RU2490218C2

RU2490218C2 - Floating water treatment complex

Info

Publication number: RU2490218C2
Application number: RU2011108375/05A
Authority: RU
Inventors: Евгений Владимирович Левин
Original assignee: Евгений Владимирович Левин
Priority date: 2011-03-03
Filing date: 2011-03-03
Publication date: 2013-08-20
Also published as: RU2011108375A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to biological water treatment and may be used for domestic and industrial effluents cleaning of dissolved and suspended organic substances including those in pools with wide range of effluents level variation. Proposed complex comprises tank connected with pontoon 5, 6, modules 9 of water thin-layer settling and treatment, suction pipeline 17, pump 18 and pressure pipeline 20. Said tank is composed of separate units 1, 2, 3, 4 interconnected to make a top overflow 14. Every said unit can make, at least, one bottom overflow. Said units accommodate modules for aerobic of anaerobic treatment furnished with carriers 11, 10 for immobilisation of microorganisms. Said complex is equipped with, at least, one heating system 13 and covers 23.

EFFECT: complex treatment of domestic and industrial effluents cleaning of dissolved and suspended organic substances including those in pools with wide range of effluents level variation.

6 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод и может быть использовано для очистки промышленных и бытовых сточных вод от широкого спектра растворенных и взвешенных органических соединений. Комплекс может устанавливаться в водоемах с большим диапазоном колебания уровня сточных вод.The invention relates to the biological treatment of wastewater and can be used for the treatment of industrial and domestic wastewater from a wide range of dissolved and suspended organic compounds. The complex can be installed in reservoirs with a wide range of fluctuations in the level of wastewater.

Известна установка микробиологической очистки сточных вод, включающая систему подогрева, последовательно расположенные в корпусе по ходу движения сточной воды секцию анаэробной обработки воды, секцию аэробной обработки воды с системой аэрации и секцию доочистки воды, которые выполнены в виде ряда гидравлически сообщающихся смежных камер, разделенных вертикальными перегородками. Секции анаэробной и аэробной обработки воды снабжены носителями для иммобилизации микроорганизмов. В корпусе перед секцией анаэробной обработки воды расположена секция отстаивания, разделенная перегородкой с образованием нижнего перелива на гидравлически сообщающиеся камеры первичного и тонкослойного отстаивания, секция доочистки включает вторую камеру тонкослойного отстаивания, камеры тонкослойного отстаивания снабжены насадками в виде рядов параллельных наклонных пластин (Патент на изобретение RU №2238247).A known installation of microbiological wastewater treatment, including a heating system, an anaerobic water treatment section, an aerobic water treatment section with an aeration system and a water aftertreatment section, which are made in the form of a series of hydraulically connected adjacent chambers separated by vertical partitions, sequentially located in the casing along the wastewater . The anaerobic and aerobic water treatment sections are equipped with carriers for immobilizing microorganisms. In the case, in front of the anaerobic water treatment section, a sedimentation section is located, separated by a partition with the formation of a lower overflow into hydraulically connected primary and thin-layer sedimentation chambers, the aftertreatment section includes a second thin-layer sedimentation chamber, the thin-layer sedimentation chambers are equipped with nozzles in the form of rows of parallel inclined plates (Patent for the invention No. 2238247).

Известная установка предназначена для стационарного использования, поэтому возможности ее перемещения ограничены большим объемом монтажных и демонтажных работ. Другой недостаток связан с ограничением пропуска очищаемой воды в моменты пиковых нагрузок. Кроме этого, материалоемкость и прочность корпуса обусловлена величиной гидростатического давления жидкости внутри корпуса, зависящего от высоты корпуса.The known installation is intended for stationary use, therefore, the possibilities of its movement are limited by a large amount of installation and dismantling. Another disadvantage is the limitation of the passage of treated water at peak times. In addition, the material consumption and strength of the housing is due to the hydrostatic pressure of the fluid inside the housing, depending on the height of the housing.

Известен плавающий водозабор-осветлитель воды, принятый в качестве прототипа, включающий емкость, соединенную с понтоном, модули тонкослойного отстаивания и обработки воды, размещенные в емкости, всасывающий трубопровод, насос и напорный трубопровод (Патент на изобретение RU №2310726).Known floating water intake-clarifier, adopted as a prototype, including a tank connected to a pontoon, modules for thin-layer sedimentation and water treatment, placed in the tank, suction pipe, pump and pressure pipe (Patent for invention RU No. 2310726).

Известное устройство осуществляет только предварительное осветление воды, при этом полученные в результате очистки загрязнения вновь сбрасываются в очищаемый водоем.The known device provides only preliminary clarification of the water, while the pollution resulting from the purification is again discharged into the water to be cleaned.

Задачей изобретения является комплексная очистка промышленных и бытовых сточных вод от широкого спектра растворенных и взвешенных органических соединений в водоемах с большим диапазоном колебания уровня сточных вод. Технический результат достигается за счет выполнения емкости в виде отдельных блоков, каждый из которых может выполнять различные операции по очистке сточных вод.The objective of the invention is the comprehensive treatment of industrial and domestic wastewater from a wide range of dissolved and suspended organic compounds in water bodies with a large range of fluctuations in the level of wastewater. The technical result is achieved by performing capacity in the form of separate blocks, each of which can perform various wastewater treatment operations.

Для достижения технического результата в плавающем комплексе очистки воды, включающем емкость, соединенную с понтоном, размещенные в емкости модули тонкослойного отстаивания и обработки воды, всасывающий трубопровод, насос и напорный трубопровод, согласно изобретению емкость выполнена в виде отдельных блоков, соединенных и сообщающихся между собой с образованием верхнего перелива, при этом каждый блок выполнен с образованием, по крайней мере, одного нижнего перелива, в блоках размещены модули для аэробной и или анаэробной обработки, при этом модули с аэробной и или анаэробной обработкой снабжены носителями для иммобилизации микроорганизмов, комплекс снабжен, по крайней мере, одной системой подогрева и крышками.To achieve a technical result in a floating water treatment complex, including a tank connected to a pontoon, modules for thin-layer sedimentation and water treatment, a suction pipe, a pump and a pressure pipe, housed in the tank, according to the invention, the tank is made in the form of separate blocks connected and interconnected with each other the formation of an overflow, each block being formed with at least one lower overflow, modules for aerobic and or anaerobic treatment are placed in the blocks, p and this module with aerobic or anaerobic treatment and provided with carriers for the immobilization of microorganisms, the complex is provided with at least one heating system and lids.

Понтон выполнен разборным, а связи между блоками и понтоном снабжены фиксирующими устройствами. Комплекс снабжен, по крайней мере, вторым модулем тонкослойного отстаивания, при этом один модуль тонкослойного отстаивания размещен в начале комплекса, а другой в его конце. Система подогрева может быть установлена в первом блоке комплекса. Модуль и, или модули тонкослойного отстаивания выполнены в виде рядов параллельных наклонных пластин. Один из блоков или часть блоков или все блоки выполнены из полимерного материала.The pontoon is made collapsible, and the connections between the blocks and the pontoon are equipped with fixing devices. The complex is equipped with at least a second module of thin-layer sedimentation, while one module of thin-layer sedimentation is located at the beginning of the complex, and the other at its end. The heating system can be installed in the first block of the complex. The module and, or the modules of thin-layer sedimentation are made in the form of rows of parallel inclined plates. One of the blocks or part of the blocks or all blocks are made of polymer material.

На фиг.1 изображен схематический продольный разрез плавающего комплекса очистки воды; на фиг.2 - поперечный разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид сверху Б на фиг.1; на фиг.4 - выносное сечение В на фиг.3.Figure 1 shows a schematic longitudinal section of a floating water treatment complex; figure 2 is a cross section aa in figure 1; figure 3 is a top view of B in figure 1; figure 4 - remote section In figure 3.

Плавающий комплекс очистки воды включает емкость, выполненную в виде отдельных блоков 1, 2, 3 и 4. Количество блоков определяется заданной производительностью, а также зависит от спектра растворенных и взвешенных органических соединений в водоеме и принятой технологии их очистки. Понтон выполнен разборным и состоит из двух поперечных частей 5 и двух продольных частей 6. Такая конструкция обеспечивает надежное соединение частей 5 и 6 понтона с блоками 1, 2, 3 и 4. Соединение частей 5 и 6 понтона может быть выполнено, например, с помощью болтовых соединений 7. Надежность связи между блоками 1, 2, 3 и 4 и частями 5 и 6 понтона может быть повышена фиксирующими устройствами, например, местными утолщениями 8 на блоках. На крайних блоках 1 и 4 по три таких местных утолщений 8, а па промежуточных блоках 2 и 3 по два местных утолщений 8. На фиг.1 и фиг.2 в качестве примера показаны местные утолщения 8, выполненные в верхних частях блоков 1, 2, 3 и 4 с опорой на верхние плоскости частей 5 и 6 понтона. Однако, местные утолщения 8 могут располагаться одновременно на верхних и нижних плоскостях частей 5 и 6 понтона, а также в углублениях внутренних плоскостей частей 5 и 6 понтона (эти варианты на чертежах не показаны). В блоках 1 и 3 расположены модули тонкослойного отстаивания 9, выполненные в виде рядов параллельных наклонных пластин. В блоке 2 расположен модуль анаэробной обработки, снабженный носителями 10 для иммобилизации микроорганизмов. В блоке 3 расположен модуль аэробной обработки, снабженный носителями 11 для иммобилизации микроорганизмов и системой аэрации 12. Комплекс снабжен, по крайней мере, одной системой подогрева 13, расположенной в блоке 1. Для обеспечения работы комплекса при низких температурах системы подогрева 13 могут быть размещены и в других блоках. В верхних частях блоков 1, 2, 3 и 4 выполнены окна 14, обеспечивающие верхний перелив очищаемой воды между блоками. В блоках 1, 2, 3 и 4 закреплены перегородки 15, обеспечивающие нижний перелив очищаемой воды внутри каждого блока. Вода из водоема 16 подается на очистку в комплекс всасывающим трубопроводом 17 и насосом 18. Очищенную воду из комплекса с помощью насоса 19 и напорного трубопровода 20 могут подавать в водоемы с очищенной водой или системы технического водоснабжения. Для удаления твердых отложений, оседающих на дне блоков 1, 2, 3 и 4 предусмотрен всасывающий трубопровод 21 и насос 22. Один из блоков или часть блоков или все блоки 1, 2, 3 и 4 могут быть выполнены из полимерного материала, в том числе эластичного. Такой выбор материалов блоков возможен благодаря равенству гидростатического давления внутри и снаружи стенок блока, а надежность соединения блоков с понтоном обеспечивается жесткостью крышек 23. Кроме этого крышки 23 служат для крепления перегородок 15 и обеспечивают стабильность температурного режима внутри комплекса. Блок 4 может быть резервным, например, для размещения в нем фильтров 24.The floating water treatment complex includes a tank made in the form of individual blocks 1, 2, 3, and 4. The number of blocks is determined by the given capacity, and also depends on the spectrum of dissolved and suspended organic compounds in the reservoir and the adopted technology for their purification. The pontoon is made collapsible and consists of two transverse parts 5 and two longitudinal parts 6. This design provides a reliable connection of parts 5 and 6 of the pontoon with blocks 1, 2, 3 and 4. The connection of parts 5 and 6 of the pontoon can be performed, for example, using bolted connections 7. Reliability of communication between blocks 1, 2, 3 and 4 and parts 5 and 6 of the pontoon can be enhanced by fixing devices, for example, local bulges 8 on the blocks. On the extreme blocks 1 and 4, three such local thickenings 8, and in the intermediate blocks 2 and 3, two local thickenings 8. In Figs. 1 and 2, local thickenings 8 made in the upper parts of blocks 1, 2 are shown as an example. , 3 and 4 with support on the upper planes of the parts 5 and 6 of the pontoon. However, local bulges 8 can be located simultaneously on the upper and lower planes of the pontoon parts 5 and 6, as well as in the recesses of the inner planes of the pontoon parts 5 and 6 (these options are not shown in the drawings). In blocks 1 and 3 are modules of thin-layer sedimentation 9, made in the form of rows of parallel inclined plates. In block 2 there is an anaerobic processing module equipped with carriers 10 for immobilizing microorganisms. In block 3 there is an aerobic processing module equipped with carriers 11 for immobilizing microorganisms and an aeration system 12. The complex is equipped with at least one heating system 13 located in block 1. To ensure that the complex operates at low temperatures, heating systems 13 can be placed and in other blocks. In the upper parts of blocks 1, 2, 3, and 4, windows 14 are made, providing an upper overflow of treated water between the blocks. In blocks 1, 2, 3, and 4, partitions 15 are fixed, providing a lower overflow of treated water inside each block. Water from the reservoir 16 is fed to the complex for cleaning by the suction pipe 17 and pump 18. The purified water from the complex can be pumped into the reservoirs with purified water or the technical water supply systems using the pump 19 and the pressure pipe 20. To remove solid deposits deposited at the bottom of blocks 1, 2, 3 and 4, a suction pipe 21 and pump 22 are provided. One of the blocks or part of the blocks or all blocks 1, 2, 3 and 4 can be made of polymer material, including elastic. Such a choice of block materials is possible due to the equality of hydrostatic pressure inside and outside the block walls, and the reliability of the connection of the blocks with the pontoon is ensured by the stiffness of the covers 23. In addition, the covers 23 serve to secure the partitions 15 and ensure the stability of the temperature regime inside the complex. Block 4 may be redundant, for example, for placement of filters 24 in it.

Комплекс работает следующим образомThe complex works as follows

Сточная вода поступает через всасывающий трубопровод 17 и насос 18 в блок 1, где происходит снижение и выравнивание скорости потока, изменение направления его движения и первичное отделение наиболее крупных и тяжелых взвешенных веществ. Сточная вода, нагретая в блоке 1 с помощью системы подогрева 13 до необходимой температуры, обеспечивающей оптимальные условия для жизнедеятельности микроорганизмов, через нижний перелив поступает в модуль тонкослойного отстаивания 9 для глубокого осветления воды. Скорость проходящего в модуле тонкослойного отстаивания 9 восходящего потока сточной воды резко падает, в результате чего происходит "расслоение" потока и интенсивное осаждение взвешенных веществ на верхней поверхности пластин, при этом благодаря наклонному положению пластин осадок стекает в днище блока 1. Одновременно в модуле тонкослойного отстаивания 9, где обеспечены оптимальные температурные и другие условия для содержащихся в сточных водах анаэробных микроорганизмов (дрожжей, микроскопических грибов, сульфатредуцирующих и гнилостных бактерий), начинается процесс сбраживания растворенной органики и ее частичная деструкция до более простых соединений (аминокислот, фосфор- и азотсодержащих соединений). Основные процессы деструкции органических веществ происходят в блоках 2 и 3 анаэробной и аэробной обработки воды с помощью свободноплавающих и иммобилизованных на носителях 10 и 11 форм микроорганизмов-деструкторов конкретных видов загрязнений. Осветленная вода с частично разложившейся органикой из модуля тонкослойного отстаивания 9 поступает через верхний перелив 14 в блок 2 анаэробной обработки воды с иммобилизованными на носителях 10 анаэробными микроорганизмами-деструкторами конкретных загрязняющих веществ, содержащихся в очищаемых стоках, где происходит более полное разложение растворенной органики до более простых веществ. После последовательного прохождения сточной воды через блок 2 анаэробной обработки осветленная сточная вода с разложившейся органикой поступает в блок 3 аэробной обработки, где происходит окончательное разложение органических веществ (окислительно-восстановительный процесс), в частности, денитрифицирующие микроорганизмы свободноплавающих и иммобилизованных на носителях 11 форм разлагают азотистые соединения до нитратов и нитритов. При этом из-за отсутствия взвешенных веществ создаются благоприятные условия для биоценоза активного ила (отсутствия заиливания, застойных зон). В блоке 3 аэробной обработки через систему аэрации 12 поступает воздух для обеспечения жизнедеятельности аэробных микроорганизмов и удаления газообразных продуктов распада. После модуля аэробной обработки очищенная вода поступает во второй модуль тонкослойного отстаивания 9, где происходит осаждение иловых частиц в днище блока 3. Завершение процесса очистки происходит в блоке 4 фильтрации. Очищенную воду отводят с помощью насоса 19 и напорного трубопровода 20.Wastewater flows through the suction pipe 17 and pump 18 into unit 1, where the flow rate is reduced and equalized, its direction of movement changes and the primary separation of the largest and heaviest suspended substances occurs. Wastewater heated in block 1 using a heating system 13 to the required temperature, providing optimal conditions for the life of microorganisms, through the lower overflow enters the thin-layer sedimentation module 9 for deep clarification of water. The velocity of the upward flow of wastewater passing through the thin-layer sedimentation module 9 sharply decreases, resulting in a “stratification” of the flow and intensive sedimentation of suspended solids on the upper surface of the plates, while due to the inclined position of the plates, sediment flows into the bottom of unit 1. Simultaneously, in the thin-layer sedimentation module 9, where optimal temperature and other conditions are provided for anaerobic microorganisms contained in wastewater (yeast, microscopic fungi, sulfate-reducing and rot stnyh bacteria), it begins the process of fermentation of dissolved organic matter and its partial degradation to more simple compounds (amino acids, phosphorus and nitrogen-containing compounds). The main processes of destruction of organic substances occur in blocks 2 and 3 of anaerobic and aerobic water treatment using free-floating and immobilized on carriers 10 and 11 forms of microorganisms-destructors of specific types of pollution. The clarified water with partially decomposed organic matter from the thin-layer sedimentation module 9 enters through the overflow 14 into the anaerobic water treatment unit 2 with 10 anaerobic microorganisms-destructors of specific pollutants contained in the treated effluents immobilized on the carriers, where more complete decomposition of the dissolved organic matter to simpler substances. After successive passage of the wastewater through the anaerobic treatment unit 2, the clarified wastewater with decomposed organics enters the aerobic treatment unit 3, where the final decomposition of organic substances (redox process) takes place, in particular, denitrifying microorganisms of free-floating and immobilized on carriers of 11 forms decompose nitrogenous compounds to nitrates and nitrites. Moreover, due to the lack of suspended solids, favorable conditions are created for the biocenosis of activated sludge (lack of siltation, stagnant zones). In block 3 of the aerobic treatment, air enters through the aeration system 12 to ensure the vital activity of aerobic microorganisms and the removal of gaseous decomposition products. After the aerobic treatment module, purified water enters the second module of thin-layer sedimentation 9, where sedimentation of silt particles occurs in the bottom of block 3. The completion of the cleaning process occurs in the filtration block 4. The purified water is discharged using a pump 19 and a pressure pipe 20.

Claims

1. Floating water treatment complex, including a tank connected to a pontoon, modules for thin-layer sedimentation and water treatment, a suction pipe, a pump and a pressure pipe, located in the tank, characterized in that the tank is made in the form of separate blocks connected and interconnected to form upper overflow, each block is made with the formation of at least one lower overflow, modules for aerobic and / or anaerobic treatment are placed in the blocks, while modules with aerobic and / or anaerobic processing oh provided with carriers for the immobilization of microorganisms, the complex is provided with at least one heating system and lids.

2. The complex according to claim 1, characterized in that the pontoon is made collapsible, and the connection between the blocks and the pontoon is equipped with fixing devices.

3. The complex according to claim 1, characterized in that it is equipped with at least a second module of thin-layer sedimentation, while one module of thin-layer sedimentation is located at the beginning of the complex, and the other at its end.

4. The complex according to claim 1, characterized in that the heating system is installed in the first block of the complex.

5. The complex according to claims 1 and 3, characterized in that the module and / or modules of thin-layer sedimentation are made in the form of rows of parallel inclined plates.

6. The complex according to claim 1, characterized in that one of the blocks, or part of the blocks, or all blocks are made of polymer material.