RU2524732C1

RU2524732C1 - Waste water treatment apparatus

Info

Publication number: RU2524732C1
Application number: RU2012157850/05A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов; Игорь Георгиевич Гетия; Сергей Игоревич Гетия; Ирина Николаевна Леонтьева; Мария Олеговна Стареева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-08-10
Also published as: RU2012157850A

Abstract

FIELD: chemistry.SUBSTANCE: apparatus comprises an aeration tank/clarification tank with pipes for feeding waste water and removing clarified liquid and a bioreactor, wherein the aeration tank/clarification tank is in form of an open-top cylindrical vessel with a bottom, which consists of an aeration chamber with a device for feeding compressed air and a clarification chamber, formed by dividing the cylindrical vessel by a vertical inner partition wall into an inner cylindrical cavity and an outer circular cavity, characterised by that the bioreactor is combined with aeration chamber and is built into the inner cavity of the aeration tank/clarification tank and is a hollow cylinder mounted on legs which rest on the flat bottom of the aeration tank/clarification tank; inside the cylinder there are stacks of alternating inclined surfaces in form of cups with a hollow bottom that are rigidly attached to the wall of the cylinder and cones which are mounted to the wall by fixable tension rods, wherein the pipe for feeding waste water is situated directly in the bioreactor in the top part thereof and the device for feeding compressed air is situated in the lower part thereof, under the bottom stack of cups, and is in form of a pipe with a porous ceramic tip, wherein the clarification chamber it located in the circular cavity of the aeration tank/clarification tank and also has a self-contained air supply source located in the lower part thereof, and the atomiser of the treatment mechanism is in form of a centrifugal atomiser, having a housing consisting of two coaxial, interlinked cylinder bushings: larger-diameter bushing and smaller-diameter bushing, wherein inside the smaller-diameter bushing, there is a coaxially arranged auger which is rigidly connected to the inner surface of said bushing, for example pressed into said bushing, wherein the outer surface of the auger is a helical groove, and inside the auger there is an opening with a screw thread, and in the larger-diameter bushing there is a coaxially arranged nozzle, which is rigidly mounted in said bushing, for example by a thread connection, through a gasket seal, wherein inside the nozzle there is a coaxial cylindrical opening which runs into an axially symmetric diffuser which is connected to the cylindrical chamber formed by the inner surface of the smaller-diameter bushing and the end surface of the auger.EFFECT: high quality and efficiency of treating waste water by improving contact of the sludge-water mixture with atmospheric oxygen.5 dwg

Description

Изобретение относится к комплексной очистке сточных вод и предназначено для очистки стоков от индивидуальных домов или групп домов, а также малых, средних и больших населенных пунктов.The invention relates to integrated wastewater treatment and is intended for wastewater treatment from individual houses or groups of houses, as well as small, medium and large settlements.

Наиболее близкой к заявляемому устройству является известная установка для очистки сточных вод, состоящая из аэротенка-осветлителя с трубопроводами подачи сточных вод и отвода осветленной жидкости и биореактора. Аэротенк-осветлитель выполнен в виде открытой сверху емкости, разделенной вертикальной внутренней оболочкой на внутреннюю камеру осветления с колпаками и наружную камеру аэрации со струйными аэраторами в ее верхней части. Аэротенк-осветлитель соединен с биореактором с помощью трубопровода (патент РФ №2165392, кл. С02F 3/02 - прототип).Closest to the claimed device is a known installation for wastewater treatment, consisting of aeration tank-clarifier with pipelines for supplying wastewater and drainage of clarified liquid and a bioreactor. The aeration tank-clarifier is made in the form of a container opened on top, divided by a vertical inner shell into an internal clarification chamber with caps and an external aeration chamber with jet aerators in its upper part. The aerotank clarifier is connected to the bioreactor using a pipeline (RF patent No. 2165392, class C02F 3/02 - prototype).

Недостатками известной установки является то, что в самой верхней части камеры аэрации находится наиболее загрязненная жидкость, смешанная со свежими, вновь поступившими стоками. Именно из верхней части камеры аэрации проаэрированная иловодяная смесь поступает в камеру осветления. В камере осветления происходит осветление жидкости за счет длительного отстаивания, т.е. наблюдается механическое отделение осадков, на это уходит примерно 18-19 часов. Активный ил в этой камере не работает, т.к. присутствие кислорода возможно только в верхней части камеры осветления (в зоне верхних 2-х колпаков). При этом камера аэрации, где только и работает активный ил, используется неэффективно, т.к. проаэрированная иловодяная смесь находится здесь сравнительно небольшое время. При таком ограниченном времени процесса аэрации не обеспечивается достаточное окисление органических веществ и, следовательно, высокое качество очистки. В условиях неритмичного образования стоков в течение суток (например, индивидуальный дом) установки с таким малым временем аэрации вообще не могут работать, т.к. за период отсутствия стоков в течение 8-10 часов погибнет 80-90% микроорганизмов из-за нехватки питательных веществ. С поступлением стоков заново начинается процесс размножения микроорганизмов, поэтому в начальный период поступления стоков будет неудовлетворительное качество очистки. Вследствие этого на аналогичных установках в обязательном порядке необходимо строить дополнительное сооружение - усреднитель стоков, увеличивающее их стоимость. Кроме этого, известная установка имеет большие энергозатраты из-за подачи стоков насосом на большую высоту и особенно при обогащении стоков кислородом методом многократной рециркуляции жидкости в аэраторе, на эрлифтный эффект, сброс и повторную подачу активного ила.The disadvantages of the known installation is that in the uppermost part of the aeration chamber is the most contaminated liquid mixed with fresh, newly arrived effluents. It is from the upper part of the aeration chamber that the aerated sludge-water mixture enters the clarification chamber. In the clarification chamber, the liquid is clarified due to prolonged settling, i.e. mechanical precipitation is observed, it takes about 18-19 hours. Active sludge in this chamber does not work, because the presence of oxygen is possible only in the upper part of the clarification chamber (in the area of the upper 2 caps). In this case, the aeration chamber, where activated sludge only works, is used inefficiently, because the aerated sludge-water mixture has been here for a relatively short time. With such a limited time of the aeration process, a sufficient oxidation of organic substances and, therefore, a high quality of cleaning is not ensured. In the conditions of irregular formation of drains during the day (for example, an individual house), plants with such a short aeration time cannot work at all, because 80–90% of microorganisms will die during 8-10 hours during the period of lack of effluents due to lack of nutrients. With the influx of effluents, the process of reproduction of microorganisms begins anew, therefore, in the initial period of effluent intake, the quality of treatment will be unsatisfactory. As a result of this, it is mandatory to build an additional structure on similar installations - a wastewater averager that increases their cost. In addition, the known installation has high energy costs due to the pump effluent being pumped to a high height, and especially when the effluent is enriched with oxygen by the method of multiple liquid recirculation in the aerator, for airlift effect, discharge and re-supply of activated sludge.

Технически достижимый результат - повышение качества и эффективности очистки сточных вод за счет улучшения контакта иловодяной смеси с кислородом воздуха.A technically achievable result is an increase in the quality and efficiency of wastewater treatment by improving the contact of the sludge-water mixture with atmospheric oxygen.

Это достигается за счет того, что в заявляемом устройстве для очистки сточных вод, содержащем аэротенк-осветлитель с трубопроводами подачи сточных вод и отвода осветленной жидкости и биореактор, в котором аэротенк-осветлитель выполнен в виде открытой сверху цилиндрической емкости с днищем, состоящей из камеры аэрации с устройством подачи сжатого воздуха и камеры осветления, образованных разделением цилиндрической емкости вертикальной внутренней перегородкой на внутреннюю цилиндрическую полость и наружную кольцевую, характеризующемся тем, что биореактор совмещен с камерой аэрации и встроен во внутреннюю полость аэротенка-осветлителя и представляет собой полый цилиндр, установленный на ножках, опирающихся на плоское днище аэротенка-осветлителя, внутри цилиндра расположены ярусами попеременно чередующиеся наклонные поверхности в виде чашек с полым дном, жестко прикрепленных к стенке цилиндра, и конусов, которые крепятся к стенке с помощью гибких тяг, причем трубопровод подачи сточных вод расположен непосредственно в биореакторе в его верхней части, а устройство подачи сжатого воздуха - в его нижней части, под нижнем ярусом чашек, и выполнено в виде патрубка с пористым керамическим наконечником, при этом собственно камера осветления расположена в кольцевой полости аэротенка-осветлителя и имеет также автономный источник подачи воздуха, расположенный в нижней ее части, а распылитель жидкости механизма очистки, выполнен в виде центробежной форсунки, содержащей корпус, который состоит из двух соосных, связанных между собой, цилиндрических втулок: втулки большего диаметра и втулки меньшего диаметра, при этом внутри втулки меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек, жестко связанный с ее внутренней поверхностью, например запрессованный в нее, причем внешняя поверхность шнека представляет собой винтовую канавку, а внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, а во втулке большего диаметра, соосно ей, расположен штуцер, жестко закрепленный в ней, например посредством резьбового соединения, через герметизирующую прокладку, при этом внутри штуцера соосно выполнено цилиндрическое отверстие, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор, который соединен с цилиндрической камерой, образованной внутренней поверхностью втулки меньшего диаметра, и торцевой поверхностью шнека.This is achieved due to the fact that in the inventive device for wastewater treatment, containing an aerotank clarifier with pipelines for supplying wastewater and drainage of clarified liquid and a bioreactor, in which the aerotank clarifier is made in the form of a cylindrical tank with a bottom open at the top, consisting of an aeration chamber with a compressed air supply device and a clarification chamber formed by dividing a cylindrical container by a vertical inner partition into an inner cylindrical cavity and an outer annular, characterizing In that the bioreactor is combined with the aeration chamber and is built into the inner cavity of the aerotank-clarifier, it is a hollow cylinder mounted on legs resting on the flat bottom of the aerotank-clarifier, tilting alternating inclined surfaces in the form of cups with a hollow bottom are arranged in tiers, rigidly attached to the wall of the cylinder, and cones that are attached to the wall using flexible rods, and the sewage supply pipe is located directly in the bioreactor in its upper part, and the device compressed air supply - in its lower part, under the lower tier of the cups, and is made in the form of a nozzle with a porous ceramic tip, while the clarification chamber itself is located in the annular cavity of the aerotank-clarifier and also has an autonomous air supply located in its lower part, and the liquid atomizer of the cleaning mechanism is made in the form of a centrifugal nozzle containing a housing that consists of two coaxial, interconnected, cylindrical bushings: bushings of a larger diameter and bushings of a smaller diameter, etc. and this inside the sleeve of a smaller diameter, coaxial to it, there is a screw rigidly connected to its inner surface, for example, pressed into it, and the external surface of the screw is a helical groove, and a screw hole is made inside the screw, and coaxially in the sleeve of a larger diameter to it, a fitting is located, rigidly fixed in it, for example by means of a threaded connection, through a sealing gasket, while a cylindrical hole is made coaxially inside the fitting, passing into an axisymmetrically arranged enny diffuser, which is connected to a cylindrical chamber formed by the inner surface of the smaller diameter sleeve and the end surface of the screw.

На фиг.1 представлен аэротенк-осветлитель в разрезе; на фиг.2, 3 даны примеры аэротенка-осветлителя в виде семейства биореакторов; на фиг.4 показан фильтр-накопитель, на фиг.5 - схема форсунки в качестве распылителя жидкости на кольцевых трубах.Figure 1 presents the aeration tank-clarifier in the context; figure 2, 3 give examples of aeration tank-clarifier in the form of a family of bioreactors; figure 4 shows the filter drive, figure 5 is a diagram of the nozzle as a liquid atomizer on the annular tubes.

Заявляемое устройство состоит из аэротенка-осветлителя 1 с плоским днищем 2, который имеет трубопроводы подачи 3 сточных вод и отвода 4 осветленной жидкости (фиг.1). Аэротенк-осветлитель состоит из 2-х камер: внутренней аэрации 5 с устройством подачи сжатого воздуха и наружной кольцевой камеры осветления 6, содержащей трубки 7 для автономной подачи воздуха. Устройство подачи сжатого воздуха в камеру аэрации 5 выполнено в виде патрубка 8 с пористым керамическим наконечником. Биореактор 9 совмещен с камерой аэрации и представляет собой полый цилиндр, установленный на ножках 10, которые опираются на плоское днище 2. Внутри биореактора 9 размещены ярусами попеременно чередующиеся наклонные поверхности в виде чашечек 11 с полым дном и конусов 12. Чашечки 11 жестко прикреплены к стенке биореактора 9, например заклепками или сварным соединением. Конусы 12 подвешиваются к стенке биореактора с помощью гибких тяг 13. Угол наклона к горизонту стенок чашечек 11 и конусов 12 составляет 30-45°. Для удаления с наклонных поверхностей чашечек 11 и конусов 12 осадков, образованных продуктами окисления органических веществ (особенно при небольших углах наклона (30°), в биореакторе 9 предусмотрен механизм очистки, выполненный в виде кольцевых труб 14 с распылителями (фиг.5), через которые распыляется жидкость или газ. Кольцевые трубы 14 крепятся изнутри к боковым поверхностям чашечек и конусов и подсоединены к общему коллектору (сборнику) 15. Распыленная вода или воздух омывают последующую наклонную поверхность, расположенную под соответствующей кольцевой трубой 14, сбрасывая с нее остатки окисленных органических веществ. Подача воды или воздуха регулируется вентилями (на чертеже не показаны). Промывка (или продувка) установки осуществляется в процессе работы без отключения биореактора. Смыв происходит струей, истекающей с небольшой скоростью, при этом более тяжелые иловые остатки сохраняются на наклонных поверхностях, обеспечивая на них жизнедеятельность микроорганизмов. На дне аэротенка-осветлителя 1 расположена труба 16 для удаления накопившихся осадков.The inventive device consists of an aeration tank-clarifier 1 with a flat bottom 2, which has pipelines for supplying 3 wastewater and outlet 4 for clarified liquid (Fig. 1). The aerotank clarifier consists of 2 chambers: internal aeration 5 with a compressed air supply device and an external annular clarification chamber 6 containing tubes 7 for autonomous air supply. The device for supplying compressed air to the aeration chamber 5 is made in the form of a pipe 8 with a porous ceramic tip. The bioreactor 9 is aligned with the aeration chamber and is a hollow cylinder mounted on legs 10, which are supported on a flat bottom 2. Inside the bioreactor 9 are placed in tiers of alternating inclined surfaces in the form of cups 11 with a hollow bottom and cones 12. Cups 11 are rigidly attached to the wall bioreactor 9, for example rivets or welded joint. The cones 12 are suspended from the bioreactor wall using flexible rods 13. The angle of inclination to the horizon of the walls of the cups 11 and cones 12 is 30-45 °. To remove sediment formed from the oxidation products of organic substances from the inclined surfaces of the cups 11 and cones 12 (especially at small tilt angles (30 °), a cleaning mechanism is provided in the bioreactor 9, made in the form of annular tubes 14 with sprayers (Fig. 5), through which are sprayed with liquid or gas. The annular pipes 14 are attached from the inside to the side surfaces of the cups and cones and connected to a common collector (collector) 15. Sprayed water or air is washed over the subsequent inclined surface located under the corresponding ring pipe 14, dropping from it the remains of oxidized organic substances. Water or air supply is regulated by valves (not shown). Flushing (or purging) of the installation is carried out during operation without shutting down the bioreactor. Flushing takes place with a jet flowing out at a low speed at this heavier sludge residues are stored on inclined surfaces, providing them with the vital activity of microorganisms. At the bottom of the aeration tank-clarifier 1 is a pipe 16 to remove accumulated sediment.

Для использования заявляемого устройства при очистке сточных вод различной степени загрязнения и различных объемов возможен вариант выполнения (фиг.2 и 3) аэротенка-осветлителя в виде семейства биореакторов 17, которые размещены в одной общей емкости 18. При этом биореакторы 17 имеют различные объемы за счет различия диаметров их полых цилиндров и, следовательно, различную мощность. В центральной части аэротенка-осветлителя располагается распределительная чаша 19 с лотками 20, имеющими сливные трубки 21, подсоединенные к соответствующим биореакторам 17 для подачи в них сточных вод.To use the inventive device in wastewater treatment of varying degrees of pollution and various volumes, an embodiment (FIGS. 2 and 3) of an aerotank-clarifier is possible in the form of a family of bioreactors 17, which are located in one common tank 18. Moreover, the bioreactors 17 have different volumes due to differences in the diameters of their hollow cylinders and, therefore, different power. In the central part of the aeration tank-clarifier, there is a distribution bowl 19 with trays 20 having drain pipes 21 connected to respective bioreactors 17 for supplying wastewater to them.

Фильтр-накопитель 22 (фиг.4) представляет собой открытый сверху сосуд с горизонтальным расположением фильтрующей насадки 23, которая расположена на некотором расстоянии от его дна, за счет чего образуется подфильтровое пространство 24. Фильтр-накопитель 22 имеет трубу 25 подачи очищаемой жидкости и источник воздуха 26, которые расположены под фильтрующей насадкой в пространстве 24. В подфильтровое пространство 24 может подаваться воздух (для доокисления остатков органических веществ). Количество воздуха может регулироваться с помощью запорно-регулировочной арматуры (на чертежах не обозначена). Над фильтрующей насадкой 23 расположен накопитель 27 и насос 28. Фильтрующий материал (гравий, песок, полимерные материалы типа "ВИИ"), из которого выполнена фильтрующая насадка, промывается каждый раз, когда производится отбор ила со дна фильтра-накопителя с помощью трубы 29.The filter accumulator 22 (Fig. 4) is a vessel open at the top with a horizontal arrangement of the filtering nozzle 23, which is located at some distance from its bottom, whereby a filter space 24 is formed. The filter accumulator 22 has a pipe 25 for supplying the liquid to be cleaned and a source air 26, which are located under the filter nozzle in space 24. Air can be supplied to the filter space 24 (to further oxidize the residues of organic substances). The amount of air can be adjusted using shut-off and control valves (not indicated in the drawings). A collector 27 and a pump 28 are located above the filter nozzle 23. The filter material (gravel, sand, polymer materials of the type “VII”), from which the filter nozzle is made, is washed each time when sludge is taken from the bottom of the filter cartridge using a pipe 29.

Распылитель жидкости (фиг.5) выполнен в виде центробежной форсунки, которая состоит из корпуса, состоящего из двух соосных, связанных между собой, цилиндрических втулок: втулки 34 большего диаметра и втулки 33 меньшего диаметра. Внутри втулки 33 меньшего диаметра, соосно ей, расположен шнек 30, жестко связанный с ее внутренней поверхностью, например запрессованный в нее. Внешняя поверхность шнека 30 представляет собой винтовую канавку с правой (или левой) нарезкой. При этом между внутренней поверхностью втулки 33 меньшего диаметра и внешней поверхностью шнека 30 образована винтовая внешняя полость 32 шнека 30.The liquid spray (Fig. 5) is made in the form of a centrifugal nozzle, which consists of a housing consisting of two coaxial, interconnected, cylindrical bushings: a sleeve 34 of a larger diameter and a sleeve 33 of a smaller diameter. Inside the sleeve 33 of smaller diameter, coaxial to it, is a screw 30, rigidly connected to its inner surface, for example, pressed into it. The outer surface of the screw 30 is a helical groove with a right (or left) thread. Moreover, between the inner surface of the sleeve 33 of a smaller diameter and the outer surface of the screw 30, a helical external cavity 32 of the screw 30 is formed.

Внутри шнека 30 выполнено отверстие 31 с левой (или правой) винтовой нарезкой. При этом направление винтовой нарезки отверстия 31, выполненного внутри шнека 30, может быть противоположно направлению внешней винтовой канавки шнека.Inside the screw 30, a hole 31 is made with a left (or right) screw thread. In this case, the direction of screw cutting of the hole 31 made inside the screw 30 can be opposite to the direction of the external screw groove of the screw.

Во втулке 34 большего диаметра, соосно ей, расположен штуцер 36, жестко закрепленный в ней, например посредством резьбового соединения, через герметизирующую прокладку 35. Внутри штуцера 36 соосно выполнено цилиндрическое отверстие 37, переходящее в осесимметрично расположенный диффузор 38, который соединен с цилиндрической камерой 39, образованной внутренней поверхностью втулки 33 меньшего диаметра, и торцевой поверхностью шнека 30.In the sleeve 34 of a larger diameter, coaxial to it, there is a fitting 36, rigidly fixed therein, for example by means of a threaded connection, through a sealing gasket 35. Inside the fitting 36, a cylindrical hole 37 is coaxially made, passing into an axisymmetrically located diffuser 38, which is connected to the cylindrical chamber 39 formed by the inner surface of the sleeve 33 of smaller diameter, and the end surface of the screw 30.

Установка для очистки сточных вод работает следующим образом. Сточная вода поступает в аэротенк-осветлитель 1 (фиг.1) самотеком через трубопровод 3, попадая непосредственно в биореактор 9 и омывая попеременно чередующиеся наклонные поверхности из чашечек 11 (изнутри) и конусов 12 (снаружи). Уклон конусов и стенок чашечек принимается равным 30-45°. Между конусом и стенкой биореактора оставляется зазор. Отношение площадей дна чашечек к площади кольцевого зазора между стенками биореактора и конусом, а также их отношение к площади поперечного сечения биореактора и количество чашечек и конусов определяет скорость и характер движения жидкости внутри биореактора 9. Попадая из трубопровода 3 в верхнюю чашечку биореактора, жидкость движется радиально к центру с определенным ускорением. Начиная со дна чашечки, жидкость резко меняет свое направление на противоположное - радиально к окружности, т.е. к цилиндрической стенке биореактора. Движение повторяется циклично и количество циклов соответствует количеству чашечек и конусов. При этом в толще жидкости в биореакторе возникают разные скорости. Стремление жидкости прийти в равновесное состояние приводит ее (по закону статики) в хаотичное турбулентное движение, что и требуется для хорошего массообмена смеси жидкость-воздух-ил. Достигается это без воздействия внешних сил, а только за счет конструктивных особенностей биореактора. Жидкость, омывая последовательно стенки наклонных поверхностей биореактора 9, движется вниз. Одновременно вверх, противоточно жидкости, движется воздух, нагнетаемый через пористый керамический наконечник патрубка 8. В результате всего этого внутри биореактора происходит хороший массообмен проаэрированной иловодяной смеси, массовое окисление органических веществ и выпадение осадков вниз. Малое избыточное давление подаваемого воздуха на аэрацию в полузамкнутом пространстве (в отличие от известного изобретения) дает возможность обходиться практически без потери воздуха, используя его эффективно и экономично на очистку сточных вод. Полнота окисления органических веществ достигается также удлинением времени аэрации до 10-12 часов. Далее жидкость, минуя низ стенки биореактора 9, переливается в камеру осветления 6, куда через трубки 7 автономно вводится воздух, что ускоряет процесс осветления жидкости в камере 6, сопровождая его доокислением оставшихся в жидкости органических веществ. Осветленная жидкость поднимается вверх в кольцевом пространстве камеры осветления 6. Выпавшие на дне аэротенка-осветлителя 1 осадки периодически выдавливаются по трубе 16. Осветленная жидкость через трубопровод 4 сливается в фильтр-накопитель 22 (Фиг.3) и по трубе 25 попадает в подфильтровое пространство 24. Очищаемая жидкость проходит слой фильтрующей насадки 23 и попадает в накопитель 27. Чистая вода из накопителя 27 по мере необходимости откачивается, например, с помощью погружного насоса 28. При этом очищенная вода может обеззараживаться с помощью гипохлорита натрия.Installation for wastewater treatment is as follows. Wastewater enters the aerotank clarifier 1 (Fig. 1) by gravity through line 3, falling directly into the bioreactor 9 and washing alternately inclined surfaces from cups 11 (inside) and cones 12 (outside). The slope of the cones and cup walls is taken equal to 30-45 °. A gap is left between the cone and the wall of the bioreactor. The ratio of the areas of the bottom of the cups to the area of the annular gap between the walls of the bioreactor and the cone, as well as their ratio to the cross-sectional area of the bioreactor and the number of cups and cones, determines the speed and nature of the fluid inside the bioreactor 9. Once from the pipeline 3 into the upper cup of the bioreactor, the fluid moves radially to the center with a certain acceleration. Starting from the bottom of the cup, the liquid abruptly changes its direction to the opposite - radially to the circle, i.e. to the cylindrical wall of the bioreactor. The movement is repeated cyclically and the number of cycles corresponds to the number of cups and cones. In this case, different velocities arise in the thickness of the liquid in the bioreactor. The tendency of a liquid to come to an equilibrium state leads it (according to the law of statics) to chaotic turbulent motion, which is required for good mass transfer of a liquid-air-sludge mixture. This is achieved without the influence of external forces, but only due to the design features of the bioreactor. The liquid, washing successively the walls of the inclined surfaces of the bioreactor 9, moves down. Simultaneously upward, countercurrent to the fluid, air is pumped through the porous ceramic tip of the nozzle 8. As a result of all this, a good mass transfer of the aerated sludge-water mixture, mass oxidation of organic substances and precipitation downward take place inside the bioreactor. The low excess pressure of the supplied air to aeration in a semi-enclosed space (in contrast to the known invention) makes it possible to do almost without air loss, using it efficiently and economically for wastewater treatment. The completeness of the oxidation of organic substances is also achieved by lengthening the aeration time to 10-12 hours. Next, the liquid, bypassing the bottom of the wall of the bioreactor 9, is poured into the clarification chamber 6, where air is autonomously introduced through the tubes 7, which accelerates the process of clarification of the liquid in the chamber 6, accompanied by its reoxidation of the organic substances remaining in the liquid. The clarified liquid rises upward in the annular space of the clarification chamber 6. Precipitations deposited on the bottom of the aerotank-clarifier 1 are periodically squeezed out through the pipe 16. The clarified liquid is discharged through the pipe 4 into the filter storage 22 (Figure 3) and through the pipe 25 it enters the subfilter space 24 The liquid to be cleaned passes through the layer of the filtering nozzle 23 and enters the reservoir 27. Clean water from the reservoir 27 is pumped out as necessary, for example, using a submersible pump 28. In this case, the purified water can be disinfected with with sodium hypochlorite.

В многореакторных аэротенках-осветлителях (фиг.2 и 3) благодаря предлагаемому механизму распределения жидкости загрузка каждого биореактора производится постоянно и пропорционально их мощностям (соответствующих их объемам), независимо от суточного колебания объемов и загрязненности поступающих стоков. Комплектуя аэротенки-осветлители различным "семейством" биореакторов, можно обеспечить создание установок требуемой мощности в зависимости от степени загрязнения и объемов сточных вод. В многореакторных аэротенках-осветлителях стоки поступают в центральную распределительную чашу 19 и поднимаются снизу вверх до отводящих лотков 20, расположенных строго на одном уровне, и равномерно разливаются по ним. С каждого лотка 20, через сливные трубки 21 сточные воды разливаются по биореакторам 17. Постоянность и одновременность разлива по всем биореакторам пропорционально их мощности независимо от колебаний расхода стоков в течение суток достигается с помощью создания одинаковых скоростей потока по длине лотков 20 за счет уменьшения площади поперечного сечения лотка, изменения площади сечения сливных трубок 21 пропорционально мощностям биореакторов и установки сливных трубок 21 с порогом высотой 3-4 см, регулируемых наконечником на резьбовых соединениях (на чертежах не обозначен).In multi-reactor aerotanks-clarifiers (Figs. 2 and 3), due to the proposed liquid distribution mechanism, the loading of each bioreactor is performed continuously and in proportion to their capacities (corresponding to their volumes), irrespective of the daily fluctuation of volumes and contamination of incoming effluents. Equipping aerotanks-clarifiers with a different "family" of bioreactors, it is possible to ensure the creation of plants of the required power depending on the degree of pollution and the volume of wastewater. In multi-reactor aerotanks-clarifiers, the effluent enters the central distribution bowl 19 and rises from the bottom up to the outlet trays 20 located strictly at the same level, and is uniformly poured over them. From each tray 20, through the drain pipes 21, the wastewater is poured into the bioreactors 17. The constancy and simultaneity of the spill over all bioreactors in proportion to their capacity, regardless of the variations in the flow rate of the waste during the day, is achieved by creating the same flow rates along the length of the trays 20 by reducing the transverse area cross-section of the tray, changes in the cross-sectional area of the drain pipes 21 in proportion to the capacities of the bioreactors and the installation of the drain pipes 21 with a threshold height of 3-4 cm, adjustable by a tip on threaded intentions (not indicated on the drawings).

Центробежная форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.A centrifugal nozzle for spraying liquids works as follows.

Жидкость подается по цилиндрическому отверстию 37 штуцера 36 в диффузор 38, а из него в камеру 39, из которой под давлением поступает одновременно по двум направлениям:The fluid is supplied through a cylindrical hole 37 of the fitting 36 into the diffuser 38, and from there into the chamber 39, from which it simultaneously flows under pressure in two directions:

во-первых, в винтовую внешнюю полость шнека 30, образуя внешний вращающийся поток жидкости, и во-вторых - в отверстие 31 с винтовой нарезкой, образуя внутренний вращающийся поток жидкости.firstly, into the screw external cavity of the screw 30, forming an external rotating fluid flow, and secondly, into the screw hole 31, forming an internal rotating fluid flow.

На выходе из форсунки встречаются два вращающихся потока жидкости, причем один поток, например внутренний, совершает вращение в сторону, противоположную внешнему потоку, идущему по шнеку 30, либо может совершать попутное (одинаковое) вращение, если направление винтовых канавок совпадает. При взаимодействии вращающихся потоков на выходе из форсунки происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет их соударения в попутных или противоположно вращающихся потоках жидкости (внешнего и внутреннего). При этом суммарный мелкодисперсный вращающийся поток на выходе может иметь направление вращения, которое определяется гидравлическим сопротивлением соответственно внешней или внутренней винтовых полостей и канавок шнека 30, а может быть стационарным, в случае противоположного направления вращения потоков, и равенства их приведенных массовых скоростей.At the exit of the nozzle, there are two rotating fluid flows, moreover, one flow, for example, the internal one, rotates in the direction opposite to the external flow going along the screw 30, or it can perform the associated (same) rotation if the direction of the screw grooves coincides. In the interaction of rotating flows at the outlet of the nozzle, additional dropping of liquid droplets occurs due to their collision in the associated or opposite rotating fluid flows (external and internal). In this case, the total finely dispersed rotating stream at the outlet can have a direction of rotation, which is determined by the hydraulic resistance of the external or internal screw cavities and grooves of the screw 30, respectively, and can be stationary, in the case of the opposite direction of rotation of the flows, and the equality of their reduced mass velocities.

Шнек 30 форсунки может быть выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира.The nozzle screw 30 can be made of solid materials: tungsten carbide, ruby, sapphire.

При среднем давлении подаваемой через цилиндрическое отверстие 37 жидкости под давлением 6...9 МПа обеспечивается распыление от 400 до 1000 кг/ч жидкости. Форсунка проста в изготовлении и обслуживании.At an average pressure of liquid supplied through a cylindrical hole 37 under a pressure of 6 ... 9 MPa, spraying of 400 to 1000 kg / h of liquid is ensured. The nozzle is easy to manufacture and maintain.

Заявляемая установка может легко переналаживаться на большую производительность за счет установки в биореакторах дополнительных ярусов из чашечек и конусов. При этом однореакторный аэротенк-осветлитель предназначается для очистки стоков от индивидуальных домов и небольших групп домов, а многореакторный - для очистки стоков от малых, средних и больших населенных пунктов. В зависимости от требуемой мощности и степени очистки подбираются определенные биореакторы.The inventive installation can easily be readjusted for greater productivity due to the installation in the bioreactors of additional tiers of cups and cones. At the same time, a single-reactor aerotank clarifier is intended for the treatment of effluents from individual houses and small groups of houses, and a multi-reactor clarifier is intended for the treatment of effluents from small, medium and large settlements. Depending on the required power and degree of purification, certain bioreactors are selected.

Claims

A device for treating wastewater containing an aerotank clarifier with pipelines for supplying wastewater and drainage of clarified liquid and a bioreactor, in which the aerotank clarifier is made in the form of a cylindrical tank with a bottom open at the top, consisting of an aeration chamber with a compressed air supply device and a clarification chamber, formed by dividing the cylindrical container by the vertical inner partition into the inner cylindrical cavity and the outer annular, while the bioreactor is combined with an aeration chamber and is integrated into the upper cavity of the aerotank-clarifier and is a hollow cylinder mounted on legs resting on the flat bottom of the aerotank-clarifier; alternately inclined inclined surfaces in the form of hollow-bottom cups rigidly attached to the cylinder wall and cones that are attached to the cylinder are arranged inside the cylinder the wall using flexible rods, and the sewage supply pipe is located directly in the bioreactor in its upper part, and the compressed air supply device is in its lower part under the lower tier of the cups and made in the form of a pipe with a porous ceramic tip, while the clarification chamber itself is located in the annular cavity of the aerotank-clarifier and also has an autonomous air supply located in its lower part, the liquid atomizer of the cleaning mechanism is made in the form of a centrifugal nozzle containing a housing, which consists of two coaxial, interconnected cylindrical bushings: bushings of a larger diameter and bushings of a smaller diameter, while inside the sleeve of a smaller diameter, coaxial to it, is a screw tightly connected to its inner surface, for example, pressed into it, and the outer surface of the screw is a helical groove, and a screw hole is made inside the screw, and a fitting rigidly fixed in it, for example, by means of a threaded screw, is located in the larger bushing connection, through a sealing gasket, characterized in that a cylindrical hole is made coaxially inside the nozzle of the nozzle, passing into an axisymmetrically located diffuser, which is connected to the cylinder a chamber formed by the inner surface of the sleeve of a smaller diameter, and the end surface of the screw.