Устройство для очистки сточных вод активным илом

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ К

РЕСПУБЛИК (58 4 С 02 Г 3 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

l б

1 !

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ горизонтальными цилиндрическими насадками с прикрепленными к ним радиальными лопастями, периферийные части насадок отогнуты в направлении, противоположном вращению аэратара, устройства снабжено циркуляциониым насосом илоной среды аэротенка и установленным на трубопроводе возвратного ила циркуляционным насосом. возвратного ила из вторичного о1стойника, при этом напорные трубопроводы насосов сточной воды, иловой среды аэротеика и возвратного ила из вторичного отстойника присоединены к напорному коллектору эжекториого аэратора.

2, Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что эжекторныи аэратор снабжен горизонтальным кольцом с прикрепленными к его нижней поверхности радиальными лопатками.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что камера водовоздушного смешения аэратора выполнена в виде вертикальной, расширенной книзу колонны, верхняя часть которой снабжена спицами, прикрепленными к кольцу с лопатками, а нижняя часть снабжена установленной на дне аэротеика скользящей опорой, над которой расположены горизонтальные цилиндрические насадки.

4, Устройство по пп. 1 — 3, о л и ч а ю щ е е с я. тем, что выпуск иловой среды из аэротенка выполнен в виде Т-образного водослива ° ива аЯ фь фь

3swb

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

М0 делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 3802702/23-26 (22) 17.10.84 (46) 15.07.86. Бюп. Н - 26 (71) Всесоюзный заочный инженерностроительный институт (72) Б. Н. Репин (53) 628.356(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 977405, кл. С 02 F 3/12, 1981. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО Д11Я ОЧИСТКИ

CT0 IHbIX ВОД АКТИВНЫМ ИЛОМ, содержащее приемный резервуар с трубопроводом исходной. воды, аэротенк с выпуском илоной среды, эжекторный аэратор с камерой смешения, вторичный отстойник с трубопроводом возвратного ила, насос подачи сточной воды в аэротеик с напорным трубопроводом и всасывающим трубопроводом, опущенным в приемный резервуар, о т л и ч .а ю щ е е с,я тем, что, с целью повышения эффектиВности биологической очистки в условиях неравномерного притока сточных вод при одновременном снижении эксплуатационных затрат за счет сокращения расрасхода электроэнергии и повышения надежности и долговечности работы устройства, эжекторный аэратор установлен в аэротенке вертикально, снабжен расположенным над.ним напорным коллектором, камера водовоздушного смешения аэратора выполнена вращающейся и из двух частей, верхняя часть камеры имеет воздушные отверстия, расположенные над уровнем жидкости в аэротенке, а нижняя часть снабжена

„„SU„„1244110 А I

1244! 10

Изобретение относится к аэротенкам, в которых осуществляют биологическую очистку сточных вод активным илом в аэробных условиях, и может быть использовано на любых гражданских объектах, сточные воды которых содержат биоразлагаемые органические загрязнения, и на промышленных объектах, сточные воды которых содержат органические загрязнения, не токсичные по отношению к микрофлоре активного ила, преимущественно на очистных станциях биологической очистки l0 городских или производственных сточных вод средней производительно- ll5 сти, когда режим поступления сточных вод на очистку неравномерен, Цель изобретения — повышение эффективности биологической очистки в условиях неравномерного притока 20 сточных вод при одновременном снижении эксплуатационных затрат за счет сокращения расхода электроэнергии и повышения надежности и долговечности работы устройства. 7$

На фиг, 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 эжекторный аэратор, продольный разрез; на фиг. 3 — то же, вид в плане; на фиг. 4 — то же, с кольцом и ло- З0 патками, на фиг. 5 — вертикальная колонна с эжекторным аэратором.

Предлагаемое устройство содержит приемный резервуар 1 с трубопроводом 2 неочищенной сточной воды, аэро- 3g тенк 3, снабженный выпуском 4 иловой среды и напорным коллектором: 5, камерой б нодовоздушного смешения и эжекторным аэратором 7, вторичный отстойник 8 имеет впуск 9 иловой сре- 40 ды и трубопровод 10 возвратного ила.

Лэротенк содержит циркуляционный нассс 11 илоной среды, насос 12 сточной воды, всасывающая линия l3 которого присоединена к приемному резервуару, а также циркуляционный насос 14 возэратного ила, всасывающая линия 15 которого присоецинена к трубопроводу 10 возвратного ила, а напорные линии 16 — 18 циркуляционного насоса 50 иловой среды, циркуляционного насоса возвратного ила и насоса сточной воды присоединены к установленному вертикально напорному коллектору 5 эжекторного аэратора 7, на котором

" возможностью вращения закреплена

"набженная воздушными отверстиями

l9 верхняя часть 20 камеры 6 водовоздушного смешения с. подшипниками 21 качения. Нижняя часть 22 камеры 6 водовоздушного смешения снабжена по меньшей мере двумя радиально расположенными горизонтальными цилиндрическими насадками 23, к которым прикреплены радиальные лопасти 24, погруженные в иловую среду. Концы 25 цилиндрических насадков 23 отогнуты под прямым углом в направлении, противоположном вращению аэратора, а выпуск иловой среды из аэротенка во вторичный отстойник выполнен в виде Тобразного водослива 26.Эжекторный аэратор содержит горизонтальное цилинд- рическое кольцо 27,на нижней части которого установлены радиальные лопатки 28. Камера б водовоздушного смешения выполнена в виде вертикальной колонны 29, нижняя часть 30 Ко торой опирается на скользящую опору 31, установленную на дне аэротенка, а снабженное лопатками горизонтальное кольцо прикреплено с помощью спиц 32 к верхней части камеры водовоздушного смешения.

Устройство работает следующим образом.

Сточную воду по трубопроводу 2 неочищенной сточной воды подают в приемный резервуар 1, откуда насосом 12 сточной воды, всасывающая линия 13 которого присоединена к

* приемному резервуару 1, подают по напорной линии 18, которая присоединена к установленному вертикально напорному коллектору 5 эжекторного аэратора 7.

Одновременно по трубопроводу 10 возвратного ила, присоединенному к нижней части вторичного отстойника 8, возвратный ил направляют во всасывающую линию 15 циркуляционного насоса 14 возвратного ила и далее по напорному трубопроводу 17 — в установленный вертикально напорный коллектор 5 эжекторного аэратора 7.

Истекающая из сопла с большой скоростью (10-30 м/с) рабочая жидкость попадает в верхнюю часть 20 камеры 6 водовоздушного смешения, куда под действием образующегося разрежения через воздушные прозоры

19 эжектируется воздух. Воздух, ув-. лекаемый струей воды, смешивается с ней в нижней части 22 камеры водовоздушного смешения, где в условиях повышенного давления происходит мас1244 сопередача кислорода в жидкость.

Далее водовоздушная смесь поступает в радиально расположенные цилиндрические насадки 23, концы 25 которых отогнуты под прямым углом. Истечение в=довоздушной смеси ...через отогнутые под прямым углом концы 25 цилиндрических насадбк 23 сопровож,цается созданием реактивного усилия, которое обеспечивает вращение подвиж- ?0 ной части аэратора в направлении, противоположном направлению отгиба.

Поддержание постоянного разрежения в верхней части 20 камеры 6 водовоздушного смешения исключает попадание иловой среды в смазку опорных подшипников 21, что обеспечивает благоприятные условия их работы.

B процессе вращения аэратора прикрепленные к цилиндр?? ?ec?

23 и погруженные в иловую среду ðàдиапьные лопасти 24 интенсивно перемешивают жидкость и, создавая в цент.ре аэротенка динамическую воронку, перемещают жидкость от центра аэ?зотенка к его периферии. При этом в районе окружности, описываемой отогнутыми концами 25 цилиндрических насадков 23, образуется кольцевой гидравлический прыжок, где пр<зисхо—

30 дит захват атмосферного воздуха, его дробление на воздушные пузырьки и их дальнейшее измельчение в процессе движения жидкостных токов от центра аэротенка к его периферии и от поверхности аэротенка к его придонным З5 слоям. Этот этап процесса аэрации также сопровождается. интенсивной массопередачей кислорода в жидкость, которая обусловлена эффективным об— новлением поверхности газожидкостного49. контакта. Истекающая из отогнутых концов 25 цилиндрических насадков 23 водовоздушная смесь в виде компактных струй проникает в толщу кольцевого гидравлического прыжка, насыщая 4> его дополнительным количеством воздуха, эх<ектированным в камеру 6 водовоздушного смешения, что обеспечивает растворение дополнительных количеств кислорода в иловой среде и высокопроизводительную очистку сточных вод в аэротенке.

Реактивное усилие на концах 25 цилиндрических насадков 23, определяющее скорость вращения подвижной части аэратора по концам цилиндрических насадков (3-4 м/с), обеспечивается соответствующим подбором

»0 4 характеристик насоса 12 сточной воды и циркуляционного насоса 14 возвратного ила, а также количеством насосных агрегатов.

В период увеличенного притока сточных вод и, соответственно, более частого включения насоса сточной воды уровень илоной среды в аэротенке, перелив которой во вторичный отстойник 8 лимитирован пропускной способностью и формой вертикальной прорери Т-образного водослива 26, начинает возрастать в пределах 0,150,3 м, E данных условиях для образования динамической воронки иловой среды в центре аэротенка, а также для создания кольцевого гидравлического прыжка требуется повьш?енное реактивное усилие и соответственно по?зьп?1еш??пе (??о 7 м/с) скорости ?зра—

It?pEI??R аэратора по концам 25 ц? I??E? дрических насадков 23. Это обеспечивается включением циркуляц??оннагo насоса 11 иловой среды, по размещенному в нижней части аэротенка вс.?сывающему трубопроводу которого иловая среда подается в напорную линию !

6 и оттуда поступает в напорный коллектор 5 эжекторного аэратора 7.

Увеличение количества истекающей из отогнутых концов 25 цилиндрических насад?<ов 23 жидкости, а также у?зеличение скорости ее истекания обеспечивает соответствующее возрастание реактивного усилия и скорости вращения подвижной части аэратора.

Производительность поверхностного аэратора по кислороду находится в тесной связи с его перемешивающей способностью. При этом чем больше расход иловой среды, перекачиваемой аэратором в процессе ее перемешивания, тем сильнее развита поверхность газожидкостного ко??тактг;-тем вьппе производительность по кислороду. С .увеличением заглубления лопастей, ??роисходящего в период увеличенного притока и регулируемого пропускной способностью Т-образного водослива

26, возрастает перемешивающая способность аэратора и его окислительная мощность, что позволяет обеспечивать достаточным количеством кислорода возросшую потребность процесса биологической очистки сточных вод активным илом, В случае, если в устройство поступит расход сточной воды, превышающий расчетный максимальный расход, !244110 то избыток иловой среды через имеющую значительную пропускную способность горизонтальную часть Т-образного водослива 2б будет переливаться во вторичный отстойник 8 и превьппения расчетной глубины погружения лопастей 24 не произойдет.

Плавное регулирование производительности азратора в соответствии с 10 потребностью процесса очистки сточнъ|х вод в растворенном кислороде достигается подбором характеристики циркуляционного насоса 11 иловой сре- ды, количеством насосных агрегатов и формои нижней вертикальной прорези

Т-образного водослива 2б. При этом порядок включения насосных агрегатов илоной среды задается, например, автоматикой уровня иловой среды 20 в аэротенке и корректируется в соответствии с показаниями датчиков растворенного кислорода, установленных в критических точках устройства.

При очистке сточных вод, содержащих повьппенные концентрации органических загрязнений, может потребоваться дополнительное количество кислорода и соответственно большая суммарная площадь перемешиваюших лопастей. Развитие размеров лопасти в длину-, а также нарушение ее оптимальных геометрических пропорций, приведет к возрастанию лобового со3$ противления IpH вращении подвижной части аэратора без соответствующего грироста его окислительной способности. Решить поставленную задачу можно, прикрепив к горизонтальным цилиндрическим насадкам 23 горизонтальное кольцо 27, на нижней части которого установлены радиальные лопатки 28. Это позволит лучше использог:ать вертикальную составляющую...,. стремящуюся поднять поток перемешиваемой жидкости вверх. При этом про- исходит более тонкое ра.спыление жидкости и улучшается ее контакт с воздушной средой.

Г!ри очистке высококонцентрированных сточных вод„ обусловливающих поддержание в илоной среде повышенных концентраций активного ила и соответствующее увеличение ее вязкости, аэратор должен не только обладать повьш1енной окислительной способностью но и обеспечивать более интенсивное перемешивание, особенно в нижних слоях аэротенка. Это достигается тем, что водовоэдушная смесь поступает в камеру 6 водовоэдушного смешения, выполненную в виде вертикаль пой колонны 29 переменного сечения.

Пузырьки воздуха, стремящиеся подняться вверх, встречают в суженной части колонны нисходящий поток жидкости, который повторно драоит их и препятствует выходу на поверхность. эа счет чего осушествляется дополнительное растворение кислорода. Струг водовоздушной смеси, истека|ощие из отогнутых под прямым углом концов

25 цилиндрических насадков 23, развивают реактивное усилие, которое приводит во вращение опирающуюся на скользящую опору 31 вертикальную колонну 29 и прикрепленное с помощью сниц 32 к ее верхней части горизонтальное кольцо 27, снабженное лопатками 28. Эффект растворения кислорода в процессе движения лопастей усиливается за счет более глубокого использования кислорода воздушных пузырьков, поднимающихся с глубины к поверхности илоной среды в аэротенке и име|ощих увеличенное время контакта с жидкостью. Интенсификация перемепьнвания иловой среды B донной части аэротенка достигGBTcH за счет турбулентных вихрей, возникающих при вращении горизонтальных цилиндрических насацков„

1244110

1244110

, 7 >r — -Я1

Дым

Составитель JI«Cyxàíîâà

Текред 11.Бонкчло Корректор И. Зрдейи

Редактор А. Лежнина

Подписное

Заказ 3766/24 Тираж 864

ВНИИПИ 1 осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие„ г. Ужгород, ул. Проектная,