RU1787139C - Устройство дл биохимической очистки сточных вод - Google Patents

Abstract

Использование: биохимическа  очистка Сточных вод. Сущность изобретени : устройство содержит вертикальный резервуар 1, внутри которого соосно размещен эрлиф- тный аэратор 2 с кольцевым коническим во- досливом 3, причем последний расположен 2 выше уровн  воды в резервуаре, заполненную насадку 4 с прикрепленной микрофлорой , подвод щий трубопровод 5 с перфорацией, размещенный по периметру резервуара, сборный круговой лоток 6, циркул ционный наеос7, водовоздушный эжектор 9, всасывающий патрубок которого соединен с воздушным колпаком 11, размещенным над эрлифтным аэратором. Воздушный колпак снабжен дыхательной трубкой 12, соединенной с атмосферой через гидрозатвор 13. Дно 14 резервуара выполнено профилированным. На входе в эрлифтный аэратор радиально ему установлены плоские перегородки 15. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  биохимической очистки бытовых и производственных сточных вод и может быть использовано дл  систем водоотведени  небольших населенных пунктов, производственных объектов.

Известен вертикальный аэротенк-от- стойник с эрлифтом в центральной части, содержащий также кассетированную насадку , размещенную между корпусом аэротен- ка-отстойникаи эрлифтом, циркул ционный.насосный контур с гидродинамическим излучателем акустических колебаний, снабженным завихрителем с многозаходной спиральной нарезкой и вихревой камерой, сообщенной с атмосферой, а также патрубки дл  подвода сжатого воздуха и отвода очищенной воды, при этом трубопровод дл  подвода сточной воды соединен с всасывающим трубопроводом циркул ционного насоса 1.

Недостатком прототипа  вл етс  увеличение противодавлени  эрлифту, вследствие чего снижаетс  интенсивность циркул ции в аэротенке или повышаютс  энергозатраты на подачу в эрлифт воздуха дл  поддержани  требуемой интенсивности циркул ции...

Цель изобретени  - повышение производительности установки за счет увеличени  ее окислительной мощности.

Цель достигаетс  за счет того, что верхний конец эрлифтного аэратора с кольцевым коническим водосливом, на котором закреплены струенаправл ющие лопасти, размещен выше уровн  воды в резервуаре и накрыт воздушным колпаком, соединенным с всасывающим патрубком водовоз- душного эжектора и снабженным дыхательной трубкой, сообщенной с атмосферой через гидрозадвор, величина которого меньше высоты незатопленной части эрлифтного аэратора. При этом образуетс  Замкнутый циркул ционный контур, из которого происходит отбор за счет уноса мелких пузырьков воздуха очищенной водой и потреблени  растворенного кислорода микроорганизмами , закрепленными на затопленной насадке, в результате чего давление воздуха над эрлифтным аэратором уменьшаетс , а уровень воды под воздушным колпаком повышаетс  до тех пор, когда он станет выше уровн  воды в резервуаре на величину гидрозатвора. При снижении противодавлени  эрлифтному аэратору его производительность увеличиваетс , вследствие чего увеличиваетс  скорость нисход щего потока воды через затопленную насадку. За счет того, что величина гидрозатвора (разницы уровней в резервуаре и

под колпаком) меньше высоты незатопленной части эрлифтного аэратора, излив воды из последнего осуществл етс  в виде отдельных свободнопадающих струй, При

5 этом воздух, содержащийс  под колпаком, захватываетс  последними и дробитс  на пузырьки различной крупности, причём те из них, гидравлическа  крупность которых меньше скорости нисход щего потока, увле0 -каютс  последним, образу  дополнительную зону аэрации с движением пузырьков воздуха сверху вниз. В результате этого увеличиваетс  врем  контакта последних с аэрируемой водой, поверхность контакта, а

5 следовательно, степень использовани  кислорода воздуха и эффективность эарации. Кроме того, снижаетс  противодавление водовоздушному эжектору, а следовательно , и потери напора в нем. Тот факт, что

0 днище резервуара выполнено в виде шарового сегмента, ограниченного, центральным сферическим треугольником и разделенного на отдельные секции плоскими радиаль- но расположенными перегородками, также

5 увеличивает интенсивность.циркул ции

очищаемой воды в кольцевом пространстве

между корпусом резервуара и. эрлифтным

аэратором За счет уменьшени  сопротивлё- ни  на входе в эрлифт путем обеспечени 

0 плавности входа и разделени  сечени  в

: плоскости поворота нисход щего, потока на отдельные секции.

Подвод щий трубопровод выполнен перфорированным и размещен по перимет5 ру резервуара выше затопленной насадки, но ниже воздушного колпака, что обеспечивает равномерное распределение исходной воды по сечению насадки и ее аэрирование за счет пузырькоз воздуха, движущихс 

0 сверху вниз.

С целью дальнейшего совершенствовани  устройства и повышени  эффективности аэрации дыхательна  трубка воздушного колпака соединена с источни5 ком газообразного кислорода. При этом за счет наличи  газового замкнутого циркул ционного контура степень использовани  кислорода, подаваемого в установку, возрастает , следовательно, повышаетс  эффек0 тивнрсть аэрации, а также снижаютс  эксплуатационные затраты за счет сокращени  расхода кислорода. Требуемое количество кислорода складываетс  из потребленного микроорганизмами иуноси5 мого очищенной водой,

На фиг.1 изображено устройство в продольном разрезе, на фиг.2 - разрез А-А на фиг;1. Устройство содержит вертикальный ре зервуар 1, внутри которого соосно размещен эрлифтный аэратор 2.с кольцевым коническим водосливом 3, на котором закреплены струенаправл ющие лопасти, при этом верхний конец эрлифт ого аэратора расположен выше уровн  воды в резервуаре , затопленную насадку А с прикрепленной микрофлорой, размещенную в кольцевом пространстве между стенкой резервуара и эрлифтным аэратором, подвод щий трубопровод 5 с перфорацией, размещенный по периметру резервуара выше затопленной насадки, сборный круговой лоток 6, циркул ционный насос 7, всасывающий трубопровод 6, который выполнен аналогично подающему и размещен ниже затопленной насадки, водовоздушный эжектор 9, напорный патрубок которого соединен с нижней частью эрлифтного аэратора через сливную трубу 10. Над эрлифтным аэратором установлен воздушный колпак 11, соединенный трубопроводом с всасывающим патрубком водовоздушного эжектора и снабдженный дыхательной трубкой 12, котора  соединена с атмосферой через гидрозатвор 13. Дно. 14 резервуара выполнено профилированным, например, путем набивки .бетона в виде шарового сегмента, ограниченного центральным сферическим треугольником, В пространстве между затопленной загрузкой и дном резервуара размещены плоские перегородки 15, расположенные радиально эрлифтному аэратору. В устройстве дыхательна  трубка 12 воздушного колпака 11 может быть соединена через гидрозатвор 13 с источником кислорода, например баллоном технического кислорода, содержащим редуктор, который снижает давление газа до атмосферного.

Устройство работает следующим образом .

Циркул ционный насос 7 через всасывающий трубопровод 8 забирает сточную воду и подает ее на водовоздушный эжектор 9, который подсасывает воздух, наход щийс  под колпаком 11. Образовавша с  водо- воздушна  смесь через вертикальную сливную трубу 10 подаетс  в нижнюю часть эрлифтного аэратора 2. При этом плотность смеси внутри аэратора уменьшаетс , а уровень повышаетс  до тех пор, пока достигает кольцевого конического водослива 3, где происходит разделение фаз смеси. Поток воды раздел етс  струенаправл ющими лопаст ми на отдельные струи, которые изливаютс  с высоты на свободную поверхность воды, ограниченную стенкой колпака. При этом воздух, наход щийс  под колпаком, снова захватываетс  указанными стру ми и дробитс  на пузырьки различной крупности (ориентировочно 0,5-10 мм). Пузырьки, гидравлическа  крупность которых меньше скорости циркул ционного потока в кольт- цевом пространстве между стенкой резервуара 1 и эрлифтным аэратором 2,

увлекаютс  вниз, создава  дополнительную зону аэрации в указанном пространстве, где происходит донасыщение воды воздухом в соответствии, с увеличением гидростатического давлени  смеси при ее движении

0 сверху вниз, а также вследствие возникновени  дефицита кислорода при его потреблении микроорганизмами, закрепленными на насадке 4. При этом происходит процесс аэрации исходной сточной воды, поступаю5 щей через подвод щий трубопровод 5. За счет потреблени  микроорганизмами растворенного кислорода, а также за счет выноса воздуха с расходом очищенной воды как в растворенном виде, так и в виде мелких

0 пузырьков, его количество в замкнутом воздушном контуре уменьшаетс , вследствие чего под колпаком 11 возникает разрежение . При этом уровень воды под колпаком поднимаетс  на величину гидрозатвора, по5 еле чего в замкнутый воздушный циркул ционный контур (а именно под колпак) через гидрозатвор 13 и дыхательную трубку 12 поступает воздух из атмосферы в таком количестве , которое отбираетс  из указанного

0 контура. Далее это равновесие будет поддерживатьс  в течение всего периода работы установки. Очищенна  вода отводитс  через сборный круговой лоток 6.

Устройство по п.2 работает аналогично,

5 но вместо атмосферного воздуха в указанный контур вводитс  кислород.

По сравнению с прототипом предложенное устройство обладает следующими . преимуществами.

0 1. Устройство имеет три области (ступени ) аэрации, а именно струйный аэратор (водовоздушный эжектор) с вертикальной сливной трубой, где осуществл етс  насыщение кислородом расхода воды, проход 5 щего через насосный циркул ционный

контур, эрлифтный аэратор, где происходит

предварительное насыщение расхода воды,

циркулирующего в резервуаре, и кольцевое

.пространство между стенкой резервуара и

0 .эрлифтным аэратором, где происходит до- насыщение обоих циркул ционных расходов ,, восполнение дефицита кислорода по мере его потреблени  микроорганизмами и увеличени  гидростатического давлени  во5 довоздушной смеси, при зтом движение пузырьков воздуха осуществл етс  сверху вниз, за счет чего увеличиваетс  врем  их контакта с водой. В этой же зоне аэрации осуществл етс  предварительна  аэраци  исходной сточной воды, причем размещение подающего трубопровода предотвращает попадание в сборный лоток исходной сточной воды, не прошедшей ни одного цикла очистки в затопленной насадке, как это имеет место в прототипе. Во всех трех зонах аэрации используетс  последовательно один и тот же воздух, что резко повышает степень его использовани , а следовательно , эффективность аэрации.

2. За счет снижени  противодавлени  эрлифтному аэратору и уменьшени  сопротивлени  на его входе в кольцевом пространстве резервуара возрастает циркул ционный расход, который вносит определ ющий вклад в процесс массопере- носа кислорода, при этом повышаетс  про- изводительность установки по растворенному кислороду, т.е. снижаютс  энергозатраты на единицу растворенного кислорода. Кроме этого, при снижении ripo- тиводавлени  эрлифтному аэратору снижаетс  и противодавление самому водовоздушному эжектору, что также приводит к снижению энергозатрат на перекачку циркул ционного расхода воды, проход щего через насосный контур.:

3. Количество воздуха, необходимое дл  жизнеде тельности микроорганизмов и восполнени  его уноса очищенной водой, саморегулируетс  установкой в зависимости от расхода поступающей исходной сточной воды и ее ВПК, т.е. от нагрузки на биомассу.

4. Дл  подачи и диспергировани  воздуха в зонах аэрации в устройстве использованы простые и более надёжные устройства, например центробежный насос , водовоздушный эжектор, эрлифт с водосливом . По сравнению с компрессорной системой подачи сжатого воздуха в эрлифт, как это имеет место в прототипе, предлагаемое устройство с точки зрени  надежности имеет преимущество.

Установка по п.2 кроме преимуществ, отмеченных в п.1, дополнительно повышает эффективность аэрации за счет использовани  чистого кислорода, что дает возможность уменьшить циркул ционный расход воды в насосном контуре и снизить энергозатраты на единицу растворенного кислорода . Кроме то.го. значительно снижаетс  количество расходуемого кислорода, так как степень его использовани  приближаетс  к полной.

Фор мул а изобретени 

1. Устройство дл  биохимической очистки сточных вод, содержащее корпус в виде вертикального резервуара и соосно расположенный эрлифтный аэратор с кольцевым коническим водосливом и закрепленными

на нем струенаправл ющими лопаст ми, затопленную насадку с прикрепленной микрофлорой , размещенную в кольцевом пространстве между ними, циркул ционный насосный контур с водовоздушным эжектором , соединенным с нижней частью эрлиф- тного аэратора, подвод щий трубопровод и сборный круговой лоток, отличающеес  тем, что, с целью повышени  производительности установки за счет увеличени 

окислительной мощности, верхний конец эрлифтного аэратора расположен выше уровн  воды в резервуаре и снабжен воздушным колпаком, соединенным со всасывающим патрубком водовоздушногр

эжектора, подвод щий трубопровод выполнен перфорированным и размещен по периметру резервуара выше затопленной загрузки, но ниже воздушного колпака, при .этом последний снабжен дыхательной трубкой , сообщенной с атмосферой через гидрозатвор , величина которого меньше высоты незатопленной части зрлкфтного аэратора, а днище резервуара выполнено в виде шарового сегмента с ограничивающим его в

центре сферическим треугольником и раздел ющими его на отдельные секции плоскими радиально расположенными перегородками.. 2.Устройство поп.1 .отличающеес 

тем/что дыхательна  трубка снабжена ис- л-очником газообразного кислорода.

4- А

Щиг2