Устройство для защиты от эвтрофикации природного водоема сточными водами

 

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Рвслублнк

ОП ИСАНИЕ

<и865848

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 9.10.79 (21) 2830447/29-26 (51) М. Кл. с присседнненнвм заявки ¹ (23) Приоритет—

С 02 F 3/32

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий

Опубликовано 2309S1. Бюллетень 89 35

Дата опубликования описания 2309,S1 (53) УДК 628. 356 (0SS. 8) (72) Авторы изобретения

Н.A.Ëóöåíêî, Г.Д..Бердышев, В.Ф.Горчев, В.С.Кулик и В.A.Íåâìûâàêo

Киевский ордена Ленина государственнйй универститет им. Т.Г.Шевченко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЭВТРОФИКАЦИИ

ПРИРОДНОГО ВОДОЕМА СТОЧНЫМИ ВОДАМИ

Изобретение относится к области очистки сточных вод от загрязнений и токсических веществ и может найти применение для защиты от эвтрофикации природных водоемов сточными во5 дами .

Известно устройство для очистки сточных вод и отвода их в водоем, представляющее собой канал с секциями водной растительности, между которыми расположены секции биологическОго окисления. В секциях биологического окисления расположена оптически прозрачная фильтрующая загрузка, а в секциях водной растительности на опорных рамах установлены на расстоянии друг от друга перфорированные поддоны для культивирования водной растительности, Кроме того, перед секциями водной растительности распо- 20 ложены вертикальные отстойники, а между секциями водной растительности и биологического окисления расположены перегородки с отверстиями (1).

Однако известное устройство обладает слабой интенсивностью биологического окисления органических загрязнений сточных вод и не обеспечивает оптимального газового режима очищенной воды. 30

Цель изобретения — интенсификация процесса очистки сточных вод .путем улучшения газового режима очищенной воды.

Поставленная цель иэобретения достигается тем, что в устройстве, выполненном в виде. канала и разделенном поперечными перегородками на секции водной растительности, снабженные перфорированными поддонами для культивирования водной растительности, и секции биологического окисления, снабженные фильтрующей загрузкой и оборудованные вертикальными отстойниками, секции биологического окисления снабжены трубчатыми аэраторами и выполйены сообщенными в поперечном направлении с секциями водной растительности, при этом секции биологического окисления размещены в шахматном порядке и образуют совместно с вертикальным отстойником двухступенчатый блок биологической очистки сточных вод.

На фиг. 1 изображен предлагаемый канал, общий вид;на фиг. 2 — то же, продольный разрез; на фиг. 3 — разрез А-A на фиг. 1; на фиг. 4 - перфорированный подпои для культивирования водной растительности; на фиг.

865848

5 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 6 разрез В-В на фиг.1; на фиг. 7 фрагмент конструкции канала с вертикальным отстойником.

Канал для защиты от звтрофикации водоема сточными водами выполнен в виде самотечной водопроводной магистрали с вертикальными стенками 1. В поперечном разрезе канал имеет прямо. угольную форму и разделен сплошными перегородками 2 на двухступенчатые блоки 3 биологической очистки сточных вод с вертикальными отстойниками 4. Вертикальные отстойники 4 предназначены для осветления очищаемой воды.

Блоки 3 имеют днище 5, выполненное с уклоном не менее, чем 0,02. В нижней части вертикальных отстойников 4 стенки 2 переходят н наклонные стенки, которые образуют бункера 6 для аккумулирования осадка. 20

Каждый из блоков 3 совместно с вертикальными отстойниками 4 образуют двухступенчатый блок биологической очистк" сточных вод, а двухступенчатые блоки сообщены между собой посредством вертикальных отстойников 4.

Количество блоков выбирается в зависимости от расстояния источника сточных вод и природного водоема, а также в зависимости от необходимой степени очистки сточных вод. Предпочтительное минимальное количество двухступенчатых блоков 3 должно быть равным двум.

Двухступенчатые блоки 3 составляют непосредственно канал для защиты от энтрофикации природного водоема сточными водами. В предлагаемом канале двухступенчатые блоки биологическойочистки сточных вод по высотной посадке выполнены ниже друг отно" и- -40 тельно друга для обеспечений самотека отводимых сточных вод.

Для интенсификации процесса окисления загрязнений сточных вод и насыщения их кислородом воздуха канал оснащен воздуходувкой 28, сообщенной посредством воздухопроводов с вентилями 29 с дырчатыми аэраторами 12.

Устройство оборудовано системой периодической промывки фильтрующей загрузки 14 секций биологического окисления н целях предотвращения заливания секций. Для этих целей трубчатый дренаж 13 секций 9 посредством трубопронодон с вентилями 30, насоса

31 подачи воды и трубопроводов с вентилями 32 сообщен с дырчатыми трубами 25. Кроме того, канал оснащен системой сброса осадка из бункеров 6

Каждый из блоков 3 разделен н продольном направлении вертикальными дырчатыми перегородками 7 на секции 8 водной растительности и секции 9 биологического окисления. Дырчатые перегородки 7 выполнены по высоте ниже стенок 1 и перегородок 2. Секции 8 и 9 в каждом двухступенчатом блоке 3 расположены в шахматном порядке. Секции водной растительности оснащены перфорированными поддонами 10 с гравийно-почвенной загрузкой 11, предназначенной для посадки в нее водных растений, которые являются биологическим поглотителем загрязнений и биогенных элементов сточных вод.

Секции биологического окисления представляют собой модифицированные 44I биологические фильтры, на дне которых уложены дырчатые трубы — трубчатые аэраторы 12 и трубчатый дренаж 13, а сверху этих труб уложена фильтрующая загрузка 14 с крупностью зерен Я до 120 мм, служащая субстратом для развития биологической пленки.

Секции 8 и 9 в поперечном направлении сообщены между собой посредстном отверстий дырчатых продольных перегородок 7. Кроме того, в каждом блоке 3 секции 8 и 9 первой ступени сообщены с этими же секциями второй ступени посредством дренажных окон

15, расположенных в поперечных перегородках 2 и перекрываемых щитовыми затворами 16. Дренажные окна 15 снабжены сетками, Над каждым дренажным окном 15 в перегородке 2 на уровне высоты перегородок 7 расположено водосливное окно 17, предназначенное для регулировки верхнего уроння воды в .секции.

К ждая вторая ступень блока 3 сообщена с вертикальным отстойником 4 посредством дренажных окон 18, оснащенных сетками, Дренажные окна 18 расположены в секциях 9 и выполнены перекрываемыми щитовыми затнорками 19.

Кроме того, каждая вторая ступень блока 3 сообщена с вертикальным отстойником 4 посредством дренажного окна 20, перекрываемого щитоным затвором 21 и расположенного в секции., Над дренажным окном 20 расположено в перегородке 2 на уровне дырчатых перегородок 7 водосливное окно 22.

Каждый вертикальный отстойник 4 снабжен вертикальной перегооодкой 23, не доходящей сноим нижним концом до дна бункера 6 для обеспечения углубленной подачи воды.

Кроме того, каждый вертикальный отстойник 4 оборудован водоотнодящим лотком 24, в котором расположена дырчатая труба 25, На дне бункера 6 тоже расположена дырчатая труба 26. .Вертикальный отстойник 4 сообщен с первой ступенью последующего бло-ка биологической очистки сточных вод посредством водоотводящего лотка 24 и водосливных окон 27, расположенных н поперечной перегородке 2 на уровне перегородки 7. Водосливные окна 27 обеспечивают подачу ноды непосредственно в секции водной растительности 8. о

865848 ности первой ступени очистки второго блока биологической очистки сточных вод. Процесс циркуляции воды, биоло65 отстойников 4. Для этих целей дырчатые трубы 26 посредством трубопроводов с вентилями 33 н н соса 34 сообцены с трубопроводом сброса осадка, имеющего вентиль 35.

Канал сообщен с йсточником сточных вод посредством трубопровода, который,в свою очередь, сообщен посредством вейтилей 36 с секциями 8.

Канал заканчивается вертикальным отстойником 4, очищенная вода из корого поступает через водоотводящей лоток 24 в трубопровод очищенной воды, снабженный вентилем 37.

B секции 8 помещают перфорированные поддоны 10 с гравийно-почвенной загрузкой 11 с помещенными предварительно водными растениями, взятыми из природного водоема, а в секции 9 помещают фильтрующую загрузку 14, например, из гравия.

Канал работает следующим образом. 20

Сточные воды, например, от сооружений биологической очистки сточных вод по трубопроводу через открытые вентили 36 подают в секции 8 водной растительности. В этом случае перфорированные поддоны 10 .с посаженными водными растениями в гравийно-почвенную загрузку 11 омываются водой. Вода проникает через отверстия стенок поддонов и щели загрузки 11, н корневая система растений поглощает биогенные вещества, микроэлементы и ряд токсических веществ, особенно фенольные соединения, нефтепродукты, ряд органических и минеральных соединений, находящихся в сточной воде в незначительных количествах, поскольку сточные воды уже прошли предварительную очистку.

При заполнении сточной водой секций 8 эта вода через дырчатые пере- 40 городки 7 далее проникают в щели фильтрующей загрузки 14 и при открытом щитовом затворе 16 через дренажное окно 15, оборудованное сеткой для предотвращения выноса фильтРую- 4 щей загрузки 14 током воды, поступает в секцию 8 второй ступени 3, в котором тоже расположены перфорированные поддоны 10 с водными растениями. В этой секции вода смывает перфорированные поддоны 10 и водные растения

50 и проникает через дырчатые перегородки 7 в фильтрующую загрузку 14.

Вода, пройдя через фильтрующую загрузку 14 секций 9 через дренажные окна 18, оборудованные сетками при от- 55 крытых щитовых затворах 19, поступает в вертикальный отстойник 4 и заполняет его.

Иэ вертикального отстойника 4 вода поступает в водосборный лоток 24, фо имеющий зубчатый водослив, откуда поступает в секции 8 водной растительгической очистки и осветления сточных вод во втором блоке происходит так же, как и в первом. Доочищенная и осветленная вода отводится через водосливной лоток 24 по водоотводящему трубопроводу через открытый вентиль 37 в природный водоем непосредственно либо после предварительного процесса обеззараживания известным способом.

После заполнения канала водой и регулировки скорости течения воды в его секциях и блоках включают в работу воздуходувку 28. и через открытые вентили 29 подают сжатый воздух в дырчатые, пористые или перфорированные трубы 12, которые выполняют роль аэраторов. Сжатый .воздух проходит через поры или отверстия дырчатых труб 12 и далее через фильтрующую загрузку 14 и насыщает воду кислородом. Насыщение воды кислородом воздуха необходимо для поддержания нормальных процессов жизнедеятельности аэробных организмов биологической пленки, развивающейся на фильтрующей загрузке 14, дополнительного окисления загрянений посредством растворенного в воде кислорода воздуха, а также для,предотвращения черезмерного заливания фильтрующей загрузки 14, так как сжатый воздух, проходя через поры фильтрующей загрузки, предотвращает черезмерное отложение ила и осадка в фильтрующей загрузке 14.

В процессе прохождения воды через фильтрующую загрузку 14 и ее насыщения кислородом воздуха происходит интенсивное развитие биологической пленки так же, как и в обычных фильтрах, а биологическая пленка фильтрующей загрузки 14 осуществляе." процесс доочистки воды так же, как и биологическая пленка биологических фильтров или биологическая пленка субстратов природного водоема, принимающая непосредственное активное участие в самоочищении природного водоема от загрязнений.

Фильтровальные отсеки, выполняющие роль биологических фильтров как по конструкции, так и по функциональным возможностям, поскольку в них предусмотрена мощная система насыщения воды кислородом воздуха для усиления процессов биологического окисления загрязнений сточных вод, предотвращают процесс заливания фильтрующей загрузки 14, и они сочетают в себе функцию отвода воды и функцию доочистки воды от загрязнений.

Отсеки водной растительности совместно с перфорированными поддонами

10 и посаженными в загрузку ll водными растениями обеспечивают доочистку воды от тех видов загрязнений и примесей сточных вод, от которых невозможно очистить воду посредством биологической пленки фильтрующей загрузки 14 отсеков 9, особенно от

865848 фенольных соединений, нефтепродуктов аммонийных солей и ряда других органических соединений, которые при попадании в природный водоем повышают его эвтрофикацию и таким образом делают непригодным водоем для дальнейшего использования в рыбохозяйственных целях.

В процессе биологической доочистки сточных вод образуются отмершие кусочки биологической пленки, взвешенные вещества и частички ила, которые затем выносятся водой из секций и поступают в вертикальный отстойник 4. В этом случае вертикальная перегородка 23 обеспечивает углубленную подачу воды, взвешенные вещества и кусочки биологической пленки оседают в бункере 6, а осветленная вода поднимается вверх и поступает в водоотводящий лоток и через водосливные окна 27 в отсеки 8 последующего блока биологической очистки

В целях профилактики, особенно для удчления крупных кусочков биологической пленки из фильтрующей загрузки 14 и иловых отложений в фильтрующей загрузке 14, предусмотрена промывка секций, которую осуществляют следующим образом.

Включают в работу насос 31 и при открытых вентилях 32 этим насосом посредством дырчатых труб 25 воду иэ лотков 24 подают по трубопроводам че рез открытый вентиль 30 в трубчатый дренаж 13 первой ступени блока 3 и закрывают. дренажное окно 15 щитовым затвором 16. В этом случае поток воздуха, подаваемый в дырчатые трубы 12, и поток воды, выходящий иэ трубчатого,дренажа 13, проходят через фильтрующую загрузку 14 и вымывают из нее отмершие кусочки биологической пленки и иловые отложения. Общий поток воды выносит эти отложения в секцию водной растительности второй ступени очистки этого же блока через водосливное окно 17. При промывке секции

9 часть промывной воды проходит через дырчатые перегородки 7 секций 8 водной растительности и через верхнюю кромку дырчатых:перегородок 7 промывная вода поступает обратно в секцию 9 и выходит общим потоком через водосливное окно 17 °

При повышенной гидравлической нагруэке второй ступени очистки этого же блока биологической очистки сточных вод в процессе промывки промывная вода уходит через дренажное окно 20, в котором щитовой затвор 21 был ранее открыт, а также через водосливное окно 22 в вертикальный отстойник 4. После прекращения промывки перекрывают вентиль 30 и прекращают таким образом доступ промывной воды в трубчатый дренаж 13 секций 9, далее открывают щитовой зат5

10 !

3Q

5О

55 вор 16 и эта секция таким образом выводится на нормальный режим работы.

После окончания проьывки первого блока 3 осуществляют промывку водой второго блока 3 путем открытия вентилей 30. Вода насосом 31 по напорным трубопроводам через вентили 30 поступает в трубчатые дренажи 13 секций 9 второго блока 3, и при закрытых щитовых затворах 19 вода проходит через дырчатые перегородки 7, а также через их верхнюю кромку, поступает в секцию 8 и далее через открытое дренажное окно 20 и водосливное окно

22 поступает в вертикальный отстоЯник 4, в котором происходит отделение осадка и вэвесей от воды. Осветленная вода поступает из этого отстойника во второй блок биологической до очистки и осветления сточных вод описанным способом.

После окончания промывки второго блока 3 перекрывают вентили 30, отключают из работы насос 31,открывают щитовые затворы 19,закрывают дренажное окно 20 щитовым затвором 21.таким образом первая ступень биологической очистки сточных вод выводится на прежний режим работы. Проьивку водой второй ступе. ни блока биологической очистки сточных вод осуществляют точно так же,как и в первом блоке биологической очистки.

По мере накопления осадка в бункерах 6 включают в работу насос 34, открывают вентили 33 и венти .ь 35 и через дырчатые трубы 26 насосом 34 по трубопроводу осуществляют сброс осадка на иловые площадки. Сброс осадка иэ бункеров 6 отстойников 4 можно удалять поочередно из первого, а затем второго отстойника 4 путем открытия только одного вентиля 33, сооб- щенного трубопроводом с дырчатой трубой 26 очищаемого отстойника 4, После удаления осадка иэ бункеров

6 отключают из работы насос 34 и перекрывают вентили 33 и 35. Для удаления биомассы растений и посадки новых растений в гравийно-почвенную загрузку 11 перфорированные поддоны

10 могут быть вынуты из секций 8 и после профилактики поставлены на прежнее место.

Предлагаемый канал прост по конструкции, выдержан в эксплуатации, обеспечивает процесс полной доочистки сточных вод от загрязнений, биогенных веществ, токсических соединений и одновременно служит водоотводящей магистралью сточных вод в природный водоем.

Формула изобретения

Устройство для защиты от эвтрофикации природного водоема сточными водами, содержащее канал, разделенный поперечными перегородками на сек865848 ции водной растительности и биологического окисления с загрузкой, а также вертикальные отстойьики, о т л и.ч а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации процесса очистки пу-, тем улучшения газового режима очищаемой воды, оно,.снабжено установленными в секциях биологического окисления трубчатыми аэраторами, а также расположенными между секциями про.дольйыми перфорированными перегаред»

\ ками, при этом секции водной растительности и биологического окисления размещены в шахматном порядке..

5 Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2787682, кл. С 02 С 1/02, 25 6.79.

865848

7 17

5 12 13 12 13

g-b

14

1В

Фиг.б

Фиг. 5

Фиа 7

Составитель Л.Суханова

Техред А. Савка Корректор Ю. Макаренко

Редактор Г.Кацалап

Заказ 7982/36 Тираж 1010 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4