установка для двухступенчатой биологической очистки сточных вод

Формула изобретения

Установка для двухступенчатой биологической очистки сточных вод, содержащая первую ступень очистки в виде башенного биофильтра, состоящую из корпуса, заполненного загрузкой, и вторую ступень очистки в виде биопруда, над которым установлен биофильтр, снабженный расположенной вокруг корпуса биофильтра по всей его высоте навесной стеной с воздухосборным зонтом, установленным с зазором над поверхностью воды в биопруду, трубопроводом и насосом, подающим обрабатываемую сточную воду из биопруда из-под воздухосборного зонта в верхнюю часть биофильтра, отличающаяся тем, что она снабжена установленным над биофильтром навесом, выполненным в виде конфузора с воздухопропускными окнами, обечайки и диффузора, экраном обтекаемой формы, расположенным с наружной стороны окон в пределах конфузора, обечайки и половины высоты диффузора, при этом на наружной поверхности диффузора и внутренней поверхности экрана предусмотрены криволинейные винтообразные направляющие, сообщенные с кольцевой канавкой и сборником загрязнений, а на поверхности воды и биопруду установлены теплообменники.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод и может быть использовано в системах охлаждения производственных вод.

Известна установка двухступенчатой биологической очистки сточных вод (см. а. с. N 1326560 МКИ C 02 F 3/04, Бюл. N 28, 1987), содержащая первую ступень очистки в виде башенного биофильтра, состоящего из корпуса, заполненного загрузкой, и вторую ступень очистки в виде биопруда, над которым установлен биофильтр, который снабжен расположенной вокруг корпуса биофильтра по всей его высоте стеной с воздухосборным зонтом, установленным с зазором над поверхностью воды в биопруду.

Недостатком данной установки является неполное использование волновых процессов для окисления загрязнений, содержащихся в обрабатываемой воде.

Известна установка для двухступенчатой биологической очистки сточных вод (см. а. с. N 1623977 МКИ C 02 F 3/04, Бюл. N 14, 1991), содержащая первую ступень очистки в виде башенного биофильтра, состоящего из корпуса, заполненного загрузкой, и вторую ступень очистки в виде биопруда, над которым установлен биофильтр, снабженный расположенной вокруг корпуса биофильтра по всей его высоте навесной стеной с воздухосборным зонтом, установленным с зазором над поверхностью воды в биопруду, трубопроводом и насосом, подающим обрабатываемую сточную воду из биопруда из-под воздухосборного зонта в верхнюю часть биофильтра, установка снабжена навесом, установленным над биофильтром.

Недостатком данной установки является отсутствие прерывности обрабатываемых сточных вод, обеспечивающей интенсивность образования биопленки, незначительное количество воздуха из-за слабой его тяги.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффекта биологической очистки обрабатываемых сточных вод и производительности установки за счет увеличения количества поступающего воздуха в биофильтр путем создания дополнительной его тяги установкой над биофильтром навеса, выполненного в виде конфузора с воздухопропускными окнами, обечайки и диффузора; экраном обтекаемой формы, расположенным с наружной стороны окон в пределах конфузора, обечайки и половины высоты диффузора, при этом на наружной поверхности диффузора и внутренней поверхности экрана предусмотрены винтообразные направляющие, сообщенные с кольцевой канавкой и сборником загрязнений, а на поверхности воды в биопруду установлены теплообменники.

Технический результат достигается тем, что установка для двухступенчатой биологической очистки сточных вод, содержащая первую ступень очистки в виде башенного биофильтра, состоящую из корпуса, заполненного загрузкой, и вторую ступень очистки в виде биопруда, над которым установлен биофильтр, снабженный расположенной вокруг корпуса биофильтра по всей его высоте навесной стеной с воздухосборным зонтом, установленным с зазором над поверхностью воды в биопруду, трубопроводом и насосом, подающим обрабатываемую сточную воду из биопруда в верхнюю часть фильтра, снабжена установленным над биофильтром навесом, выполненным в виде конфузора с воздухопропускными окнами, обечайки и диффузора, экраном обтекаемой формы, расположенным с наружной стороны окон в пределах конфузора, обечайки и половины высоты диффузора, при этом на наружной поверхности диффузора и внутренней поверхности экрана предусмотрены криволинейные винтообразные направляющие, сообщенные с кольцевой канавкой и сборником загрязнений, а на поверхности воды в биопруду установлены теплообменники. Наличие навеса в виде конфузора и диффузора с обтекаемым экраном создают эффект дефлектора, усиливаемого криволинейными винтообразными направляющими, возрастает тяга воздуха, поступающего в биофильтр, отбирая тепло с поверхности воды в биопруду. При этом повышается эффект биологической очистки сточных вод и производительность установки за счет интенсивного окисления органических загрязнений.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемой установки для двухступенчатой очистки сточных вод, а на фиг. 2 - криволинейные винтообразные направляющие.

Установка содержит трубопровод 1 для подачи сточных вод в распределительную систему 2 первой ступени биологической очистки - биофильтр, над которым установлен навес 3. Биофильтр состоит из корпуса 4, заполненного загрузкой 5. Вокруг корпуса 4 биофильтра установлена навесная стена 6, которая выполнена из легких конструкций, например асбестоцемента. Между корпусом 4 и навесной стеной 6 расположена теплоизоляционная прослойка 7. Загрузка 5 в биофильтре удерживается с помощью дренажной решетки 8. Продолжением навесной стены 6 является воздухосборный зонт 9, назначение которого обеспечивать площадь сбора теплого воздуха с поверхности второй ступени установки для биологической очистки сточных вод - биопруда 10 и направление его через слой загрузки 5 биофильтра в прослойку 7. Биофильтр имеет опорную конструкцию 11, состоящую из опорных столбиков, фундамента и т.д., установленных на дне биопруда. Под воздухосборным зонтом 9 установлен всасывающий трубопровод 12, через который насосом 13 по напорному трубопроводу 14 обрабатываемая сточная вода из биопруда 10 подается в водораспределительную систему 2 биофильтра.

Для установки тяги воздуха, проходящего через загрузку 5 биофильтра, повышения эффекта окисления микроорганизмов, интенсификации образования биопленки навес 5 выполнен в виде конфузора 15 с воздухопропускными окнами 16, обечайки 17 и диффузора 18, на наружной стороне окон предусмотрен экран 19 обтекаемой формы с зазором для прохода воздуха с криволинейными винтообразными направляющими 20 на наружной поверхности диффузора и внутренней поверхности экрана, связанных с кольцевой канавкой 21 и со сборником загрязнений 22. Для нагрева атмосферного воздуха на поверхности воды в биопруду предусмотрены теплообменники 23.

Установка для двухступенчатой биологической очистки сточных вод работает следующим образом.

Исходная сточная вода по трубопроводу 1 поступает прерывисто через водораспределительную систему 2 в верхнюю часть загрузки 5 биофильтра и, проходя через нее, сточная вода освобождается от загрязнений за счет действия биопленки, закрепленной на поверхности загрузки 5. Пройдя первую ступень биологической очистки, сточная вода поступает во вторую ступень - биопруд 10, которая расположена под воздухосборным зонтом 9, где заканчивается процесс биологической очистки. Воздухосборный зонт 9 направляет поток теплого воздуха с той части поверхности биопруда 10, которая расположена под воздухосборным зонтом 9, нагрев которого повышается при его прохождении через теплообменники 23. Тяга воздуха через загрузку 5 усиливается за счет эффекта его подсоса при помощи ветрового воздействия путем обтекания экрана 19 из-за создаваемого повышенного давления атмосферного воздуха на наветренней стороне навеса и пониженного давления на подвертенней стороне, эффекта разрежения (вакуума), эффекта дефлектора, усиливаемого при помощи криволинейных винтообразных направляющих, создающих закрутку воздуха и волнообразное его движение. Выносимые с воздухом твердые частицы загрязнений, попадая в криволинейные винтообразные направляющие, закручиваются в них, коагулируются, укрупняются и попадают в кольцевую канавку, а оттуда в сборник загрязнений. Освобожденный от твердых частиц воздух становится более легким, то есть обладает меньшей плотностью и тяга его повышается, снижение количества выносимых биофильтром твердых частиц, загрязняющих наружный атмосферный воздух, оздоровляет экологическую обстановку в зоне функционирования сооружений по очистке сточных вод системы водоотведения. Задержанные установкой загрязнения удаляются из сборника загрязнений 22 по мере их накопления.

В целях предупреждения высыхания или замерзания биопленки и, соответственно, нарушений в работе или выходе из строя биофильтра при прекращении подачи сточных вод включается насос 13, который из-под воздухосборного зонта 9 по всасывающему трубопроводу 12 обрабатываемую воду из биопруда 10 подает в напорный трубопровод 14 и далее в водораспределительную систему 2 биофильтра. Навес 3 защищает биофильтр от атмосферных воздействий через верхнюю его часть.

Применение предлагаемой установки повышает степень биологической очистки сточных вод за счет интенсификации процессов образования биопленки на поверхности загрузки при подаче теплого воздуха и усиленной его тяги и способствует повышению производительности установки и надежной ее работе.

Оригинальность прелагаемого технического решения установки заключается в сочетании для повышения эффекта биологической очистки сточных вод и ее производительности в использовании усиления тяги воздуха, извлечения на него твердых частиц загрязнений и дополнительного его нагрева без привлечения энергии извне.