газожидкостный растворитель

Формула изобретения

Газожидкостный растворитель для биологической очистки сточных вод или обеззараживания питьевой воды, содержащий вертикальную колонну для подвода сточной жидкости, метатенк для минерализации осадка, а также насос, компрессор, аэротенк и отстойник, отличающийся тем, что он снабжен резервуаром для полного освобождения сточной жидкости от взвешенной органики и одновременного сгущения и отведения этой взвешенной органики со сбросом ее в метатенк, а также - стабилизатором расхода газожидкостной смеси, верхняя и нижняя части которого соединены соответственно с верхней и нижней частями вертикальной колонны, причем нижняя часть последней соединена также с упомянутым резервуаром, а ее верхняя часть - с насосом, компрессором, аэротенком и отстойником, при этом верхняя часть резервуара выполнена в виде наклонных зигзагообразных попарно установленных с зазорами между собой тонкостенных плит и соединена трубопроводом с метатенком.

Описание изобретения к патенту

Изобретение предназначено для очистки сточных вод или для обеззараживания питьевой воды и может найти применение в тех отраслях промышленности, где необходимо производить очистку сточных вод и в городском водоснабжении.

Известна комплексная система биологической очистки сточных вод (а.с. СССР №1623980, С02F 3/12, 1988), которая характеризуется компактной компоновкой, размещением этажерками напорных аэротенков и деаэраторов, выполнением вторичного отстойника, установкой промежуточного отстойника и размещением регенератора активного ила над верхним аэротенком.

Данная система из-за резкого увеличения высоты расположения аэротенков имеет повышенную стоимость сооружения.

Известен также газожидкостный растворитель для биологической очистки сточных вод или обеззараживания питьевой воды (а.с. СССР и 551257, С02F 3/26, 1970), который содержит по крайней мере одну камеру для обработки жидкости, соединенную с системами подачи жидкости и газа, а также одну или несколько, по количеству основных, дополнительных камер, каждая из которых установлена перед основной, выше нее и соединена с вакуумирующей системой, причем основные и дополнительные камеры соединены между собой последовательно.

Данное техническое решение является наиболее близким к предлагаемому по решаемой задаче и достигаемому результату, применение известного устройства обеспечивает частичное снижение стоимости очистительных сооружений, однако не улучшает качества очистки и не уменьшает занимаемых площадей.

Задачами, на решение которых направлено настоящее изобретение, являются снижение стоимости устройства, повышение качества очистки жидкости и сокращение занимаемых площадей, для чего в газожидкостном растворителе для биологической очистки сточных вод или обеззараживания питьевой воды, содержащем вертикальную колонну для подвода сточной жидкости, метатенк для минерализации осадка, а также насос, компрессор, аэротенк и отстойник, установлен резервуар для полного освобождения сточной жидкости от взвешенной органики и одновременного сгущения и отведения этой органики со сбросом ее в метатенк, а также стабилизатор расхода газожидкостной смеси, верхняя и нижняя части которого соединены соответственно с верхней и нижней частями вертикальной колонны, причем нижняя часть последней соединена также с упомянутым резервуаром, а ее верхняя часть - с насосом, компрессором, аэротенком и отстойником, при этом верхняя часть резервуара выполнена в виде наклонных зигзагообразных попарно установленных с зазорами между собой тонкостенных плит и соединена трубопроводом с метатенком.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид газожидкостного растворителя, на фиг.2 - резервуар 7 в увеличенном масштабе.

Газожидкостный растворитель для биологической очистки сточных вод или обеззараживания питьевой воды содержит вертикальную колонну 1 для подвода сточной жидкости, метатенк 2 для минерализации осадка, а также насос 3, компрессор 4, аэротенк 5 и отстойник 6. Он снабжен резервуаром 7 для полного освобождения сточной жидкости от взвешенной органики и одновременного сгущения и отведения этой взвешенной органики со сбросом ее в метатенк, а также стабилизатором 8 расхода газожидкостной смеси, верхняя 9 и нижняя 10 части которого соединены трубопроводами 11 и 12 соответственно с верхней 13 и нижней 14 частями вертикальной колонны. Нижняя часть последней соединена трубопроводом 15 с упомянутым резервуаром, а ее верхняя часть - трубопроводами 16, 17, 18 и 19 соответственно с насосом, компрессором, аэротенком и отстойником. Верхняя часть резервуара выполнена в виде наклонных зигзагообразных попарно установленных с зазорами между собой тонкостенных плит 20 и соединена трубопроводом 21 с метатенком.

Тонкостенные плиты имеют вертикальные стенки 22 и 23 соответственно большей к меньшей высоты. Резервуар 7 снабжен лотками 24, а трубопроводы 16 и 21 соединены трубопроводом 25.

Работа газожидкостного растворителя заключается в следующем. При помощи насоса 3 и компрессора 4 сточная вода и сжатый воздух подаются по трубопроводам 16 и 17 в верхнюю часть 13 вертикальной колонны 1 высотой 20-30 м. Поскольку растворимость воздуха прямо пропорциональна давлению, в нижней части колонны она будет в 3-4 раза выше. При оптимальной скорости движения жидкости (сточной воды) в колонне 0,35 м/с скорость движения воздушных пузырьков вниз будет равна 0,05 м/с, что позволит увеличить время растворения до 400-600 с и обеспечит полную растворимость воздуха, форсируемого ростом давления (в отличие от 10% растворяемого воздуха в существующих системах). При этом время нахождения воды в колонне и взвешенной органики составит порядка 100 с. Это позволит насытить взвешенную органику растворенным воздухом в достаточном количестве для последующего полного осветления воды перед аэротенком 5.

Для сохранения постоянства скоростей растворяемой смеси колонна выполнена сужающейся по направлению к ее основанию.

Для стабильности режимов при колебаниях водопотребления городом или другим объектом с обеспечением оптимальной постоянной скорости в колонне предлагаемое устройство снабжено стабилизатором 8. Кроме того, в колонну сбрасывается по трубопроводу 19 из отстойника 6 избыточный активный ил для дополнительного повышения эффективности работы устройства. Из колонны вода перетекает в резервуар 7 с частично уменьшенным давлением, благодаря чему в растворенные в жидкости частицы загрязнений и избыточного активного ила выделяются воздушные пузырьки, снижающие их удельный вес ниже единицы, в результате они все всплывают. Полностью осветленная вода перетекает в аэротенк 5, уменьшенный в несколько раз по сравнению с существующими, поскольку теперь здесь минерализуется лишь растворенная органика. В результате, в целом, размер устройства уменьшается многократно, что позволяет разместить его в пределах города для снижения стоимости канализационной сети. При этом из отстойника 6 циркулирующий ил (около 90%) возвращается в аэротенк 5 по трубопроводу 18, а избыточный ил (около 10%) направляется по трубопроводу 19 в колонну 1.

Тонкостенные плиты 20 частично погружены в жидкость. При этом сгущенная жидкость поступает в зазоры между вертикальными стенками 22 и 23, а затем через стенки 23 меньшей высоты (обозначено стрелками "А") переливается в лотки 24 и далее по трубопроводу 21 в метатенк 2. Благодаря этому сточная жидкость полностью освобождается от осадка и масляной пленки в резервуаре перед поступлением ее в аэротенк (по стрелке "Б").

Для образования оптимальной концентрации взвешенной органики с целью оптимизации режима работы метатенка сточная вода от насоса по трубопроводу 25 подводится к трубопроводу 21.

Предлагаемое устройство позволяет многократно уменьшить объемы входящих в него конструкций (аэротенков, отстойников и др.), уменьшить длины, диаметры и глубины заложения коллекторов, что значительно снизит стоимость сооружений. Кроме того, за счет многократного увеличения растворимости сжатого воздуха повышается качество очистки жидкости.

Применение устройства позволит уменьшить количество районных канализационных станций и, следовательно, увеличится надежность функционирования сети.

Дополнительное преимущество устройства состоит в том, что минерализация органики, которая происходит в метатенке, позволяет превратить ее в удобрение и использовать в сельском хозяйстве.