Станция очистки и обезвреживания сточных вод

 

Изобретение относится к станциям очистки и обезвреживания сточных вод и может быть использовано как в очистке сточных вод, так и в других технологических процессах. Станция очистки и обезвреживания сточных вод содержит отстойник, озонатор, флотатор, дозатор реагента, фильтр. Станция дополнительно снабжена решеткой, песколовкой, реактором, повысительным и промывным насосами, резервуаром очищенной воды, вторым фильтром, гидромониторными системами промывки обоих фильтров, датчиками давления, электрофицированными задвижками, датчиками положения электрифицированных задвижек и блоком управления. При этом первый и второй фильтры размещены под острым углом к горизонту. Технический результат: повышение степени очистки сточных вод и технологических растворов, увеличение скорости прироста биомассы и производительности станции очистки. 1 ил.

Изобретение относится к станциям очистки и обезвреживания сточных вод и может быть использовано как в очистке сточных вод, так и в других технологических процессах.

Известна станция очистки сточных вод с доочисткой на фильтровальных сооружениях, включающая решетку, песколовку, первичный отстойник, аэротенк, вторичный отстойник, фильтры, установку для хлорирования и контактный резервуар [Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении /А.М. Когановский, Н. А. Клименко, Т.Н.Левченко и др. - М.: Химия, 1983, с. 238, рис. IХ-1]. Недостатками известной станции очистки сточных вод с доочисткой на фильтровальных сооружениях являются низкая степень очистки сточных вод и невысокая производительность станции.

Известна станция очистки сточных вод с доочисткой, выбранная в качестве прототипа, включающая первичный и вторичный отстойники, озонатор, флотатор, дозатор реагента и фильтр [Орлов В.А. Озонирование воды. - М.: Стройиздат, 1984, с. 45, рис. 26]. Недостатком известной станции очистки сточных вод с доочисткой является то, что биологическая очистка осуществляется без воздействия озона на процесс микробиологического окисления. Это снижает степень очистки сточных вод, ведет к удорожанию процесса их обработки, к увеличению объема очистной станции и капитальных вложений на ее строительство.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в том, чтобы повысить степень очистки сточных вод и технологических растворов, увеличить скорость прироста биомассы и производительность станции очистки.

Предлагаемое техническое решение заключается в следующем: станция очистки и обезвреживания сточных вод, содержащая отстойник, озонатор, флотатор, дозатор реагента и фильтр, дополнительно снабжена решеткой, песколовкой, реактором, повысительным и промывным насосами, резервуаром очищенной воды, вторым фильтром, гидромониторными системам промывки фильтров, датчиками давления, электрифицированными задвижками, датчиками, положения электрифицированных задвижек и блоком управления, причем первый и второй фильтры размещены под острым углом к горизонту, всасывающий патрубок повысительного насоса соединен с отстойником, выходной патрубок первого фильтра соединен с входным патрубком эжектора, всасывающий патрубок эжектора соединен с озонатором, напорный патрубок эжектора соединен с сатуратором, реакционная зона флотатора соединена с сатуратором и дозатором реагента, вход реактора соединен с отводящим трубопроводом песколовки и сатуратором, выход реактора соединен с подводящим трубопроводом отстойника, выход флотатора соединен с входным патрубком второго фильтра, всасывающий патрубок промывного насоса соединен с резервуаром очищенной воды, напорный патрубок промывного насоса соединен с выходными патрубками первого и второго фильтров и с гидромониторными системами их промывки, а датчики давления, электрифицированные задвижки и датчики положения электрифицированных задвижек соединены с блоком управления.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что оно содержит новые узлы со своими связями, позволяющими повысить степень очистки сточных вод и технологических растворов, увеличить скорость прироста биомассы и производительность станции очистки.

Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

При проведении дополнительного поиска известных решений не были выявлены признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявляемой станции очистки и обезвреживания сточных вод. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "изобретательный уровень".

На чертеже схематически изображена станция очистки и обезвреживания сточных вод.

Станция очистки и обезвреживания сточных вод содержит решетку 1, песколовку 2, реактор 3, отстойник 4, повысительный насос 5, первый фильтр 6, эжектор 7, озонатор 8, сатуратор 9, флотатор 10, дозатор реагента 11, второй фильтр 12, промывной насос 13, резервуар очищенной воды 14, гидромониторную систему промывки первого фильтра 15, гидромониторную систему промывки второго фильтра 16, датчики давления 17 - 21, лоток для отвода пены 22, кран с поплавковым приводом 23, электрифицированные задвижки 24 - 34, датчики положения электрифицированных задвижек 35 - 45, трубопроводы 46 - 59, иловую трубу 60, удерживающие решетки 61 и 62, отражатель 63 и блок управления 64.

Станция очистки и обезвреживания сточных вод работает следующим образом.

Сточная вода проходит через решетку 1, песколовку 2 и освобождается от крупных загрязнений и минеральных примесей. Электрифицированная задвижка 24 открывается и при разрешающем сигнале от датчика положения электрифицированной задвижки 35 сточная вода по трубопроводу 46 поступает на вход реактора 3, заполняет его, затем по трубопроводу 47 она поступает в отстойник 4 и так же заполняет его. После этого включаются в работу электродвигатели повысительного насоса и турбины реактора 3. Когда повысительный насос 5 выйдет на нормальный режим работы, от датчика давления 17 на блок управления 64 поступает сигнал, по которому открываются электрифицированные задвижки 25 и 26. При разрешающих сигналах от датчиков положения электрифицированных задвижек 36 и 37 повысительный насос 5 забирает воду из отстойника 4 и подает ее во входной патрубок первого фильтра 6, например, с плавающей фильтрующей загрузкой. Сточная вода проходит через фильтрующую загрузку, размещенную между удерживающими решетками 61 и 62, фильтруется и по трубопроводу 49 поступает во входной патрубок эжектора 7. Во всасывающий патрубок эжектора 7 от озонатора 8 поступает озонированный воздух и тщательно перемешивается со сточной водой. В это время на взвешенные вещества сточной воды ведется активная атака газообразным озоном, в результате чего они очень быстро окисляются. Образовавшаяся смесь из эжектора 7 поступает в сатуратор 9 и сжимается. Под действием давления озоно-воздушная смесь растворяется в сточной воде и растворенный озон эффективно атакует наиболее мелкие и растворенные загрязнения сточной воды. Как только давление в сатураторе 9 достигнет расчетной величины, от датчика давления 18 на блок управления 64 поступает сигнал, по которому электрифицированные задвижки 27 - 31 открываются и при разрешающих сигналах от датчиков положения 38 - 42 одна часть сжатой смеси по трубопроводам 50 - 52 поступает на вход реактора 3 и тщательно перемешивается со сточной водой. Это положительно сказывается на окислении органических веществ сточной воды, увеличении скорости прироста биомассы и производительности станции очистки в целом. Из трубопровода 51 струя сжатой смеси выходит с большой скоростью, встречается с отражателем 63, изменяет свое направление и теряет скорость своего движения. При этом из струи смеси в виде мельчайших пузырьков выделяется газовый компонент и с помощью турбины реактора 3 тщательно перемешивается со сточной водой. При перемешивании сточная вода дополнительно обогащается кислородом атмосферного воздуха. Благодаря этому в реакторе 3 ускоренно протекает процесс биологической очистки сточной воды, в котором озон стимулирует жизнедеятельность микроорганизмов и способствует увеличению степени очистки сточной воды. Из реактора 3 сточная вода по трубопроводу 47 поступает в отстойник 4. В отстойнике 4 из сточной воды выпадает осадок, который через иловую трубу 60 отводится для дальнейшей его обработки, а осветленная сточная вода забирается повысительным насосом 5. Другая часть сжатой смеси по трубопроводу 53 поступает из сатуратора 9 в реакционную зону флотатора 10 сверху, а снизу от дозатора реагента 11 в нее поступает реагент /коагулянт, активированный уголь и др./, который тщательно перемешивается со сточной водой и вступает с ней в химическую реакцию. Скорость сжатой смеси резко снижается, а освободившийся воздух в виде мельчайших пузырьков флотирует загрязнения сточной воды. Эти загрязнения в виде пены скребком / на чертеже условно не показан/ сдвигаются в лоток для сбора пены 22 и по трубопроводу 56 удаляются из флотатора 10 для дальнейшей обработки. Осветленная во флотаторе 10 сточная вода по трубопроводу 54 поступает в входной патрубок второго фильтра 12, проходит через фильтрующую загрузку фильтра 12 и, освободившись от загрязнений, по трубопроводу 55 поступает потребителю для повторного использования или сбрасывается в открытый водоем.

При работе фильтры засоряются, их гидравлические сопротивления увеличиваются, а вместе с тем увеличивается и разность давлений в точках присоединения датчиков давлении 19 и 20 к первому фильтру 6. Когда эта разность достигнет заданной величины, например 0,08 МПа, блок управления 64 переведет станцию очистки и обезвреживания сточных вод в режим регенерации плавающей фильтрующей загрузки первого и второго фильтров. По команде с блока управления 64 электрифицированные задвижки 24 - 31 закрываются, а электрифицированные задвижки 33 и 34 открываются. При разрешающих сигналах от датчиков положения электрифицированных задвижек 35 - 42, 44 и 45 запускается в работу электродвигатель промывного насоса 13. Когда промывной насос 13 выйдет на нормальный режим работы, датчик давления 21 на блок управления 64 подаст сигнал на открывание электрифицированных задвижек 32 и 33. Электрифицированные задвижки 32 и 33 открываются и при разрешающих сигналах от датчиков положения 43 и 44 промывной насос 13 забирает воду из резервуара очищенной воды 14 и подает ее в выходные патрубки первого фильтра 6 и второго фильтра 12, а также в гидромониторные системы их промывки 15 и 16 соответственно. Под действием перекрестных струй воды плавающая фильтрующая загрузка обоих фильтров интенсивно перемешивается, загрязнения быстро оттираются от зерен загрузки, загрязненная промывная вода из первого фильтра 6 по трубопроводу 58 поступает в отстойник 4, а из второго фильтра 12 загрязненная промывная вода по трубопроводу 59 отводится на иловые площадки. По истечении заданного на пульте блока управления 64 времени промывной насос 13 выключается, электрифицированные задвижки 24 - 31 открываются. При разрешающих сигналах от датчиков положения электрифицированных задвижек 35 - 45 повысительный насос 5 забирает сточную воду из отстойника 4, подает ее в входной патрубок первого фильтра 6 и процесс очистки и обезвреживания сточной воды продолжается. Пополнение запаса воды в резервуаре очищенной сточной воды 14 производится через кран с поплавковым приводом 23.

Предлагаемое техническое решение позволяет получить экономию капитальных затрат при строительстве фильтровального помещения за счет уменьшения строительной высоты фильтров и экономический эффект за счет высокого качества очищенной и обезвреженной сточной воды, резкого сокращения озона, других реагентов и очищенной сточной воды, расходуемой для промывки фильтров, а также за счет увеличения прироста биомассы, производительности и экологической безопасности станции очистки и обезвреживания сточных вод.

Формула изобретения

Станция очистки и обезвреживания сточных вод, содержащая отстойник, озонатор, флотатор, дозатор реагента и фильтр, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена решеткой, песколовкой, реактором, повысительным и промывным насосами, резервуаром очищенной воды, вторым фильтром, гидромониторными системами промывки обоих фильтров, датчиками давления, электрифицированными задвижками, датчиками положения электрифицированных задвижек и блоком управления, причем первый и второй фильтры размещены под острым углом к горизонту, всасывающий патрубок повысительного насоса соединен с отстойником, выходной патрубок первого фильтра соединен с входным патрубком эжектора, всасывающий патрубок эжектора соединен с озонатором, напорный парубок эжектора соединен с сатуратором, реакционная зона флотатора соединена с сатуратором и дозатором реагента, вход реактора соединен с отводящим трубопроводом песколовки и сатуратором, выход реактора соединен с подводящим трубопроводом отстойника, выход флотатора соединен с входным патрубком второго фильтра, всасывающий патрубок промывного насоса соединен с резервуаром очищенной воды, напорный патрубок промывного насоса соединен с выходными патрубками первого и второго фильтров и с гидромониторными системами их промывки, а датчики давления, электрифицированные задвижки и датчики положения электрифицированных задвижек соединены с блоком управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1