RU2021980C1

RU2021980C1 - Tubular aeration tank

Info

Publication number: RU2021980C1
Application number: SU915018165A
Authority: RU
Inventors: Борис Тихонович Юрьев; Сергей Константинович Дорожкин
Original assignee: Борис Тихонович Юрьев; Сергей Константинович Дорожкин
Priority date: 1991-12-20
Filing date: 1991-12-20
Publication date: 1994-10-30

Abstract

FIELD: biological sewage trearment. SUBSTANCE: tubular aeration tank is a reservoir with aeration chamber in the form of a shaft, airlift chamber, guide pipe, cylindrical shell positioned coaxially relative to guide pipe, and secondary settling tank with cross partition to form bypass chambers for sludge and water. Upper part of cylindrical shell is provided with overflow slot. Immobilization charge in the form of thin-layer modules is positioned in bypass chambers on both sides of partition between guide pipe and cylindrical shell and between cylindrical shell and shaft walls. Depending on composition of initial sewage and accepted treatment method, charge may be positioned only in upper portion of shaft. Secured to inner surface of guide pipe are augers intended for swirling flow of sewage fed for treanment. Sewage fed for treatment is swirled also in charge modules since their components are disposed at an angle from 45 to 60 deg relative to plane of flow. EFFECT: longitudinal and lateral circulation in aeration tank chambers and in charge, developed surface of sewage contact with biocenosis, compactness of aeration tank design. 4 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод и может быть использовано для комплексной обработки сточных вод малых и средних населенных пунктов. The invention relates to biological wastewater treatment and can be used for integrated wastewater treatment of small and medium settlements.

Известно устройство для биологической очистки сточных вод, содержащее резервуар, включающий камеры аэрации в виде шахты или скважины, эрлифтную камеру, камеру флотации и вторичный отстойник, аэраторы и воздухонагнетатели, трубопроводы ввода исходной сточной воды, вывода очищенной воды и перепуска активного ила [1]. A device for biological wastewater treatment, containing a reservoir including aeration chambers in the form of a mine or a well, an airlift chamber, a flotation chamber and a secondary settling tank, aerators and air blowers, pipelines for inputting the initial wastewater, for discharging purified water and for transferring activated sludge [1].

Однако известное устройство имеет сложную конструкцию, громоздко, имеет значительные эксплуатационные затраты и не обеспечивает высокой степени очистки воды вследствие нерегулируемой гидродинамики потоков и малой поверхности контакта биоценоза с очищаемой водой. However, the known device has a complex structure, cumbersome, has significant operating costs and does not provide a high degree of water purification due to unregulated flow hydrodynamics and a small contact surface of the biocenosis with purified water.

Цель изобретения - интенсификация процесса очистки за счет обеспечения круговой циркуляции и увеличения поверхности контакта загрязнений с биоценозом. The purpose of the invention is the intensification of the cleaning process by providing circular circulation and increasing the contact surface of contaminants with biocenosis.

Это достигается тем, что трубчатый аэротенк, содержащий резервуар с камерой аэрации в виде шахты, эрлифтной камерой, центральной направляющей трубой и вторичным отстойником, воздуховод и аэраторы, трубопроводы ввода исходных сточных вод и вывода очищенных вод, снабжен цилиндрической обечайкой, установленной в резервуаре коаксиально направляющей трубе с выполненной в ее верхней части переливной щелью, и поперечной перегородкой, установленной вертикально в отстойнике и образующей деаэратор и камеры перепуска воды и активного ила, а также прикрепленными к внутренней поверхности центральной направляющей трубы шнеками и иммобилизационной загрузкой из тонкослойных модулей, размещенной между направляющей трубой и цилиндрической обечайкой, между стенками резервуара и цилиндрической обечайкой и в камерах перепуска по обе стороны поперечной перегородки в отстойнике. Тонкослойные модули выполнены из двух спирально уложенных в рулоны элементов - лент, одна из которых формована в виде четырехгранников из плотного полимерного материала, а другая - плоская лента. Стороны выступов и впадин гофрированной ленты расположены под углом 45-60^о к продольной оси ленты, что создает круговую циркуляцию протекающей по ней воды.This is achieved by the fact that a tubular aeration tank containing a tank with an aeration chamber in the form of a shaft, an airlift chamber, a central guide tube and a secondary settler, an air duct and aerators, pipelines for inputting sewage and discharging treated water, is equipped with a cylindrical shell installed in the tank with a coaxial guide a pipe with an overflow slit made in its upper part and a transverse baffle mounted vertically in the sump and forming a deaerator and water and activated sludge bypass chambers, as well as the screws are attached to the inner surface of the central guide tube and the immobilization load from thin-layer modules is placed between the guide tube and the cylindrical shell, between the walls of the tank and the cylindrical shell, and in the bypass chambers on both sides of the transverse partition in the sump. Thin-layer modules are made of two elements spirally laid in rolls - tapes, one of which is molded in the form of tetrahedrons from dense polymeric material, and the other is a flat tape. The sides of the protrusions and troughs of the corrugated tape are located at an angle of 45-60 ^about the longitudinal axis of the tape, which creates a circular circulation of water flowing through it.

На фиг.1 изображен трубчатый аэротенк в продольном разрезе; на фиг.2 - трубчатый аэротенк в продольном разрезе с неполной загрузкой шахты иммобилизационным материалом; на фиг.3 - элемент тонкослойного модуля в продольном разрезе; на фиг. 4 - лента с выступами и впадинами, вид сверху в развернутом виде; на фиг.5 - плоская лента в развернутом виде; на фиг.6 - разрез А-А на фиг.1;
Трубчатый аэротенк содержит резервуар с шахтой 1, являющейся камерой аэрации, эрлифтную камеру 2, центральную направляющую трубу 3 и вторичный отстойник 4. Коаксиально центральной направляющей трубе установлена цилиндрическая обечайка 5, в верхней части которой выполнена переливная щель 6, верхний срез которой расположен выше верхней кромки направляющей трубы 3. В отстойнике 4 коаксиально трубе 3 и обечайке 5 установлена поперечная перегородка 7, верхняя кромка которой расположена выше уровня воды в резервуаре и образует деаэратор 8, а нижняя кромка расположена выше дна эрлифтной камеры 2 и образует в верхней части отстойника по обе стороны от перегородки камеры перепуска воды и активного ила. В пространстве между направляющей трубой и цилиндрической обечайкой 5 и в шахте 1 между ее стенками и обечайкой 5, а также по обе стороны от поперечной перегородки 7 в отстойнике 4 размещена иммобилизационная загрузка в виде тонкослойных модулей 9 из спирально уложенных элементов 10. К внутренней поверхности направляющей трубы 3 прикреплены шнеки 11. В лотке 12 собирается очищенная вода, по трубопроводу 13 вводится исходная сточная вода, по трубопроводу 14 выводится очищенная вода из лотка 12. Воздух для жизнедеятельности микроорганизмов поступает по воздуховоду 15 через аэраторы 16. В зависимости от конструкции и глубины шахты предусмотрено два варианта заполнения шахты иммобилизационной загрузкой и выполнения аэраторов. В неглубокой шахте (фиг.1) тонкослойные модули 9 уложены по всей ее глубине, а ввод воздуха осуществлен в нижней части центральной направляющей трубы 3 над выпускным отверстием трубопровода 13 ввода исходных сточных вод на очистку, который также расположен в нижней части шахты и присоединен к ее днищу в центре. Для глубокой шахты (фиг. 2) или сильно загрязненных сточных вод тонкослойные модули размещены в верхней части шахты, трубопровод 13 ввода исходных вод установлен над направляющей трубой, а аэраторы - под модулями. В случае, показанном на фиг. 1, для шахты с загрузкой по всей ее высоте аэратор снабжается цилиндроконической гильзой 17, создающей эрлифтный эффект через щели 18. Элементы 10 тонкослойных модулей представлены в двух видах - формованный в форме четырехгранников ленты 19 из плотного полимерного материала и плоской ленты 20. Стороны выступов 21 четырехгранников ленты 19 расположены под углом 45-60^о к продольной оси ленты, что обеспечивает закручивание потока, проходящего через модуль.Figure 1 shows a tubular aeration tank in longitudinal section; figure 2 - tubular aeration tank in longitudinal section with incomplete loading of the mine with immobilization material; figure 3 is an element of a thin-layer module in longitudinal section; in FIG. 4 - tape with protrusions and depressions, a top view in expanded form; figure 5 is a flat tape in expanded form; figure 6 is a section aa in figure 1;
The tubular aeration tank contains a tank with a shaft 1, which is an aeration chamber, an airlift chamber 2, a central guide tube 3 and a secondary settler 4. A cylindrical shell 5 is installed coaxially with the central guide tube, an overflow slit 6 is made in its upper part, the upper cut of which is located above the upper edge guide pipe 3. In the sump 4, coaxially to the pipe 3 and the shell 5, a transverse partition 7 is installed, the upper edge of which is located above the water level in the tank and forms a deaerator 8, and the lower edge is positioned above the bottom of airlift chamber 2 and forms the top of the settling tank on either side of the bypass baffle chamber water and the activated sludge. In the space between the guide tube and the cylindrical shell 5 and in the shaft 1 between its walls and the shell 5, as well as on both sides of the transverse partition 7 in the sump 4, an immobilization load is placed in the form of thin-layer modules 9 from spirally laid elements 10. To the inner surface of the guide pipes 3 are fixed with screws 11. Purified water is collected in tray 12, source wastewater is introduced through line 13, purified water is discharged from line 12 through line 14. Air is supplied to the microorganisms for life t through the duct 15 through the aerators 16. Depending on the design and depth of the shaft, there are two options for filling the shaft with an immobilization load and for performing aerators. In a shallow shaft (Fig. 1), thin-layer modules 9 are laid along its entire depth, and air is introduced in the lower part of the central guide pipe 3 above the outlet of the sewage input pipe 13 for treatment, which is also located in the lower part of the shaft and is connected to its bottom in the center. For a deep shaft (Fig. 2) or heavily contaminated wastewater, thin-layer modules are located in the upper part of the shaft, a source water input pipe 13 is installed above the guide pipe, and aerators are installed under the modules. In the case shown in FIG. 1, for a mine with loading over its entire height, the aerator is supplied with a cylindrical-conical sleeve 17, which creates an airlift effect through slots 18. Elements 10 of thin-layer modules are presented in two forms - molded in the form of tetrahedrons of a tape 19 of dense polymer material and a flat tape 20. The sides of the protrusions 21 the tetrahedrons of the tape 19 are located at an angle of 45-60 ^about to the longitudinal axis of the tape, which ensures twisting of the flow passing through the module.

Трубчатый аэротенк работает следующим образом. Tubular aeration tank works as follows.

Исходная вода поступает по трубопроводу 13 (фиг.1) в нижнюю часть шахты по ее оси, где насыщается воздухом из аэратора 16 и закрученным по шнекам потоком устремляется вверх по направляющей центральной трубе 3. Цилиндроконическая гильза 17 усиливает эрлифтный эффект аэратора и обеспечивает качественное перемешивание водовоздушной смеси. Биологическая очистка воды осуществляется при прохождении ее через иммобилизационную загрузку, находящуюся в камере аэрации между стенками шахты и цилиндрической обечайкой 5 и между последней и направляющей трубой 3. В циркулирующий поток иловой смеси вовлекается и активный ил, выпадающий в осадок в отстойнике 4.Тонкослойные модули, размещенные в наиболее технологичных зонах аэротенка, обеспечивают максимальную поверхность контакта очищаемой воды с биоценозом и направленную циркуляцию за счет искривления пути потоков в элементах модуля под углом 45-60^o. Наличие щели 6 в верхней части цилиндрической обечайки 5 обеспечивает регулируемый переток воды в зону деаэратора 8 и модуль камеры перепуска отстойника для создания режима устойчивой циркуляции, отделения активного ила и вовлечения его в процесс контакта с очищаемой водой. В варианте глубоких аэротенков (фиг.2) предлагается размещать иммобилизационную загрузку не по всей ее высоте, а только в верхней ее части. В этом случае исходная вода поступает по трубопроводу 13 в верхнюю часть направляющей трубы 3, закручивается по шнекам и насыщается воздухом, в средней части шахты. Направленная циркуляция в этом случае создается также центральным потоком исходной воды и эрлифтным действием аэраторов 16,размещенных в средней части шахты под иммобилизационной загрузкой. Выбор количества иммобилизационной загрузки и места ее размещения в шахте позволяет добиться оптимального гидродинамического режима в зависимости от состава поступающих на очистку вод.The source water enters through the pipeline 13 (Fig. 1) to the lower part of the shaft along its axis, where it is saturated with air from the aerator 16 and the flow swirling along the screws rushes upward along the guide central pipe 3. The cylindrical sleeve 17 enhances the airlift effect of the aerator and ensures high-quality mixing of the air-water mixtures. Biological treatment of water is carried out when it passes through an immobilization charge located in the aeration chamber between the walls of the shaft and the cylindrical shell 5 and between the last and the guide pipe 3. Active sludge precipitated in the sludge mixture is also precipitated in the sump 4. Thin layer modules, located in the most technological zones of the aeration tank, provide the maximum contact surface of the treated water with the biocenosis and directional circulation due to the curvature of the flow path in the mode elements To angle 45-60 ^o. The presence of a slit 6 in the upper part of the cylindrical shell 5 provides an adjustable flow of water into the zone of the deaerator 8 and the module of the bypass chamber for creating a stable circulation mode, separating activated sludge and involving it in the contact process with purified water. In a variant of deep aeration tanks (figure 2) it is proposed to place the immobilization load not over its entire height, but only in its upper part. In this case, the source water enters through the pipeline 13 to the upper part of the guide pipe 3, twists through the screws and is saturated with air in the middle of the mine. Directional circulation in this case is also created by the central flow of the source water and the airlift action of the aerators 16 located in the middle part of the shaft under the immobilization load. The choice of the number of immobilization load and the place of its placement in the mine allows to achieve the optimal hydrodynamic regime, depending on the composition of the water entering the treatment.

Предложенная конструкция благодаря ее компактности, рациональности размещения зон обработки, использованию иммобилизационной загрузки специальной конфигурации обеспечивает высокую степень очистки воды. The proposed design due to its compactness, rationality of the placement of treatment zones, the use of immobilization loading of a special configuration provides a high degree of water purification.

Claims

1. TUBULAR AEROTENE containing a tank with a shaft, airlift chamber, a central guide pipe, a secondary sump, an air duct with aerators, pipelines for the input of waste water and the outlet of purified water, characterized in that it is equipped with a cylindrical shell installed in the tank with a coaxial guide pipe with made in the upper part of the overflow slit, the upper edge of which is located above the upper edge of the pipe, and a transverse partition mounted vertically in the sump, the upper edge of the partition walls races laid above the water level in the tank and forms a deaerator, and the lower edge of the partition is located above the bottom of the airlift chamber and forms on both sides of the partition of the chamber bypass water and activated sludge and a bypass gap between them, as well as screws attached to the inner surface of the Central guide pipe, and immobilization loading placed between the guide tube and the cylindrical shell, between the shaft wall and the cylindrical shell, as well as in the bypass chambers on both sides of the transverse partition in the sump.

2. The aeration tank according to claim 1, characterized in that the immobilization load is placed in the tank shaft along the entire depth to the lower edges of the guide pipe and the cylindrical shell, the source wastewater inlet pipe is introduced into the central part of the shaft bottom, and the aerator is installed above the pipe outlet input water and is equipped with a cylinder-conical sleeve forming airlift slots with the lower edge of the guide tube.

3. The aeration tank according to claim 1, characterized in that the immobilization load is placed in the upper part of the shaft between the walls of the guide pipe, the cylindrical shell and the shaft, the input wastewater inlet pipe is installed above the guide pipe along its axis, the aerators are installed under the immobilization loading modules.

4. Aeration tank according to claim 1, characterized in that the immobilization load is made in the form of thin-layer modules of two spirally laid tapes of polymer material, one of which is corrugated in the form of tetrahedrons, the sides of the protrusions of which are located at an angle of 45-60 ^o to the longitudinal axis of the tape and the other tape is flat and it is located between the corrugated tapes.