RU2167821C1

RU2167821C1 - Advanced deep industrial sewage treatment station

Info

Publication number: RU2167821C1
Application number: RU2000112863A
Authority: RU
Inventors: В.И. Лукьянов; А.Н. Сиверская
Original assignee: Вологодский государственный технический университет
Priority date: 2000-05-23
Filing date: 2000-05-23
Publication date: 2001-05-27

Abstract

FIELD: sewage treatment equipment. SUBSTANCE: sewage treatment station has microfilter, boost pump, ejector, saturator, circular supersound emitter, supersound reflective plate, perforated pipe, nonreturn valve, electrified gates, electrified gate position sensors, water level sensor for detecting water level in high-rate filter, pressure sensors and control unit with related communication lines. Treatment station of such construction is used for advanced treatment of biologically treated industrial sewage, substantially contaminated with petroleum products, phenols and other compounds, prior to delivering water into basin, as well as in closed industrial water supply systems, swimming pools, and for treatment of potable water supplied from highly contaminated sources. EFFECT: increased efficiency and improved ecology control. 1 dwg

Description

Изобретение относится к станциям глубокой доочистки биологически очищенных производственных сточных вод, загрязненных преимущественно нефтепродуктами, фенолами и другими соединениями, перед выпуском их в водоем, а также в замкнутых системах промышленного водоснабжения, при устройстве плавательных бассейнов и при подготовке питьевой воды из весьма загрязненных источников водоснабжения. The invention relates to deep treatment plants for biologically treated industrial wastewater, contaminated mainly with oil products, phenols and other compounds, before being discharged into a reservoir, as well as in closed industrial water supply systems, when swimming pools are installed and when drinking water is prepared from highly polluted water sources.

Известна станция доочистки сточных вод фильтрованием, включающая насосную станцию, барабанные сетки, фильтровальное сооружение, контактный резервуар для обеззараживания воды хлором, быстроток-аэратор, резервуар-накопитель воды для "промывки фильтров с насосной станцией для подачи воды на промывку фильтров [Лукиных А. А., Липман Б.Л., Криштул В.П. Методы доочистки сточных вод. - М.: Стройиздат, 1978, с. 50, рис. 11]. Недостатком известной станции доочистки сточных вод фильтрованием является низкий уровень эффективности очистки сточных вод и экологичности. Known wastewater treatment plant by filtration, including a pumping station, drum screens, filter structure, contact tank for chlorine disinfection of water, quick-aerator, water storage tank for washing filters with a pumping station for supplying water for filter washing [A. Lukin A. ., Lipman BL, Krishtul VP Methods of wastewater treatment - Moscow: Stroyizdat, 1978, p. 50, Fig. 11. A disadvantage of the known wastewater treatment plant by filtration is the low level of efficiency of wastewater treatment and ecologist chnosti.

Известна станция доочистки сточных вод, выбранная в качестве прототипа, включающая озонатор, флотатор, дозатор реагента, скорый фильтр, промывной насос, отстойник и резервуар-накопитель промывной воды [Орлов В.А. Озонирование воды. - М.: Стройиздат, 1984, с. 45, рис. 26]. Недостатком известной станции доочистки сточных вод является недостаточная ее эффективность и экологичность, особенно при очистке сточных вод сложного химического состава. A known wastewater treatment station, selected as a prototype, including an ozonizer, a flotator, a reagent dispenser, an ambulance filter, a washing pump, a sump and a storage tank for washing water [Orlov V.A. Ozonation of water. - M.: Stroyizdat, 1984, p. 45, fig. 26]. A disadvantage of the known wastewater treatment plant is its insufficient efficiency and environmental friendliness, especially when wastewater is treated with a complex chemical composition.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в том, чтобы повысить эффективность и экологичность станции глубокой доочистки производственных сточных вод. The problem to which the invention is directed, is to increase the efficiency and environmental friendliness of the station for the deep post-treatment of industrial wastewater.

Предлагаемое техническое решение заключается в следующем: станция глубокой доочистки производственных сточных вод, содержащая озонатор, флотатор, дозатор реагента, скорый фильтр, промывной насос, отстойник и резервуар-накопитель промывной воды, дополнительно снабжена микрофильтром, повысительным насосом, эжектором, сатуратором, кольцевым излучателем ультразвука, отражательной пластиной ультразвука, перфорированной трубой, обратным клапаном, электрифицированными задвижками, датчиками положения электрифицированных задвижек, датчиком уровня воды в скором фильтре, датчиками давления и блоком управления, причем всасывающий патрубок повысительного насоса соединен с отводящим каналом микрофильтра, напорный патрубок повысительного насоса соединен с входным патрубком эжектора и с промывным устройством микрофильтра, воронка для сброса промывной воды микрофильтра и патрубок для сброса промывной воды скорого фильтра соединены с отстойником, выходной патрубок эжектора соединен с входным патрубком сатуратора, всасывающий патрубок эжектора соединен с озонатором, обратный клапан соединен с перфорированной трубой и отводящим лотком, реакционная зона флотатора соединена с выходным патрубком сатуратора и дозатором реагента, напорный патрубок промывного насоса соединен с трубчатой водораспределительной системой скорого фильтра, выход скорого фильтра соединен с приемником доочищенной производственной сточной воды и резервуаром-накопителем промывной воды, а датчик уровня воды в скором фильтре, датчики давления, электрифицированные задвижки и датчики положения электрифицированных задвижек соединены с блоком управления. The proposed technical solution consists in the following: a deep wastewater treatment plant for industrial wastewater, containing an ozonizer, a flotator, a reagent dispenser, an ambulance filter, a wash pump, a sump and a wash water storage tank, is additionally equipped with a microfilter, a boost pump, an ejector, a saturator, an ultrasound ring emitter , ultrasonic reflective plate, perforated tube, non-return valve, electrically operated valves, position sensors of electrified valves, sensor ohm water level in the quick filter, pressure sensors and a control unit, and the suction pipe of the booster pump is connected to the outlet channel of the microfilter, the pressure pipe of the booster pump is connected to the inlet pipe of the ejector and to the microfilter washing device, a funnel for discharging microfilter washing water and a pipe for dumping the washing the water of the quick filter is connected to the sump, the outlet pipe of the ejector is connected to the inlet of the saturator, the suction pipe of the ejector is connected to the ozonizer the th valve is connected to the perforated pipe and the outlet tray, the flotation reaction zone is connected to the outlet pipe of the saturator and the reagent dispenser, the pressure port of the washing pump is connected to the tubular water distribution system of the quick filter, the output of the quick filter is connected to the receiver of the treated industrial waste water and the storage tank for washing water and the water level sensor in the quick filter, pressure sensors, electrified valves and position sensors of electrified valves are connected to Locke management.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что оно содержит новые узлы со своими связями, позволяющими повысить эффективность и экологичность станции глубокой доочистки производственных сточных вод. A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that it contains new nodes with its connections, which can improve the efficiency and environmental friendliness of the deep sewage treatment plant.

Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию изобретения "новизна". Thus, the claimed solution meets the criteria of the invention of "novelty."

При проведении дополнительного поиска известных решений не были выявлены признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявляемой станции глубокой доочистки производственных сточных вод. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "изобретательный уровень". When conducting an additional search for known solutions, no signs were found that coincided with the distinctive signs of the claimed station for the deep treatment of industrial wastewater from the prototype. Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

На чертеже схематически изображена станция глубокой доочистки производственных сточных вод. The drawing schematically shows a station for the deep treatment of industrial wastewater.

Станция глубокой доочистки производственных сточных вод включает микрофильтр 1, повысительный насос 2, эжектор 3, сатуратор 4, кольцевой излучатель ультразвука 5, отражательную пластину ультразвука 6, перфорированную трубу 7, обратный клапан 8, отводящий лоток 9, озонатор 10, флотатор 11, дозатор реагента 12, скорый фильтр 13, промывной насос 14, резервуар-накопитель промывной воды 15, датчики давления 16 - 18, датчик уровня воды в скором фильтре 19, электрифицированные задвижки 20-30, датчики положения электрифицированных задвижек 31-41, трубопроводы 42-55, лоток для сбора пены 56 и блок управления 57. The deep sewage treatment plant includes a microfilter 1, a booster pump 2, an ejector 3, a saturator 4, an ultrasound ring emitter 5, an ultrasound reflector plate 6, a perforated tube 7, a check valve 8, a discharge tray 9, an ozonizer 10, a flotator 11, a reagent dispenser 12, quick filter 13, wash pump 14, storage tank for wash water 15, pressure sensors 16 - 18, water level sensor in the quick filter 19, electrified valves 20-30, position sensors for electrified valves 31-41, pipelines 42-55, lot ok for collecting foam 56 and control unit 57.

Станция глубокой доочистки производственных сточных вод работает следующим образом. Station deep treatment of industrial wastewater works as follows.

Сточная вода, прошедшая полную биологическую очистку, из вторичного отстойника /на фигуре он условно не показан/ по трубопроводу 42 через открытую электрифицированную задвижку 20 подается на микрофильтр 1 для фильтрования и осветления. В результате фильтрации уменьшается содержание в сточной воде главным образом взвешенных веществ, а также нефтепродуктов, фосфора и других загрязнений. Осветленная сточная вода по трубопроводу 43 поступает во всасывающий патрубок повысительного насоса 2. Электродвигатель повысительного насоса 2 включается в работу. Когда повысительный насос 2 выйдет на нормальный режим работы, от датчика давления 16 на блок управления 57 поступает сигнал на открывание электрифицированных задвижек 21-23. Электрифицированные задвижки 21-23 открываются и при разрешающих сигналах от датчиков положения электрифицированных задвижек 32-34 повысительный насос 2 по трубопроводу 44 подает осветленную сточную воду на промывку микрофильтра 1, а по трубопроводу 45 - во входной патрубок эжектора 3. От озонатора 10 по трубопроводу 46 во всасывающий патрубок эжектора 3 поступает озоновоздушная смесь и тщательно перемешивается с осветленной сточной водой. Образовавшаяся смесь из напорного патрубка эжектора 3 поступает в сатуратор 4 через входной патрубок, тангенциально присоединенный к цилиндрической боковой его стенке. Благодаря этому в сатураторе 4 смесь получает вращательное движение. Включается ультразвуковой генератор /на фигуре он условно не показан/ и на кольцевой излучатель ультразвука 5 подается переменное напряжение ультразвуковой частоты. Кольцевой излучатель ультразвука 5 создает в объеме очищаемой сточной воды ультразвуковую волну, которая, распространяясь до отражательной пластины ультразвука 6 и отражаясь от нее, передается в обратном направлении. Такое положение ультразвуковой волны одной длины в прямом и обратном направлении создает "стоячую волну", которая характеризуется образованием чередующихся зон повышенного и пониженного давления. Микрочастицы эмульгированных нефтепродуктов, имеющие по отношению к воде меньший удельный вес, перемещаются в зону пониженного давления, где образуют пленку и крупные капли. Вследствие центробежных сил, возникающих при закручивании потока очищаемой воды, нефтепродукты собираются в центральной части сатуратора 4, а затем по перфорированной трубе 7 через обратный клапан 8, предварительно настроенный на расчетное давление, удаляются по отводящему лотку 9 для утилизации. Одновременно с этим в сатураторе 4 на загрязнения сточной воды производится атака растворенным озоном. Совместное использование озонирования и ультразвука значительно повышает эффективность очистки по ХПК, а также усиливает бактерицидный эффект. При этом потребное для дезинфекции количество озона резко сокращается. При достижении в сатураторе 4 расчетного давления от датчика давления 17 на блок управления 57 поступает сигнал на открывание электрифицированных задвижек 24-26. Электрифицированные задвижки 24-26 открываются и при разрешающих сигналах от датчиков положения 35-37 из сатуратора 4 сжатая смесь по трубопроводу 47 подводится к флотатору 11 и с большой скоростью выбрасывается в его реакционную зону сверху, а снизу сюда же дозатор реагента 12 по трубопроводу 43 подает реагент /коагулянт, активированный уголь и др. /. При встречном движении оба эти потока тщательно перемешиваются, вступают в химическую реакцию друг с другом, освободившиеся при этом мельчайшие пузырьки воздуха флотируют коагулированные загрязнения, которые затем скребком /на фигуре он условно не показан/ сдвигаются в лоток 56 и по трубопроводу 50 отводятся для дальнейшей обработки и утилизации. Очищенная вода из флотатора 11 по трубопроводу 49 поступает на вход скорого фильтра 13, фильтруется и по трубопроводу 51 подается либо для повторного использования, либо в открытый водоем. Wastewater that underwent a complete biological treatment from a secondary sump (not shown in the figure) / is piped 42 through an open electrified valve 20 to a microfilter 1 for filtering and clarification. As a result of filtration, the content of mainly suspended solids in oil, as well as oil products, phosphorus and other contaminants, is reduced. The clarified waste water through the pipe 43 enters the suction pipe of the booster pump 2. The electric motor of the booster pump 2 is included in the operation. When the booster pump 2 enters normal operation, a signal to open the electrified valves 21-23 is received from the pressure sensor 16 to the control unit 57. The electrified valves 21-23 open and, with enable signals from the position sensors of the electrified valves 32-34, the booster pump 2 supplies the clarified wastewater to the microfilter 1 through the pipe 44, and through the pipeline 45 to the inlet pipe of the ejector 3. From the ozonizer 10 through the pipe 46 the ozone-air mixture enters the suction pipe of the ejector 3 and mixes thoroughly with clarified wastewater. The resulting mixture from the pressure pipe of the ejector 3 enters the saturator 4 through the inlet pipe, tangentially attached to its cylindrical side wall. Due to this, in the saturator 4, the mixture receives a rotational movement. The ultrasonic generator is turned on / it is not shown conditionally in the figure / and an alternating voltage of the ultrasonic frequency is supplied to the ring ultrasound emitter 5. An annular ultrasound emitter 5 generates an ultrasonic wave in the volume of wastewater to be purified, which, propagating to the reflective plate of ultrasound 6 and reflecting from it, is transmitted in the opposite direction. This position of the ultrasonic wave of the same length in the forward and reverse direction creates a "standing wave", which is characterized by the formation of alternating zones of high and low pressure. Microparticles of emulsified petroleum products having a lower specific gravity with respect to water are transferred to a zone of reduced pressure, where they form a film and large droplets. Due to the centrifugal forces arising during the swirling of the stream of purified water, oil products are collected in the central part of the saturator 4, and then, through a perforated pipe 7, through the check valve 8, which is previously adjusted to the design pressure, are removed through the discharge tray 9 for disposal. At the same time, in saturator 4, wastewater pollution is attacked with dissolved ozone. The combined use of ozonation and ultrasound significantly increases the efficiency of COD purification, and also enhances the bactericidal effect. At the same time, the amount of ozone required for disinfection is sharply reduced. When the saturator 4 reaches the calculated pressure from the pressure sensor 17, the control unit 57 receives a signal to open the electrified valves 24-26. Electrified valves 24-26 are opened and, with enable signals from position sensors 35-37 from saturator 4, the compressed mixture is piped 47 to the flotator 11 and discharged at high speed into its reaction zone from above, and from the bottom, the reagent dispenser 12 feeds through piping 43 reagent / coagulant, activated carbon, etc. /. In the oncoming movement, both of these flows are thoroughly mixed, enter into a chemical reaction with each other, the smallest air bubbles freed up float coagulated contaminants, which are then conventionally not shown with a scraper / in the figure / are moved to the tray 56 and are discharged through the pipeline 50 for further processing and disposal. The purified water from the flotator 11 through a pipe 49 enters the inlet of the quick filter 13, is filtered and fed through a pipe 51 either for reuse or in an open reservoir.

При работе скорый фильтр 13 засоряется, его гидравлическое сопротивление увеличивается, уровень воды в нем повышается. При повышении уровня воды в скором фильтре 13 до предельной величины датчик уровня воды 19 в скором фильтре 13 подает сигнал на блок управления 57 и скорый фильтр 13 переводится в режим регенерации фильтрующей загрузки. По команде с блока управления 57 электрифицированные задвижки 20-27 закрываются и при разрешающих сигналах от датчиков положения 31-38 включается в работу электродвигатель промывного насоса 14, всасывающий патрубок которого соединен с резервуаром-накопителем промывной воды 15. Когда промывной насос 14 выйдет на нормальный режим работы, от датчика давления 18 на блок управления 57 поступает сигнал на открывание электрифицированных задвижек 28 и 29. Электрифицированные задвижки 28 и 29 открываются и при разрешающих сигналах от датчиков положения 39 и 40 промывной насос 14 забирает промывную воду из резервуара-накопителя промывной воды 15 и по трубопроводу 53 подает ее в трубчатую водораспределительную систему скорого фильтра 13. Загрязненная промывная вода по трубопроводам 54 и 55 отводится в отстойник /на фигуре он условно не показан/. Сюда же поступает и загрязненная промывная вода от микрофильтра 1. По истечении заданного на пульте блока управления 57 времени станция переводится в режим глубокой доочистки производственной сточной воды. По команде с блока управления 57 промывной насос 14 выключается, электрифицированные задвижки 20-27 открываются, а электрифицированные задвижки 28 и 29 закрываются. При разрешающих сигналах от датчиков положения 31-40 процесс глубокой доочистки производственной сточной воды продолжается. Пополнение израсходованной промывной воды в резервуаре-накопителе 15 производится подачей ее по трубопроводу 52. Управление электрифицированной задвижкой 30 производится с помощью блока управления 57 и датчиков уровня воды в резервуаре-накопителе промывной воды 15 /на фигуре они условно не показаны/. During operation, the quick filter 13 becomes clogged, its hydraulic resistance increases, and the water level in it rises. When the water level in the quick filter 13 rises to a limit value, the water level sensor 19 in the fast filter 13 sends a signal to the control unit 57 and the fast filter 13 is switched to the regeneration mode of the filter load. At the command of the control unit 57, the electrified valves 20-27 are closed and, with enable signals from the position sensors 31-38, the washing pump motor 14 is turned on, the suction pipe of which is connected to the washing water storage tank 15. When the washing pump 14 enters normal operation operation, from the pressure sensor 18 to the control unit 57, a signal is received to open the electrified valves 28 and 29. The electrified valves 28 and 29 open even with enable signals from position sensors 39 and 40 the washing pump 14 collects the washing water from the storage tank of the washing water 15 and feeds it through the pipe 53 to the tubular water distribution system of the quick filter 13. The contaminated washing water is discharged through the pipes 54 and 55 to the sump / it is not shown in the figure /. Contaminated rinsing water from microfilter 1 also comes here. After the time set on the control unit 57 has expired, the station is switched to the mode of deep post-treatment of industrial wastewater. At the command of the control unit 57, the wash pump 14 is turned off, the electrified valves 20-27 are opened, and the electrified valves 28 and 29 are closed. With enabling signals from position sensors 31-40, the process of deep post-treatment of industrial wastewater continues. Replenishment of the used wash water in the storage tank 15 is carried out by supplying it through the pipe 52. The electrified valve 30 is controlled by the control unit 57 and the water level sensors in the storage tank of the washing water 15 / they are not shown in the figure /.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет получить экономический эффект за счет совместного озонирования и ультразвуковой обработки, рационального использования озона, реагентов, флотации загрязнений и их утилизации, увеличения фильтроцикла, высокого качества доочищенных производственных сточных вод и их повторного использования, например, в замкнутых система промышленного водоснабжения. Thus, the proposed technical solution allows to obtain an economic effect due to the joint ozonation and ultrasonic treatment, the rational use of ozone, reagents, flotation of contaminants and their disposal, increasing the filter cycle, high quality of treated industrial waste water and their reuse, for example, in a closed industrial system water supply.

Claims

A deep wastewater treatment plant containing ozonizer, flotator, reagent dispenser, quick filter, wash pump, sump and wash water storage tank, characterized in that it is additionally equipped with a microfilter, booster pump, ejector, saturator, ring ultrasound emitter, reflective ultrasound plate, perforated tube, non-return valve, electrified valves, position sensors of electrified valves, water level sensor in the quick filter, d pressure sensors and a control unit, wherein the suction pipe of the booster pump is connected to the outlet channel of the microfilter, the pressure pipe of the booster pump is connected to the inlet pipe of the ejector and to the microfilter washing device, a funnel for discharging the microfilter washing water and the pipe for discharging the washing filter of the quick filter are connected to the sump, the outlet pipe of the ejector is connected to the inlet of the saturator, the suction pipe of the ejector is connected to the ozonizer, the check valve is connected to the perforated pipe and outlet tray, the flotator reaction zone is connected to the outlet pipe of the saturator and the reagent dispenser, the pressure port of the washing pump is connected to the tubular water distribution system of the quick filter, the output of the quick filter is connected to the receiver of the treated industrial waste water and the storage tank for washing water, and the level sensor water in the quick filter, pressure sensors, electrified valves and position sensors of electrified valves are connected to the control unit.