установка биологической очистки сточных вод

Формула изобретения

1. Установка биологической очистки сточных вод, содержащая последовательно соединенные приемную камеру, решетки, песколовки, первичные отстойники, аэротенки, вторичные отстойники, соединенные с иловой станцией самотечным трубопроводом, напорные трубопроводы циркуляционного активного ила до аэротенка и избыточного ила до приемной камеры, размещенный над уровнем жидкости в приемной камере смеситель с воздухом в виде вертикального цилиндра с тангенциальным входным патрубком, соединенным с напорным трубопроводом подачи избыточного ила и закрепленным в нижней части цилиндра лопаточным завихрителем, отличающаяся тем, что над уровнем жидкости аэротенка установлен дополнительный смеситель с двумя тангенциальными патрубками, один из которых подсоединен к напорному трубопроводу циркуляции активного ила от иловой станции, а второй соединен трубопроводом с иловой станцией через автоклав, причем смеситель приемной камеры снабжен вторым тангенциальным патрубком, соединенным с насосной станцией подачи сырого осадка из первичного отстойника.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительный смеситель снабжен дополнительным тангенциальным патрубком, соединенным трубопроводом с эрлифтом подачи очищенной сточной воды из аэротенка.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что на уровне тангенциальных патрубков смесителей размещены крыльчатки привода вала, на котором закреплены пропеллерные лопасти.

4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что пропеллерные лопасти размещены по обеим сторонам крыльчаток.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к технике очистки бытовых и производственных сточных вод, а также может быть применено для очистки сточных вод животноводческих комплексов.

Известна установка для биологической очистки сточных вод, содержащая последовательно соединенные между собой приемную камеру, решетки, песколовки, первичные отстойники, аэротенки, вторичные отстойники, соединенные с иловой станцией самотечным трубопроводом, напорные трубопроводы циркуляционного активного ила до аэротенков и избыточного активного ила [1].

Недостатком установки является малая эффективность очистки воды и относительно низкая надежность ее работы, что ограничивает ее применение.

Наиболее близким известным техническим решением по своей сущности и достигаемому результату является установка для биологической очистки сточных вод, содержащая последовательно соединенные между собой приемную камеру, решетки, песколовки, первичные отстойники, аэротенки, вторичные отстойники, соединенные с иловой станцией самотечным трубопроводом, напорные трубопроводы циркуляционного активного ила до аэротенков и избыточного ила до приемной камеры, размещенный над уровнем жидкости в приемной камере смеситель с воздухом в виде вертикального цилиндра с тангенциальным входным патрубком, соединенным с напорным трубопроводом подачи избыточного ила и закрепленным в нижней части цилиндра лопаточным завихрителем [2].

В известном устройстве благодаря установке над приемной камерой смесителя воздуха с избыточным активным илом и подаче рециркуляционного активного ила в аэротенк удается повысить качество очистки воды.

Однако непосредственная подача по напорному трубопроводу циркуляционного активного ила от иловой станции в аэротенк, при отсутствии смешивания с атмосферным воздухом, не создает достаточных условий для эффективной очистки воды в аэротенке.

Отсутствие стимулятора процесса размножения и роста микроорганизмов ила внутри аэротенка не обеспечивает требуемой скорости окисления загрязнений в воде и их извлечение из воды.

Высокая залповая нагрузка на активный ил в аэротенке с высокой концентрацией загрязнений подавляет активность ила, что отрицательно сказывается на качестве очистки воды в аэротенке.

Из-за того, что подсос атмосферного воздуха в смеситель происходит лишь за счет разрежения, возникающего по центральной оси цилиндра, которое невелико, интенсивность подсоса воздуха для смешивания с илом недостаточна, что не обеспечивает требуемую степень окисления примесей. Поэтому производительность установки в целом остается недостаточной.

Цель предлагаемого изобретения - повышение качества очистки сточных вод и производительности.

Поставленная цель достигается тем, что в заявляемой установке биологической очистки сточных вод, содержащей последовательно соединенные между собой приемную камеру, решетки, песколовки, первичные отстойники, аэротенки, вторичные отстойники, соединенные с иловой станцией самотечным трубопроводом, напорные трубопроводы циркуляционного активного ила до аэротенков и избыточного ила до приемной камеры, размещенный над уровнем жидкости в приемной камере смеситель с воздухом в виде вертикального цилиндра с тангенциальным входным патрубком, соединенным с напорным трубопроводом подачи избыточного ила и закрепленным в нижней части цилиндра лопаточным завихрителем, согласно изобретению, над уровнем жидкости аэротенка установлен дополнительный смеситель с двумя тангенциальными патрубками, один из которых подсоединен к напорному трубопроводу циркуляции активного ила от станции, а второй соединен трубопроводом с иловой станцией через автоклав, причем смеситель приемной камеры снабжен вторым тангенциальным патрубком, соединенным с насосной станцией подачи сырого осадка из первичного отстойника.

Предпочтительно, чтобы дополнительный смеситель был снабжен третьим тангенциальным патрубком, соединенным трубопроводом с эрлифтом подачи очищенной сточной воды из аэротенка.

Предпочтительно также, чтобы на уровне тангенциальных патрубков смесителей были размещены крыльчатки привода вала, на котором закреплены пропеллерные лопасти.

При этом целесообразно, чтобы пропеллерные лопасти были размещены по обеим сторонам крыльчаток.

Установка над уровнем жидкости аэротенка дополнительного смесителя с двумя тангенциальными патрубками, подсоединение одного из которых к напорному трубопроводу циркуляции активного ила от иловой станции, соединение второго патрубка трубопроводом с иловой станцией через автоклав, а также снабжение смесителя приемной камеры вторым тангенциальным патрубком, соединенным с насосной станцией подачи сырого осадка из первичного отстойника, позволяет обеспечить стимулирование роста и размножения микроорганизмов ила за счет освобождения в автоклаве внутриплазменного вещества, образуемого при термообработке микроорганизмов ила, богатого внутренней энергией, аминокислотами, витаминами, в том числе витамином B₁₂. При этом обеспечивается их тщательное перемешивание между собой и с воздухом и равномерное распределение по аэротенку.

При этом недостаток активного ила в приемной камере компенсируется сырым осадком из первичного отстойника.

Снабжение дополнительного смесителя третьим тангенциальным патрубком, соединенным трубопроводом с эрлифтом подачи очищенной сточной воды из аэротенка, позволяет повысить активность микроорганизмов ила за счет снижения концентрации примесей при залповой подаче загрязнений в аэротенк.

Размещение крыльчаток привода вала на уровне тангенциальных патрубков смесителей, крепление на валу пропеллерных лопастей позволяют повысить интенсивность подсоса атмосферного воздуха.

Размещение пропеллерных лопастей по обеим сторонам крыльчаток позволяет дополнительно повысить интенсивность диспергации воздуха и ила.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод о соответствии критерию "Новизна".

Сопоставительный анализ не только с прототипом, но и с другими известными техническими решениями в данной области техники не позволил выявить в них признаки, сходные с отличительными признаками предложенной установки, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".

Анализ взаимодействия основных признаков предложенной установки позволяет сделать вывод о возможности ее эффективного промышленного применения.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой установки, общий вид.

На фиг. 2 - место I, смеситель над приемной камерой.

На фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2.

На фиг. 4 - место II, смеситель над аэротенком.

На фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 4.

Установка содержит последовательно соединенные между собой приемную камеру 1, решетки 2, песколовки 3, первичные отстойники 4, аэротенки 5, вторичные отстойники 6.

Вторичные отстойники 6 соединены самотечным трубопроводом 7 с иловой станцией 8.

Над уровнем жидкости в приемной камере 1 размещен смеситель 9 с воздухом в виде вертикального цилиндра 10 с тангенциальным входным патрубком 11. Патрубок 11 соединен с напорным трубопроводом 12 подачи избыточного ила со станции 8. В нижней части цилиндра 10 размещен лопаточный завихритель 13. Смеситель 9 снабжен вторым тангенциальным патрубком 14, соединенным трубопроводом 15 с насосной станцией 16 подачи сырого осадка из первичных отстойников 4.

Над уровнем жидкости аэротенка 5 установлен дополнительный смеситель 17 с атмосферным воздухом с тангенциальным патрубком 18, соединенным напорным трубопроводом 19 циркуляционного активного ила иловой станции 8, и вторым тангенциальным патрубком 20, соединенным трубопроводом 21 с иловой станцией 8 через автоклав 22.

Предпочтительно, чтобы смеситель 17 был снабжен третьим тангенциальным патрубком 23, соединенным трубопроводом 24 с эрлифтом 25 подачи очищенной сточной воды из аэротенка 5.

Предпочтительно также, чтобы на уровне тангенциальных патрубков смесителей 9 и 17 были размещены крыльчатки 26 привода вала 27, на котором закреплены пропеллерные лопасти 28.

Целесообразно, чтобы пропеллерные лопасти 28 были размещены с обеих сторон крыльчаток 26.

Вал 27 своей верхней частью укреплен во втулке 29 крышки 30 с окнами 31 для подачи атмосферного воздуха.

Установка работает следующим образом.

Сточная жидкость поступает в приемную камеру 1, где предварительно смешивается с избыточным активным илом, поступающим с иловой станции 8 через трубопровод 12, сырым осадком из первичного отстойника 4 через трубопровод 15 путем перемешивания в смесителе 9 с одновременным подсосом атмосферного воздуха. После приемной камеры 1 смесь направляется на решетки 2, где происходит окончательное смешивание с одновременным задержанием крупных загрязнений. После решеток 2 смесь поступает самотеком в песколовки 3, где при сравнительно невысоких скоростях движения жидкости происходит осаждение тяжелых механических примесей (песка) и всплывание пузырьков воздуха, которые флотируют мелкие органические вещества и поддерживают их во взвешенном состоянии, за счет чего происходит улучшение качества осадка в песколовках.

После песколовок смесь направляется в первичные отстойники 4, где она движется со скоростью, не превышающей 10 мм/с. При поступлении смеси в отстойную зону первичных отстойников 4 происходят одновременно процессы хлопьеобразования и осаждения взвешенных веществ и ила, причем весь избыточный активный ил выпадает в осадок.

Осадок скоагулированных взвешенных веществ и ила из первичных отстойников 4 подается на дальнейшую обработку (например, в метантенки), а осветленная сточная жидкость поступает на биологическую очистку в аэротенки 5.

В смесителе 17 происходит смешивание активного ила, поступающего по трубопроводу 19 с иловой станции 8, термически обработанного ила в автоклаве 22, поступающего по трубопроводу 21 из иловой станции 8, и атмосферного воздуха, засасываемого через верхнюю часть смесителя. Иловая смесь из аэротенков 5 поступает во вторичные отстойники 6, где разделяется на очищенную сточную воду и активный ил, выпадающий в осадок. Ил, выпавший в осадок, собирается илососами и затем по самотечному трубопроводу 7 поступает в иловую насосную станцию 8.

В случае крепления к смесителю 17 третьего тангенциального патрубка 23, соединенного трубопроводом 24 с эрлифтом 25 подачи очищенной сточной воды из аэротенка 5, снижается концентрация примесей в сточной воде, что предотвращает подавление активности микроорганизмов ила при залповых выбросах примесей в сточной воде.

В случае применения в смесителях 9 и 17 крыльчаток 26 последние под воздействием кинетической энергии подаваемой смеси приводятся во вращательное движение, одновременно вращая лопастные пропеллеры 28. При этом производится тщательное перемешивание подаваемых по тангенциальным патрубкам компонентов с одновременным интенсивным всасыванием через окна 31 атмосферного воздуха пропеллерами 28, который диспергируется в перемешиваемой смеси. Лопаточный завихритель 13 дополнительно закручивает поток, который веером распределяется по поверхности жидкости в приемной камере 1 и аэротенке 5.

Установка пропеллерных лопастей 28 по обеим сторонам от крыльчатки 26 повышает интенсивность притока воздуха и перемешивания всех компонентов.

Технико-экономическая эффективность предложенной установки заключается в повышении качества очистки сточных вод на 25 - 30% и увеличении производительности в 1,3 раза благодаря установке смесителя над аэротенком, веерной подаче в аэротенк смеси активного ила с высоким насыщением кислородом и вводу стимулятора в виде внутриплазменного вещества, образуемого при термообработке в автоклаве микроорганизмов ила.

При этом обеспечивается эффективная коагуляция примесей в сточной воде в приемной камере за счет дополнительной подачи сырого осадка из первичных отстойников, компенсирующей недостаток поступления активного ила из-за использования его части на производство стимулятора в автоклаве.

Снабжение смесителей крыльчаткой с лопастными пропеллерами позволяет интенсифицировать процесс диспергации компонентов и увеличить приток атмосферного воздуха.