RU2114793C1

RU2114793C1 - Waste water biological treatment plant

Info

Publication number: RU2114793C1
Application number: RU97108531A
Authority: RU
Inventors: И.В. Журавлева; В.Ф. Бабкин; В.Д. Журавлев
Original assignee: Воронежская государственная архитектурно-строительная академия
Priority date: 1997-05-26
Filing date: 1997-05-26
Publication date: 1998-07-10

Abstract

FIELD: waste water treatment. SUBSTANCE: plant contains in-series connected admission chamber 1, gratings 2, sand traps 3, primary settlers 4, air tanks 5, and secondary settlers 6. Over the admission chamber 1, mixer 9 is placed in the form of cylinder 10 with tangential connecting pipe 11 connected with pipeline 12 serving to supply sludge from the station 8. Second connecting pipe of mixer (14) is connected with connecting pipe 15 serving to supply crude sludge from primary settlers 4. Mixer 17 is placed over the air tank 5 and has connecting pipe 18 to transfer activated sludge from station 8 and connecting pipe 20 connected with station 8 via pipeline 21 passing through autoclave 22. Mixer 17 would preferably have third connecting pipe 23 connected to air lift 25 serving to feed treated waste water from air tank 5. It would also be desirable to place impellers 26 of shaft drive 27 on the level of tangential connecting pipes of mixers 9 and 17 with propeller blades 28 fixed on the last impeller. EFFECT: improved quality of treatment and increased plant productivity. 4 cl, 5 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к технике очистки бытовых и производственных сточных вод, а также может быть применено для очистки сточных вод животноводческих комплексов. The present invention relates to techniques for treating domestic and industrial wastewater, and can also be used for wastewater treatment of livestock complexes.

Известна установка для биологической очистки сточных вод, содержащая последовательно соединенные между собой приемную камеру, решетки, песколовки, первичные отстойники, аэротенки, вторичные отстойники, соединенные с иловой станцией самотечным трубопроводом, напорные трубопроводы циркуляционного активного ила до аэротенков и избыточного активного ила [1]. A known installation for biological wastewater treatment, containing sequentially interconnected a receiving chamber, grates, sand traps, primary sumps, aeration tanks, secondary sumps connected to a sludge station by gravity pipe, pressure pipelines of circulating activated sludge to aeration tanks and excess activated sludge [1].

Недостатком установки является малая эффективность очистки воды и относительно низкая надежность ее работы, что ограничивает ее применение. The disadvantage of the installation is the low efficiency of water purification and the relatively low reliability of its operation, which limits its use.

Наиболее близким известным техническим решением по своей сущности и достигаемому результату является установка для биологической очистки сточных вод, содержащая последовательно соединенные между собой приемную камеру, решетки, песколовки, первичные отстойники, аэротенки, вторичные отстойники, соединенные с иловой станцией самотечным трубопроводом, напорные трубопроводы циркуляционного активного ила до аэротенков и избыточного ила до приемной камеры, размещенный над уровнем жидкости в приемной камере смеситель с воздухом в виде вертикального цилиндра с тангенциальным входным патрубком, соединенным с напорным трубопроводом подачи избыточного ила и закрепленным в нижней части цилиндра лопаточным завихрителем [2]. The closest known technical solution in its essence and the achieved result is a biological wastewater treatment plant, containing a receiving chamber, grids, sand traps, primary sumps, aeration tanks, secondary sumps connected to a sludge station by a gravity pipe, pressure pipelines of active circulation sludge to aeration tanks and excess sludge to a receiving chamber, a mixer with air in the form of a top placed above the liquid level in the receiving chamber tical cylinder with a tangential inlet pipe connected to the pressure pipe supplying excess sludge and fixed in the lower part of the cylinder with a blade swirl [2].

В известном устройстве благодаря установке над приемной камерой смесителя воздуха с избыточным активным илом и подаче рециркуляционного активного ила в аэротенк удается повысить качество очистки воды. In the known device, thanks to the installation of an air mixer above the receiving chamber with excess activated sludge and the supply of recirculated activated sludge to the aeration tank, it is possible to improve the quality of water treatment.

Однако непосредственная подача по напорному трубопроводу циркуляционного активного ила от иловой станции в аэротенк, при отсутствии смешивания с атмосферным воздухом, не создает достаточных условий для эффективной очистки воды в аэротенке. However, the direct supply of circulating activated sludge from the sludge station to the aeration tank through the pressure pipe, in the absence of mixing with atmospheric air, does not create sufficient conditions for the effective purification of water in the aeration tank.

Отсутствие стимулятора процесса размножения и роста микроорганизмов ила внутри аэротенка не обеспечивает требуемой скорости окисления загрязнений в воде и их извлечение из воды. The absence of a stimulator of the process of reproduction and growth of sludge microorganisms inside the aeration tank does not provide the required rate of oxidation of contaminants in water and their extraction from water.

Высокая залповая нагрузка на активный ил в аэротенке с высокой концентрацией загрязнений подавляет активность ила, что отрицательно сказывается на качестве очистки воды в аэротенке. The high salvo load on activated sludge in aeration tanks with a high concentration of contaminants inhibits the activity of sludge, which negatively affects the quality of water treatment in the aeration tank.

Из-за того, что подсос атмосферного воздуха в смеситель происходит лишь за счет разрежения, возникающего по центральной оси цилиндра, которое невелико, интенсивность подсоса воздуха для смешивания с илом недостаточна, что не обеспечивает требуемую степень окисления примесей. Поэтому производительность установки в целом остается недостаточной. Due to the fact that the suction of atmospheric air into the mixer occurs only due to the rarefaction arising along the central axis of the cylinder, which is small, the intensity of the suction of air for mixing with sludge is insufficient, which does not provide the required degree of oxidation of impurities. Therefore, the performance of the installation as a whole remains insufficient.

Цель предлагаемого изобретения - повышение качества очистки сточных вод и производительности. The purpose of the invention is to improve the quality of wastewater treatment and productivity.

Поставленная цель достигается тем, что в заявляемой установке биологической очистки сточных вод, содержащей последовательно соединенные между собой приемную камеру, решетки, песколовки, первичные отстойники, аэротенки, вторичные отстойники, соединенные с иловой станцией самотечным трубопроводом, напорные трубопроводы циркуляционного активного ила до аэротенков и избыточного ила до приемной камеры, размещенный над уровнем жидкости в приемной камере смеситель с воздухом в виде вертикального цилиндра с тангенциальным входным патрубком, соединенным с напорным трубопроводом подачи избыточного ила и закрепленным в нижней части цилиндра лопаточным завихрителем, согласно изобретению, над уровнем жидкости аэротенка установлен дополнительный смеситель с двумя тангенциальными патрубками, один из которых подсоединен к напорному трубопроводу циркуляции активного ила от станции, а второй соединен трубопроводом с иловой станцией через автоклав, причем смеситель приемной камеры снабжен вторым тангенциальным патрубком, соединенным с насосной станцией подачи сырого осадка из первичного отстойника. This goal is achieved by the fact that in the inventive biological wastewater treatment plant, containing successively interconnected receiving chamber, grates, sand traps, primary sumps, aeration tanks, secondary sumps connected to the sludge station by gravity pipe, pressure pipelines of circulating activated sludge to aeration tanks and excess sludge to the receiving chamber, a mixer with air in the form of a vertical cylinder with a tangential inlet nozzle located above the liquid level in the receiving chamber m, connected to the pressure pipe for the supply of excess sludge and fixed in the lower part of the cylinder with a blade swirl, according to the invention, an additional mixer with two tangential nozzles is installed above the liquid level of the aeration tank, one of which is connected to the pressure pipe for circulation of activated sludge from the station, and the second is connected by a pipe with a sludge station through an autoclave, and the mixer of the receiving chamber is equipped with a second tangential nozzle connected to a pumping station for supplying raw sludge and h primary sedimentation tank.

Предпочтительно, чтобы дополнительный смеситель был снабжен третьим тангенциальным патрубком, соединенным трубопроводом с эрлифтом подачи очищенной сточной воды из аэротенка. Preferably, the additional mixer was equipped with a third tangential nozzle connected by a pipe to the airlift of the supply of purified wastewater from the aeration tank.

Предпочтительно также, чтобы на уровне тангенциальных патрубков смесителей были размещены крыльчатки привода вала, на котором закреплены пропеллерные лопасти. It is also preferable that at the level of the tangential nozzles of the mixers were placed the impellers of the shaft drive on which the propeller blades are mounted.

При этом целесообразно, чтобы пропеллерные лопасти были размещены по обеим сторонам крыльчаток. In this case, it is advisable that the propeller blades were placed on both sides of the impellers.

Установка над уровнем жидкости аэротенка дополнительного смесителя с двумя тангенциальными патрубками, подсоединение одного из которых к напорному трубопроводу циркуляции активного ила от иловой станции, соединение второго патрубка трубопроводом с иловой станцией через автоклав, а также снабжение смесителя приемной камеры вторым тангенциальным патрубком, соединенным с насосной станцией подачи сырого осадка из первичного отстойника, позволяет обеспечить стимулирование роста и размножения микроорганизмов ила за счет освобождения в автоклаве внутриплазменного вещества, образуемого при термообработке микроорганизмов ила, богатого внутренней энергией, аминокислотами, витаминами, в том числе витамином B₁₂. При этом обеспечивается их тщательное перемешивание между собой и с воздухом и равномерное распределение по аэротенку.Installing an additional mixer above the liquid aeration tank with two tangential nozzles, connecting one of them to the pressure pipe for circulating activated sludge from the sludge station, connecting the second nozzle with a pipe to the sludge station through an autoclave, and also supplying the receiving chamber mixer with a second tangential nozzle connected to the pump station supply of raw sludge from the primary settler, allows to stimulate the growth and reproduction of sludge microorganisms due to the release of autoclave of an intraplasma substance formed by heat treatment of microorganisms of sludge, rich in internal energy, amino acids, vitamins, including vitamin B ₁₂ . At the same time, they are thoroughly mixed with each other and with air and uniform distribution over the aeration tank.

При этом недостаток активного ила в приемной камере компенсируется сырым осадком из первичного отстойника. In this case, the lack of activated sludge in the receiving chamber is compensated by crude sediment from the primary sump.

Снабжение дополнительного смесителя третьим тангенциальным патрубком, соединенным трубопроводом с эрлифтом подачи очищенной сточной воды из аэротенка, позволяет повысить активность микроорганизмов ила за счет снижения концентрации примесей при залповой подаче загрязнений в аэротенк. The supply of an additional mixer with a third tangential nozzle connected by a pipe to the airlift of the treated wastewater from the aeration tank allows to increase the activity of sludge microorganisms by reducing the concentration of impurities during the volley supply of contaminants to the aeration tank.

Размещение крыльчаток привода вала на уровне тангенциальных патрубков смесителей, крепление на валу пропеллерных лопастей позволяют повысить интенсивность подсоса атмосферного воздуха. The placement of the impellers of the shaft drive at the level of the tangential nozzles of the mixers, and the mounting of propeller blades on the shaft make it possible to increase the intensity of the suction of atmospheric air.

Размещение пропеллерных лопастей по обеим сторонам крыльчаток позволяет дополнительно повысить интенсивность диспергации воздуха и ила. The placement of propeller blades on both sides of the impellers can further increase the intensity of dispersion of air and sludge.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод о соответствии критерию "Новизна". Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the criterion of "Novelty".

Сопоставительный анализ не только с прототипом, но и с другими известными техническими решениями в данной области техники не позволил выявить в них признаки, сходные с отличительными признаками предложенной установки, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень". Comparative analysis not only with the prototype, but also with other well-known technical solutions in this technical field did not allow us to identify features similar to the hallmarks of the proposed installation, which allows us to conclude that the criterion is "inventive step".

Анализ взаимодействия основных признаков предложенной установки позволяет сделать вывод о возможности ее эффективного промышленного применения. An analysis of the interaction of the main features of the proposed installation allows us to conclude about the possibility of its effective industrial application.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемой установки, общий вид. In FIG. 1 shows a diagram of the proposed installation, General view.

На фиг. 2 - место I, смеситель над приемной камерой. In FIG. 2 - place I, mixer above the receiving chamber.

На фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2. In FIG. 3 is a section AA in FIG. 2.

На фиг. 4 - место II, смеситель над аэротенком. In FIG. 4 - place II, mixer over aeration tank.

На фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 4. In FIG. 5 is a section BB in FIG. 4.

Установка содержит последовательно соединенные между собой приемную камеру 1, решетки 2, песколовки 3, первичные отстойники 4, аэротенки 5, вторичные отстойники 6. The installation contains sequentially interconnected receiving chamber 1, gratings 2, sand traps 3, primary sumps 4, aeration tanks 5, secondary sumps 6.

Вторичные отстойники 6 соединены самотечным трубопроводом 7 с иловой станцией 8. Secondary sedimentation tanks 6 are connected by gravity pipe 7 to the sludge station 8.

Над уровнем жидкости в приемной камере 1 размещен смеситель 9 с воздухом в виде вертикального цилиндра 10 с тангенциальным входным патрубком 11. Патрубок 11 соединен с напорным трубопроводом 12 подачи избыточного ила со станции 8. В нижней части цилиндра 10 размещен лопаточный завихритель 13. Смеситель 9 снабжен вторым тангенциальным патрубком 14, соединенным трубопроводом 15 с насосной станцией 16 подачи сырого осадка из первичных отстойников 4. Above the liquid level in the receiving chamber 1, a mixer 9 with air is placed in the form of a vertical cylinder 10 with a tangential inlet pipe 11. A pipe 11 is connected to a pressure pipe 12 for supplying excess sludge from station 8. At the bottom of the cylinder 10, a blade swirler 13 is placed. The mixer 9 is equipped with the second tangential pipe 14 connected by a pipe 15 to the pumping station 16 for supplying raw sludge from the primary settlers 4.

Над уровнем жидкости аэротенка 5 установлен дополнительный смеситель 17 с атмосферным воздухом с тангенциальным патрубком 18, соединенным напорным трубопроводом 19 циркуляционного активного ила иловой станции 8, и вторым тангенциальным патрубком 20, соединенным трубопроводом 21 с иловой станцией 8 через автоклав 22. Above the liquid level of the aeration tank 5, an additional mixer 17 with atmospheric air is installed with a tangential pipe 18 connected by a pressure pipe 19 of the circulating activated sludge of the sludge station 8, and a second tangential pipe 20 connected by a pipe 21 to the sludge station 8 through an autoclave 22.

Предпочтительно, чтобы смеситель 17 был снабжен третьим тангенциальным патрубком 23, соединенным трубопроводом 24 с эрлифтом 25 подачи очищенной сточной воды из аэротенка 5. Preferably, the mixer 17 was provided with a third tangential pipe 23 connected by a pipe 24 to the airlift 25 of the supply of purified wastewater from the aeration tank 5.

Предпочтительно также, чтобы на уровне тангенциальных патрубков смесителей 9 и 17 были размещены крыльчатки 26 привода вала 27, на котором закреплены пропеллерные лопасти 28. It is also preferable that at the level of the tangential nozzles of the mixers 9 and 17 were placed the impellers 26 of the drive shaft 27, on which the propeller blades 28 are fixed.

Целесообразно, чтобы пропеллерные лопасти 28 были размещены с обеих сторон крыльчаток 26. It is advisable that the propeller blades 28 were placed on both sides of the impellers 26.

Вал 27 своей верхней частью укреплен во втулке 29 крышки 30 с окнами 31 для подачи атмосферного воздуха. The shaft 27 is fixed with its upper part in the sleeve 29 of the cover 30 with windows 31 for supplying atmospheric air.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

Сточная жидкость поступает в приемную камеру 1, где предварительно смешивается с избыточным активным илом, поступающим с иловой станции 8 через трубопровод 12, сырым осадком из первичного отстойника 4 через трубопровод 15 путем перемешивания в смесителе 9 с одновременным подсосом атмосферного воздуха. После приемной камеры 1 смесь направляется на решетки 2, где происходит окончательное смешивание с одновременным задержанием крупных загрязнений. После решеток 2 смесь поступает самотеком в песколовки 3, где при сравнительно невысоких скоростях движения жидкости происходит осаждение тяжелых механических примесей (песка) и всплывание пузырьков воздуха, которые флотируют мелкие органические вещества и поддерживают их во взвешенном состоянии, за счет чего происходит улучшение качества осадка в песколовках. Sewage liquid enters the receiving chamber 1, where it is pre-mixed with excess activated sludge coming from the sludge station 8 through the pipe 12, raw sludge from the primary sump 4 through the pipe 15 by mixing in the mixer 9 with the simultaneous suction of atmospheric air. After the receiving chamber 1, the mixture is sent to the grilles 2, where the final mixing takes place with the simultaneous retention of large contaminants. After the gratings 2, the mixture flows by gravity into the sand traps 3, where, at relatively low liquid velocities, heavy mechanical impurities (sand) are deposited and air bubbles float, which float small organic substances and support them in suspension, which improves the quality of the sediment in sand traps.

После песколовок смесь направляется в первичные отстойники 4, где она движется со скоростью, не превышающей 10 мм/с. При поступлении смеси в отстойную зону первичных отстойников 4 происходят одновременно процессы хлопьеобразования и осаждения взвешенных веществ и ила, причем весь избыточный активный ил выпадает в осадок. After the sand traps, the mixture is sent to the primary settling tanks 4, where it moves at a speed not exceeding 10 mm / s. When the mixture enters the settling zone of the primary sedimentation tanks 4, flocculation and sedimentation of suspended solids and sludge occur simultaneously, and all excess activated sludge precipitates.

Осадок скоагулированных взвешенных веществ и ила из первичных отстойников 4 подается на дальнейшую обработку (например, в метантенки), а осветленная сточная жидкость поступает на биологическую очистку в аэротенки 5. The sediment of coagulated suspended solids and sludge from the primary sumps 4 is fed for further processing (for example, digesters), and the clarified waste fluid is sent for biological treatment to aeration tanks 5.

В смесителе 17 происходит смешивание активного ила, поступающего по трубопроводу 19 с иловой станции 8, термически обработанного ила в автоклаве 22, поступающего по трубопроводу 21 из иловой станции 8, и атмосферного воздуха, засасываемого через верхнюю часть смесителя. Иловая смесь из аэротенков 5 поступает во вторичные отстойники 6, где разделяется на очищенную сточную воду и активный ил, выпадающий в осадок. Ил, выпавший в осадок, собирается илососами и затем по самотечному трубопроводу 7 поступает в иловую насосную станцию 8. The mixer 17 mixes the activated sludge coming in through the pipe 19 from the sludge station 8, the heat-treated sludge in the autoclave 22, coming in through the pipe 21 from the sludge station 8, and atmospheric air drawn in through the top of the mixer. The sludge mixture from aeration tanks 5 enters the secondary settling tanks 6, where it is separated into treated wastewater and activated sludge, which precipitates. The sludge that has precipitated is collected by suction pumps and then through a gravity pipe 7 enters the sludge pumping station 8.

В случае крепления к смесителю 17 третьего тангенциального патрубка 23, соединенного трубопроводом 24 с эрлифтом 25 подачи очищенной сточной воды из аэротенка 5, снижается концентрация примесей в сточной воде, что предотвращает подавление активности микроорганизмов ила при залповых выбросах примесей в сточной воде. If the third tangential pipe 23 is attached to the mixer 17, connected by a pipe 24 to the airlift 25 of the supply of purified wastewater from the aeration tank 5, the concentration of impurities in the wastewater is reduced, which prevents the suppression of the activity of silt microorganisms during volley emissions of impurities in wastewater.

В случае применения в смесителях 9 и 17 крыльчаток 26 последние под воздействием кинетической энергии подаваемой смеси приводятся во вращательное движение, одновременно вращая лопастные пропеллеры 28. При этом производится тщательное перемешивание подаваемых по тангенциальным патрубкам компонентов с одновременным интенсивным всасыванием через окна 31 атмосферного воздуха пропеллерами 28, который диспергируется в перемешиваемой смеси. Лопаточный завихритель 13 дополнительно закручивает поток, который веером распределяется по поверхности жидкости в приемной камере 1 и аэротенке 5. If impellers 26 are used in mixers 9 and 17, the latter are rotationally driven by the kinetic energy of the supplied mixture, while rotating the blade propellers 28. In this case, the components supplied through the tangential nozzles are thoroughly mixed with intensive absorption through the windows 31 of atmospheric air by the propellers 28, which is dispersible in a stirred mixture. The blade swirl 13 further spins the flow, which is fan-shaped distributed over the surface of the liquid in the receiving chamber 1 and the aeration tank 5.

Установка пропеллерных лопастей 28 по обеим сторонам от крыльчатки 26 повышает интенсивность притока воздуха и перемешивания всех компонентов. The installation of propeller blades 28 on both sides of the impeller 26 increases the intensity of air flow and mixing of all components.

Технико-экономическая эффективность предложенной установки заключается в повышении качества очистки сточных вод на 25 - 30% и увеличении производительности в 1,3 раза благодаря установке смесителя над аэротенком, веерной подаче в аэротенк смеси активного ила с высоким насыщением кислородом и вводу стимулятора в виде внутриплазменного вещества, образуемого при термообработке в автоклаве микроорганизмов ила. The technical and economic efficiency of the proposed installation is to improve the quality of wastewater treatment by 25-30% and increase productivity by 1.3 times due to the installation of a mixer above the aeration tank, fan feeding of a mixture of activated sludge with high oxygen saturation into the aeration tank and the introduction of a stimulator in the form of an intraplasma substance formed during heat treatment in an autoclave of sludge microorganisms.

При этом обеспечивается эффективная коагуляция примесей в сточной воде в приемной камере за счет дополнительной подачи сырого осадка из первичных отстойников, компенсирующей недостаток поступления активного ила из-за использования его части на производство стимулятора в автоклаве. This ensures effective coagulation of impurities in the wastewater in the receiving chamber due to the additional supply of crude sludge from the primary settling tanks, compensating for the lack of activated sludge due to the use of its part in the production of a stimulator in an autoclave.

Снабжение смесителей крыльчаткой с лопастными пропеллерами позволяет интенсифицировать процесс диспергации компонентов и увеличить приток атмосферного воздуха. The supply of impeller mixers with paddle propellers makes it possible to intensify the process of component dispersion and increase the flow of atmospheric air.

Claims

1. Installation of biological wastewater treatment, containing serially connected receiving chamber, grates, sand traps, primary sumps, aeration tanks, secondary sumps connected to a sludge station by gravity pipe, pressure pipelines of circulating activated sludge to aeration tank and excess sludge to a receiving chamber located above the level liquid in the receiving chamber a mixer with air in the form of a vertical cylinder with a tangential inlet pipe connected to the pressure pipe supplying excess sludge and a blade swirl fixed to the bottom of the cylinder, characterized in that an additional mixer is installed above the liquid level of the aeration tank with two tangential nozzles, one of which is connected to the pressure pipe for circulation of activated sludge from the sludge station, and the second is connected by a pipe to the sludge station through an autoclave, the mixer of the receiving chamber is equipped with a second tangential nozzle connected to the pump station for supplying crude sludge from the primary sump.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the additional mixer is equipped with an additional tangential nozzle connected by a pipe to the airlift of the supply of purified waste water from the aeration tank.

3. Installation according to claim 1, characterized in that at the level of the tangential nozzles of the mixers the impellers of the shaft drive are mounted on which the propeller blades are fixed.

4. Installation according to claim 3, characterized in that the propeller blades are placed on both sides of the impellers.