RU2183595C2

RU2183595C2 - Sewage water purifying and disinfecting station

Info

Publication number: RU2183595C2
Application number: RU2000123949A
Authority: RU
Inventors: В.И. Лукьянов; Е.В. Лукьянов
Original assignee: Вологодский государственный технический университет
Priority date: 2000-09-18
Filing date: 2000-09-18
Publication date: 2002-06-20

Abstract

FIELD: sewage water purifying equipment. SUBSTANCE: station has settler, ozonizer, flotator, reactant dozer, and first filter. Station is further equipped with grid, sand catcher, reactor, makeup and washing pumps, purified water reservoir, second filter, monitor systems for washing both filters, pressure sensors, electrified latches, sensors for sensing position of electrified latches, and control unit. First and second filters are arranged at an acute angle to horizontal plane. EFFECT: increased extent of purifying sewage water and process solutions, improved growth rate of biomass and increased efficiency of station. 1 dwg

Description

Изобретение относится к станциям очистки и обезвреживания сточных вод и может быть использовано как в очистке сточных вод, так и в других технологических процессах. The invention relates to wastewater treatment and disposal stations and can be used both in wastewater treatment and in other technological processes.

Известна станция очистки сточных вод с доочисткой на фильтровальных сооружениях, включающая решетку, песколовку, первичный отстойник, аэротенк, вторичный отстойник, фильтры, установку для хлорирования и контактный резервуар [Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении /А.М. Когановский, Н. А. Клименко, Т.Н.Левченко и др. - М.: Химия, 1983, с. 238, рис. IХ-1]. Недостатками известной станции очистки сточных вод с доочисткой на фильтровальных сооружениях являются низкая степень очистки сточных вод и невысокая производительность станции. Known wastewater treatment station with tertiary treatment at filter facilities, including a grate, sand trap, primary sump, aeration tank, secondary sump, filters, chlorination unit and contact tank [Wastewater treatment and use in industrial water supply / A.M. Koganovsky, N.A. Klimenko, T.N. Levchenko, etc. - M .: Chemistry, 1983, p. 238, fig. IX-1]. The disadvantages of the known wastewater treatment plant with aftertreatment at filter facilities are the low degree of wastewater treatment and the low productivity of the station.

Известна станция очистки сточных вод с доочисткой, выбранная в качестве прототипа, включающая первичный и вторичный отстойники, озонатор, флотатор, дозатор реагента и фильтр [Орлов В.А. Озонирование воды. - М.: Стройиздат, 1984, с. 45, рис. 26]. Недостатком известной станции очистки сточных вод с доочисткой является то, что биологическая очистка осуществляется без воздействия озона на процесс микробиологического окисления. Это снижает степень очистки сточных вод, ведет к удорожанию процесса их обработки, к увеличению объема очистной станции и капитальных вложений на ее строительство. Known wastewater treatment plant with tertiary treatment, selected as a prototype, including primary and secondary sedimentation tanks, ozonizer, flotator, reagent dispenser and filter [Orlov V.A. Ozonation of water. - M.: Stroyizdat, 1984, p. 45, fig. 26]. A disadvantage of the known wastewater treatment plant with aftertreatment is that biological treatment is carried out without the influence of ozone on the microbiological oxidation process. This reduces the degree of wastewater treatment, leads to an increase in the cost of their treatment, to increase the volume of the treatment plant and capital investments in its construction.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в том, чтобы повысить степень очистки сточных вод и технологических растворов, увеличить скорость прироста биомассы и производительность станции очистки. The problem to which the invention is directed, is to increase the degree of purification of wastewater and technological solutions, to increase the growth rate of biomass and the productivity of the treatment plant.

Предлагаемое техническое решение заключается в следующем: станция очистки и обезвреживания сточных вод, содержащая отстойник, озонатор, флотатор, дозатор реагента и фильтр, дополнительно снабжена решеткой, песколовкой, реактором, повысительным и промывным насосами, резервуаром очищенной воды, вторым фильтром, гидромониторными системам промывки фильтров, датчиками давления, электрифицированными задвижками, датчиками, положения электрифицированных задвижек и блоком управления, причем первый и второй фильтры размещены под острым углом к горизонту, всасывающий патрубок повысительного насоса соединен с отстойником, выходной патрубок первого фильтра соединен с входным патрубком эжектора, всасывающий патрубок эжектора соединен с озонатором, напорный патрубок эжектора соединен с сатуратором, реакционная зона флотатора соединена с сатуратором и дозатором реагента, вход реактора соединен с отводящим трубопроводом песколовки и сатуратором, выход реактора соединен с подводящим трубопроводом отстойника, выход флотатора соединен с входным патрубком второго фильтра, всасывающий патрубок промывного насоса соединен с резервуаром очищенной воды, напорный патрубок промывного насоса соединен с выходными патрубками первого и второго фильтров и с гидромониторными системами их промывки, а датчики давления, электрифицированные задвижки и датчики положения электрифицированных задвижек соединены с блоком управления. The proposed technical solution consists in the following: a wastewater treatment and disposal station containing a sump, an ozonizer, a flotator, a reagent dispenser and a filter is additionally equipped with a grate, a sand trap, a reactor, booster and flush pumps, a purified water tank, a second filter, and hydromonitor filter washing systems pressure sensors, electrified valves, sensors, the position of the electrified valves and the control unit, the first and second filters are placed at an acute angle to the horizon, the suction pipe of the booster pump is connected to the sump, the outlet pipe of the first filter is connected to the inlet of the ejector, the suction pipe of the ejector is connected to the ozonizer, the pressure pipe of the ejector is connected to the saturator, the reaction zone of the flotator is connected to the saturator and the reagent dispenser, the reactor inlet is connected to the outlet sand trap pipe and saturator, the outlet of the reactor is connected to the supply pipe of the sump, the output of the flotator is connected to the inlet of the second filter, suction ayuschy wash pump nozzle coupled to a reservoir of purified water discharge port of the washing pump connected to the outlet nozzles of the first and second filters and their hydromonitor washing systems, pressure sensors, valves electrified and the electrified valve position sensors connected to the control unit.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что оно содержит новые узлы со своими связями, позволяющими повысить степень очистки сточных вод и технологических растворов, увеличить скорость прироста биомассы и производительность станции очистки. A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that it contains new nodes with its connections, which can increase the degree of wastewater treatment and technological solutions, increase the biomass growth rate and the productivity of the treatment station.

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 очистки и обезвреживания 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 wastewater treatment and disposal station, which are distinctive from the prototype. Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

На чертеже схематически изображена станция очистки и обезвреживания сточных вод. The drawing schematically depicts a sewage treatment and disposal station.

Станция очистки и обезвреживания сточных вод содержит решетку 1, песколовку 2, реактор 3, отстойник 4, повысительный насос 5, первый фильтр 6, эжектор 7, озонатор 8, сатуратор 9, флотатор 10, дозатор реагента 11, второй фильтр 12, промывной насос 13, резервуар очищенной воды 14, гидромониторную систему промывки первого фильтра 15, гидромониторную систему промывки второго фильтра 16, датчики давления 17 - 21, лоток для отвода пены 22, кран с поплавковым приводом 23, электрифицированные задвижки 24 - 34, датчики положения электрифицированных задвижек 35 - 45, трубопроводы 46 - 59, иловую трубу 60, удерживающие решетки 61 и 62, отражатель 63 и блок управления 64. The wastewater treatment and disposal station contains a grate 1, a sand trap 2, a reactor 3, a sump 4, a booster pump 5, a first filter 6, an ejector 7, an ozonizer 8, a saturator 9, a flotator 10, a reagent dispenser 11, a second filter 12, and a wash pump 13 , a purified water tank 14, a hydromonitor flushing system for the first filter 15, a hydromonitor flushing system for the second filter 16, pressure sensors 17 - 21, a tray for removing foam 22, a crane with a float actuator 23, electrified valves 24 - 34, position sensors for electrified valves 35 - 45, pipe water 46 - 59, a sludge pipe 60, holding lattice 61 and 62, a reflector 63 and a control unit 64.

Станция очистки и обезвреживания сточных вод работает следующим образом. Station wastewater treatment and disposal works as follows.

Сточная вода проходит через решетку 1, песколовку 2 и освобождается от крупных загрязнений и минеральных примесей. Электрифицированная задвижка 24 открывается и при разрешающем сигнале от датчика положения электрифицированной задвижки 35 сточная вода по трубопроводу 46 поступает на вход реактора 3, заполняет его, затем по трубопроводу 47 она поступает в отстойник 4 и так же заполняет его. После этого включаются в работу электродвигатели повысительного насоса и турбины реактора 3. Когда повысительный насос 5 выйдет на нормальный режим работы, от датчика давления 17 на блок управления 64 поступает сигнал, по которому открываются электрифицированные задвижки 25 и 26. При разрешающих сигналах от датчиков положения электрифицированных задвижек 36 и 37 повысительный насос 5 забирает воду из отстойника 4 и подает ее во входной патрубок первого фильтра 6, например, с плавающей фильтрующей загрузкой. Сточная вода проходит через фильтрующую загрузку, размещенную между удерживающими решетками 61 и 62, фильтруется и по трубопроводу 49 поступает во входной патрубок эжектора 7. Во всасывающий патрубок эжектора 7 от озонатора 8 поступает озонированный воздух и тщательно перемешивается со сточной водой. В это время на взвешенные вещества сточной воды ведется активная атака газообразным озоном, в результате чего они очень быстро окисляются. Образовавшаяся смесь из эжектора 7 поступает в сатуратор 9 и сжимается. Под действием давления озоно-воздушная смесь растворяется в сточной воде и растворенный озон эффективно атакует наиболее мелкие и растворенные загрязнения сточной воды. Как только давление в сатураторе 9 достигнет расчетной величины, от датчика давления 18 на блок управления 64 поступает сигнал, по которому электрифицированные задвижки 27 - 31 открываются и при разрешающих сигналах от датчиков положения 38 - 42 одна часть сжатой смеси по трубопроводам 50 - 52 поступает на вход реактора 3 и тщательно перемешивается со сточной водой. Это положительно сказывается на окислении органических веществ сточной воды, увеличении скорости прироста биомассы и производительности станции очистки в целом. Из трубопровода 51 струя сжатой смеси выходит с большой скоростью, встречается с отражателем 63, изменяет свое направление и теряет скорость своего движения. При этом из струи смеси в виде мельчайших пузырьков выделяется газовый компонент и с помощью турбины реактора 3 тщательно перемешивается со сточной водой. При перемешивании сточная вода дополнительно обогащается кислородом атмосферного воздуха. Благодаря этому в реакторе 3 ускоренно протекает процесс биологической очистки сточной воды, в котором озон стимулирует жизнедеятельность микроорганизмов и способствует увеличению степени очистки сточной воды. Из реактора 3 сточная вода по трубопроводу 47 поступает в отстойник 4. В отстойнике 4 из сточной воды выпадает осадок, который через иловую трубу 60 отводится для дальнейшей его обработки, а осветленная сточная вода забирается повысительным насосом 5. Другая часть сжатой смеси по трубопроводу 53 поступает из сатуратора 9 в реакционную зону флотатора 10 сверху, а снизу от дозатора реагента 11 в нее поступает реагент /коагулянт, активированный уголь и др./, который тщательно перемешивается со сточной водой и вступает с ней в химическую реакцию. Скорость сжатой смеси резко снижается, а освободившийся воздух в виде мельчайших пузырьков флотирует загрязнения сточной воды. Эти загрязнения в виде пены скребком / на чертеже условно не показан/ сдвигаются в лоток для сбора пены 22 и по трубопроводу 56 удаляются из флотатора 10 для дальнейшей обработки. Осветленная во флотаторе 10 сточная вода по трубопроводу 54 поступает в входной патрубок второго фильтра 12, проходит через фильтрующую загрузку фильтра 12 и, освободившись от загрязнений, по трубопроводу 55 поступает потребителю для повторного использования или сбрасывается в открытый водоем. Wastewater passes through a grate 1, a sand trap 2 and is freed from large contaminants and mineral impurities. The electrified valve 24 opens and when the enable signal from the position sensor of the electrified valve 35 opens, wastewater enters the reactor 3 through the pipe 46, fills it, then it enters the sump 4 through the pipe 47 and also fills it. After that, the electric motors of the booster pump and reactor turbine 3 are turned on. When the booster pump 5 enters normal operation, a signal is received from the pressure sensor 17 to the control unit 64, by which the electrified valves 25 and 26 are opened. With enable signals from the electrified position sensors the gate valves 36 and 37, the booster pump 5 takes water from the sump 4 and delivers it to the inlet of the first filter 6, for example, with a floating filter load. Wastewater passes through a filter charge placed between the retaining grids 61 and 62, is filtered, and through a pipe 49 it enters the inlet pipe of the ejector 7. Ozonized air enters the suction pipe of the ejector 7 from ozonizer 8 and mixes thoroughly with the waste water. At this time, an active attack by gaseous ozone is carried out on suspended substances of wastewater, as a result of which they oxidize very quickly. The resulting mixture from the ejector 7 enters the saturator 9 and is compressed. Under pressure, the ozone-air mixture dissolves in the wastewater and dissolved ozone effectively attacks the smallest and most dissolved wastewater contaminants. As soon as the pressure in the saturator 9 reaches the calculated value, a signal is received from the pressure sensor 18 to the control unit 64, by which the electrified gate valves 27 - 31 are opened and, with enable signals from the position sensors 38 - 42, one part of the compressed mixture is fed through pipelines 50 - 52 to the inlet of the reactor 3 and is thoroughly mixed with wastewater. This has a positive effect on the oxidation of organic substances from wastewater, an increase in the growth rate of biomass and the productivity of the treatment plant as a whole. From the pipeline 51, the jet of the compressed mixture leaves at a high speed, meets the reflector 63, changes its direction and loses its speed. At the same time, the gas component is released from the mixture stream in the form of minute bubbles and, using the turbine of the reactor 3, is thoroughly mixed with waste water. With stirring, the wastewater is additionally enriched with atmospheric oxygen. Due to this, a biological wastewater treatment process is accelerated in the reactor 3, in which ozone stimulates the vital activity of microorganisms and contributes to an increase in the degree of wastewater treatment. From the reactor 3, the wastewater flows through the pipe 47 to the sump 4. In the sump 4, sediment precipitates from the wastewater, which is discharged through the sludge pipe 60 for further processing, and the clarified wastewater is taken up by the booster pump 5. Another part of the compressed mixture is passed through the pipe 53 from the saturator 9 to the reaction zone of the flotator 10 above and below the reagent dispenser 11, a reagent / coagulant, activated carbon, etc. / is supplied to it, which is thoroughly mixed with wastewater and enters into a chemical reaction with it. The speed of the compressed mixture decreases sharply, and the released air in the form of tiny bubbles floats the pollution of wastewater. These contaminants in the form of foam with a scraper / not shown conditionally in the drawing / are shifted to the foam collecting tray 22 and are removed from the flotator 10 through a pipe 56 for further processing. The wastewater clarified in the flotator 10 passes through a pipe 54 to the inlet of the second filter 12, passes through the filter loading of the filter 12 and, freed from contaminants, passes through the pipe 55 to the consumer for reuse or is discharged into an open reservoir.

При работе фильтры засоряются, их гидравлические сопротивления увеличиваются, а вместе с тем увеличивается и разность давлений в точках присоединения датчиков давлении 19 и 20 к первому фильтру 6. Когда эта разность достигнет заданной величины, например 0,08 МПа, блок управления 64 переведет станцию очистки и обезвреживания сточных вод в режим регенерации плавающей фильтрующей загрузки первого и второго фильтров. По команде с блока управления 64 электрифицированные задвижки 24 - 31 закрываются, а электрифицированные задвижки 33 и 34 открываются. При разрешающих сигналах от датчиков положения электрифицированных задвижек 35 - 42, 44 и 45 запускается в работу электродвигатель промывного насоса 13. Когда промывной насос 13 выйдет на нормальный режим работы, датчик давления 21 на блок управления 64 подаст сигнал на открывание электрифицированных задвижек 32 и 33. Электрифицированные задвижки 32 и 33 открываются и при разрешающих сигналах от датчиков положения 43 и 44 промывной насос 13 забирает воду из резервуара очищенной воды 14 и подает ее в выходные патрубки первого фильтра 6 и второго фильтра 12, а также в гидромониторные системы их промывки 15 и 16 соответственно. Под действием перекрестных струй воды плавающая фильтрующая загрузка обоих фильтров интенсивно перемешивается, загрязнения быстро оттираются от зерен загрузки, загрязненная промывная вода из первого фильтра 6 по трубопроводу 58 поступает в отстойник 4, а из второго фильтра 12 загрязненная промывная вода по трубопроводу 59 отводится на иловые площадки. По истечении заданного на пульте блока управления 64 времени промывной насос 13 выключается, электрифицированные задвижки 24 - 31 открываются. При разрешающих сигналах от датчиков положения электрифицированных задвижек 35 - 45 повысительный насос 5 забирает сточную воду из отстойника 4, подает ее в входной патрубок первого фильтра 6 и процесс очистки и обезвреживания сточной воды продолжается. Пополнение запаса воды в резервуаре очищенной сточной воды 14 производится через кран с поплавковым приводом 23. During operation, the filters become clogged, their hydraulic resistance increases, and at the same time, the pressure difference at the points of connection of the pressure sensors 19 and 20 to the first filter 6 increases. When this difference reaches a predetermined value, for example, 0.08 MPa, the control unit 64 will transfer the cleaning station and neutralization of wastewater in the regeneration mode of the floating filter load of the first and second filters. On command from the control unit 64, the electrified valves 24 to 31 are closed, and the electrified valves 33 and 34 open. With enable signals from the position sensors of the electrified valves 35 - 42, 44 and 45, the electric motor of the washer pump 13 is started. When the washer pump 13 enters normal operation, the pressure sensor 21 will send a signal to the control unit 64 to open the electrified valves 32 and 33. The electrified valves 32 and 33 open and, with enable signals from the position sensors 43 and 44, the washer pump 13 draws water from the purified water tank 14 and delivers it to the outlet pipes of the first filter 6 and the second filter 12, as well as in hydromonitor systems for flushing them 15 and 16, respectively. Under the influence of cross-jets of water, the floating filter load of both filters is intensively mixed, contaminants are quickly wiped from the loading grains, the contaminated washing water from the first filter 6 through pipeline 58 enters the sump 4, and from the second filter 12, the polluted washing water is discharged through pipe 59 to sludge pads . After the time set on the control unit 64 has expired, the washing pump 13 is turned off, the electrified valves 24 to 31 open. With enable signals from the position sensors of the electrified valves 35 - 45, the booster pump 5 collects the wastewater from the sump 4, feeds it into the inlet of the first filter 6 and the process of purification and neutralization of the wastewater continues. The replenishment of water in the tank of treated wastewater 14 is carried out through a crane with a float actuator 23.

Предлагаемое техническое решение позволяет получить экономию капитальных затрат при строительстве фильтровального помещения за счет уменьшения строительной высоты фильтров и экономический эффект за счет высокого качества очищенной и обезвреженной сточной воды, резкого сокращения озона, других реагентов и очищенной сточной воды, расходуемой для промывки фильтров, а также за счет увеличения прироста биомассы, производительности и экологической безопасности станции очистки и обезвреживания сточных вод. The proposed solution allows you to save capital costs during the construction of the filter room by reducing the construction height of the filters and the economic effect due to the high quality of treated and neutralized wastewater, a sharp reduction in ozone, other reagents and treated wastewater used to wash the filters, as well as due to an increase in biomass growth, productivity and environmental safety of wastewater treatment and disposal plants.

Claims

A wastewater treatment and disposal station comprising a sump, an ozonizer, a flotator, a reagent dispenser and a filter, characterized in that it is additionally equipped with a grate, a sand trap, a reactor, booster and rinse pumps, a purified water tank, a second filter, and hydromonitor washing systems for both filters, pressure sensors, electrified valves, position sensors of electrified valves and a control unit, the first and second filters are placed at an acute angle to the horizon, the suction the booster pump tubes are connected to the sump, the outlet pipe of the first filter is connected to the inlet of the ejector, the suction pipe of the ejector is connected to the ozonizer, the pressure pipe of the ejector is connected to the saturator, the reaction zone of the flotator is connected to the saturator and the reagent dispenser, the inlet of the reactor is connected to the drain pipe to the sand trap and , the outlet of the reactor is connected to the supply pipe of the sump, the output of the flotator is connected to the inlet pipe of the second filter, the suction pipe of the washing the pump is connected to the treated water tank, the pressure port of the washing pump is connected to the outlet pipes of the first and second filters and to the hydraulic monitoring systems for their washing, and pressure sensors, electrified valves and position sensors of electrified valves are connected to the control unit.