RU2108U1 - Озонтенк - Google Patents

Abstract

1. Озонтенк, состоящий из резервуара, центральной вертикальной трубы, открытой сверху и снизу, газового колпака над ней, нижний конец которого размещен на уровне нижнего конца центральной трубы, устройства для ввода озоновоздушной смеси в центральную трубу и вывода из резервуара озонируемой жидкости, отличающийся тем, что центральная труба и газовый колпак прикреплены к крышке с монтажной панелью, закрывающей резервуар, а по оси центральной трубы размещен полый вал, на нижнем конце которого находится кавитационный аэратор, а над ней - турбинный смеситель, на верхнем конце полого вала на монтажной панели размещены двигатель и соединение с озонопроводом, причем газовый колпак на своем нижнем конце имеет конфузор с отверстием в центре, а сливная труба для осветленной жидкости размещается в его верхней части.2. Озонтенк по п.1, отличающийся тем, что сосуд для обработки выполнен в виде трех параллельных вертикальных труб, соединенных в их нижней части общей горизонтальной трубой, к крайней трубе подсоединена канализационная труба и в ней размещен трубопровод для озоновоздушной смеси, охватывающий вал двигателя с экраном-ограничителем кавитации и турбинным смесителем в нижней части, средняя труба соединена в своей верхней части с трубой озонного смесителя, третья труба присоединена к сливной трубе в верхней части и содержит фильтр и корзинку-лоток для выемки ила.

Description

. Кл. МПК C02P3/02

Озонтекк

Полезная модель относится к технике обработки воды озоном вообще и для осветления сточных вод, в частности, отдельно стоящих зданий, ферм, малых предприятий с расходом стоков 10-75 .

Известна конструкция 11,2 У-трубного контактора озона с очищаемой жидкостью, представляющая собой сифонную вертикальную трубу в виде перевернутой латинской буквы U или в виде сифона FepOHfi заполненную очищаемой жидкостью, увлекающей при своем течении пузырьки озоно-воздушной смеси. Такая конструкция приводит к эффективному использованию озона, но ее недостаток кроется в том, что не обеспечивается подпитка кислородом активного ила, окисление из ..лишнего ила и не обеспечивается необходимое время отстаивания осветленной жидкости и удаление осаждаемого ила. В верхней части /в колене/ реактора может образовываться газовая пробка. Недостатком описываемой конструкции можно считать также отсутствие турбулизации и диспергирования твердой dflaзы.

Аналогом заявляемой полезной модели является устройство, описанное , которое имеет корпус в виде цилиндра с вертикальной осью. В нем зоны аэрации, дегазации и осветления отделены друг от друга не доходящими до дна коническими и цилиндрическими перегородками, размещенными симметрично относительно оси корпуса, причем в нижней части корпуса вблизи выхода сточной трубы в аэротенк размещен кавитационный аэратор в виде полого зубчатого колеса через полость в котором поступает озонированный воздух.

Недостатком аналога является слабая управляемость сложными микробньши процесса ш, протекающими в аэротенке. Действительно, на дне корпуса постепенно будет накапливаться минерализированный ил, который в конце концов заполнит и зону аэрации, причем в конструкции не предусмотрена система его эвакуации. С другой стороны, достаточно сложный лабиринт движения очищаемого стока приведет к зарастанию щелей и малому относительному времени отстоя осветляемой жидкости. Необходимость управления стадиями смешения с некоторым количеством ила, диспергаиии на мелкие частицы приводит к усложнению конструкции.

C02|7I/78 14 под названием Установка для обработки воды озоном.Прототип состоит из резервуара с центральной вертикальной трубой, подводягцего и отводящего трубопровода и отличающийся тем, что резервуар имеет открытый выход в атмосферу, а центральная вертикальная труба сверху закрыта газовым колпаком, нижний конец которого размещен на уровне нижнего конца центральной трубы и снабжен диффузорами, а верхний конец центральной трубы находится выше уровня воды в резервуаре и снабжен водосливом в виде усеченного конуса, причем нижний конец связан с патрубком эжектора и подводящим трубопроводом, при этом газовый колпак соединен с входным патрубком озонатора и запорHq-регулирующим устройством с всасывающим патрубком эжектора и дыхательной трубой с источником кислорода через гидрозатвор.

Достоинством прототипа: .4 является использование принципа У-образного контактора 1,2 в компактной форме центральной трубы и колпака над ней, причем при помощи насоса очищаемая вода поднимается до открытого верхнего края центральной трубы и переливается в газовый колпак и через его нижний конец переливается в окружающий резервуар. Озон подается в верхнюю часть газового колпака и взаимодействует с поверхностью переливающейся води.

Недостатком прототипа является малое время взаимодействия частичек обрабатываемой воды с озоном, равное приблизительно высоте тру бы, деленной на скорость стекания воды в пространстве между централь ной трубой и газовтат колпаком. Прототип не может быть использован для малых установок, когда вода для озонирования, например, сточная вода, поступает нерегулярно и насос для ее закачки не создает стационарного режима течения в центральной трубе.

Задачей разработки предлагаемой полезной модели является совмещение в одном компактном устройстве всех необходимых стадий аэробной обработки бытовых стоков: 1/диспергации твердой фазы,2/полное смещение с озоном и кислородом воздуха, с выдержкой достаточного времени -выше 10 минут контакта частиц очищаемой жидкости с озоном и кислородом; 3/обеспечения контакта очищаемой воды с илом, являющимся резуль татом роста массы аэробных бактерий;4/обеспечение в течение 7-8 часов стадии отстоя, когда вода с частичками ила движется со скоростью ниже 0,1-0,2 мм/с и минерализированный ил успевает осесть вниз в резервуаре, а осветленная вода очищена от взвещенных до З-б г/м и дезинфицирована от анаэробных и болезнетворных бактерий.

B прототипе в аналоге 3 в центральной трубе и газовом колпаке осуществляется турбулентная Фаза движения очищаемой воды, но каждая частичка воды находится в многократной циркуляции между центральной трубой и цилиндрическим пространством между центральной трубой и газовым колпаком, для чего в центральной трубе размещен кавитационный аэратор и турбинная мешалка, создающая поток жидкости в центральной трубе сверху вниз, а вне ее - вверх, т.е. в противоположном направлении по сравнению с прототипом. Для того, чтобы турбулентное движение не передавалось в остальное пространство резервуара, на конце газового колпака размещен не диффузор, как в прототипе, а конфузор, который играет роль своеобразного циклона для осаждения тяжелых частиц и направляет основную массу потока вверх в пространство между центральной трубой и газовым колпаком. По мере наполнения центральной трубы стоками будет происходить вытекание обработанной озоном и кислородом жидкости в пространство резервуара и медленное ламинарное течение в нем снизу вверх со скоростью много меньше скорости отстоя.

На фигЛ изображен вертикальный осевой разрез озонтенка в цилин дрическом исполнении.

На Фиг.2 -изображен вертикальный разрез озонтенка в параллельном исполнении для случая малых производительностей.

На вышеупомянутых Фигурах введены следующие обозначения: I - резервуар, 2 - поверхность земли, 3 - крышки, 4 - монтажная панель, 5 - канализационная труба, б - сливная труба, 7 - сток осветленной и дезинфицированной жидкости в гравийно-песчаную подушку или дренажную канаву, 8 - вытяжная труба для удаления минерализированного ила, 9 - газовый колпак, 10 - центральная труба, II - кавитационный аэратор, 12-полыЙ вал, 13 - переливные окна в центральной трубе, 14 -двигатель, 15 - турбинный смеситель, 16 - зона накопления ила, 17 - зона отстоя осветлершой жидкости, 18 - уровень заполнения озонтенка водой, 19 - уровни воды в смесителе при работающем двигателе 14, 20 - дискриминатор озона /смесь угля и стальных стружек /, 21 - отверстия для прохода газа, 22 - ввод озона от генератора одона, 23 заборник для контроля осветленной сточной воды, 24 - труба для ввода озона, 25 - турбинный смеситель, 26 - экран-ограничитель кавитации, 27 - корзина с Фильтровальной набивкой, 28 - корзина-лоток для выемки ила, 29 - кольца для захвата и выемки фильтра и иловой корзины, 30 - поток озона, 31 - направление движения стоков.

- SОзонтенк состоит из резервуара I, размещенного ниже поверхности земли 2, закрытого крышкой 3, смонтированной над монтажной панелью 4, к которой прикреплены коаксиальные газовый колпак 9, герметичный сверху и открытый снизу, и центральная труба 10, открытая снизу и имеющая переливные окна 13 сверху. Канализационная труба 5 проходит снаружи через стенки резервуара I, газовый колпак 9 и центральную трубу 10, имея герметичные соединения с ними, а сливная труба 6 соединяет резервуар I со стоком 7 осветленной и дезинфицированной жидкости в гравийно-песчаную подушку, В нижней части резервуара I размещается вытяжная труба 8 для удаления минерализированного ила из зоны накопления ила 16, образовавшегося в зоне отстоя осветленной жидкости 17, В газовом колпаке 9 по оси размещен кавитационный аэратор II, соединенный при помощи полого вала 12 с трубой 22 для ввода озона от генератора озона, двигателем 14 и турбинным смесителем 15, На монтажной панели 4 имеются отверстия 21 для прохода газа из газового колпака 9, закрытые сверху дискриьшнатором озона 20, заполненньм смесью угля и стальных стружек. Рядос с резервуаром I под стоком 7 размещен заборник 23 для контроля осветленной и сточной воды.

В варианте озонтенка, предназначенного для уменьшенного расхода обработки стоков /фиг.2/, резервуар I, газовый колпак 9 и центральная труба 10 заменены соединенньаш снизу тремя вертикальньЕШ тр5бами, в которых размещены труба для ввода озона 24 с размещенным снизу турбинньЕС смесителем 25 и экраном-ограничителем кавитации 26, двигателем 14 и вводом озона 22, Доступ к озонтенку здесь также предусмотрен через герметичные крышки 3, одна из которых слзпгит монтажной панелью, В крайней трубе в зоне отстоя осветленной жидкости 17 размещена также корзина с фильтровольной набивкой 27 и корзина 28 для выемки ила. Над корзинами 27 и 28 имеются кольца 29 для их захвата и выемки через крышку 3.

Далее стр. 4 текста.

Озонтенк работает следующим образом. Через выход сточной трубы 5 корпус I заполняется водой до уровня 18, Включается двигатель 14, при этом турбинный смеситель 15 опускает уровень жидкости в центральной трубе 10 до отметки 19 и начинается внутренняя циркуляция в смесителе с обратным движением жидкости вверх по межтрубному пространству между центральной трубой 10 и газовым колпаком 9. Через озонопровод 22 поступает озоновоздушная смесь в полый вал 12 / в случае, изображенном на рисунке 2 - в трубу для ввода озона 24 / и кавитационный аэратор II, которые выбрасывают в полость трубы 10 мелкие пузырьки озоновоздушной смеси. Часть газа, особенно от крупных пузырьков, выходит через пористое дно 21 и проходит через дискриминатор озона 20, где на каталитической смеси железных опилок и угля происходит разложение непрореагировавшего озона /В озонтенке, изображенном на рисунке 2, это не предусмотрено из-за малой производительности озонтенка/ Часть озона в виде мелких пузырьков I иш / оказывается в режиме многократной.циркуляции в смесителе и осуществляют полное использование озона на окислительный процесс и дыхание активного ила, В результате окисления взвешенных происходит накопление минерализированного ила 16 с частичным его захватом радиальной циркуляцией на нижнем выходе из газового колпака .:9. Благодаря конФузору, на нижнем конце газового колпака 9 происходит явление циклонного движения жидкости с поворотом вверх, при котором пузырьки озона и кислорода устремляются вверх, а твердые минерализированные частицы опускаются вниз. По мере поступления новых порций сточной жидкости через трубу 5 происходит поступление в зону отстоя Т7 и осаждение минерализированного ила в зону 16. Качество осветленной воды ко 1тролируется через заборник 23,Вода откачивается съемным ручным насосом, не показанным на рисунке. При ХПК больше б мг/л поднимают напряжение -на входе в генератор озона и увеличивают тем самым степень окисления органических веществ в осветленных стоках. Трубы 9,10,5,7 могут быть изготовлены из конструкционной стали, покрытой антикоррозийным покрытием. Однако, с течением времени, трубы покроются двойной анаэробной и аэробной слизистой пленкой, играющей роль естественного антикоррозийного покрытия. По мере накопления минерализированного ила 16 его уровень будет подниматься и режим озонтенка изменится. Вначале это приведет к увеличению количества частиц активного ила в смесителе и эффективность процесса будет возрастать, но по мере того, как уровень ила заполнит приблизительно половину объема резервуара I качество осветленных стоков будет ухудшаться и озонтенк должен быть

очищен.

Процесс счистки заключается в следующем: прекращается выброс в аэротенк отходов и поступает по трубе 5 чистая вода. Через трубу 7 производится отсос минерализированного ила на поверхность земли в тачку или самосвал для использования в качестве удобрений.

В случае необходимости ремонта или профилактического осмотра отвинчивается разъем трубы 5 и крыщка 3 вместе с 4, 9 и 10 вынимаются из резервуара I на поверхность земли для ремонта и очистки. Для озонтенка, изобра енного на рисунке 2 вместе с крышками 3 вынимаются труба для ввода озона 24, турбинный смеситель 25, экран-ограничитель кавитации 26 и корзины 27 и 28 .

Пример использования полезной модели.„

Параметры ОЗОНТЕНК-а для обслуживания коттеджа на б человек:

-производительность по стоку t2. 1,5 при времени работы 16 часов в сутки;

-общий объем резервуара, озонтенка: У- 1,13 м, 1,2 м,//- 2м. Время пребывания частицы стоков в озонтенке Г 1,13/9,4-10 12 часов при максимальной производительности. Из них под действием озона 15 минут;

-характеристика обрабатываемых стоков: взвещенных ВПК 600 мг/л,концентрация озонаС 20мг.0,д/л, доза Юг , расход озона г

0,15 10 гОз/м l,5 гОд/ч;

-средне-статистический слив - 10 литров. Число сливов - 150 сливов в сутки;

-диаметр кавитационного аэратора - 200 мм, материал - нержавеющая сталь;

диаметр центральной трубы 10: 400 мм;-j

-скорость движения воды по внутренней трубе 1 м/с;

-число Рейнольдса 4-10 /режим турбулентный/;

-диаметр газового колпака 9 - 580 мм;

-средняя скорость движения вверх в пространстве отстоя 17:г-0,05 мм/с - режим осаждения коллоидных частиц;

-диаметр турбинного перемешивателя -140 мм, наклон лопаток к плоскости крыльчатки -20°;

-общее время озонирования - 0,83 часа/сут;

-расход электроэнергии ,03 кВт.час / сутки.

Источники информации.,

I . broolQrJ ., Ш Use of 7 ее U - Ozone

.for .s yj eciion о/ Wafers,

A WWA Jnn. Conf. p. 1955.

2.f, Ozone, iy) Wa Tr-e lrn&ni , Jrnericjci WaJ W&ms ffffc), pp.

3.A/c 930199 C02P3/02 БИ №19, 23.05.82

4.Пат. РФ № 2006428 002PI/78, журнал Изобретения, )l92,I994

Claims (2)

1. Озонтенк, состоящий из резервуара, центральной вертикальной трубы, открытой сверху и снизу, газового колпака над ней, нижний конец которого размещен на уровне нижнего конца центральной трубы, устройства для ввода озоновоздушной смеси в центральную трубу и вывода из резервуара озонируемой жидкости, отличающийся тем, что центральная труба и газовый колпак прикреплены к крышке с монтажной панелью, закрывающей резервуар, а по оси центральной трубы размещен полый вал, на нижнем конце которого находится кавитационный аэратор, а над ней - турбинный смеситель, на верхнем конце полого вала на монтажной панели размещены двигатель и соединение с озонопроводом, причем газовый колпак на своем нижнем конце имеет конфузор с отверстием в центре, а сливная труба для осветленной жидкости размещается в его верхней части.

2. Озонтенк по п.1, отличающийся тем, что сосуд для обработки выполнен в виде трех параллельных вертикальных труб, соединенных в их нижней части общей горизонтальной трубой, к крайней трубе подсоединена канализационная труба и в ней размещен трубопровод для озоновоздушной смеси, охватывающий вал двигателя с экраном-ограничителем кавитации и турбинным смесителем в нижней части, средняя труба соединена в своей верхней части с трубой озонного смесителя, третья труба присоединена к сливной трубе в верхней части и содержит фильтр и корзинку-лоток для выемки ила.