию взвеси за счет устранения застойных зон, одновременно с этим создаются условия для объединения мелких частиц взвеси в более крупные образования, которые в дальнейшем приобретают отрицательную плавучесть, оседают и в дальнейшем уже не участвуют в налипании на сформированный фильтрующий слой.

Таким образом, основное назначение вносимых возмущений создать колебания слоев воды, предотвращающие накопление частиц взвеси в фильтрующем слое и способствующие их объединению во взвешенном состоянии. При этом толщина сформированного фильтрующего слоя из неосаждаемой взвеси будет определяться степенью турбулентности, создаваемой выходными кромками осадительных пластин. Граница возмущений в этом случае будет распространяться только на ту зону, где предотвращается дальнейшее налипание взвеси, а сформированный слой, обеспечивающий фильтрацию воды, будет иметь постоянную толщину, при этом излишки будут регулярно удаляться путем возмущающих колебаний и перевода неосевшей взвеси в осаждаемую за счет объединения частиц взвеси.

Конструктивно создание возмущений на выходе с наклонных осадительных пластин достигается как уменьшением сечения для получения больших локальных скоростей потоков, так и закруткой потока, которая за счет изгиба выходных кромок пластин может выполняться вихревой, сносящей, встречной или их вариантами направленности возмущений ламинарного потока относительно горизонтальной плоскости фильтрующего элемента.

На фиг. 1 схематически изображена отстойная камера с фильтрующим элементом; на фиг.2-4 варианты выполнения кромок осадительных пластин; на фиг.5 профиль осадительных пластин.

Способ очистки осуществляется следующим образом. Очищаемая вода после смешивания с коагулянтами и флокулянтами (на чертеже не показаны) поступает на наклонные осадительные пластины 1, где за счет снижения скоростей потока происходит осаждение взвесей на поверхность пластин. На выходе осадительных пластин 1, выходные кромки которых выполнены в виде вихреобразователей 2, поток воды приобретает завихрение или изменение направления. При входе в фильтрующий элемент 7 вода поступает непосредственно к плавающей загрузке 3, при этом имеющиеся взвеси задерживаются на развитой поверхности нижнего ряда полистироловой загрузки. При дальнейшей работе из поступающей воды взвесь осаждается уже не непосредственно на плавающей загрузке 3, а на верхнем налипшем слое взвеси, увеличивая при этом толщину этого слоя. Поскольку возмущения ламинарного потока затрагивают определенную зону, то в той зоне, где они отсутствуют, будет беспрепятственно формироваться фильтрующий слой 5 из задерживаемой взвеси. Дальнейший рост слоя 5 по толщине ограничивается возмущениями 6 колебаниями слоев воды, ее перемешиванием, созданием завихрений и т.п. Поэтому на условной границе 4 дальнейшее налипание и уплотнение сформированного фильтрующего слоя 5 будет сдерживаться, поскольку возмущения в потоках воды будут способствовать объединению, слипанию взвешенных частиц между собой и последующему их осаждению по достижении отрицательной плавучести. Возмущения потоков воды на выходных кромках осадительных пластин могут быть получены за счет выполнения тангенциальных участков двух соседних проходных каналов 8 (фиг.2), или уменьшения сечения в каждом из каналов 8 (фиг.3), или с увеличивающейся от канала к каналу тангенциальностью, обеспечивая завихрения по двум осям (фиг.4). При выполнении осадительных пластин 1 в виде последовательно расположенных камер, развернутых друг относительно друга на 90^о, поток очищаемой воды кроме снижения скорости в этих камерах будет приобретать пульсацию, которая на выходе с осадительных пластин также создает турбулизацию и, уменьшая налипание взвеси на сформированный фильтрующий слой, способствует слипанию частиц и их осаждению.

Таким образом, предотвращается увеличение толщины сформированного слоя, создается благоприятная возможность для объединения и оседания взвешенных частиц, снижается возможность уплотнения фильтрующего слоя и работа фильтрующего элемента с противодавлением, чем и достигается повышение эффективности работы фильтра и всего устройства.

При конкретном выполнении заявленного способа фильтрующий слой из неосевшей взвеси формировался толщиной 25-30 см, наибольшая турбулентность от выходных кромок наклонных осадительных пластин распространялась на зону толщиной 20-25 см. Заявляемый способ позволил обеспечить более качественную очистку воды через сформированный слой, существенно повысить время работы очистного устройства за счет поддержания оптимальной толщины фильтрующего слоя.