Установка для очистки сточных вод и осадка от нефтепродуктов

 

Изобретение относится к области водоочистки, а именно к очистке сточных вод, содержащих нефть и нефтепродукты, а также взвешенные частицы, и может быть использовано при организации замкнутого цикла водопотребления в нефтехимической, машиностроительной, автотранспортной и других отраслях промышленности, а также при очистке буровых вод. Установка содержит, по меньшей мере, один биофильтр, отстойник, циркуляционный насос, систему орошения и сборник осадка. Корпус биофильтра выполнен цилиндрическим. Внутри корпуса, по меньшей мере, на двух вращающихся опорах и зубчатом колесе, закрепленном с возможностью вращения на валу привода, установлен венец с зубчатой нижней кромкой. На венце посредством тяг на шарнирах закреплена водозаборная труба, на которой укреплены скребки. Технический результат состоит в ускорении очистки сточных вод и снижении себестоимости очистки. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области водоочистки, а именно к области очистки сточных вод, содержащих нефть и нефтепродукты, а также взвешенные частицы, и может быть использовано при организации замкнутого цикла водопотребления в нефтехимической, машиностроительной, автотранспортной и других отраслях промышленности, а также при очистке буровых вод.

Известные приемы очистки сточных вод с поверхностной аэрацией или с барботажем очищаемых вод (Когановский А. М. и др. Очистка промышленных сточных вод. Киев, "Технiка", 1974, стр. 157 - 160) при достаточном насыщении воздухом системы "активный ил - очищаемая сточная вода" не обеспечивают перемещение тяжелых частиц типа песка по указанной системе. Это приводит к оседанию тяжелых частиц с налипшими на них нефтью и нефтепродуктами на дно аэротенков и, следовательно, к неполной очистке сточных вод.

Известна установка для очистки сточных вод (Яковлев С. В. Биологические фильтры. М., "Стройиздат", 1982, стр. 88 - 89). Известная установка содержит емкость, в которой размещена плоскостная загрузка. Над емкостью расположена система орошения в виде вращающегося оросителя, выполненного в виде радиально расположенных труб с тангенциально расположенными соплами или отверстиями. Трубы укреплены на полой ступице с возможностью вращения вокруг вертикальной оси. К ступице посредством циркулярного насоса подводят орошающую жидкость. Вращение оросителя возникает под действием реактивного момента, вызванного истечением струй орошающей жидкости из сопел. Струи орошающей жидкости попадают на загрузку. Находящиеся на загрузке микроорганизмы утилизируют загрязнения из орошающей жидкости. Недостатком известной конструкции следует признать появление на дне емкости и на загрузке осадка взвешенных в сточных водах загрязненных частиц. Выпадение их в осадок практически выводит указанные взвешенные частицы из процесса очистки, что приводит, во-первых, к забиванию биофильтра осевшими частицами, и, во-вторых, к неполноте очистки сточных вод.

Наиболее близким техническим решением можно признать установку для очистки сточных вод и осадка от нефтепродуктов (RU, патент 2074121 С 02 F 1/40, 1997). Установка состоит из двух последовательно соединенных биофильтров с плоскостной загрузкой, над которой расположены системы орошения в виде вращающихся оросителей. Под загрузкой размещены осадительные емкости, соединенные посредством циркуляционных насосов с входами водозаборных устройств. Указанные устройства закреплены внутри емкостей с возможностью вращения вокруг вертикальной оси и выполнены в виде укрепленных на полых ступицах радиальных труб с тангенциально наклоненными к днищу патрубками. Биофильтры соединены между собой отстойником и фильтрами тонкой очистки посредством насосов.

Установка работает следующим образом. В первый биофильтр поступает сточная вода с взвешенными частицами, оседающими в осадительной емкости биофильтра. Через тангенциальные патрубки водозаборного устройства осадок вместе с очищаемой водой посредством действия циркуляционного насоса поступает во вращающийся ороситель и разбрызгивается по поверхности плоской загрузки. Плоская загрузка может быть выполнена из ткани, подвешенной на опорах. На ткани формируется пленка микроорганизмов, которые частично смываются в осадительную емкость. Это позволяет поддерживать оптимальную концентрацию и состав активного ила в осадительной емкости. Взвешенные частицы при работе биофильтра многократно циркулируют через плоскостную загрузку и осадительную емкость, промываются потоком орошающей жидкости (сточной воды) и обрабатываются активным илом при осаждении в емкости. Аэрация активного ила происходит при разбрызгивании потока оросителями между стенками плоскостной загрузки. Второй биофильтр работает аналогично первому и улавливает при этом проскочившие неочищенные частицы. Из второго биофильтра очищенные стоки поступают в отстойник, из которого периодически очищенные твердые частицы выгружаются в сборник, а очищенная вода через фильтры тонкой очистки поступает потребителю. Водозаборным устройствам вращающий момент передается от вращающихся под действием вытекающих струй оросителей. Это позволяет поддерживать вращение водозаборных устройств несмотря на большое содержание в стоках твердых частиц.

Недостатком известного устройства следует признать его недостаточную эффективность по захвату осевших частиц из осадительных емкостей и. следовательно, недостаточную эффективность их очистки.

Техническая задача, решаемая посредством настоящего изобретения, состоит в разработке конструкции установки для очистки сточных вод и осадка, позволяющей более эффективно проводить процесс очистки взвешенных частиц.

Технический результат, получаемый в результате реализации изобретения, состоит в уменьшении времени, затраченного на очистку единичного объема очищаемой жидкости и, как следствие, уменьшении себестоимости очистки сточных вод.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать установку для очистки сточных вод и осадка от нефтепродуктов, содержащую, по меньшей мере, один биофильтр, отстойник, циркуляционный насос, систему орошения и сборник осадка, причем корпус биофильтра выполнен цилиндрическим, внутри корпуса, по меньшей мере, на двух вращающихся опорах и зубчатом колесе, закрепленном с возможностью вращения на валу привода, установлен венец с зубчатой нижней кромкой, на венце посредством тяг на шарнирах закреплена водозаборная труба, на которой укреплены скребки. Предпочтительно, скребки выполнены полыми, причем полость скребков совмещена с полостью водозаборной трубы, а в нижней части скребки имеют форму щели, ориентированной по направлению движения скребков. Преимущественно, привод закреплен на корпусе биофильтра. Желательно, чтобы система орошения была выполнена в виде ряда сопел, расположенных по окружности корпуса биофильтра. В этом случае обычно корпус биофильтра содержит штуцера подачи очищаемой воды в сопла разбрызгивания системы орошения, закрепленные на корпусе. На корпусе также могут быть расположены штуцер подачи частично осветленной воды из отстойника и, на днище, труба отбора очищаемой воды на циркуляцию, причем выступающий из днища конец которой свободно входит в центральный патрубок водозаборной трубы. Предпочтительно, установка дополнительно содержит не менее одного биофильтра, установленного параллельно и/или последовательно с основным биофильтром. Установка может дополнительно содержать устройства финишной очистки воды, установленные, предпочтительно, на выходе очищенных стоков из отстойника. Преимущественно, между системой орошения и водозаборной трубой размещена насадка.

В дальнейшем изобретение будет рассмотрено в предпочтительном варианте реализации с использованием графического материала, где на фиг. 1 приведен общий вид установки, содержащий один биофильтр; на фиг. 2 приведен вертикальный разрез биофильтра; на фиг. 3 приведен горизонтальный разрез биофильтра; на фиг. 4 приведен узел, обеспечивающий вращение водозаборного устройства; на фиг. 5 приведен разрез по линии Б - Б.

Установка содержит в предпочтительном варианте реализации (фиг. 1) биофильтр 1, отстойник 2, циркуляционный насос 3, систему 4 орошения и сборник 5 осадка. Биофильтр (фиг. 2 - 4) содержит цилиндрический корпус 6, штуцеры 7 подачи осветленной жидкости из отстойника 2, систему 4 орошения загрузки в виде набора сопел. В корпусе 6 установлены, по меньшей мере, две вращающиеся опоры 8 и зубчатое колесо 9, на которых установлен венец 10 с зубчатой нижней кромкой. Зубчатое колесо 9 установлено на валу привода 11, который закреплен на корпусе 6. На венце 10 посредством тяг 12 на шарнирах подвешена водозаборная труба 13 со скребками 14. Скребки 14 выполнены полыми, причем полости скребков соединены с полостью водозаборной трубы 13. Скребки 14 снабжены в нижней части (фиг. 5) горизонтальными щелями, ориентированными в сторону их движения. На валу привода 11 установлены шайбы 15, предотвращающие смещение венца 10. В центральную часть водозаборной трубы 13 свободно входит выступающий из днища корпуса 1 конец трубы 16 отбора очищаемого стока на циркуляцию. Для фиксирования трубы 16 в днище корпуса 6 использовано кольцо 17. Уровень расположения скребков 14 над днищем корпуса обеспечивает скольжение скребков 14 по поверхности осадка с разрыхлением и последующим перемещением осадка посредством водозаборной трубы 13 и циркуляционного насоса 3 в систему орошения 4.

Установка работает следующим образом.

В биофильтр 1 подают сточные воды, содержащие взвешенные частицы. В сточных водах диспергированы нефть или нефтепродукты, причем частично нефть и нефтепродукты адсорбированы на поверхности взвешенных частиц. Микроорганизмы, находящиеся в жидкой фазе, заполняющей корпус 6 биофильтра, или на поверхности загрузки, проводят деструкцию нефти и нефтепродуктов. Под действием силы тяжести взвешенные частицы опускаются на днище корпуса 6. Посредством трубы 16 и циркуляционного насоса 3 очищаемая вода из нижней части корпуса 6 поступает в систему орошения 4. Водозаборная труба 13, вращающаяся под действием привода 11, опор 8, зубчатого колеса 9 и венца 10, вращает скребки 14. Скребки 14, перемещаясь по поверхности осадка взвешенных частиц, разрыхляют осадок и через щелевые отверстия захватывают частицы в полости скребков 14. Из полостей скребков 14 посредством полости трубы 13 захваченные скребками 14 взвешенные частицы поступают в трубу 16 и затем, посредством циркуляционного насоса 3, в систему 4 орошения. Практически полностью очищенные воды, содержащие взвешенные частицы, направляют в отстойник 2. В отстойнике два происходит оседание взвешенных частиц на дно, предпочтительно конусное, отстойника. Со дна отстойника посредством сборника 5 осадок очищенных взвешенных частиц удаляют, а практически очищенные сточные воды или посредством штуцера 7 возвращают в биофильтр 1, или на слив, или на повторное использование.

Использование установки позволяет ускоренно проводить очистку сточных вод, загрязненных нефтью и нефтепродуктами и содержащих взвешенные частицы примерно в 1,22 раза, что соответственно примерно на 12% снижает себестоимость очистки.

Формула изобретения

1. Установка для очистки сточных вод и осадка от нефтепродуктов, содержащая, по меньшей мере, один биофильтр, отстойник, циркуляционный насос, систему орошения и сборник осадка, отличающаяся тем, что корпус биофильтра выполнен цилиндрическим, внутри корпуса, по меньшей мере, на двух вращающихся опорах и зубчатом колесе, закрепленном с возможностью вращения на валу привода, установлен венец с зубчатой нижней кромкой, на венце посредством тяг на шарнирах закреплена водозаборная труба, на которой укреплены скребки.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что скребки выполнены полыми, причем полость скребков совмещена с полостью водозаборной трубы, а в нижней части скребки имеют форму щели, ориентированной по направлению движения скребков.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что привод закреплен на корпусе биофильтра.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система орошения выполнена в виде ряда сопел, расположенных по окружности корпуса биофильтра.

5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что корпус биофильтра содержит штуцера подачи очищаемой воды в сопла разбрызгивания системы орошения, закрепленные на корпусе.

6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на корпусе расположены штуцер подачи частично осветленной воды из отстойника и на днище труба отбора очищаемой воды на циркуляцию, причем выступающий из днища конец которой свободно входит в центральный патрубок водозаборной трубы.

7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит не менее одного биофильтра, установленного параллельно и/или последовательно с основным биофильтром.

8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит устройства финишной очистки воды, установленные, предпочтительно, на выходе очищенных стоков из отстойника.

9. Установка по п.1, отличающаяся тем, что между системой орошения и водозаборной трубой размещена насадка.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5