RU2038325C1

RU2038325C1 - Equipment for treatment of sewage

Info

Publication number: RU2038325C1
Authority: RU
Inventors: Г.А. Илясов; Л.И. Высоцкий; Н.П. Николаиди
Original assignee: Саратовское муниципальное предприятие "Водоканал"
Priority date: 1992-04-09
Filing date: 1992-04-09
Publication date: 1995-06-27

Abstract

FIELD: separation of sewage. SUBSTANCE: equipment used for water treatment stations has chlorine feeding pipelines, ejectors and water-whirling mixers mounted in the horizontal sedimentation tank. The sedimentation tank is divided by partition into sedimentation and clarified water reservoirs. The partition is provided with openings having filters with slide gates at the entrance and exit of water flow. Pump station is mounted on a pontoon in the clarified water reservoir and has a sucking line in the form of punched pipelines and pressure line in the form of flexible pipeline. The bottom of clarification reservoir might be made inclined toward the end wall of sedimentation reservoir; the whirling mixers might be mounted over the sedimentation collecting zone. EFFECT: higher efficiency and reliability. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к установкам для разделения сточных вод на фракции с регенерацией коагулянтов из осадков водоочистки и может быть использовано в коммунальном хозяйстве для получения коагулянта из осадков водоочистных комплексов, содержащих гидроокиси алюминия или железа. The invention relates to plants for separating wastewater into fractions with the regeneration of coagulants from sludge from water treatment and can be used in the municipal sector to obtain coagulant from sludge from water treatment complexes containing aluminum or iron hydroxides.

Известна установка для обработки промывных вод водопроводных станций [1] состоящая из горизонтальных отстойников, резервуара для осветленной воды, илового резервуара и насосных станций для перекачки осветленной воды и осадка. Осветленная вода возвращается на очистные сооружения водопроводной станции, а осадок влажностью 98,5-99% перекачивается на иловые карты. A known installation for the treatment of wash water of waterworks [1] consisting of horizontal sumps, a tank for clarified water, a sludge tank and pumping stations for pumping clarified water and sludge. The clarified water is returned to the treatment facilities of the waterworks, and the sludge with a moisture content of 98.5-99% is pumped to sludge cards.

Однако возврат осветленной промывной воды на очистные сооружения водопроводной станции не дает экономического эффекта, а приводит к дополнительным затратам (оправдывается необходимостью уменьшения загрязнения рек и водоемов). However, the return of clarified wash water to the treatment facilities of the waterworks does not give an economic effect, but leads to additional costs (justified by the need to reduce pollution of rivers and reservoirs).

Кроме того, полученный осадок обладает повышенным содержанием влаги, что требует значительных затрат при последующей его обработке, а атмосферные осадки и простейшие конструкции иловых карт снижают эффект обезвоживания осадка и затрудняют эксплуатацию. При этом иловые карты занимают большие площади земли около водопроводных станций, так как осадок должен находиться в них в течение 2-3 лет (эти площади земли исключены из сельскохозяйственного производства или строительства). In addition, the obtained sludge has a high moisture content, which requires significant costs during its subsequent processing, and atmospheric precipitation and the simplest design of silt maps reduce the effect of sludge dewatering and make operation difficult. At the same time, silt maps occupy large areas of land near water stations, since the sediment must be in them for 2-3 years (these areas of land are excluded from agricultural production or construction).

Регенерация осадка с целью получения вторичного коагулянта в такой установке не производится, а при отсутствии предварительного хлорирования оборотные промывные воды необходимо обеззараживать хлором дозой 2-4 мг/л. Sludge is not regenerated in order to obtain secondary coagulant in such a plant, and in the absence of preliminary chlorination, reverse wash water must be disinfected with chlorine at a dose of 2-4 mg / l.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является установка для очистки воды, содержащая резервуар, расположенные последовательно входную камеру переменного сечения, камеру хлопьеобразования с наклонными стенками и отстойник, стенку, разделяющую камеру хлопьеобразования и отстойник и выполненную со щелью, а также трубопроводы подачи исходной воды и отвода осветленной воды и осадка [2]
Однако регенерация осадка с целью получения вторичного коагулянта в этой установке не производится. Кроме того, обработка осадка требует дополнительных сооружений и значительных капитальных затрат.Closest to the invention in technical essence and the achieved result is a water treatment plant comprising a reservoir, successively arranged input chamber of variable cross-section, a flocculation chamber with inclined walls and a sump, a wall separating the flocculation chamber and a sump and made with a slit, as well as supply pipelines source water and drainage of clarified water and sediment [2]
However, sludge is not regenerated in order to obtain secondary coagulant in this unit. In addition, sludge treatment requires additional facilities and significant capital costs.

Задачей предложенного изобретения является сокращение эксплуатационных затрат. The objective of the invention is to reduce operating costs.

Сущность изобретения заключается в том, что установка для обработки сточных вод, преимущественно промывных вод водопроводных станций, содержащая горизонтальный резервуар с расположенными в нем камерой реакции, отстойником и фильтром, трубопроводы подачи исходной воды и отвода осветленной воды и осадка, снабжена размещенными в камере реакции водоворотными смесителями, установленными на трубопроводах подачи исходной воды эжекторами и штуцерами подачи хлора, поперечной перегородкой с проемами, установленной в резервуаре с образованием с ее торцовой стенкой камеры сбора осветленной воды, и установленной в камере сбора осветленной воды насосной станцией с всасывающей линией в виде системы перфорированных труб и напорной линией из эластичного трубопровода, при этом фильтр выполнен в виде размещенных в проемах перегородки выше днища камеры сбора осветленной воды фильтрующих элементов с шиберными затворами на входе и выходе потока. The essence of the invention lies in the fact that the installation for the treatment of wastewater, mainly washing water of waterworks, containing a horizontal tank with a reaction chamber, a sump and a filter in it, pipelines for supplying raw water and drainage of clarified water and sludge, are equipped with water circulating in the reaction chamber mixers installed on the source water pipelines with ejectors and chlorine supply fittings, a transverse partition with openings installed in the reservoir with the formation with its end wall of the clarified water collection chamber, and a pump station installed in the clarified water collection chamber with a suction line in the form of a system of perforated pipes and a pressure line of elastic pipe, the filter is made in the form of filtering housed in the openings of the partition above the bottom of the clarified water collection chamber elements with slide gates at the inlet and outlet of the stream.

Целесообразно днище камеры осветленной воды выполнять с уклоном к торцовой стене резервуара. It is advisable to perform the bottom of the clarified water chamber with a slope to the end wall of the tank.

Также целесообразно отстойник снабдить приямком для сбора осадка, над которым расположить водоворотные смесители. It is also advisable to provide the sump with a pit for collecting sediment, above which to place whirlpool mixers.

Известно, что хлор при взаимодействии с водой образует кислоты соляную и хлорноватистую, которые обеспечивают хорошую эффективность процесса регенерации коагулянта. Одновременно с этим хлорноватистая кислота обеспечивает обесцвечивание и обеззараживание регенерируемого коагулянта, что дает возможность его использования без дополнительной обработки. It is known that chlorine, when interacting with water, forms hydrochloric and hypochlorous acids, which provide good efficiency of the coagulant regeneration process. At the same time, hypochlorous acid provides decolorization and disinfection of the regenerated coagulant, which makes it possible to use it without additional processing.

Получаемая по окончании реакции система обладает хорошей разделяемостью фаз. Жидкая фаза представляет собой раствор регенерируемого коагулянта, обладает высоким коагулирующим действием, может применяться многократно как самостоятельно, так и в сочетании с товарным коагулянтом. При обработке хлором выход регенерируемого коагулянта составляет 90-95%
В эжекторе создается разрежение, что способствует быстрому насыщению воды газообразным хлором и вступлению его в реакцию с водой с образованием кислот.The system obtained at the end of the reaction has good phase separability. The liquid phase is a solution of a regenerated coagulant, has a high coagulating effect, can be used repeatedly both independently and in combination with a commodity coagulant. When treated with chlorine, the yield of the regenerated coagulant is 90-95%
A vacuum is created in the ejector, which contributes to the rapid saturation of water with gaseous chlorine and its reaction with water to form acids.

В водоворотных смесителях улучшаются условия перемешивания частиц осадка промывной воды, содержащих гидроокись алюминия с образовавшимися кислотами, и, следовательно, улучшаются условия растворения гидроокиси алюминия. In whirlpool mixers, the conditions for mixing the particles of the wash water sludge containing aluminum hydroxide with the formed acids are improved, and therefore, the dissolution conditions of aluminum hydroxide are improved.

При заполнении приямка и дна камеры реакции осадком поступающая из водоворотных смесителей система проходит через слой осадка, что также улучшает условия контакта и растворения гидроокиси алюминия из осадка образовавшимися кислотами, а также приводит к задержанию мельчайших частиц осадка. When the pit and the bottom of the reaction chamber are filled with sediment, the system coming from the vortex mixers passes through the sediment layer, which also improves the conditions of contact and dissolution of aluminum hydroxide from the precipitate by the formed acids, and also leads to the retention of the smallest particles of the precipitate.

Установка шиберных задвижек для отключения проемов с фильтрами от камер позволяет при пуске установки в работу и закрытых шиберных задвижках заполнить камеру реакции регенерируемым коагулянтом со вторичным осадком. Кроме того, при открытии шиберной задвижки в камере реакции полностью и частичным открытием задвижки в камере сбора осветленной воды создаются условия для регулирования напора (давления) на фильтрующую поверхность фильтров. При этом замену фильтров можно осуществлять во время работы установки. The installation of slide gate valves to disconnect openings with filters from the chambers allows filling the reaction chamber with a regenerated coagulant with secondary sediment when the unit is put into operation and closed gate valves. In addition, when the slide gate valve is opened in the reaction chamber by fully and partial opening of the gate valve in the clarified water collection chamber, conditions are created for regulating the pressure (pressure) on the filter surface of the filters. In this case, filter replacement can be carried out during installation operation.

Установка насосной станции на понтоне в камере осветленной воды позволяет поддерживать постоянной и минимальной высоту всасывания при изменении уровня жидкости в камере, а также осуществить забор осветленной воды из верхнего слоя без мельчайших частиц осадка. Installing a pumping station on a pontoon in the clarified water chamber allows maintaining a constant and minimum suction height when the liquid level in the chamber changes, as well as taking clarified water from the upper layer without the smallest particles of sediment.

Выполнение всасывающей линии насосной станции из перфорированных трубопроводов позволяет осуществлять равномерный забор осветленной воды по всей площади камеры, уменьшить скорость всасывания и тем самым предотвратить попадание мельчайших частиц осадка. The implementation of the suction line of the pumping station from perforated pipelines allows for uniform intake of clarified water over the entire area of the chamber, to reduce the rate of absorption and thereby prevent the penetration of tiny particles of sediment.

Выполнение днища камеры осветленной воды с уклоном к торцовой стенке отстойника позволяет мельчайшим частицам осадка накапливаться у торцовой стены. The execution of the bottom of the chamber of clarified water with a slope to the end wall of the sump allows the smallest particles of sediment to accumulate at the end wall.

На фиг.1 схематично изображен поперечный разрез установки для обработки промывных вод водопроводных станций; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1. Figure 1 schematically shows a cross section of an installation for treating wash water of waterworks; figure 2 section aa in figure 1.

Установка для обработки промывных вод водопроводных станций содержит горизонтальный отстойник 1, выполненный с поперечной перегородкой 2, разделяющей его на камеры 3 и 4 реакции и сбора осветленной воды соответственно, а в перегородке 2 выполнены проемы 5. Дно отстойника 1 имеет приямок 6 для сбора осадка, над которым в камере 3 реакции установлены водоворотные смесители 7, каждый из которых в нижней части имеет гаситель 8, а в верхней сопла 9. Осадок из приямка 6 отводится по трубопроводам 11, на которых перед отстойниками 1 установлены эжекторы 12. В эжекторах 12 установлены трубо- проводы 13 для подачи хлора. Installation for the treatment of washing water of waterworks includes a horizontal sump 1, made with a transverse baffle 2, dividing it into chambers 3 and 4 of the reaction and collection of clarified water, respectively, and in the baffle 2 there are openings 5. The bottom of the sump 1 has a pit 6 for collecting sediment, above which in the reaction chamber 3 there are installed vortex mixers 7, each of which has a quencher 8 in the lower part and a nozzle 9 in the upper one. The sediment from the pit 6 is discharged through pipelines 11, on which ejectors 12 are installed in front of the settlers 1. Pipelines 13 for supplying chlorine are installed in the ejectors 12.

В каждом проеме 5 перегородок 2 установлены фильтрующие элементы 14 и шиберные задвижки 15, отделяющие проемы 5 от камер 3 и 4 реакции и сбора осветленной воды соответственно. In each aperture 5 of the partitions 2, filter elements 14 and slide gate valves 15 are installed that separate the apertures 5 from the reaction chambers 3 and 4 and collect the clarified water, respectively.

В камере 4 установлены понтоны 16, к нижней части которых прикреплены перфорированные трубы 17, а на верхней части установлена насосная станция 18. In the chamber 4, pontoons 16 are installed, to the lower part of which perforated pipes 17 are attached, and a pump station 18 is installed on the upper part.

Насосная станция 18 снабжена эластичным напорным трубопроводом 19. The pump station 18 is equipped with an elastic pressure pipe 19.

Днище 20 камеры 4 установлено ниже днища 21 проемов 5 (выполнено с перепадом) и с уклоном к торцовой стене 22 отстойника 1. The bottom 20 of the chamber 4 is installed below the bottom 21 of the openings 5 (made with a difference) and with a slope to the end wall 22 of the sump 1.

Днище 23 камеры 3 выполнено с уклоном в сторону приямка 6. The bottom 23 of the chamber 3 is made with a slope towards the pit 6.

Установка для обработки промывных вод водопроводных станций работает следующим образом. Installation for the treatment of wash water of waterworks works as follows.

По трубопроводам 11 исходная промывная вода с осадком, содержащим гидроокиси алюминия или железа, подается в эжекторы 12. В переднюю центральную часть эжектора 12 по трубопроводу 13 подается газообразный хлор. В эжекторе 12 создается разрежение и происходит быстрое насыщение промывной воды хлором. Хлор при взаимодействии с водой образует кислоты хлорноватистую и соляную:
Cl₂ + H₂O HOCl + HCl.Through pipelines 11, the initial wash water with a precipitate containing aluminum or iron hydroxide is supplied to the ejectors 12. In the front center part of the ejector 12, chlorine gas is supplied through the pipe 13. A vacuum is created in the ejector 12 and the washing water is rapidly saturated with chlorine. Chlorine, when reacted with water, forms hypochlorous and hydrochloric acids:
Cl ₂ + H ₂ O HOCl + HCl.

Полученные в результате диссоциации хлорноватистой кислоты гипохлоритные ионы ОСl^- обладают наряду с недиссоциированными молекулами хлорноватистой кислоты бактерицидным свойством (HOCl

H⁺ + + OCl^-).Эти кислоты взаимодействуют с осадком, находящимся в промывной воде, и растворяют, например, Al(OH)₃ в AlCl₃, т.е. происходит процесс регенерации коагулянта. Для обеспечения эффективности процесса регенерации коагулянта необходимо хорошее смешивание хлорноватистой и соляной кислоты с водой, содержащей осадок, и достаточную продолжительность их контакта (более 30 мин) с осадком.The resulting dissociation of hypochlorous acid, hypochlorite ions OSl ^- have molecules along with undissociated hypochlorous acid bactericidal property (HOCl

H ⁺ + + OCl ^- ). These acids interact with the precipitate in the wash water and dissolve, for example, Al (OH) ₃ in AlCl ₃ , i.e. the coagulant regeneration process takes place. To ensure the efficiency of the coagulant regeneration process, good mixing of hypochlorous and hydrochloric acid with water containing the precipitate, and a sufficient duration of their contact (more than 30 minutes) with the precipitate are necessary.

Промывная вода с осадком и образовавшимися соляной и хлорноватистой кислотами (так называемая система) поступает в водоворотный смеситель 7. Wash water with sediment and the resulting hydrochloric and hypochlorous acids (the so-called system) enters the swirl mixer 7.

Выходя из сопел 9, система приобретает вращательное движение вдоль стенок смесителя 7 и движется сверху вниз, при этом происходит хороший контакт частиц осадка с кислотами. Leaving the nozzles 9, the system acquires a rotational movement along the walls of the mixer 7 and moves from top to bottom, while there is a good contact of the particles of the precipitate with acids.

Гашение вращательного движения системы при переходе ее в камеру 3 реакции осуществляется гасителями 8. The damping of the rotational movement of the system upon its transition into the reaction chamber 3 is carried out by dampers 8.

При выходе из гасителей 8 система заполняет приямок 6, поднимается по днищу 23 к шиберным задвижкам 15, которые во время включения установки в работу закрыты. When exiting the damper 8, the system fills the sump 6, rises along the bottom 23 to the slide gate valves 15, which are closed when the unit is turned on.

Полученная после окончания реакции система обладает хорошей разделяемостью фаз и состоит из регенерируемого коагулянта и вторичного осадка. The system obtained after completion of the reaction has good phase separability and consists of a regenerated coagulant and a secondary precipitate.

При заполнении камеры 3 реакции происходит процесс выпадения твердой фракции, представляющей собой вторичный осадок. Осадок заполняет приямок 6 и днище 23, примыкающее к приямку. When filling the reaction chamber 3, a process of precipitation of the solid fraction, which is a secondary precipitate, occurs. The sediment fills the pit 6 and the bottom 23 adjacent to the pit.

Шиберные задвижки 15, расположенные в камере 3 реакции, открываются полностью, а шиберные задвижки 15, расположенные в камере 4 сбора осветленной воды, открываются частично, что позволяет регулировать перепад напора в фильтрующем элементе 14. The gate valves 15 located in the reaction chamber 3 are fully opened, and the gate valves 15 located in the clarified water collection chamber 4 partially open, which makes it possible to control the pressure drop in the filter element 14.

Жидкая фракция системы, представляющая регенерируемый коагулянт, начинает профильтровываться через фильтрующие элементы 14. The liquid fraction of the system, representing the regenerated coagulant, begins to be filtered through the filter elements 14.

По мере наполнения камеры 4 регенерируемым коагулянтом включается насосная станция 18, установленная на понтоне 16, и регенерируемый коагулянт перекачивается в сборный резервуар (не показан) для повторного использования. As the chamber 4 is filled with regenerated coagulant, a pump station 18 is installed, mounted on the pontoon 16, and the regenerated coagulant is pumped into a collection tank (not shown) for reuse.

По мере образования на днище 23 камеры 3 реакции вторичного осадка, уровень которого превышает уровень днища камеры 4 и высоту установки гасителей, фильтрование происходит и через слой взвешенного вторичного осадка. As a secondary sludge reaction forms on the bottom 23 of chamber 3, the level of which exceeds the level of the bottom of chamber 4 and the height of the absorbers, filtering also occurs through a layer of suspended secondary sludge.

Для удаления и уменьшения уровня вторичного осадка в камере 3 реакции периодически включают в работу трубопровод 10 для удаления осадка на механическое обезвоживание. To remove and reduce the level of secondary sludge in the reaction chamber 3, the pipeline 10 is periodically turned on to remove sludge for mechanical dewatering.

Для замены фильтров 14 во время работы установки шиберные задвижки 15 закрываются и фильтры 14, выполненные, например, в виде кассет, заменяются. To replace the filters 14 during operation of the installation, the slide gate valves 15 are closed and the filters 14, made, for example, in the form of cassettes, are replaced.

Изобретение позволяет на водопроводных станциях многократно использовать регенерируемый коагулянт в технологии обработки приводной воды и уменьшить эксплуатационные затраты на 40-50% EFFECT: invention makes it possible to repeatedly use regenerated coagulant at waterworks in the drive water treatment technology and reduce operating costs by 40-50%

Claims

1. INSTALLATION FOR WASTE WATER TREATMENT, mainly washing water of waterworks, including a horizontal tank with a reaction chamber, a sump and a filter in it, pipelines for supplying raw water and drainage of clarified water and sludge, characterized in that it is equipped with a whirlpool placed in the reaction chamber mixers installed on the source water pipelines with ejectors and chlorine supply fittings, a transverse partition with openings installed in the tank with the formation of its end face a chamber of the clarified water collection chamber, and a pump station installed on a pontoon in the clarified water chamber with a suction line in the form of a system of perforated pipes and a pressure line of elastic pipe, the filter being made in the form of filtering elements located in the openings of the partition above the bottom of the clarified water collection chamber with gate valves at the inlet and outlet of the stream.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the bottom of the chamber of clarified water is made with an inclination to the end wall of the tank.

3. Installation according to claim 1, characterized in that the sump is equipped with a pit for collecting sludge, above which there are whirlpool mixers.