Устройство для биологической очистки сточных вод

 

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод и может быть использовано для очистки городских, промышленных и сельскохозяйственных сточных вод. Узел пневматической аэрации устройства содержит внешнее и внутреннее кольца, соединенные с трубой узла пневматической аэрации распределительной линией. На внешнем кольце расположены расширяющиеся насадки с малым факелом потока воздуха. На внутреннем кольце предусмотрены расширяющиеся насадки с большим факелом потока воздуха. Насадки имеют внутренние криволинейные винтообразные канавки. Штыри выполнены в виде изогнутой лопасти. Техническим результатом устройства для биологической очистки сточных вод является повышение степени равномерности распределения подаваемого воздуха во всем объеме гранулированной загрузки биофильтра и повышение эффективности биологической очистки сточных вод путем загрузки потока воздуха. 3 ил.

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод и может быть использовано для очистки городских, промышленных и сельскохозяйственных сточных вод.

Известны способ биологической очистки сточных вод и установка для его осуществления (см. а.с. N 952760, МКИ C 02 F 3/00, Бюл. N 31, 1982), включающий равномерное распределение предварительно осветленных сточных вод по поверхности биофильтра, фильтрование сточной жидкости через фильтрующий материал с биопленкой, аэрацию, промывку их, причем нижние слои загрузки отбирают, промывают ее от избыточной биопленки и возвращают в верхнюю часть биофильтра, установка включает цилиндрический биофильтр, заполненный фильтрирующей гранулированной загрузкой плотностью меньше единицы, узла аэрации, распределения по поверхности загрузки очищаемой воды.

Недостатками данной установки являются значительные затраты энергии на отмывку и подачу загрузочного материала с нижних слоев в верхнюю часть биофильтра и разрушение и смыв биопленки под возросшим действием гидродинамических сил при выпуске загрузки на отмывку, выращивание которой требует значительного времени, что фактически может привести к остановке работы установки.

Известно устройство биологической очистки сточных вод (см. а.с. N 1368268, МКИ C 02 F 3/08, Бюл. N 3, 1988), содержащее цилиндрический корпус биофильтра, заполненный гранулированной загрузкой с плотностью меньше единицы, узла пневматической аэрации, трубы подвода и отвода воды, устройство снабжено двумя перегородками, из которых одна размещена горизонтально в нижней части корпуса и образует с его днищем смесительную камеру, другая выполнена в виде обратного конуса с центральным патрубком, расположенным в верхней части корпуса и образует фазоразделительную секцию, при этом отверстия в перегородке смещены к стенкам корпуса, устройство также снабжено направляющей трубой, установленной на вертикальной оси корпуса с возможностью вращения ее вокруг оси, с запорным стаканом, прикрепленным к ее верхней части, а также штырями, взрыхляющими загрузку, а в нижней части трубы выполнены окна, имеющие расположенные над ними козырьки, верхняя кромка патрубка и верхняя перегородка установлены на одном уровне с верхней кромкой направляющей трубы, а штыри над нижней перегородкой выполнены в виде щетки.

Недостатком данного устройства для биологической очистки сточных вод является недостаточная равномерность распределения в загрузку воздуха и неэффективность созревания биопленки во всем объеме загрузки и низкая биологическая очистка сточных вод.

Технической задачей предлагаемого устройства для биологической очистки сточных вод является повышение степени равномерности распределения подаваемого воздуха во всем объеме загрузки биофильтра и повышение эффективности биологической очистки сточных вод путем закрутки потока воздуха.

Технический результат достигается тем, что устройство для биологической очистки сточных вод, содержащее цилиндрический корпус биофильтра, заполненны гранулированной загрузкой с плотностью меньше единицы, узел пневматической аэрации, трубы подвода и отвода воды, снабжено двумя перегородками, из которых одна размещена горизонтально в нижней части корпуса и образует с его днищем смесительную камеру, а другая выполнена в виде обратного конуса и образует фазоразделительную секцию, при этом отверстия в перегородке смещены к стенкам корпуса, устройство также снабжено направляющей трубой, установленной на вертикальной оси корпуса с возможностью вращения вокруг оси, с запорным стаканом, прикрепленным к ее верхней части, и штырями, взрыхляющими загрузку, а в нижней части направляющей трубы выполнены окна, имеющие расположенные над ними козырьки, верхняя кромка патрубка верхней перегородки установлена на одном уровне с верхней кромкой направляющей трубы, а штыри над нижней перегородкой выполнены в виде щетки, имеет узел пневматической аэрации, содержащий внешнее и внутреннее кольца, соединенные с трубой узла пневматической аэрации распределительной линией, на внешнем кольце расположены расширяющиеся насадки с малым факелом потока воздуха, а на внутреннем кольце предусмотрены расширяющиеся насадки с большим факелом потока воздуха, причем насадки имеют внутренние криволинейные винтообразные канавки, а штыри выполнены в виде изогнутой лопасти.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства для биологической очистки сточных вод; на фиг. 2 - размещение насадок на кольцах; на фиг. 3 - развертка внутренних криволинейных винтообразных канавок на поверхности насадок.

Устройство для биологической очистки сточных вод содержит цилиндрический корпус 1, который разделен прикрепленными к нему нижней 2 горизонтальной и верхней 3 (в виде обратного конуса) перфорированными перегородками на разъемные смесительную камеру 4, камеру 5 с гранулированной загрузкой и фазоразделительную секцию 6. В центре устройства имеется вертикальная направляющая труба 7, соединенная в верхней части с валом 8 вращения, через которую осуществляется отвод биопленки из фазоразделительной секции 6 в нижнюю часть направляющей трубы 7, для сообщения со смесительной камерой 4 предусмотрено окно 9 с направляющими козырьками 10 над ними. На верхнем конце направляющей трубы 7 свободно патрубком 11 насажена верхняя перфорированная перегородка 3, отверстия 12 которой смещены к стенке корпуса 1. Цилиндрический корпус биофильтра 1 заполнен загрузкой 13 в виде гранулированного синтетического материала. На направляющей трубе 7 имеются штыри 14, которые взрыхляют гранулированную загрузку 13. Штыри 15 выполнены в виде щетки и служат также для чистки нижней горизонтальной перфорированной перегородки 2. Верхняя часть направляющей трубы 7 коаксиально расположена в трубе 16, которая крепится к направляющей трубе 7 ниже патрубка 11. Верхняя кромка патрубка 11 верхней перфорированной перегородки 3 расположена вровень с верхней частью направляющей трубы 7. Устройство снабжено трубой 17 для подачи исходной жидкости, трубой 18 для отвода очищенной жидкости, трубой 19 с узлом 20 пневматической аэрации, расположенными на уровне низа смесительной камеры 4 для подачи воздуха. К верхней части направляющей трубы 7 посажен запорный стакан 21. Узел 20 пневматической аэрации содержит внешнее 22 и внутреннее 23 кольца, соединенные с трубой 19 с помощью распределительной линии 24. На внешнем кольце 22 расположены расширяющиеся насадки 25 с малым факелом потока воздуха, а на внутреннем кольце 23 предусмотрены расширяющиеся насадки 26 с большим факелом потока воздуха, насадки 25 и 26 имеют внутренние криволинейные винтообразные канавки 27. Устройство имеет клапан 28.

Устройство для биологической очистки сточных вод работает следующим образом.

Сточная вода поступает по трубе 17 в смесительную камеру 4 и через перфорированную перегородку 2 поднимается в аэрационную камеру 5 с гранулированной загрузкой 13. Прошедшая гранулированную загрузку 13 вода и смытые с ее поверхности частицы биопленки, через конусную перфорированную перегородку 3 попадает в фазоразделительную секцию 6, где осуществляется разделение биопленки и очищенной воды. Отстоенная жидкость по трубе 18 отводится на дальнейшую обработку, а осадок по наклонным стенкам конической перфорированной перегородки 3 сползает в направляющую трубу 7 и через окна 9 поступает в смесительную камеру 4, перемешиваясь с воздухом, поступающим от узла 20 пневматической аэрации с очищаемой сточной водой. Сжатый воздух по узлу 20 пневматической аэрации попадает во внешнее 22 и внутреннее 23 кольца, соединенные с распределительной линией 24, и выходит через расширяющиеся насадки 25 с малым факелом потока воздуха и расширяющиеся насадки 26 с большим факелом потока воздуха, в которых он закручивается во внутренних криволинейных винтообразных канавках 27 и смешивается с исходной жидкостью и осадком, образуя диспергированную эмульсию в смесительной камере 4, которая через перфорированную перегородку 2 попадает в гранулированную загрузку 13 с учетом волнового движения и подъемной своей силы (эффекта эрлифта). При этом гранулированная загрузка 13 активно обогащается воздухом и соответственно усиливается процесс образования биопленки и биологической очистки сточных вод. Расширяющиеся насадки в плане расположены по периметру таким образом, что позволяет потоку воздуха проходить через перфорированную перегородку 2 селективно. Высота факела потока воздуха увязана с гидравлическим сопротивлением гранулированной загрузки 13 с учетом наличия в ней пор, величина которых у периферии меньше, чем в центре из-за истирания гранул. Штыри 14 выполнены в виде изогнутой лопасти с зазором у стенки цилиндрического корпуса 1, что исключает трение о них при их вращении. Штыри 14, выполненные в виде изогнутой лопасти, усиливают контакт поднимающейся вверх по загрузке эмульсии в закрученном виде и происходит воздействие на частицы гранулированной загрузки 13 механических, аэрогидродинамических и вибрационных сил при промывке гранулированной загрузки 13 путем тщательного истирания частиц. В верхней части направляющей трубы 7 предусмотрен клапан 28, который открывается при достижении плотности осадка больше плотности жидкой фазы и закрывается при давлении жидкости в центральной трубе 7 больше давления в цилиндрическом корпусе 1.

Один-два раза в сутки направляющую трубу 7 с закрепленными на ней штырями 14 приводят во вращение и частицы гранулированной загрузки 13 при взрыхлении оттираются, а освобожденная биопленка через фазоразделительную секцию 6 и направляющую трубу 7 возвращается в смесительную камеру 4. В результате периодического взрыхления гранулированной загрузки 13 исключается залеживание и образование застойных зон, обеспечивается сохранение большей части количества биопленки на частицах гранулированной загрузки 13.

Предложенное устройство для биологической очистки сточных вод обеспечивает равномерное распределение воздуха в гранулированной загрузке, исключает образование застойных зон и повышает эффект биологической очистки.

Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в использовании для создания глубоко эмульгированной воздушной смеси, повышения равномерности распределения сжатого воздуха во всем объеме гранулированной загрузки путем закрутки потока воздуха и аэродинамических сил для смыва загрязнений с поверхности гранулированной загрузки и перфорированной перегородки без привлечения дополнительной энергии извне.

Формула изобретения

Устройство для биологической очистки сточных вод, содержащее цилиндрический корпус биофильтра, заполненный гранулированной загрузкой с плотностью меньше единицы, узел пневматической аэрации, трубы подвода и отвода воды, и снабженное двумя перегородками, из которых одна размещена горизонтально в нижней части корпуса и образует с его днищем смесительную камеру, а другая выполнена в виде обратного конуса с центральным патрубком, расположенным в верхней части корпуса, и образует фазоразделительную секцию, при этом отверстия в перегородке смещены к стенкам корпуса, устройство также снабжено направляющей трубой, установленной на вертикальной оси корпуса с возможностью вращения вокруг оси, с запорным стаканом, прикрепленным к ее верхней части, а также штырями, взрыхляющими загрузку, в нижней части трубы выполнены окна, имеющие расположенные над ними козырьки, верхняя кромка патрубка и верхняя перегородка установлены на одном уровне с верхней кромкой направляющей трубы, а штыри над нижней перегородкой выполнены в виде щетки, отличающееся тем, что узел пневматической аэрации содержит внешнее и внутреннее кольца, соединенные с трубой узла пневматической аэрации распределительной линией, на внешнем кольце расположены расширяющиеся насадки с малым факелом потока воздуха, а на внутреннем кольце предусмотрены расширяющиеся насадки с большим факелом потока воздуха, причем насадки имеют внутренние криволинейные винтообразные канавки, а штыри выполнены в виде изогнутой лопасти.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3