Устройство для очистки сточных вод
Владельцы патента RU 2617156:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к устройствам для очистки сточных вод и может быть использовано для очистки воды от хрома, хлоридов, сульфатов, взвешенных веществ, СПАВ, БПК И ХПК. Устройство для очистки сточных вод состоит из последовательно расположенных по спирали отстойника, флотатора, вторичного отстойника, зернистого фильтра, сорбционного фильтра, емкости очищенной воды, которые находятся под единым цилиндрическим корпусом, выполненным из стеклопластика, являющегося наиболее легким, прочным и не поддающимся агрессивному воздействию материалом. Изобретение позволяет рационально и эффективно осуществлять очистку сточных вод, а также простую конструкцию, технологическое обслуживание и мобильность устройства. 4 ил.
Изобретение относится к устройствам для очистки сточных вод и может быть использовано для очистки воды от хрома, хлоридов, сульфатов, взвешенных веществ, СПАВ, БПК и ХПК.
Известно устройство для очистки сточных вод, включающее размещенные последовательно блоки очистки: отстойник-усреднитель, анаэробный блок, аноксидный блок, оксидный блок, блок мембранной фильтрации, емкость сбора очищенной воды, реагентную емкость, блок автоматического управления установкой, емкость для сбора шлама, блок обеззараживания очищенной воды, а также вспомогательное оборудование, включающее насосное оборудование, трубопроводы, запорную арматуру, систему подачи воздуха, аэрирующее устройство.
Отстойник-усреднитель оборудован устройством механической очистки, представляющим собой на выбор механическую решетку, мацератор, барабанный фильтр, грязевой фильтр гидроциклонного принципа действия.
Насосное оборудование включает насос-дозатор подачи реагента, вакуумный насос для мембранного блока, насос обратной промывки мембранного блока, насос подачи на очистку сточной воды и осуществление циркуляционного перемешивания, насос отвода избыточного ила и опорожнения емкостей /Патент на изобретение RU 2537611, МПК C02F 9/14, C02F 3/30, C02F 1/44, C02F 103/20. Установка очистки хозяйственно-бытовых сточных вод / Ю.А. Трухин, Б.В. Васильев и др. Опубл. 10.01.2015 г./ [1].
Недостатком этой установки является отсутствие удаления всплывающих веществ. Другим недостатком является, необходимость наличия различного насосного оборудования, требующего высоких энергозатрат и надзора.
Наиболее близкой к заявленному изобретению является установка для очистки сточных вод, которая состоит из двух блоков и содержит: флотатор с дисковым аэратором, песколовку, отстойник, осадконакопительный лоток, два фильтра с различной загрузкой. Установка имеет патрубок отвода осадка песколовки, патрубок отвода осадка отстойника, трубопровод отвода плавающего осадка, переливной трубопровод, патрубок отвода осадка зернистого фильтра, патрубок отвода осадка сорбционного фильтра /Патент на полезную модель RU 155231, МПК C02F 9/08, C02F 1/24, C02F 1/28, C02F 1/40. Установка для очистки сточных вод. Стрелков А.К. и др. Опубл. 27.09.2015 г./ [2] - принята за прототип.
Недостатком установки является отсутствие возможности подачи реагентов и сложность замены загрузки в фильтрах. Другим недостатком является наличие соединительного шва между блоками, что снижает надежность конструкции и усложняет ее изготовление.
Сущность изобретения - создание компактной, комбинированной, эффективной и простой в эксплуатации установки, позволяющей производить глубокую очистку хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод.
Технический результат - повышение качества очистки сточных вод, упрощение конструкции устройства для очистки сточных вод, расширение функциональных возможностей, повышение эффективности его работы, а также упрощение его эксплуатации.
Указанный технический результат достигается за счет того, что известное устройство для очистки сточных вод с приспособлением для ввода воздуха, трубопроводом подачи исходной и отвода очищенной воды, состоящее из отстойника, флотатора, фильтра с зернистой загрузкой, с движением воды сверху вниз, фильтра с сорбционной загрузкой, с движением воды снизу вверх, расположенных в цилиндрическом корпусе, снабженных патрубками опорожнения и отвода осадков, дополнительно содержит вторичный отстойник, емкость очищенной воды и эжектор для подачи реагента, соединенный с трубопроводом подачи исходной воды, при этом зернистый и сорбционный фильтры оборудованы в верхней и нижней части технологическими съемными пластинами, позволяющими производить замену загрузки фильтров, упакованной в мягкий сетчатый патрон из не коррозионного материала и заполняющей внутреннее пространство каждого фильтра; флотатор разделен переливными перегородками на четыре секции, и дно первых двух секций сообщено с приспособлением для ввода воздуха в виде перфорированных труб, а последняя секция имеет переливное отверстие, соединенное с трубопроводом, подающим воду в нижнюю часть вторичного отстойника, расположенного между внешней поверхностью стенки отстойника и стенкой корпуса устройства для очистки, при этом отстойник, расположенный в центре устройства для очистки, имеет цилиндрическую форму и коническое дно, а дно вторичного отстойника устроено с уклоном от центра к периферии и соединено через переливное отверстие с зернистым фильтром; цилиндрический корпус устройства для очистки выполнен из легкого и прочного не поддающегося агрессивному воздействию материала, например стеклопластика, снабжен перегородками, расположенными между корпусом устройства и отстойником, придающими жесткость конструкции устройства для очистки, которые имеют переливные отверстия для прохождения очищаемой воды в соответствующем направлении самотеком последовательно по спирали, начиная с отстойника, откуда поступает на дно первой секции флотатора, из последней секции флотатора - во вторичный отстойник, далее - на верхнюю часть фильтра с зернистой загрузкой, затем, проходя под перегородкой, разделяющей фильтры, поднимается вверх по фильтру с сорбционной загрузкой до переливного отверстия, через которое поступает в емкость очищенной воды.
В трубопровод подачи исходной воды с помощью эжектора подается реагент (хлористый барий и гидроксид кальция) и смешивается с исходной водой за счет турбулентности движения потока. Отстойник имеет коническое дно для сбора и отвода осадка, в нем устроен трубопровод подачи воды на дно первой секции флотатора.
В четырехсекционном флотаторе предусмотрены перегородки для движения сточной воды в необходимом направлении, а также делящие его на зоны флотации (три первые секции) и отстаивания (четвертая секция). В четвертой секции - зоне отстаивания – расположен трубопровод подачи воды во вторичный отстойник. На дно флотатора, в зону флотации, воздух подается через перфорированные трубки, присоединенные к компрессору.
Вторичный отстойник, дно которого имеет уклон от центра к периферии, расположен между внешней частью стенки отстойника и внутренней частью корпуса стенки устройства для очистки. Отстойники снабжены лотками для сбора очищенной воды, расположенными по их периметру.
Устройство содержит два фильтра с различной загрузкой: фильтр с зернистой загрузкой, с движением воды сверху вниз, фильтр с сорбционной загрузкой, с движением воды снизу вверх. Загрузка фильтров помещается в устройство в мягком патроне для полного заполнения пространства, патроны выполнены в виде сеток из не коррозирующего материала (нержавеющая сталь, пластик и др.). В верхней и нижней части фильтров расположены технологические съемные пластины, позволяющие производить замену загрузки фильтров, препятствующие всплытию загрузки и способствующие лучшему распределению очищаемой воды.
Емкость очищенной воды снабжена патрубком отвода очищенной воды, расположенным в верхней части корпуса.
Устройство для очистки сточных вод оснащено трубопроводами отвода осадков, расположенными в его нижней части, и имеет цилиндрическую форму, выполненную из стеклопластика, который является наиболее легким, прочным и не поддающимся агрессивному воздействию материалом.
Достоинством предложенного устройства является увеличение конструктивной жесткости и надежности за счет единого корпуса и перегородок. Перегородки фактически являются ребрами жесткости между корпусом устройства и отстойником. Также достоинством является четырехсекционный флотатор, имеющий большую эффективность.
Схема устройства для очистки сточных вод представлена на чертежах:
на фиг. 1 - вид сверху (сечение A-A), приняты следующие обозначения: 1 - корпус устройства, 2 - отстойник, 3 - флотатор, 4 - вторичный отстойник, 5 - зернистый фильтр, 6 - сорбционный фильтр, 7 - емкость очищенной воды, 9 - перегородка флотатора, 10 - сборный лоток отстойника, 11 - трубопровод подачи исходной воды, 12 - патрубок опорожнения и отвода осадка флотатора, 13 - съемная распределяющая пластина зернистого фильтра, 19 - патрубок опорожнения и отвода осадка емкости очищенной воды, 20 - сборный лоток флотатора;
на фиг. 2 - вид по наружной обечайке: 3 - флотатор, 4 - вторичный отстойник, 5 - зернистый фильтр, 6 - сорбционный фильтр, 7 - емкость очищенной воды, 9 - перегородка флотатора, 10 - сборный лоток отстойника, 13 - съемная распределяющая пластина зернистого фильтра, 14 - съемная крышка фильтра, 20 - сборный лоток флотатора;
на фиг. 3 - разрез A-A, приняты следующие обозначения: 1 - корпус устройства, 2 - отстойник, 4 - вторичный отстойник, 10 - сборный лоток отстойника, 11 - трубопровод подачи исходной воды, 12 - патрубок опорожнения и отвода осадка флотатора; 18 - патрубок опорожнения и отвода осадка отстойника;
на фиг. 4 - разрез B-B, приняты следующие обозначения: 1 - корпус устройства, 2 - отстойник, 3 - флотатор, 4 - вторичный отстойник, 5 - зернистый фильтр, 6 - сорбционный фильтр, 7 - емкость очищенной воды, 8 - патрубок отвода очищенной воды, 15 - патрубок опорожнения зернистого фильтра, 16 - патрубок опорожнения сорбционного фильтра, 17 - перегородка фильтров, 18 - патрубок опорожнения и отвода осадка отстойника; 19 - патрубок опорожнения и отвода осадка емкости очищенной воды.
Устройство для очистки сточных вод состоит из последовательно расположенных по спирали: отстойника 2, флотатора 3, вторичного отстойника 4, зернистого фильтра 5, сорбционного фильтра 6, емкости очищенной воды 7, находящихся под единым цилиндрическим корпусом устройства 1.
Отстойник 2 и вторичный отстойник 4 снабжены сборными лотками отстойника 10 и патрубками опорожнения и отвода осадка отстойника 18.
Флотатор 3 разделен перегородками флотатора 9 на четыре секции, которые имеют патрубки опорожнения и отвода осадка флотатора 12.
Устройство содержит два фильтра с различной загрузкой: зернистый фильтр 5 и сорбционный фильтр 6, разделенные перегородкой фильтров 17. Зернистый фильтр 5 имеет съемную распределяющую пластину зернистого фильтра 13. В фильтрах предусмотрены съемные крышки фильтров 14 для удержания загрузки фильтров. В нижней части зернистого фильтра 5 и сорбционного фильтра 6 расположены патрубки для опорожнения. Сорбционный фильтр 6 соединен с емкостью очищенной воды 7, который снабжен патрубком отвода очищенной воды 8.
Устройство работает следующим образом.
Очищаемая сточная вода по трубопроводу подачи исходной воды 11 подается в отстойник 2, где происходит осаждение взвешенных веществ. Из отстойника 2 сточная вода через сборный лоток отстойника 10 поступает во флотатор 3, где грубо- и мелкодисперсные растворенные вещества в сточной воде захватываются пузырьками воздуха и выносятся к ее поверхности, образуя пену, которая собирается ручным способом. Во флотаторе 3 также снижается концентрации БПК, ХПК. Через сборный лоток флотатора 20 сфлотированная вода направляется на вторичный отстойник 4. С помощью сборного лотка отстойника 10, устроенного по периметру вторичного отстойника 4, очищаемая вода поступает на зернистый фильтр 5, где вода распределяется съемной распределяющей пластиной зернистого фильтра 13, проходит через съемную крышку фильтра 14 сверху вниз, далее, проходя под перегородкой фильтров 17, поступает в сорбционный фильтр 6. В сорбционном фильтре 6 сточная вода поднимается вверх до переливного отверстия, соединяющего сорбционный фильтр 6 с емкостью очищенной воды 7, откуда очищенная вода отводится через патрубок отвода очищенной воды 8.
В зернистом фильтре происходит снижение концентраций БПК, ХПК, СПАВ и взвешенных веществ. В сорбционном фильтре происходит снижение концентраций БПК, ХПК, СПАВ, взвешенных веществ, а также ионов хрома, хлоридов и сульфатов.
Через патрубок опорожнения и отвода осадка флотатора 12, патрубок опорожнения и отвода осадка отстойника 18, патрубок опорожнения зернистого фильтра 15, патрубок опорожнения сорбционного фильтра 16 и патрубок опорожнения и отвода осадка емкости очищенной воды 19 осуществляется удаление осадка, выпадающего на дно, а также опорожнение устройства для очистки при необходимости.
Заявленное изобретение позволяет рационально и эффективно осуществлять очистку сточных вод от ионов хрома, хлоридов, сульфатов, взвешенных веществ, СПАВ, БПК и ХПК за счет раздельной последовательной работы блоков очистки, простоты конструкции, технологического обслуживания и мобильности.
Источники информации
1. Патент на изобретение RU 2537611, МПК C02F 9/14, C02F 3/30, C02F 1/44, C02F 103/20. Установка очистки хозяйственно-бытовых сточных вод / Ю.А. Трухин, Б.В. Васильев и др. Опубл. 10.01.2015 г.
2. Патент на полезную модель RU 155231, МПК C02F 9/08, C02F 1/24, C02F 1/28, C02F 1/40. Установка для очистки сточных вод. / Стрелков А.К. и др. Опубл. 27.09.2015 г.
Устройство для очистки сточных вод с приспособлением для ввода воздуха, трубопроводом подачи исходной и отвода очищенной воды, состоящее из отстойника, флотатора, фильтра с зернистой загрузкой, с движением воды сверху вниз, фильтра с сорбционной загрузкой, с движением воды снизу вверх, расположенных в цилиндрическом корпусе, снабженных патрубками опорожнения и отвода осадков, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит вторичный отстойник, емкость очищенной воды и эжектор для подачи реагента, соединенный с трубопроводом подачи исходной воды, при этом зернистый и сорбционный фильтры оборудованы в верхней и нижней части технологическими съемными пластинами, позволяющими производить замену загрузки фильтров, упакованной в мягкий сетчатый патрон из не коррозионного материала и заполняющей внутреннее пространство каждого фильтра; флотатор разделен переливными перегородками на четыре секции, и дно первых двух секций сообщено с приспособлением для ввода воздуха в виде перфорированных труб, а последняя секция имеет переливное отверстие, соединенное с трубопроводом, подающим воду в нижнюю часть вторичного отстойника, расположенного между внешней поверхностью стенки отстойника и стенкой корпуса устройства для очистки, при этом отстойник, расположенный в центре устройства для очистки, имеет цилиндрическую форму и коническое дно, а дно вторичного отстойника устроено с уклоном от центра к периферии и соединено через переливное отверстие с зернистым фильтром; цилиндрический корпус устройства для очистки выполнен из легкого и прочного не поддающегося агрессивному воздействию материала, например стеклопластика, снабжен перегородками, расположенными между корпусом устройства и первичным отстойником, придающими жесткость конструкции устройства для очистки, которые имеют переливные отверстия для прохождения потока очищаемой воды в соответствующем направлении самотеком последовательно по спирали, начиная с отстойника, откуда поступает на дно первой секции флотатора, из последней секции флотатора - во вторичный отстойник, далее - на верхнюю часть фильтра с зернистой загрузкой, затем, проходя под перегородкой, разделяющей фильтры, поднимается вверх по фильтру с сорбционной загрузкой до переливного отверстия, через которое поступает в емкость очищенной воды.
