SU1165634A1 - Отстойник для очистки сточных вод - Google Patents

Description

Изобретение относится к очистке сточных вод, а именно к выделению нерастворенных взвешенных веществ из хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод. 5

Известен отстойник с центрально расположенным преаэратором, разделенным полупогружной коаксиально расположенной цилиндрической перегородкой на камеру смешения и ка- ^,0 г&ру агломерации, отделение затопленной и полупогружной перегородками от зоны отстаивания, имеющим кольцевые трубчатые перфорированные аэраторы., под которыми с вершиной '5 у оси отстойника и с уклоном к периферии расположен конический отражательный щит с кольцевым зазором по.

его периферии между иловым приямком и преаэратором, отстойник снаб- 20 жен центральным распределительным устройстврм для впуска загрязненной воды и сборным периферийным лотком для сбора осветленной воды, а также илоскребом для сгребания осадка в ²5 иловой зоне £ΐ3»’

Однако в известном отстойнике перемешивание в камере агломерации смеси активного ила и сточной воды при помощи сжатого воздуха приводит 30 к подсосу через кольцевой зазор ранее выпавшего осадка из.илового приямка, что ведет при последующем отстаивании к повышению уровня стояния осадка и ила в отстойной зоне, ₃₅ увеличенному выносу взвешенных веществ с осветляемой водой, выходящей узким сечением из-под полупогружной перегородки преаэратора в направлении дна отстойника. Повы- до шение уровня стояния осадка в зоне отстаивания вследствие его постоянного подсоса в преаэратор из ило2

λ*

вого приямка не позволяет также использовать на практике добавки активного ила в преаэратор более 50100 мг/л, что ограничивает возможность эффективного снижения концентрации загрязнений по ВПК, которое возрастает с увеличением добавки активного ила. Выходящая из камеры агломерации смесь активного ила и сточной воды не успевает полностью освободиться от пузырьков воздуха при прохождении через кольцевое пространство между затопленной и полупогружной перегородками на выходе в зону отстаивания вследствии противотока опускающейся воды и всплывающих пузырьков воздуха..Оставшиеся пузырьки воздуха препятствуют эффективному осаждению агломераций взвеси ила в отстойной зоне и уплот- . нению выпавшего активного ила и осадка на днище отстойника, что приводит к’ увеличению влажности выгружаемого из отстойника осадка, возрастанию его объемов и повышению затрат на его перекачку и поел едующую обработку.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки сточных вод по взвешенным веществам и ВПК, а также снижение влажности выгружаемого осадка при сохранении продолжительности их обработки.

Указанная цель достигается тем, что в отстойнике для очистки сточных вод, содержащем цилиндрический корпус с коническим днищем, разделенный коаксиально расположенньми перегородками на камеры смешения, агломерации и отстаиваний, кольцевые трубчатые аэраторы, центральное распределительное устройство с подводящим трубопроводом для впус3 11

ка загрязненной воды, сборный пери- ^! ферийный лоток для осветленной воды и илоскреб, перегородка, разделяющая камеры смешения и агломерации} снабжена расположенной сверху решеткой и снизу прикрепленным к ней конусным днищем_к с уклоном в сторону центра, в котором выполнены отверстия, имеющие клапаны, аэраторы расположены на периферии камеры смешения, перегородка между камерой агломерации и камерой отстаивания выполнена в виде усеченного конуса с уклоном его образующей к периферии, илоскреб снабжен жест- 15 ко закрепленной на нем направляющей, расположенной по касательной к перегородке камеры смешения и раз·· вернутой под углом к радиусу корпуса в направлении вращения илоскре- 20 ба, а также имеющей вертикальные стержни полуцилиндрического сечения и переменной высоты, уменьшающейся к периферии от высоты, равной полной глубине отстойника в камере 25 агломерации, расположенные на расстоянии один от другого выпуклой стороной в направлении вращения илоскреба.

Отстойник снабжен установленными зо вдоль сборного лотка тонкослойными полочными блокамц, имеющими на высоту входа направляющие пластины, ориентированные в плане по радиусу корпуса. > 35

Решетка на перегородке между камерами смешения и агломерации выполнена из расположенных на расстоянии один от другого стержней, развернутых в сторону, противоположную вращению илоскреба.

На фиг.1 изображен отстойник, продольный разрез, на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З - тонкослойные блоки с направляющими плас— 45 тинами; на фиг.4 - камеры смешения и агломерации, вид сверху.

Отстойник состоит из цилиндрической стены 1 с днищем 2, выполненным с уклоном в сторону расположен- 50 кого в центре илового приямка 3 подводящего трубопровода 4, и распределительного устройства 5. Камера 6 смешения ограничивается перегородкой 7 с решеткой 8 в ее 55

верхней части. Высота решетки, рав- ’ ная 0,2-0,4 высоты перегородки камеры смешения, принимается исхо65634 ⁴

дя из обеспечения скоростей движения воды в ее прозорах в пределах 0,3-0,4 м/с. При скоростях, меньших 0,3 м/с, возможно залегание актив5 ного ила, при больших скоростях, происходит разрушение образующихся агрегаций активного ила и взвеси.

От илового приямка, камера от-, деляется конусным днищем 9, имеющим

10 наклон к центру под углом об =4560°. Угол наклона стенок днища 45° - минимальный, при котором обеспечивается сползание загрязнений по днищу, а угол свыше 60 нерационален, так как требует значительного заглубления илового приямка. Для выгрузки осадка в нижней части днища 9 имеются отвер- , стия 10, постоянно перекрытые клапаном 11. Вдоль нижней части перегородки 7 по ее периферии и с внутренней стороны располагается кольцевой трубчатый аэратор 12, через который распределяется сжатый воздух, поступающий по воздуховоду 13. Коаксиально с перегородкой 7 располагается конусная перегородка 14, отделяющая камеру 15 агломерации ,от камеры 16 отстаивания, с высотой, 0,3-0,6 глубины отстойника,-с целью обеспечения входа осветляемой воды в зону отстаивания с минимально возможными скоростями, избегая при этом прямолинейного прохождения потока, выходящего из камеры смешения в зону отстаивания. При высоте перегородки менее 0,3 глубины отстойника поток из камеры смешения, частично расширяясь' при прохождении зон камеры агломерации, прямым путем попадает в‘зону отстаивания, нарушая при этом процесс осветления воды. При высоте перегородки более 0,6 глубины отстойник^ поток будет размывать выпавший осадок, способствуя тем самым повышению его влажности и ухудшению качества осветленной воды.

Перегородка между камерой агломерации и камерой отстаивания выполняется с углом наклона стенок к горизонту /3=45-60°, с целью обеспечения ввода воды с отстойную зону без размыва выпавшего в иловой зоне осадка. Угол нахлона стенки перегородки более 60.? приводит к размыву осадка в иловой зоне. Углы наклона менее 45 ⁰ также неприемле1165634

мы, так как они требуют, исходя из условия недопущения прямолинейного попадания потока из камеры смещения в камеру отстаивания, высоты перегородки более 0,6 глубины 5 отстойника. '

Перегородки 7 и 14 жестко крепятся к неподвижной крестообразной ферме 17, установленной На выступающей из воды части распредели’- 10 тельного устррйства 5, которая является также центральной опорой, для подвижной фермы 18, перемещающейся по кольцевому рельсу 19, уложенному по верху стены 1. На вра- 15 щающейся вокруг центральной опоры ферме 18 при помощи консолей 20 жестко закрепляется илоскреб 21 со скребками 22 в иловой зоне отстойника. На илоскребе 21 под уг- 20

лом ^=20-45° к его оси жестко закрепляется направляющая 23, на которой устанавливаются вертикальные перемешивающие стержни 24.

Угол разворота направляющей в "25 45 ° обеспечивает максимальное смешение осадка в радиальном направлении под воздействием стержней, что допускает установку стержней с прозорами шириной до 3 диаметров зо стержней. Дальнейшее увеличение угла разворота направляющей нецелесообразно, , так как величина сме.шения осадка в радиальном направлении начинает уменьшаться. Угол ₃₅ разворота направляющей менее 20° также нецелесообразен из-за практически незначительной величины радиальной составляющей и необходимости уменьшения при этом Прозоров между ₄₀ стержнями до величины одного их диаметра. Высота стержней в зоне камеры агломерации принимается равной расстоянию от дна отстойника до поверхности воды или конусной перего- 45 родки,что позволяет перемешивать смесь сточных вод и активного ила по всей высоте камеры агломерации, и образующиеся за движущимися стержнями вертикальные каналы создают 50 условия для отделения и выхода в атмосферу прилипших в камере смешения пузырьков воздуха от сформулирующихся хлопьев, улучшая тем самым их осаждаемость в зоне отстаивания. 55

В начале отстойной зоны вертикальные стержни выполняют с высотой,) равной полной глубине отстойника,

постепенно уменьшая их высоту от 0,1-0,2 глубины отстойника на его периферии, что обеспечивает плавное перемешивание выпавшего осадка и способствует его быстрому уплотнению во всем объеме иловой зоны, позволяя при неизменном ее объеме повышать добавку ила, а также создает плавное перемешивание наиболее концентрированной в придонной части осветляемой воды в отстойной зоне. Переменная высота стержней позволяет с наибольшей эффективностью использовать их положительное воздействие на агломерацию в придонной зоне с повышенными концентрациями ила и взвеси и вместе с тем максимально сократить раскручивание осветляемого потока во всем объеме отстойника, происходящее под воздействием перемешивающего устройства и оказывающее отрицательное воздействие на окончательный эффект осветления сточных вод.

Высота стержней на периферии отстойника, равная 0,2 его глубины, соответствует максимальньм добавкам активного ила 300 мг/л и максимальной высоте осадка в отстойнике, высота, равная 0,1 глубины, соответствует добавке 100 мг/л.

На периферии отстойника вдоль сборного лотка 25 осветленной воды устанавливаются тонкослойные полочные блоки 26, снабженные направляющими пластинами 27.

Установка направляющих пластин, длиной в радиальном направлении равной 0,2-0,4 глубины отстойника, на расстоянии не более двух длин одна от другой позволяет устранить вращательное движение осветляемой воды перед входом в тонкослойный блок й ввести туда воду по направлению, близкому к радиальному.

Длина направляющих пластин менее 0,2 глубины отстойника не позволяет снизить скорость вращательного движения на периферии до требуемых допустимых пределов (менее 1,0 см/с) Длина пластин более 0,4 глубины отстойника чрезмерна по конструктив ным соображениям.

Отвод осветленной воды из сборного лотка осуществляется по трубопроводу 28, выгрузка осадка из

Ί 1165634 .8

илового приямка производится по илопроводу 29.

Отстойник работает следующим образом.

Сточная вода с необходимой до- 5 бавкой активного ила по подводящему трубопроводу 4 и центральному распределительному устройству 5 поступает в камеру 6 смешения. Благодаря периферийному расположению 10 кольцевого аэратора 12 в камере 6 смешения перемешивание в ней сточной воды и активного ила происходит в наиболее эффективном противоточном режиме. Тяжелые примеси, выпадающие 15 из аэрируемого потока, накапливаются в нижней части конусного днища 9, из которого при открытии клапана 11 они периодически выгружаются через отверстия 10 в иловый приямок 3. 20

Из камеры смешения сильно турбулизованная смесь сточной воды и активного ила поступает через решетку 8 в камеру 15 агломерации. За счет того, что решетка выполнена из вер- 25 тикальных стержней, развернутых в сторону, противоположную вращению, с шагом, препятствующим прямолинейному прохождению воды, происходит успокоение потока, выходящего из ка- зо меры 6 смешения. В камере агломерации происходит дальнейшее затухание скорости движения смеси сточных вод и активного ила, где под воздействием вертикальных стержней, перемешающихся совместно с илоскребом, осуществляется ее плавное перемешивание, способствующее интенсивному образованию агломераций ила и взвеси.

Разворот направляющей в направлении вращения илоскреба позволяет

, расположить на ней вертикальные стержни уступом один к другому и обеспечить тем самым под воздействием стержней перемещение хлопьев от периферии к центру, где они многократно попадают на своем пути в зону влияния стержней, расположенных уступом. Многократное воздействие стержней на образующиеся хлопья в камере агломерации и зоне отстаивания и на ^структуру уплотняющегося осадка на днище отстойника позволяет при помощи предлагаемого однолучевого перемешивающего устройства I ί получить результат достигаемый в

.известных двух- и четырехлучевых перемешивающих устройствах, конструкция которых непременима в отстойниках из-за чрезмерного раскручивания осветляемого потока. Через вертикальные каналы, образующиеся за движущимися стержнями, в камере агломерации происходит подъем пузырьков воздуха, прилипших к загрязнениям и хлопьям активного ила в камере смешения и отделяющихся при плавном перемешивании. Сточная вода с образовавшимися агломерациями ила и взвеси поступает под полупогружной конусной перегородкой 14 в камеры 16 отстаивания, под воздействием плавного перемешивания происходит дальнейшее укрупнение агломераций и выпадение в осадок основной массы загрязнений. На периферии камеры 16 отстаивания поток осветленной воды. с оставшейся взвесью под воздействием направляющих пластин 27 ориентируется в радиальном направлении и поступает в тонкослойные полочные блоки 26, где происходит задержа- ·ние мелкой взвеси, неосевшей в зоне отстаивания. После прохождения через тонкослойные полочныё блоки осветленная вода переливается в периферийный сборный лоток 25, откуда по трубопроводу 28 отводится из отстойника.

Выпадающий из осветляемой воды осадок накапливается на днище отстойника, где под воздействием плавного перемешивания происходит его уплотнение. Уплотненный осадок перемещается скребками 22 с периферии отстойника к иловому приямку 3, откуда удаляется по илопроводу 29.

’ Предлагаемый отстойник за счет совокупности конструктивных решений камер смешения и агломерации, размещения направляющей и стержней для перемешивания воды в камере агломерации, зоне отстаивания и выпавшего осадка, установки направляющих, пластин для потока осветляемой воды на входе в тонкослойные полочные блоки, позволяет в сравнении с известным увеличить в 2-3 раза добавки активного ила без повышения уровня осадка в иловой зоне, что достигается за счет лучшего перемеривания в камере смещения, успокоения воды при ее переходе в камеру агломерации и зону отстаивания, где плавное перемешивание способствует лучшей агломерации взвеси и ускоре9 1165634 10

нию ее осаждения и последующего уплотнения осадка. Раскручиваемый перемешивающими стержнями поток осветляемой воды успокаивается направляющими пластинами перед его входом в 5

тонкослойные полочные блоки на окончательное осветление.

Технико-экономическое сравнение предлагаемого отстойника с известным для очистной станции производитель- »0 ностью 100000 м³/сут, с начальной концентрацией загрязнений сточных вод 350 мг/л по взвешенным и 300 мг/л по ВПК с добавлением активного ила 300 мг/л приводится в 15

таблице.

Предлагаемый отстойник по сравнению с известным обладает следующим^ преимуществами. В предлагаемой конструкции отстойника возможно увели- 20 чение добавок активного ила в 2 раза до 300 мг/л без увеличения необходимого для размещения образующегося осадка объема иловой зоны.

Предлагаемая конструкция позволя- 25 ет повысить эффективность снижения концентрации загрязнений по ВПК на 40-50%, по взвешенным веществам на 20-30% и снизить на 30-40% влажность выгружаемого осадка без увеличения зо продолжительности отстаивания.

Повышение эффекта очистки воды в отстойнике по снижению содержания .взвешенных веществ и изъятию ВПК сокращает необходимую продолжатель- ₃₅ ность очистки воды в аэротенках и их объем на 20%, уменьшает прирост ила в них и, следовательно, объем образующегося избыточного ила. Уменьшение объема осайка и избыточного ₄₀ активного ила обеспечивает сокращение требуемого объема метантенков на 30%. ’ , _

Использование изобретения дает экономический эффект за счет сокращения капитальных затрат на строительство аэротенков и метантенков, уменьшения эксплуатационных расходов на подачу воздуха в аэротенки, перекачку и подогрев осадка, избыточного активного ила в метантенках.

Показатели	Известный от-	Предлагаемый
	стой-	отстой-
	ник	ник

Концентрация загрязнений после отстаивания, мг/л:

по взвешенным

веществам	140	100
по ВПК	240	200
Продолжительность очистки в аэротенках, ч	7,8	6,4
Объем аэротенков,м3	32000	26600
Влажность смеси осадка и активного ила, %	98,4	97,5
Объем смеси осадка и активного ила,м3	2540	1700
Объем метантенков, м3	16000	10500

Claims (3)

1. ОТСТОЙНИК ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, содержащий цилиндрический корпус с коническим днищем, разделенный коаксиально расположенными перегородками на камеры смещения, агломерации и отстаивания, гольцевые трубчатые аэраторы, центральное распределительное устройство с подводящим трубопроводом для впуска загрязненной воды, сборный периферийный лоток для осветленной воды и илоскреб, отличающийс я тем,, что, с целью повышения эффективности очистки сточных вод по

взвешенный веществам и БПК, а также снижения влажности выгружаемого осадка при сохранении продолжительности ¹ их обработки, перегородка, разделяющая камеры смешения и агломерации, снабжена расположенной сверху решеткой и снизу прикрепленным к ней конусным днищем с уклоном в сторону центра, в котором выполнены отверстия, имеющие клапаны,- аэраторы расположены на периферии камеры смешения, перегородка между камерой агломерации и камерой отстаивания выполнена в виде усеченного конуса с уклоном его образующей к периферии, илоскреб снабжен жестко закрепленной * на нем направляющей, расположенной по касательной к перегородке камеры смешения и развернутой под углом к радиусу корпуса в направлении вращения илоскреба, а также имеющей вертикальные стержни полуцилйндрического сечения и переменной высоты, уменьшающейся к периферии от высоты, равной полной глубине отстойника в камере агломерации, расположенные на расстоянии один от другого и выпуклой стороной в направI лении вращения илоскреба;

1165634

га ?7 в в /γ

,ί 4 7 та а гч 13

Фчг)

5 II 3

1165634

2. Отстойник по п*1, отличающийся тем, что он снабжен установленными вдоль сборного лотка тонкослойными полочными блоками, имеющими на высоту входа направляющие пластины, сориентированные в пла-. не по радиусу корпуса.

3. Отстойник поп.2, отлича ю щ и й с я тем, что решетка на перегородке между камерами смешения и агломерации выполнена из расположенных на расстоянии один от другого стержней, развернутых в сторону, противоположную вращению илоскреба.

1