комплексный способ безреагентной очистки сточных вод и брикетирования ила

Формула изобретения

1. Комплексный способ безреагентной очистки сточных вод и брикетирования ила, включающий подвод сточных вод в отстойник с механизированной выгрузкой осевшего ила, отличающийся тем, что он осуществляется в две стадии, на первой стадии выполняют следующие операции: распределенный сброс воды в приемную секцию отстойника, в которой разделяют взвешенные частицы и несмешиваемые жидкости по плотности выше и ниже плотности воды, аккумулируют и удерживают взвешенные частицы и несмешиваемые жидкости с плотностью ниже плотности воды в верхнем слое, перепускают взвешенные частицы и несмешиваемые жидкости с плотностью выше плотности воды на дно отстойника; интенсивно осаждают взвешенные частицы и несмешиваемые жидкости с плотностью выше плотности воды на дно отстойника в последующих секциях; ведут физико-электрическую обработку для интенсификации осаждения загрязнения на последовательно установленных осветлителях, расположенных по длине отстойника, с механизированной выгрузкой осевшего ила скребковым обезвоживающим конвейером в смеситель, куда добавляют связующее, наполнитель и нейтрализатор, перемешивают и подвергают прессованию, а полученные брикеты обеззараживают в печах СВЧ, на второй стадии, реализованной последовательным рядом технических устройств, ведут дополнительную физико-электрическую обработку воды, осаждение взвешенных частиц, аэрацию и озонирование воды, сбор осевшего в устройствах ила, который отправляют на обезвоживающую часть скребкового конвейера.

2. Комплексный безреагентный способ очистки сточных вод и брикетирования ила по п.1, отличающийся тем, что распределенный сброс воды в отстойник с механизированной выгрузкой производят плоской струей с трамплина в верхний слой воды для погашения энергии потока в направлении движения воды в отстойнике, где установлена поперечная перемычка, обеспечивающая перепуск воды и взвешенных частиц по плотности выше плотности воды под нижней кромкой над дном отстойника.

3. Комплексный безреагентный способ очистки сточных вод и брикетирования ила по п.1, отличающийся тем, что за перегородкой устанавливают последовательно устройства типа «жалюзи», обеспечивающие интенсивное осаждение взвешенных частиц с плотностью выше плотности воды на дно отстойника с механизированной выгрузкой ила.

4. Комплексный безреагентный способ очистки сточных вод и брикетирования ила по п.1, отличающийся тем, что на устройство физико-электрической обработки воды подают постоянное пульсирующее напряжение.

5. Комплексный безреагентный способ очистки сточных вод и брикетирования ила по п.1, отличающийся тем, что сброс воды из отстойника с механизированной выгрузкой ила ведут через устройство, обеспечивающее дополнительное осаждение взвешенных частиц и работающее по принципу сообщающихся сосудов.

6. Комплексный безреагентный способ очистки сточных вод и брикетирования ила по п.1, отличающийся тем, что сброс воды из отстойника с механизированной выгрузкой ведут через устройство, обеспечивающее регулирование глубины забора воды и/или аварийный водосброс самотеком и/или насосами в промежуточный отстойник, служащий для согласования производительности очистки воды первой и второй ступеней.

7. Комплексный безреагентный способ очистки сточных вод и брикетирования ила по п.1, отличающийся тем, что автономное устройство аэрации, представляющее емкость, которой обеспечивают диспергирование воды через форсунки, а над конусным днищем расположен ввод воздуховода, соединенный с вентилятором, забирающий воздух из атмосферы и имеющий эжектор для подачи избытка озона из реактора, а избыток воздуха отводят через трубу вверху емкости.

8. Комплексный безреагентный способ очистки сточных вод и брикетирования ила по п.1, отличающийся тем, что автономное устройство озонирования представляет емкость, над которой расположен генератор озона, а камеру озонирования располагают внутри емкости, при этом воду на озонирование подают под давлением 0,5-1,0 МПа.

9. Комплексный безреагентный способ очистки сточных вод и брикетирования ила по п.1, отличающийся тем, что завершающую очистку воды ведут в U-образной емкости физико-электрическим способом над тонкослойным осветлителем, пластины которого закреплены шарнирно и подвижно с амплитудой колебания на концах 2-3 мм, при этом пластины имеют нейтральное покрытие.

10. Комплексный безреагентный способ очистки сточных вод и брикетирования ила по п.1, отличающийся тем, что промежуточный отстойник и автономные устройства очистки воды второй стадии имеют конусные днища с углом наклона стенок 55° к горизонтальной плоскости.

11. Комплексный безреагентный способ очистки сточных вод и брикетирования ила по п.1, отличающийся тем, что воду из промежуточного отстойника используют для технических нужд, а воду второй стадии используют в хозяйственно-бытовых целях и/или сбрасывают во внешние водоемы.

12. Комплексный безреагентный способ очистки сточных вод и брикетирования ила по п.1, отличающийся тем, что полученный обезвоженный ил влажностью 20-30% подают в смеситель, куда добавляют, мас.%: связующее 5-10, нейтрализатор 5-10, наполнитель 20-30, а остальное ил, массу перемешивают и подвергают прессованию, а полученные брикеты обеззараживают в печах СВЧ 3-4 мин при нагреве их до температуры 150-200°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам безреагентной очистки сточных вод и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Известен водоочистной комплекс [1], который содержит последовательно соединенные между собой приемную камеру, решетки, песколовки, первичные отстойники, аэротенк, вторичные отстойники, аэрируемые резервуары-биореакторы с ершовой загрузкой, систему прудов, содержащую пруд 1-й ступени очистки, пруд 2-й ступени очистки и пруд 3-й ступени очистки, устройство механической очистки, станцию ультрафиолетового облучения (УФО) и насосную станцию. От приемной камеры до насосной станции сточные воды поступают самотеком. Водоочистной комплекс также содержит резервуар-илоуплотнитель и цех механического обезвоживания осадка, соединенный с песколовками трубопроводом, трубопровод для подачи в приемную камеру избыточного ила из пруда 1-й ступени очистки и пруда 2-й ступени очистки, трубопровод для подачи возвратного активного ила из вторичных отстойников в аэротенк и трубопровод для подачи избыточного ила в приемную камеру из вторичных отстойников. Через магистраль в аэротенк поступает воздух от компрессора.

Недостатками комплекса являются сложная механизированная выгрузка ила, необходимость сушки ила, а ультрафиолетовые лампы плохо обеззараживают мутную воду.

Известна комплектно-блочная модульная очистная станция [2], включающая резервуары многоступенчатой биологической очистки сточных вод сообществами микроорганизмов, прикрепленных на волокнистой ершовой насадке и в составе свободноплавающего активного ила, илоотделители и илоуплотнители, обезвоживающие осадки сточных вод устройства, системы коммуникаций для подвода и отвода сточных вод, подачи воздуха, отвода накапливающихся осадков, этажную компоновку резервуаров, оборудования и помещений для работы и пребывания обслуживающего персонала очистной станции, отличающаяся тем, что выполнена она в виде здания, по меньшей мере четырехэтажного, башенного типа с обособленным расположением биореакторов, снабжена воздуходувками, размещенными на нижнем этаже, сообщенными всасывающими трубопроводами с венткамерой, проходящей снизу доверху через все этажи помещений очистной станции и оборудованной поэтажными вентканалами, оборудована вентиляторами от помещения биореакторов для выведения отработанного в биореакторах воздуха за пределы здания очистной станции через очищающее и обеззараживающее устройство, снабжена биокомпостерами для переработки в биокомпост обезвоженных осадков сточных вод, дозревания и сушки за счет использования теплоты нагретого в воздуходувках воздуха.

Недостатками комплектно-блочной модульной очистной станции комплекса являются сложная механизированная выгрузка ила и необходимость его сушки.

Известна система для очистки сточных вод [3], содержащая насос для подачи сточных вод по трубе в вертикальный трубопровод, воздуходувку, трубопровод для подачи активного ила; подъемный трубопровод, первичный резервуар, далее трубопровод, дождераспылитель, напорный трубопровод, вторичный резервуар, трубопровод и аэротенок, трубопровод и емкость для выброса и сбора отходов, отличающаяся тем, что для повышения уровня качества очистки сточных вод дополнительно введено устройство для удаления механических примесей.

Сточная вода первоначально поступает в устройство для удаления механических примесей через патрон в межтрубное пространство и через окна в конусную часть и далее через щелевое сечение, образующееся конусной частью трубы и емкостью, и после обтекания емкости отправляется в область разряжения и вихревых потоков над емкостью, которые образуются за счет резкого изменения площади проходного сечения, в результате чего механические и другие тяжелые примеси за счет действия гравитационных сил выпадают в емкость, из которой по трубопроводу удаляются в сборник отходов.

Недостатками системы очистки сточных вод являются сложная механизированная выгрузка ила, нет дальнейших операций переработки отходов.

Известен способ очистки сточных вод [4], который заключается в предварительной очистке в реакторе коагуляционно активным железосодержащим осадком пульпы гальванокоагулятора, полученным при последующей очистке сточных вод, и флокулянтом, дальнейшем отстаивании предварительно очищенных сточных вод в отстойнике и последующей очистке их осветленной части в гальванокоагуляторе с загрузкой железо и кокс. Глубокую доочистку сточных вод производят последовательно соединенные накопитель осадка и фильтр-пресс, выход по осадку гальванокоагулятора через реактор-ферритизатор подключен к реактору предварительной очистки, а к реактору предварительной очистки и реактору-ферритизатору подведены магистрали подачи воздуха. Технический результат - снижение солесодержания очищенных стоков до уровня качества воды оборотного водоснабжения и получение при очистке стоков реально утилизируемого осадка.

Недостатками очистки сточных вод являются обработка воды химическими флокулянтами и коагулянтами, что ведет к загрязнению ими очищенной воды и сложность их улавливания, затраты на химреактивы.

Известен способ очистки воды и устройство для его реализации [5], который заключается в воздействии электрического тока и постоянного электрического поля на объем обрабатываемой жидкости и слой газа, расположенного над ней. Причем постоянное электрическое поле создают при импульсном характере изменения плотности тока, в результате затем транспортируют к обрабатываемой жидкости. Время транспортировки указанной смеси должно быть меньше времени установления стационарной концентрации радикалов. Затем осуществляют смешение озоногидроксильной смеси с обрабатываемой жидкостью и насыщение полученной смеси воздухом в объемном соотношении воздух/жидкость больше чем 1/1. Устройство для осуществления способа состоит из реактора, эжекторного насоса и смесителя, снабженных соединительными патрубками. Технический эффект - повышение эффективности очистки воды.

Известен способ очистки природных и сточных вод [6], включающий в себя фильтрование загрязненной жидкости через неоднородный дисперсный фильтрующий материал, помещенный в знакопостоянное электрическое поле и состоящий из двух или нескольких компонентов, один из которых обладает электропроводностью, отличающейся тем, что в фильтрующую загрузку вводят металлические электропроводящие включения в виде опилок с гидравлической крупностью, равной гидравлической крупности частиц фильтрующей загрузки.

Устройство для очистки природных и сточных вод, состоящее из цилиндрического корпуса с расположенными в нем полукольцевыми нерастворимыми электродами, подключенными к источнику постоянного электрического тока, поддерживающего слоя и фильтрующей загрузки в межэлектродном пространстве, водосборной воронки, трубопроводов исходной, технической, промывной и очищенной воды, отличающееся тем, что дополнительно оборудовано водосборной воронкой для приема и удаления промывной воды, эжектором и емкостью для металлических включений, вводимых в фильтрующую загрузку.

Известен способ очистки сточных вод с интенсификацией насыщения их кислородом и устройство для его реализации [7], которые характеризуются тем, что на дно в емкости с зазором устанавливают вертикальную трубу, снабженную патрубком для подачи сточных вод, вертикальной биологической загрузкой, расположенной в центре трубы, и установленным с возможностью перемещения вдоль трубы мелкопузырчатым аэратором, воздух в который подают импульсно, при этом емкость снабжают, по крайней мере, двумя парами эрлифтов, перекачивающими воду из емкости в трубу, причем выходные патрубки эрлифтов располагают по внутреннему периметру трубы тангенциально, аэратор устанавливают в верхней зоне трубы, в работу включают все эрлифты, а суммарную производительность эрлифтов выбирают из условия, что скорость движения переливаемой воды больше скорости перемещения пузырьков, вследствие чего обеспечивается перемещение пузырьков воздуха вниз.

Способ характеризуется тем, что на дно в емкости с зазором устанавливают вертикальную трубу, снабженную патрубком для подачи сточных вод, вертикальной иловой загрузкой, расположенной в центре трубы, и установленным с возможностью смещения вдоль трубы мелкопузырчатым аэратором, воздух в который подают импульсно, при этом емкость снабжают, по крайней мере, двумя парами эрлифтов, перекачивающими воду из емкости в трубу, причем выходные патрубки эрлифтов располагают по внутреннему периметру трубы тангенциально, аэратор устанавливают в нижней зоне трубы, в работу включают пару эрлифтов, а суммарную производительность эрлифтов выбирают из условия, что скорость поступления переливаемой воды меньше скорости перемещения пузырьков, вследствие чего обеспечивается замедленное перемещение пузырьков воздуха вверх.

Устройство, характеризующееся тем, что в емкости установлена с зазором относительно дна вертикальная труба, снабженная патрубком для подачи сточных вод, а внутри по центру трубы вертикально расположены биологическая загрузка и мелкопузырчатый аэратор, установленный с возможностью перемещения и фиксации в установленном положении, при этом емкость снабжена, по крайней мере, двумя парами лифтов, выходные патрубки которых расположены по внутреннему периметру трубы тангенциально, и расположенными на разных уровнях переливными трубопроводами, соединяющими емкость с отстойником, снабженным аэратором, рециркуляционным насосом ила и выпускным клапаном для выхода очищенной воды, а переливные трубопроводы снабжены взаимосвязанными запирающими клапанами.

Устройство снабжено взаимодействующими между собой блоком управления, компрессором, переключающим клапаном, распределителем с регулятором.

Известны способ очистки сточных вод и устройство для его осуществления [8], которое предназначено для очистки сточных вод, относится к области очистки бытовых сточных вод комбинированным биохимическим методом и имеет широкий диапазон возможностей использования, в частности может быть использовано в отдельно стоящих домах и небольших поселках. Сточную воду подают в приемный резервуар, перекачивают очищаемую воду в аэротенк, вторичный отстойник, и далее вода перетекает из вторичного отстойника в выходной резервуар. В приемном резервуаре вода циркулирует, подвергаясь влиянию активного ила и мелкопузырчатой аэрации переменной интенсивности. В аэротенке происходит вертикально-круговая циркуляция смеси воды и активного ила вокруг фильтра-отстойника. Во вторичном отстойнике происходит улавливание всплывающих частиц. Далее идет прохождение воды и дополнительная фильтрация в мокром самоочищающемся песчаном фильтре и из него перекачка очищаемой воды в выходной резервуар, где воду подвергают озоновой доочистке, обеззараживанию и организуют циркуляцию части озонированной воды через вторичный отстойник и песчаный фильтр с дополнительной подачей озонированной воды в приемный резервуар и аэротенк. При этом в течение всего процесса промывают основные эрлифты. После озоновой доочистки осуществляют напорный сброс очищенной воды. Технический результат: интенсификация, повышение качества и надежности процесса очистки за счет применения вертикально-круговой циркуляции и организация процесса с наличием этапа доочистки и автоматической промывки основных элементов.

Известны способ очистки сточных и ливневых вод от механических примесей и устройство для его осуществления [9]. Способ очистки жидкостей от механических примесей, включающий подачу очищаемой жидкости через шибер во внутреннюю полость корпуса песколовки, аэрацию очищаемой жидкости, осаждение механических примесей, транспортировку осажденных примесей к приямку, удаление осадка из приямка и отвод очищенной жидкости, отличающийся тем, что аэрацию осуществляют до, во время и после прохождения потоком очищаемой жидкости над приямком, а более половины всех механических примесей осаждают над приямком за счет аэрации потока очищаемой жидкости до и во время прохождения потоком очищаемой жидкости над приямком. Аэрацию осуществляют на всю глубину гидравлического столба потока очищаемой жидкости.

Аэрацию жидкости после прохождения очищаемым потоком над приямком осуществляют за счет, по меньшей мере, одного основного аэратора, установленного в полости корпуса песколовки на днище корпуса вдоль продольной оси симметрии днища корпуса, придавая равномерное спиралеобразное движение частицам жидкости и примесей от центра к периферии по ходу движения потока, с образованием двух симметричных потоков очищаемой жидкости.

Аэрацию до и во время прохождения потоком очищаемой жидкости над приямком осуществляют за счет действия, по меньшей мере, одного дополнительного аэратора, установленного перпендикулярно продольному направлению скорости потока очищаемой жидкости на входе потока жидкости, с различной интенсивностью в зависимости от притока очищаемой жидкости и содержания в ней механических примесей таким образом, что при минимальном значении притока жидкости и при минимальном содержании примесей в жидкости аэрацию до и во время прохождения потоком очищаемой жидкости области над приямком осуществляют при помощи одного дополнительного аэратора, а при превышении определенной величины притока и содержания примесей подключают второй дополнительный аэратор.

Интенсивность аэрации до и во время прохождения потоком очищаемой жидкости области над приямком регулируют подключением второго дополнительного аэратора в виде перфорированных труб, имеющего форму кольца.

Интенсивность аэрации до и во время прохождения потоком очищаемой жидкости области над приямком регулируют подключением второго дополнительного аэратора в виде перфорированных труб, имеющего форму многоугольника.

Транспортировку осажденных примесей к приямку осуществляют одновременно с процессом осаждения механических примесей при помощи механизма транспортирования песка к приямку в виде платформы с навесными скребками, которая может осуществлять возвратно-поступательное движение по направляющим.

Горизонтально расположенный корпус с днищем, шиберы для подачи очищаемой жидкости и отвода очищенной жидкости, песковые каналы, аэраторы в виде перфорированных труб, приямок, механизм транспортирования осадка к приямку, механизм удаления осадка из приямка, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один основной аэратор установлен в полости корпуса на днище после приямка между песковыми каналами вдоль продольной оси симметрии днища, а, по меньшей мере, один дополнительный аэратор установлен в полости корпуса на входе в корпус перед приямком вблизи поверхности днища перпендикулярно продольной оси симметрии днища корпуса.

Основной аэратор смонтирован на опоре, установленной по всей длине корпуса после приямка, имеющей в поперечном разрезе форму трапеции, с наклонными боковыми остенками, которые являются одновременно боковыми стенками песковых каналов, при этом угол наклона боковых стенок превышает угол сползания песка во влажном состоянии.

Основной аэратор установлен на высоте, превышающей высоту скребка механизма транспортировки осажденных частиц к приямку.

Дополнительный аэратор выполнен в виде прямой трубы, кольца или многоугольника.

Механизм транспортирования песка к приямку выполнен в виде платформы с навесными скребками, которая может осуществлять возвратно-поступательное движение параллельно продольной оси симметрии днища по направляющим, установленным в песковых каналах от привода мотора-редуктора через систему соединительных рычагов и кривошипно-шатунный механизм, а навесные скребки установлены на платформе перпендикулярно направлению движения платформы с возможностью жесткой фиксации при поступательном (рабочем) движении платформы к приямку и с возможностью отклонения в сторону, противоположную движению платформы при ее возвратном (холостом) движении.

Недостатками очистки сточных и ливневых вод от механических примесей и устройства являются сложность конструкции, трудности выгрузки шлама из песколовки.

Известна станция очистки сточных вод [10], которая может быть использована для биологической очистки сточных вод. Она включает: решетку, аэрируемую песколовку, песковую площадку, первичный и вторичный отстойники, фильтр, резервуар-накопитель промывной воды, 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, блок управления. При этом станция дополнительно содержит мутномер, функциональный преобразователь, коммутатор, второй струйный аппарат, камера смешения которого выполнена из кварцевого стекла, ультрафиолетовый излучатель, озонатор, концентратомер растворенного озона в сточной воде. Причем ультрафиолетовый излучатель состоит из отдельных ультрафиолетовых ламп, расположенных аксиально относительно кварцевой камеры смешения. Мутномер установлен на выходе фильтра. Выход мутномера соединен с входом функционального преобразователя и через блок управления и коммутатор с лампами ультрафиолетового излучателя. Технический результат - повышение эффективности очистки сточных вод при изменяющихся во времени характеристиках входного потока жидкости.

Известна установка биологической очистки бытовых сточных вод [11], которая может быть использована в коммуникационном хозяйстве малых населенных пунктов. Установка содержит последовательно расположенные по направлению движения обрабатываемой воды накопитель-усреднитель, песколовку, два блока биологической очистки, третичный отстойник и систему технологических трубопроводов. Каждый из блоков биологической очистки содержит двухсекционный погружной барабанный биофильтр с плоскостной загрузкой и вторичный отстойник. Биофильтр выполнен в виде двухсекционного погружного барабанного биофильтра, в котором секции разделены сплошной перегородкой, при этом каждая секция имеет по 4 загрузочных секторных камеры. Вторичный отстойник выполнен из открытой емкости, включающей 2-4 поперечных кассетных фильтра с закрепленной загрузкой из фракционированного цеолита клиноптилолитового состава и камер отстаивания. Кассетные фильтры установлены в открытой емкости с возможностью регулирования по высоте или полного удаления их из емкости. Количество вторичных отстойников в каждом блоке составляет 1-3. Технический результат - быстрое наращивание биомассы микроорганизмов и наиболее полное использование загрузки для размещения микроорганизмов.

Недостатками станции очистки сточных вод являются необходимость иметь иловую площадку, сложность выгрузки шлама и поддержки жизнеспособности штаммов.

Известна установка для очистки сточных вод [12], которая содержит блок доочистки, корпус которого выполнен в виде емкости, внутри которой размещена приемная камера с сороудерживающими устройствами, аэротенком и вторичным отстойником, при этом патрубок циркуляционной воды аэротенка размещен внутри корпуса приемной камеры, а патрубок осветленной воды вторичного отстойника выведен за пределы корпуса приемной камеры; причем блок доочистки содержит систему размещенных внутри песчано-гравийного фильтра дренажных труб, соединенных между собой общим коллектором, который соединен трубой с резервуаром, содержащим дозатор с обеззараживающим раствором и патрубок очищенной воды. Патрубки циркуляционного расхода аэротенка и осветленной воды вторичного отстойника устанавливают из условия обеспечения аэрации воды в приемной камере и блоке доочистки. Технический результат - повышение качества очистки сточных вод и эффективности использования установки за счет дополнительного насыщения сточных вод кислородом и их доочистки в песчано-гравийном фильтре.

Недостатками установки для очистки сточных вод являются использование фильтров, нуждающихся в очистке или замене, сложность конструкции и выгрузки ила.

Известно устройство для очистки воды и сточных вод [13], включающее отстойник, содержащий резервуар, узлы подвода и отвода жидкости, камеру хлопьеобразования, приямок для сбора осадка, устройство для удаления осадка, поперечные перегородки, отличающийся тем, что поперечные перегородки установлены в зоне отстаивания, выполнены щелевыми и размещены по длине отстойника так, чтобы исключить продольное перемешивание потока осветляемой жидкости, при этом число поперечных щелевых перегородок должно быть не менее 3 и не более 8, а для исключения поперечного перемешивания потока отстойник дополнительно продольными, не доходящими до дна глухими перегородками, размещенными в зоне отстаивания, разделен на ряд параллельных секций.

Размер щелей в поперечных перегородках выбирают таким образом, чтобы скорость протока воды в щелях перегородки составляла 10-100 мм/с.

Поперечные перегородки устанавливают таким образом, чтобы расстояние между ними составляло 2-4 глубины отстойной зоны, а глубина погружения перегородок составляет 70-90% от общей глубины резервуара.

Продольные перегородки устанавливают таким образом, чтобы отношение ширины секции отстойника к его длине составляло 1:4-1:40, а глубина погружения перегородок составляет 75-95% от общей глубины резервуара.

Отстойник содержит тонкослойные модули и сборные лотки, установленные в верхней части отстойной зоны, причем они могут быть установлены как по всей площади зеркала воды, так и только на расстоянии 1/3-2/3 от входного устройства.

Недостатками устройства очистки сточных и ливневых вод от механических примесей являются наличие щелевых перегородок, которые периодически нуждаются в очистке, и использование коагулянтов.

Известен способ осветления воды [14], принятый за прототип в локальных устройствах, включающий обработку воды постоянным электрическим полем с гравитационным отстоем, отличающийся тем, что воду предварительно обрабатывают электрическим полем, а после использования воды в технологическом процессе продолжительностью больше времени ее «памяти» 50-100 ч воду обрабатывают дополнительно.

Обработанную воду подают в технологический процесс периодически порциями или непрерывно с расходом, обеспечивающим ее замену в технологическом процессе за время «памяти» воды.

Электрическое поле создают напряжением 5-10 В, а воду подвергают обработке не менее 0,5 часа и не более 2 часов.

Известен способ осветления технологической воды в подземных водосборниках [15], принятый за прототип, включающий транспортирование гидросмеси и шахтного притока из забоев, их аккумулирование, гравитационное осаждение взвешенных твердых частиц, механизированную очистку водосборника, выдачу осевшего шлама на обезвоживание, его отгрузку и выдачу осветленной воды на поверхность или для повторного использования, отличающийся тем, что способ осуществляют в три этапа в равномерно движущемся потоке воды по длине пути осаждения частиц, на первом этапе в зоне пульпоприема производят выделение плавающих посторонних предметов, на следующем этапе интенсифицируют процесс естественного осаждения твердых взвешенных частиц различной крупности и удельного веса, а на последнем этапе аккумулируют осветленную воду перед выдачей ее на поверхность или для повторного использования.

На первом этапе отделение крупных частиц твердого и аккумуляцию плавающих предметов, например деревянной щепы, стружки, пленки нефтепродуктов и т.п., производят за счет остановки верхнего слоя воды, например, ограждающими поперечными перегородками, установленными в верхней части водосборника у зеркала воды.

На втором этапе для осаждения частиц средней крупности поток пропускают через тонкослойные осветляющие воду перегородки, на которых твердые частицы аккумулируют и направляют в донную часть водосборника с механизированной очисткой.

На третьем этапе интенсификацию процесса осаждения мелких взвешенных частиц производят за счет перепуска воды через поперечную съемную фильтрующую перегородку кассетного типа с наполнителем, например металлической стружкой.

После осветления поток воды направляют к водозабору, дно которого выполнено с минимальной механизированно не очищаемой донной поверхностью, где устанавливают всасы насосов.

Для интенсификации процесса очистки перегородок от налипших мелких частиц в процессе осаждения перегородки соединяют с вибрирующим механизмом механизированной очистки водосборника.

Недостатками способа осветления технологической воды в подземных водосборниках являются разнесенные ветви конвейера, препятствующие установке очистных модулей, сложность обслуживания.

Задачей изобретения является повышение эффективности очистки сточных вод при минимальных затратах.

Решение поставленной задачи достигается тем, что: способ осуществляется в две стадии: в первой стадии выполняют следующие операции: распределенный сброс воды в приемную секцию отстойника, в которой разделяют взвешенные частицы и несмешиваемые жидкости по плотности выше и ниже плотности воды, аккумулируют и удерживают взвешенные и несмешиваемые жидкости с плотностью ниже плотности воды в верхнем слое; перепускают взвешенные частицы и несмешиваемые жидкости с плотностью выше плотности воды на дно отстойника; интенсивно осаждают взвешенные частицы и несмешиваемые жидкости с плотностью выше плотности воды на дно отстойника в последующих секциях; ведут физико-электрическую обработку для интенсификации осаждения загрязнения на последовательно установленных осветлителях, расположенных по длине отстойника с механизированной выгрузкой осевшего ила скребковым обезвоживающим конвейером в смеситель, куда добавляют связующее, наполнитель и нейтрализатор, перемешивают и подвергают прессованию, а полученные брикеты обеззараживают в печах СВЧ, во второй стадии, реализованной последовательным рядом технических устройств, ведут дополнительную физико-электрическую обработку воды, осаждение взвешенных частиц, аэрацию и озонирование воды, сбор осевшего в устройствах ила, который отправляют на обезвоживающую часть скребкового конвейера.

Комплексный безреагентный способ очистки сточных вод и брикетирования ила отличается тем, что распределенный сброс воды в отстойник с механизированной выгрузкой производят плоской струей с трамплина в верхний слой воды для погашения энергии потока в направлении движения воды в отстойнике, где установлена поперечная перемычка, обеспечивающая перепуск воды и взвешенных частиц по плотности выше плотности воды под нижней кромкой над дном отстойника.

Комплексный безреагентный способ очистки сточных вод и брикетирования ила отличается тем, что за перегородкой устанавливают последовательно устройства типа «жалюзи», обеспечивающие интенсивное осаждение взвешенных частиц с плотностью выше плотности воды на дно отстойника с механизированной выгрузкой ила.

Комплексный безреагентный способ очистки сточных вод и брикетирования ила, отличается тем, что на устройство физико-электрической обработки воды подают постоянное пульсирующее напряжение.

Комплексный безреагентный способ очистки сточных вод и брикетирования ила отличается тем, что сброс воды из отстойника с механизированной выгрузкой ила ведут через устройство, обеспечивающее дополнительное осаждение взвешенных частиц и работающее по принципу сообщающихся сосудов.

Комплексный безреагентный способ очистки сточных вод и брикетирования ила отличается тем, что сброс воды из отстойника с механизированной выгрузкой ведут через устройство, обеспечивающее регулирование глубины забора воды и/или аварийный водосброс самотеком и/или насосами в промежуточный отстойник, служащий для согласования производительности очистки воды первой и второй ступени.

Комплексный безреагентный способ очистки сточных вод и брикетирования ила отличается тем, что автономное устройство аэрации, представляющее емкость, которой обеспечивают диспергирование воды через форсунки, а над конусным днищем расположен ввод воздуховода, соединенный с вентилятором, забирающий воздух из атмосферы и имеющий эжектор для подачи избытка озона из реактора, а избыток воздуха отводят через трубу вверху емкости.

Комплексный безреагентный способ очистки сточных вод и брикетирования ила отличается тем, что в автономное устройство озонирования, представляющее емкость, над которой расположен генератор озона, а камеру озонирования располагают внутри емкости, воду на озонирование подают под давлением 0,5-1,0 МПа.

Комплексный безреагентный способ очистки сточных вод и брикетирования ила отличается тем, что завершающую очистку воды ведут в U-образной емкости физико-электрическим способом над тонкослойным осветлителем, пластины которого закреплены шарнирно и подвижно с амплитудой колебания на концах 2-3 мм, при этом пластины имеют нейтральное покрытие.

Комплексный безреагентный способ очистки сточных вод и брикетирования ила отличается тем, что промежуточный отстойник и автономные устройства очистки воды второй стадии имеют конусные днища с углом наклона стенок 55° к горизонтальной плоскости.

Комплексный безреагентный способ очистки сточных вод и брикетирования ила отличается тем, что воду из промежуточного отстойника используют для технических нужд, а воду второй стадии используют в хозяйственно-бытовых целях и/или сбрасывают во внешние водоемы.

Комплексный безреагентный способ очистки сточных вод и брикетирования ила отличается тем, что полученный обезвоженный ил влажностью 20-30% подают в смеситель, куда добавляют, мас.%: связующее 5-10, нейтрализатор 5-10, наполнитель 20-30, а остальное ил, массу перемешивают и подвергают прессованию, а полученные брикеты обеззараживают в печах СВЧ 3-4 мин при нагреве их до температуры 150-200°С.

Сущность комплексного безреагентного способа очистки сточных вод и брикетирования ила поясняется чертежом и заключается в следующем.

Чертеж - Технологическая схема реализации комплексного способа безреагентной глубокой очистки сточных вод и брикетирования ила.

Система, реализующая предлагаемый способ безреагентной очистки сточных вод и брикетирования ила, заключается в делении на две стадии.

На первой стадии загрязненные стоки по подводящему трубопроводу 1, имеющему плоский насадок, по касательной сбрасывают на расширяющийся трамплин 2, гасящий энергию потока в верхний слой воды отстойника 3, выполненного в виде канавы 4 с уклоном 0,03 в сторону движения потока воды, где располагают обезвоживающий конвейер 5 с контейнерами на скребках 6 для осевшего ила, шпальтовым ситом 7 в поднятой обезвоживающей части конвейера и поддона 8 для возврата подрешетной воды в отстойник 3, с механизированной выгрузкой осевшего ила в противоположную сторону движения потока воды. Сброс из плоского насадка загрязненных стоков на трамплин в поверхностный слой воды отстойника и установленная поперечная перемычка 9 образуют поверхностные круговые течения в приемной секции 10 отстойника 3, где аккумулируются взвешенные частицы с плотностью ниже плотности воды (нефтепродукты, опилки, щепа и др.) и выгружаются вместе с осевшим илом при включении скребкового обезвоживающего конвейера 5 за счет оседания в контейнерах 6, имеющих форму клина, а несмешиваемые жидкости, взвешенные частицы и вещества с плотностью выше плотности воды осаждаются и под нижней кромкой поперечной перегородки 9 переносятся в рабочую секцию отстойника 3, где последовательно установлены устройства очистки воды.

Устройства очистки воды типа «жалюзи» 11, установленные на расстоянии 0,5 м друг от друга, обеспечивают интенсивное осаждение взвешенных частиц с плотностью выше плотности воды на дно отстойника 3 в контейнеры 6 скребкового конвейера 5, где их аккумулируют и периодически выдают на обезвоживающую часть конвейера путем его включения.

За устройствами очистки воды типа «жалюзи» 11 на расстоянии не более 0,5 м друг от друга устанавливают электроды 12 для физико-электрической обработки воды постоянным пульсирующим электрическим полем.

Устройства физико-электрической обработки воды устанавливают на расстоянии не более 0,2 м между собой до затопленного конца скребкового обезвоживающего конвейера 5.

За затопленным концом скребкового конвейера 5 на расстоянии более ширины контейнера 6 скребкового конвейера устанавливают устройство для перепуска воды 14, работающее по принципу сообщающихся сосудов, разделяющее в отстойнике с механизированной очисткой рабочую и аккумулирующие секции, имеющее на центральной перегородке продольное отверстие выше уровня воды отстойника для перепуска воды верхом, свидетельствующее о накоплении ила и необходимости очистки устройства.

Для поддержания ламинарного потока воды и ее уровня на выходе отстойника аккумулирующей секции очищенной воды устанавливают устройство для сброса и регулирования глубины забора воды 15 и аварий водосброс 16, через которые воду насосами 17 подают в промежуточный отстойник 18, служащий для согласования производительности очистки воды первой и второй стадий, имеющий по длине конусные днища 19, отделенные от отстойника решетками 20.

Вторую стадию очистки воды реализуют автономными устройствами, собранными в систему с помощью трубопроводов и воздуховодов с запорной арматурой, обеспечивающими физико-электрическую обработку воды, механическую ее очистку, аэрацию и озонирование, удаление растворенных газов, органических веществ и насыщение очищенной воды кислородом.

В автономное устройство физико-электрической обработки воды 21, представляющее емкость, внутри которой располагают электроды 12 устройства физико-электрической воды, имеющее конусное днище 19, отделенное от емкости решеткой 20, откуда воду подают на автономное устройство механической очистки воды 22, представляющее закрытый желоб, имеющий наклон 15-25°, внутри которого располагают устройство для очистки воды типа «жалюзи».

В автономном устройстве аэрации 24, имеющем выхлопную трубу 25, представляющем емкость, внутри которой располагают форсунки 26 для диспергации воды, имеющее конусное днище 19, отделенное от емкости решеткой 20, при этом над решеткой 20 располагают воздуховод 27, соединенный с вентилятором 28, оснащенным заборной трубой 29 и эжектором 30 для подачи избытка озона от генератора 31, который имеет подводящую трубу воздуха 32 к камере озонирования 33, которую располагают в емкости 34 с конусным днищем 19 и решеткой 20, при этом вода в емкость 34 подается насосом 35, а избыток озона из камеры озонирования 33 подают через дроссель на эжектор 30 входа вентилятора аэрации 28. Воду из устройства озонирования 31 подают в автономное устройство физико-электрической обработки воды 36, представляющее сдвоенную емкость, внутри которой располагают электроды 37 физико-электрической обработки воды и тонкослойный осветлитель 38, с конусными днищами 19, отделенными от емкости решеткой 20, при этом пластины тонкослойного осветлителя 38 закреплены шарнирно и подвижно с амплитудой колебания на концах 2-3 мм и имеют нейтральное покрытие, для предотвращения налипания взвешенных частиц и ионов химических веществ, а вода из устройства поступает в отстойник чистой воды 39, откуда ее подают потребителям и/или сбрасывают во внешние водоемы.

Обезвоженный на скребковом обезвоживающем конвейере 5 ил в контейнерах 6 с влажностью 20-30% подают в смеситель 40, куда добавляют из дозаторов 41: связующее 5-10%, наполнитель 20-30%, нейтрализатор 5-10%, а остальное ил, массу перемешивают и подвергают прессованию на прессе 42, а полученные брикеты обеззараживают в печах СВЧ 43 путем нагрева за 3-4 минуты до температуры 150-200°.

Осевший в конусных днищах ил по трубопроводу 44 шламовым насосом 45 перекачивают в головную часть первой ступени и сбрасывают на обезвоживающую часть конвейера 5.

Литература

1. Патент РФ № 2295501. Водоочистной комплекс. МПК C02F 9/14, C02F 1/32. Патентообл. Бутусов В.А., Лялин Е.А., Дьяченко Э.В. Изобр. Бутусов В.А., Лялин Е.А., Дьяченко Э.В. Заявл. 18.03.2005. Опубл. 20.03.2007. Бюл. № 8.

2. Заявка РФ 2007108876. Комплектно-блочная модульная очистная станция. МПК C02F 1/00. Заявит. Куликов Н.И. Авторы: Куликов Н.И., Куликова Е.Н., Куликов Д.Н., Ивкин П.А., Любопытов Д.М. Заявл. 09.03.2007. Опубл. 20.09.2008. Бюл. № 26.

3. Заявка РФ 2003116699. Система для очистки сточных вод. МПК C02F 9/00. Заявит. Ишмаков P.M. Автор: Ишмаков P.M. Заявл. 04.06.2003. Опубл. 10.03.2005.

4. Патент РФ № 2318737. Способ комплексной очистки промышленный сточных вод и устройство для его реализации. МПК C02F 9/06. Патентообл. Малышев В.В. Изобр. Малышев В.В. Заявл. 31.05.2006. Опубл. 10.03.2008. Бюл. № 7.

5. Патент РФ № 2251533. Способ очистки воды и устройство для его реализации. МПК C02F 1/467. Патентообл. Аристова Н.А., Беркутов Н.А., Корчаков С.А., Пискарев И.М. Изобр. Аристова Н.А., Беркутов Н.А., Корчаков С.А., Пискарев И.М. Заявл. 27.06.2003. Опубл. 10.05.2005. Бюл. № 13.

6. Заявка РФ № 2006142608. Способ очистки природных и сточных вод. Заявит. Тихоокеанский государственный университет. Заявл. 21.02.2007. Изобр. Логунцов В.Ф., Логунцов С.В. Опубл. 27.08.2008. Бюл. № 24.

7. Заяка РФ 2007106165. Способ очистки сточных вод с интенсификацией насыщения их кислородом и устройство для его реализации. МПК C02F 3/02. Заявит. Бобылев Ю.О. Автор(ы) Бобылев Ю.О. Заявл. 20.02.2007. Опубл. 27.08.2008. Бюл. № 24.

8. Патент РФ № 2277514. МПК C02F 9/14. Патентообл. Бобылев А.О. Автор(ы): Бобылев А.О., Кузнецов М.А. Заявл. 05.07.2004. Опубликовано 10.06.2006. Бюл. № 16.

9. Заявка РФ № 2004114510. Способ очистки сточных и ливневых вод от механических примесей и устройство для его осуществления. МПК C02F 1/52, 3/14, B01D 21/02. Заявит. Московское государственное унитарное предприятие «Мосводоканал». Автор(ы): Дайнеко Ф.А. Заявл. 14.05.2004. Опубл. 27.10.2005. Бюл. № 30.

10. Патент РФ № 2305663. Станция очистки сточных вод. МПК C02F. Патентообл. Вологодский государственный технический университет. Автор(ы): Лукьянов В.В., Тюкин В.Н., Лукьянов Е.В., Куркова А.В. Заявл. 10.01.2006. Опубл. 10.09.2007. Бюл. № 25.

11. Патент РФ № 2323891. Установка биологической очистки бытовых сточных вод. МПК C02F. Патентообл. Снычков А.Д., Снычков С.А., Снычкова Н. В. Автор(ы): Снычков А.Д., Снычков С.А., Снычкова Н.В. Заявл. 09.01.2007. Опубл. 10.05.2008. Бюл. № 13.

12. Патент РФ № 2297393. Установка для очистки сточных вод. МПК C02F 3/12. Патентообл. Михайленко А.И. Автор(ы): Михайленко А.И., Михайленко Т.М., Михайленко Д.А., Чесноков А.К., Сергеев Е.В., Платонов А.В. и др. Заявл. 10.2005. Опубл. 20.04.2007. Бюл. № 11.

13. Заявка РФ № 2006125906. Устройство для очистки воды и сточных вод. МПК B01D 21/08. Заявит. Государственное унитарное предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга". Автор(ы): Кармазинов Ф.В., Смирнов Ю.И., Новиков М.Г. и др. Заявл. 17.07.2006. Опубл. 27.01.2008. Бюл. № 3.

14. Патент РФ № 2031857. Способ осветления воды. МПК C02F 1/46. Патентообл. ВНИИгидроуголь. Автор Стефанюк Б.М. Заявл. 12.04.1993. Опубл. 27.03.1995. Бюл. № 9.

15. Патент РФ № 2162004. Способ осветления технологической воды в подземных водосборниках с механизированной очисткой. МПК B01D 21/00. Патентообл. Сенкус В.В., Фомичев С.Г., Сенкус Вас.В., Фомичев К.С. Автор(ы): Сенкус В.В., Фомичев С.Г., Сенкус Вас.В., Фомичев К.С. Заявл. 06.11.1998. Опубл. 20.01.2001. Бюл. № 2.