EA025846B1 - Способ очистки сточных вод и устройство для осуществления способа в реакторах переменного действия - Google Patents

Abstract

Способ очистки сточных вод и устройство для осуществления способа в реакторах переменного действия, в котором после оседания активного ила из очищенной воды очищенная вода откачивается устройством откачки очищенной воды, из-под поверхностного слоя воды, в реакторе. Очищенная вода откачивается устройством откачки очищенной воды в отдельную емкость, которая водонепроницаемо отделена от внутреннего пространства реактора. Из отдельной емкости очищенная вода откачивается в отток эрлифтом, который имеет входное отверстие на глубине, отвечающей необходимой мощности эрлифта. Погруженная входная часть устройства откачки очищенной воды движется вертикально совместно с изменяющимся уровнем воды в реакторе.

Description

Изобретение касается очистки сточных вод в реакторе с прерывным притоком, т.е. 8ВК реакторах. Таким образом, оно включает способ биологической очистки сточных вод, использующий активный ил во взвешенном состояние в очистных сооружениях домашнего типа.

Современное состояние техники

Очистка сточных вод характеризуется разделением процесса очистки на несколько фаз. В первой фазе наполнения уровень воды в реакторе поднимается от минимального до максимального уровня. Процесс очистки, связанный с аэрацией (насыщением кислорода) и перемешиванием активного ила, состоящего из различных микроорганизмов, со сточной водой, протекает после наполнения реактора до максимального уровня, который является рабочим уровнем. Процесс очистки может быть запущен и во время наполнения реактора. По окончанию периода времени, необходимого для очистки воды, наступает фаза осаждения ила, когда активный ил, который тяжелее воды, оседает на нижней части емкости активации. По истечению достаточного времени, которое зависит от качества ила, скорости его оседания и от типа и размера емкости, наступает фаза опорожнения реактора с рабочего уровня на минимальный уровень.

Для того, чтобы притекающие сточные воды не мешали осаждению ила, и для того, чтобы избежать попадания еще неочищенных вод в слив, в таком типе очистных сооружений устанавливается выравнивающий резервуар, в котором собираются сточные воды в процессе осаждения ила и выкачивания чистой воды. Следующий вариант - это очистное сооружение с несколькими реакторами 8ВК, которые работают попеременно, и, таким образом, всегда имеется свободный реактор, способный принять притекающие воды. Другой вариант представляет собой очистные сооружения, состоящие из одного реактора 8ВК, в который сточные воды притекают непрерывно. В этом случае сточные воды подводятся ко дну реактора, причем емкость в этом случае должна быть достаточно глубокой, а приток должен быть расположен на противоположном конце емкости слива чистой воды. Принятые меры устраняют опасность перемешивания очищенных вод с еще неочищенными водами в сливе из очистного сооружения. В этом случае реактор может наполняться и в процессе фазы оседания ила выше максимального уровня, а фаза опорожнения реактора может быть продолжена на объем воды, притекший во время опорожнения реактора.

Из вышеописанного ясно, что процесс очистки не протекает в период оседания ила и опорожнения реактора. Поэтому для повышения производительности всего очистного сооружения полезно сократить эти периоды до минимума. Этого можно достичь высоким уровнем производительности насосного устройства и откачиванием воды с уровня, незагрязненного частицами оседающего ила как можно ближе приближенному к поверхности воды.

В наименьших реакторах 8ВК для откачки чистой воды выгодно использовать эрлифт. В связи с тем, что в очистных сооружениях всегда доступен сжатый воздух, осуществление такого способа откачки будет легче реализовано технически и дешевле в сравнении, например с электрическими насосами. Проблемой при откачивании воды эрлифтом, является его недостаточная гидравлическая мощность при малом погружении в откачиваемую жидкость. В связи с тем, что ввиду требуемой необходимой гидравлической мощности входное отверстие в эрлифте должно находится на достаточной глубине от поверхностного уровня в реакторе, фаза осадки ила должна протекать дольше установленного периода, на что, тем самым, теряется время пока интерфейс осевшего ила и очищенной воды спадет достаточно глубоко под входное отверстие эрлифта, чтобы во время откачки воды не попадали частички ила.

Другим вариантом может быть такая конструкция эрлифта, в которой сжатый воздух приводится прямо ко дну, чем достигается необходимое давление для увеличения мощности эрлифта. Очищенная вода приводится к воздушному насосу притоком, расположенным над интерфейсом предполагаемого оседания ила. Это решение обеспечивает достаточную мощность эрлифта, но требует увеличения периода оседания ила, пока уровень ила не спадет до безопасной глубины под отверстие входа эрлифта. Следующей причиной невыгодности данного решения является попадание ила во входное отверстие эрлифта при активации, когда ил перемешивается со сточными водами, что приводит к ухудшению качества откачиваемых очищенных вод.

Подробное описание изобретения

Все вышеприведенные недостатки решает метод очистки сточных вод и устройство для осуществления способа в реакторе с прерывным притоком согласно изобретению, в котором в сточные воды обрабатываются активным илом, а в последствии, в процессе оседания, активный ил отделяется от очищенной воды, осевшим у дна реактора и очищенная вода откачивается из очистного сооружения. Суть изобретения заключается в том, что подповерхностный слой очищенной воды откачивается из реактора устройством откачки чистой воды в отдельную емкость эрлифта, которая гидроизолирована от внутреннего пространства реактора. Из отдельной емкости эрлифта очищенная вода откачивается в выпуск эрлифтом, который имеет приток, размещенный на глубине, отвечающей необходимой мощности эрлифта. Погруженная входная часть устройства откачки чистой воды движется вертикально в зависимости от изменяющегося уровня воды в реакторе.

Перед откачиванием очищенной воды из реактора уровень воды в отдельной емкости эрлифта повышается таким образом, чтобы находится над уровнем воды в реакторе.

- 1 025846

При откачивании очищенной воды из реактора уровень воды в отдельной емкости эрлифта удерживается на уровне ниже, чем уровень воды в реакторе, по меньшей мере, на высоту переполнения устройства откачки воды над уровнем воды в реакторе.

Вода из подповерхностного слоя высасывается в отдельную емкость эрлифта посредством переполнения устройства откачки воды, снижением уровня воды в отдельной емкости эрлифта. Гидравлическая мощность эрлифта ограничена гидравлическими потерями, возникающими протеканием воды сквозь устройство откачки воды. Гидравлические потери проявляются как потерянная высота, которая обозначена разницей уровня воды в реакторе и уровня воды в отдельной емкости эрлифта. Высота потерь - это сумма переполнения устройства откачки чистой воды над уровнем воды в реакторе и потери давления при протекании воды через устройство откачки чистой воды. Справедливо, что потери при протекании увеличиваются, с увеличением протока (л/с, л/м) и уменьшением диаметра труб устройства откачки очищенной воды. Если уровень потерь достигнет уровня равного погружению подвижного прикрепления устройства откачки воды в отдельной емкости эрлифта, то есть уровень воды в отдельной емкости эрлифта упадет под прикрепление, устройство откачки чистой воды наполнится воздухом и перестанет работать.

Очистное сооружение с реактором переменного притока согласно изобретению состоит из емкости реактора с притоком сточных вод с устройством для аэрации и с устройством для откачивания очищенной воды эрлифтом. Эрлифт размешен в отдельной емкости, гидроизолированной от пространства реактора. Откаченная вода подводится из пространства реактора в емкость эрлифта устройством откачки очищенной воды, состоящим из трубки переполнения в верхней проточной части с установленной поплавковой частью переполнения и входной трубки. В своей нижней части устройство для откачки воды прикреплено к отдельной емкости эрлифта подвижным креплением. Переполнение (перепад) поплавковой частью постоянно удерживается над уровнем воды в реакторе. Входное отверстие трубки втекания погружено под уровень воды в реакторе для того, чтобы при откачивании очищенной воды не произошло загрязнения плавающими загрязнениями. Для эрлифта закономерно, что чем глубже он погружен, тем выше его мощность. Входное отверстие, как правило, выполнено в нижней части его емкости, независимо от того, установлена эта емкость внутри или снаружи реактора. В зависимости от необходимой мощности эрлифта устанавливается глубина входного отверстия эрлифта.

Преимущества решения согласно данному изобретению состоят в том, что сокращаются потери времени работы очистного сооружения, в частности время оседания ила и откачивания чистой воды из очистного сооружения, когда не происходит процесс очищения сточных вод. Период откачивания очищенной воды можно установить согласно необходимости, изменив глубину втекания в эрлифт. Тем самым устраняется опасность проникновения ила в выпуск чистой воды. Так как компрессор является частью реактора 8ВК, использование эрлифта для удовлетворения необходимой мощности в сравнении с остальными типами насосов является наиболее дешевым и технически наиболее легким в реализации. Откачивание очищенной воды из подповерхностного уровня устраняет опасность загрязнения очищенных вод плавающими загрязнениями.

Перечень чертежей

На фиг. 1 и 2 показано один из возможных вариантов осуществления устройства очистного сооружения с эрлифтом, расположенным внутри реактора, где на фиг. 1 показано положение очистного сооружения с неработающим эрлифтом, а на фиг. 2 - с работающим эрлифтом.

Примеры осуществления изобретения

Очистное сооружение сточных вод согласно изобретению состоит из реактора 4 с гравитационным притоком или притоком под давлением 18 сточных вод и компрессором 16. В одном из способов реализации изобретения, указанных на фиг. 1 и 2, в реакторе 4 установлено устройство откачки очищенной воды 2, включающее входную трубку 9 с входным отверстием 24, поплавковую часть 7 и транспортирующую трубку 5, ведущую в отдельную емкость 3 подвижным креплением 6. Поплавковая часть 7 может состоять, например из трубчатого локтя или воздушной части другой формы. Подвижное крепление 6 может быть вращающимся локтем, гибкой трубкой из мягкого материала, либо другим подобным техническим решением. Отдельная емкость 3 эрлифта 1 гидроизолирована от емкости (наполнения) реактора 4. Эрлифт 1 имеет свое входное отверстие 12, расположенное преимущественно у дна отдельной емкости 3. Для бесперебойной работы эрлифта 1 его входное отверстие 12 не должно быть установлено над минимальным уровнем реактора 4, сниженным на половину разницы показаний уровней максимальной и минимальной глубины реактора 4.

В описанном техническом решении говорится об одном из многих вариантов, который предполагает присоединение не изображенного на чертеже выравнивающего резервуара перед реактором 4. Сточные воды в этой емкости задерживаются, и в течение фазы оседания и фазы откачки чистой реактора 4 не поступают в реактор 4. Подобное применение решения согласно изобретению возможно и в других версиях очистных сооружений, например с двумя реакторами или реакторам, технически приспособленным для постоянного притока сточных вод.

В фазе наполнения, которая изображена на фиг. 1 в емкость реактора 4 попадают сточные воды через приток 18 вплоть до уровня максимальной глубины 19. Во время наполнения реактора 4 обычно про- 2 025846 текает аэрация совместно со смешиванием сточных вод с биологически активным илом, что приводит к очищению сточных вод. Предпочтительно, следует подавать малый объем воздуха в устройство откачки очищенной воды 2, чтобы весь период наполнения входная трубка 9 проветривалась, и на её стенках не скапливался ил. По окончании наполнения реактора следует либо фаза оседания ила, либо в случае необходимости, в зависимости от типа и объема нечистот, наступает еще активация при полном реакторе 4. В то время, когда в реакторе 4 перемешивается неразделенная смесь 17 сточной воды с илом, эрлифт 1 всегда отключен. В этой фазе воздух во встроенной входной трубке 9 препятствует проникновению в эрлифт 1 загрязнений, плавающих на поверхности, а также смеси ила с водой.

Состояние очистного сооружения при откачивании чистой воды после необходимого периода оседания ила изображено на фиг. 2. Период оседания ила в зависимости от характера ила протекает в течение 10-70 мин, пока не возникнет достаточный столб чистой воды над интерфейсом 23 чистой воды и ила, который, таким образом, упадет достаточно глубоко под входное отверстие 24 входной трубки 9. В период оседания ила нижний столб 22 оседающего ила уменьшается, а верхний столб 20 очищенной воды увеличивается. Перед включением эрлифта 1 отдельная емкость 3 наполняется из непоказанной аккумулирующей емкости чистой воды по меньшей мере на уровень 14 воды в реакторе 4. При этом на такой же уровень заполняется и транспортная трубка 5. После включения эрлифта 1 начинает откачиваться чистая вода из отдельной емкости 3, что приводит к высасыванию чистой воды с подповерхностного уровня из реактора 4 во входную трубку 9 с глубины 10 погружения ее входного отверстия 24. Чистая вода высасывается посредством переполнения 8 транспортной трубкой 5 в отдельную емкость 3 и входным отверстием 12 эрлифта 1 дальше из очистного сооружения наружу. При этом откачивании уровень 13 воды в емкости 3 должен поддерживаться на более низком уровне, чем действительный уровень 14 в реакторе 4, т.е., по меньшей мере, на высоту 15 переполнения 8 над уровнем воды в реакторе 4. Для поддержания безопасной откачки и достаточного давления на входном отверстии 12 эрлифта 1 необходимо, чтобы глубина 11 погрузки входного отверстия 12 была достаточно глубокой. Конкретные размеры глубинны погружения входного отверстия 12 зависят от конструкции и величины очистного сооружения и необходимой скорости высасывания чистой воды из очистного сооружения. Поплавковая часть 7 вместе с входной трубкой 9 копирует во время течения откачивания изменение уровня 14 воды в реакторе 4 и падает вместе с ним весь период откачивания. Это состояние продолжается весь период опустошения реактора 4 с максимального уровня 19 реактора 4 на минимальный уровень 21, по достижению которого эрлифт отключается. При этом должно быть обеспеченно условие, что минимальный уровень 21 не спадет под крепление устройства откачки очищенной воды 2 в отдельной емкости 3. Из вышеописанного ясно, что прикрепление устройства откачки чистой воды 2 должно быть постоянно погружено под уровень 14 воды в реакторе 4. В течение откачки чистой воды наполненное воздухом пространство поплавковой части 7 и воздушное пространство в транспортной трубке 5 над рабочим уровнем 13 воды выполняет функции поплавка и удерживает входное отверстие 24 стабильно в погруженной позиции в сравнении с действительным уровнем 14 воды в реакторе 4. Откачка воды из слоя 20 очищенной воды в реакторе 4 выбирается между глубиной от 50 до 300 мм. Этим предотвращается всасывание плавающих нечистот в выпуск, при этом из очистного сооружения вытекают воды с самого чистого подповерхностного уровня воды.

Claims (2)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Очистное сооружение сточных вод с реактором переменного действия, включающее ёмкость реактора с притоком сточных вод, аэрационное устройство и устройство откачки подповерхностного слоя очищенной воды, отличающееся тем, что устройство откачки очищенной воды (2) состоит из входной трубки (9) с входным отверстием (24), опущенным под переменный уровень воды (14) в реакторе (4), соединённой с поплавковой частью (7), которая представляет собой трубчатое колено с перепадом (8) и с возможностью образования воздушного кармана над перепадом для удержания перепада над уровнем воды в реакторе и с транспортирующей трубкой (5), нижняя сторона которой соединена подвижным и водонепроницаемым креплением (6) с внутренним пространством ёмкости (3) эрлифта (1), которое герметично отделено от внутреннего пространства реактора (4) и в котором установлен эрлифт (1) чистой воды.

2. Способ очистки сточных вод активным илом во взвешенном состоянии в реакторе с переменным действием с использованием устройства по п.1, отличающийся тем, что перед откачкой очищенной воды из реактора уровень воды в отдельной ёмкости (3) эрлифта (1) и в транспортирующей трубке (5) увеличивают на уровень выше, чем уровень воды в реакторе, а затем очищенную воду откачивают из подповерхностного слоя в реакторе по транспортирующей трубке и направляют в ёмкость воздушного насоса, герметично отделённого от внутреннего пространства реактора, и далее в сток очистительной системы.