RU2144005C1

RU2144005C1 - Plant for water treatment

Info

Publication number: RU2144005C1
Application number: RU98109424A
Authority: RU
Inventors: М.В. Орлов; М.Г. Журба
Original assignee: Вологодский Политехнический Институт
Priority date: 1998-05-14
Filing date: 1998-05-14
Publication date: 2000-01-10

Abstract

FIELD: treatment of natural waters; applicable in increase of efficiency of purification from dissolved impurities and reduction of power consumption for washing of components of single process line. SUBSTANCE: plant consists of bioreactor filled with highly porous polymer material, filter with clarifying bed of floating filter media, siphon and tank-hydroseal. Members of accumulation of natural coenosis with packing density reducing in direction of flow allows flakes of separated biomass freely settle to prevent rapid colmatage of filter media. Design of precipitate accumulation zone with large area in cross-section and guide deflectors makes it possible to avoid secondary contamination of water with atrophied biofilm. Equipment of bioreactor and clarifying filter with one siphon makes it possible to reduce volume of washing waters and power consumption for washing of components of single process line. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области очистки природных вод путем упрощенной аэрации; биоокисления, при прохождении через блок обработки естественным биоценозом (далее биореактор); обработки воды реагентами; последующего фильтрования воды через плавающий слой инертной загрузки. The invention relates to the field of natural water purification by simplified aeration; biooxidation, when passing through a processing unit with a natural biocenosis (hereinafter bioreactor); reagent water treatment; subsequent filtration of water through a floating inert loading layer.

Известна установка для очистки жидкости, включающая аэрационное устройство, контактный фильтр со слоем фильтрующего материала и осветлительный фильтр с зернистой загрузкой, распределительной и сборной системами, сифон промывной воды и бак-гидрозатвор (см. авт. свид. СССР N 1725969, кл. B 01 D 36/00, 1992). A known installation for cleaning liquid, including an aeration device, a contact filter with a layer of filter material and a clarification filter with granular loading, distribution and prefabricated systems, a wash water siphon and a water trap (see ed. Certificate of the USSR N 1725969, class B 01 D 36/00, 1992).

Установка, предназначенная для очистки сточных вод, не обеспечивает достаточного качества очистки природных вод, так как отсутствие барьера, предотвращающего проскок оторвавшихся хлопьев биомассы, вызывает вторичное загрязнение очищаемой воды. A plant designed for wastewater treatment does not provide a sufficient quality of natural water treatment, since the absence of a barrier preventing the breakthrough of torn off biomass flakes causes secondary pollution of the treated water.

Цель изобретения - повышение степени очистки от растворенных примесей, создание барьера, предотвращающего проскок оторвавшихся хлопьев биомассы и снижение энергозатрат на промывку составных частей единой технологической цепи. The purpose of the invention is to increase the degree of purification from dissolved impurities, create a barrier to prevent the breakthrough of detached flakes of biomass and reduce energy consumption for washing the components of a single technological chain.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для очистки воды, состоящей из биореактора, фильтра с плавающей загрузкой и устройства для гидроавтоматической промывки, биореактор выполнен в виде колонны переменного сечения, в верхней части которой расположен отражательный разбрызгиватель, в средней - размещены элементы наживления, выполненные из полимерных материалов с высокоразвитой поверхностью и уменьшающейся по ходу движения воды плотностью упаковки, а в нижней - осадконакопитель с направляющими козырьками, конусное днище которого соединено со сборно-распределительной системой фильтра и сифоном. This goal is achieved by the fact that in the installation for water purification, consisting of a bioreactor, a filter with a floating charge and a device for hydraulic washing, the bioreactor is made in the form of a column of variable cross-section, in the upper part of which there is a reflective sprinkler, in the middle there are bait elements made from polymeric materials with a highly developed surface and packing density decreasing along the course of the water movement, and in the lower one there is a sedimentation tank with guiding visors, a cat conical bottom It is connected to a prefabricated filter distribution system and a siphon.

Наличие вышеперечисленных отличительных признаков свидетельствует о том, что заявленное техническое решение соответствует критерию "новизна". The presence of the above distinguishing features indicates that the claimed technical solution meets the criterion of "novelty."

На чертеже показана схема установки. The drawing shows the installation diagram.

Установка состоит из биореактора 1 выполненного в виде колонны переменного сечения, фильтра 2, заполненного плавающей загрузкой 3 и зарядного устройства для гидроавтоматической промывки 4. Биореактор заполнен высокопористым полимерным материалом 5 (например, синтетическим волокном), выполняющим функции носителя прикрепленной микрофлоры, крепление которого осуществляется к удерживающей сетке 6. Ниже размещено устройство для подачи воздуха 7. В нижней части биореактора размещен осадкоприемник 8, соединенный с трубопроводом 9 подачи воды после биореактора и отвода промывной воды из фильтра 2 и трубопроводом 10 отвода промывной воды из биореактора 1. The installation consists of a bioreactor 1 made in the form of a column of variable cross-section, a filter 2 filled with a floating charge 3 and a charger for hydraulic washing 4. The bioreactor is filled with highly porous polymer material 5 (for example, synthetic fiber), which serves as a carrier of attached microflora, which is attached to holding grid 6. Below is a device for supplying air 7. In the lower part of the bioreactor there is a sediment collector 8 connected to the water supply pipe 9 follows bioreactor and discharge wash water from the filter 2 and the outlet conduit 10 of the wash water from the bioreactor 1.

Трубопровод 10 оборудован сифоном 4, нисходящая ветвь которого оборудована клапаном 11, находящимся в условиях всплытия в баке-гидрозатворе 12. Верхняя точка перегиба сифона 4 соединена с трубкой 13 для срыва вакуума, другой конец которой опущен до уровня расположения удерживающей системы 14 фильтра 2. The pipeline 10 is equipped with a siphon 4, the descending branch of which is equipped with a valve 11, which is in the conditions of ascent in the tank hydraulic seal 12. The upper inflection point of the siphon 4 is connected to the tube 13 to break the vacuum, the other end of which is lowered to the level of the holding system 14 of the filter 2.

Трубопровод 15 служит для подачи исходной воды на отражательный разбрызгиватель 16. Трубопровод 17 предназначен для подачи промывной воды в биореактор 1. The pipe 15 serves to supply the source water to the reflective sprayer 16. The pipe 17 is designed to supply wash water to the bioreactor 1.

В верхней части осадкоприемника 8 расположены направляющие козырьки 18, предотвращающие проскок биомассы в трубопровод 9, в который предусмотрен ввод реагентов 19. Отвод воды из фильтра 2 осуществляется по трубопроводу 20. Дополнительно биореактор 1 оборудован трубопроводом 21 и задвижкой 22 для принудительного сброса промывных вод. In the upper part of the sediment collector 8, there are guide visors 18 that prevent the biomass from entering the pipeline 9, into which the reagents 19 are introduced. The water from the filter 2 is discharged through the pipeline 20. In addition, the bioreactor 1 is equipped with a pipe 21 and a valve 22 for forced discharge of wash water.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

Исходная вода, поступающая в биореактор 1 по трубопроводу 15, с помощью отражателя 16 разбрызгивается в надфильтровом пространстве и, обогащаясь кислородом воздуха, поступает в толщу загрузки биореактора, на поверхности которой развивается естественный биоценоз, поглощающий из воды растворенные органические загрязнения. The source water entering the bioreactor 1 via pipeline 15 is sprayed with a reflector 16 in the filter space and enriched with atmospheric oxygen enters the loading layer of the bioreactor, on the surface of which a natural biocenosis develops that absorbs dissolved organic pollutants from the water.

Во время "зарядки" биореактора, а также в периоды ухудшения качества исходной воды предусмотрена дополнительная подача воздуха через распределительную систему 7. During the "charging" of the bioreactor, as well as during periods of deterioration in the quality of the source water, an additional air supply through the distribution system 7 is provided.

Частично очищенная вода поступает в зону накопления осадка 8 с большей площадью поперечного сечения. За счет уменьшения скорости движения воды и направляющих козырьков 18, предотвращающих проскок биомассы, хлопья оторвавшейся биопленки оседают на дно. Отвод воды из биореактора осуществляется по трубопроводу 9, где происходит смешивание с вводимыми реагентами 19. Далее вода поступает на фильтр, заполненный плавающей фильтрующей загрузкой, и отводится на дальнейшую очистку по трубопроводу 20. Partially purified water enters the sediment accumulation zone 8 with a larger cross-sectional area. By reducing the speed of movement of the water and the guide visors 18, preventing the breakthrough of biomass, flakes of torn biofilm settle to the bottom. The water is removed from the bioreactor through pipeline 9, where mixing with the introduced reagents 19 takes place. Next, the water enters the filter filled with a floating filter load and is discharged for further cleaning through pipeline 20.

По мере роста потерь напора в загрузке фильтра уровень воды в биореакторе достигнет отметки ▽z₁, после чего начнется перелив воды в нисходящую ветвь сифона 4. По достижению высоты столба в ней ▽z₃, превышающую выталкивающую силу Архимеда клапана 11, вода из нисходящей ветви сифона быстро вытечет в бак-гидрозатвор, создастся вакуум, благодаря которому произойдет зарядка сифона и начнется процесс промывки загрузки фильтра 2 и биореактора 1. Промывка загрузки фильтра 2 осуществляется чистой водой из надфильтрового пространства. Благодаря специальной конструкции конусного накопителя осадка и соединительной трубы 10, одновременно с удалением осадка из толщи фильтра, осадок, накопившийся в осадконакопителе будет взмучиваться и уноситься через сифон в гидрозатворный бак, а затем в канализацию. При снижении уровня воды до отметки ▽z₂ в трубку 13 попадает воздух, приводящий к срыву вакуума в сифоне 4. В этот момент промывка прекращается и установка автоматически будет переведена в рабочий режим. Процесс повторяется.As the pressure loss in the filter load increases, the water level in the bioreactor will reach ▽ z ₁ , after which the water will begin to overflow into the descending branch of siphon 4. Upon reaching a column height in it of ▽ z ₃ exceeding the buoyancy force of Archimedes valve 11, water from the descending branch the siphon will quickly flow out into the hydraulic trap tank, a vacuum will be created due to which the siphon will be charged and the washing process of the filter 2 and bioreactor 1 starts. The filter 2 is washed with clean water from the filter space. Due to the special design of the cone sludge accumulator and the connecting pipe 10, simultaneously with the removal of sludge from the filter, the sediment accumulated in the sludge collector will be stirred up and carried through a siphon to a water trap and then to the sewer. When the water level drops to the level ▽ z ₂ , air enters the tube 13, which leads to a vacuum breakdown in the siphon 4. At this point, the flushing stops and the installation automatically switches to operating mode. The process is repeated.

При снижении уровня воды в биореакторе во время промывки первый слой загрузки, с наибольшей плотностью упаковки, частично оголяется, что позволяет избежать быстрой кольматации загрузки во время работы биореактора, при этом на последующих слоях загрузки сформировавшийся биоценоз обрастания разрушается не полностью, что положительно сказывается на эффективности работы сооружения по окончанию промывки. With a decrease in the water level in the bioreactor during washing, the first loading layer, with the highest packing density, is partially exposed, which avoids rapid loading colmatization during the operation of the bioreactor, while the subsequent fouling biocenosis does not completely degrade, which positively affects the efficiency the work of the facility at the end of the flushing.

При сильном заилении загрузки биореактора предусматривается дополнительная промывка чистой водой, через трубопровод 17, содержащей обеззараживающий агент (например, раствор медного купороса) для предотвращения развития патогенной микрофлоры. Такая промывка предусматривается при сильном возрастании микробиологических показателей, хлоропоглощаемости и окисляемости и других показателей. Промывная вода сбрасывается в канализацию по трубопроводу 21 при открытой задвижке 22 (в остальное время задвижка 22 закрыта) или через сифон. Возможно также применение водо-воздушной промывки. With strong silting of the bioreactor load, an additional rinse with clean water is provided through a pipe 17 containing a disinfecting agent (for example, copper sulfate solution) to prevent the development of pathogenic microflora. Such washing is provided with a strong increase in microbiological indicators, chlorine absorption and oxidizability and other indicators. Rinsing water is discharged into the sewer through a pipe 21 with the valve 22 open (the rest of the time the valve 22 is closed) or through a siphon. It is also possible to use water-air washing.

Использование для предварительной очистки воды биореактора с прикрепленной микрофлорой позволяет уменьшить дозы вводимых реагентов за счет снижения в воде растворенных примесей. The use of a bioreactor with attached microflora for preliminary water purification allows reducing the doses of introduced reagents by reducing dissolved impurities in water.

Claims

Installation for water purification, consisting of a bioreactor, a filter with a floating charge and a device for hydraulic washing, characterized in that the bioreactor is made in the form of a column of variable cross section, in the upper part of which there is a sprayer, in the middle there are bait elements made of polymer materials with highly developed the surface and packing density decreasing along the direction of the water, and in the lower one there is a sedimentation tank with guiding visors, the conical bottom of which is connected to the distribution box filter system and siphon.