Установка (отстойник) для очистки сточных вод

Предлагаемая модель предназначена для очистки и глубокой доочистки сточных вод от взвешенных веществ и активного ила, что позволит снизить вынос загрязнений с очищенной водой и в ряде случаев отказаться от доочистки очищенной воды другими методами, например, фильтрацией.

Технический результат - повышение эффективности очистки с увеличением производительности. Установка работает по следующей схеме: сточная вода движется от входа в установку, проходя последовательно зону грубого отстаивания и тонкослойные полочные элементы с плоскими полками, изолированные от общего потока, где задерживаются мельчайшие взвешенные вещества и частицы активного ила, непрерывно сползающие под действием силы тяжести в осадочную зону.

Полезная модель относится к установкам (отстойникам) для очистки бытовых сточных вод, производственных сточных вод с обработкой и без обработки их реагентами и преимущественно может быть использована при очистке и доочистке стоков на канализационных очистных станциях и при водоподготовке.

Известны обычные радиальные отстойники, оборудованные общим водосборно-отводящим желобом, кольцевым и радиальными водосборными лотками в их периферийной части с подкосами для попирания и крепления кольцевых выносных лотков для рассредоточенного сбора очищенной воды. Также известны отстойники, оборудованные тонкослойными элементами с радиальным и восходящим течением жидкости, занимающие его кольцевую часть и содержащие специальные опорные устройства для опирания и установки их. [Рис.7.16, 7.17 стр.417 «Отведение и очистка сточных вод Санкт-Петербурга» издательство «Новый журнал» 2002].

Однако, данный отстойник не может обеспечить глубокую очистку сточных вод, требуемую в настоящее время, т.к. предусматривает основное удаление взвеси в слое большой глубины до 6 м и слабо турбулентный режим течения жидкости в объеме всего отстойника, при котором мельчайшие частицы загрязнений не задерживаются в нем и выносятся вместе с очищенной жидкостью, так как даже рассредоточенный отбор жидкости не может обеспечить глубокую очистку от мелкодисперсной взвеси при турбулентном течении в отстойнике и большой глубине зоны осаждения (до 6 м) в нем.

Также существуют различные конструкции подобных установок с тонкослойными элементами, занимающими более половины площади отстаивания по всей глубине отстойника (SU 689958, 02 С 1/2, бюл. 37 от 05.10.79) и другие конструкции, предназначенные для разделения суспензий и эмульсий (Иванов В.Г., Симонов Ю.М. Применение тонкослойных отстойников в целлюлозно-бумажной промышленности. М: Лесная промышленность 1989. Иванов В.Г., Черников Н.А. Водоотводящие системы промышленных предприятий СПб. ООО «Издательство «ОМ-Пресс», 2007. С.53-59, с.63-65.

Предлагаемая конструкция отличается тем, что опорная часть лотков одновременно является опорой для монтажа поддерживающих конструкций, увеличивающих площадь входного сечения (за счет увеличения радиуса наружной окружности его), на которых расположены блоки с обратным наклоном тонкослойных элементов радиального типа с восходящим движением жидкости, расположенного под водосборными желобами.

Наиболее близким к предлагаемому решению является отстойник [Рис.7.28 стр.432 «Отведение и очистка сточных вод Санкт-Петербурга» издательство «Новый журнал» 2002], предназначенный для очистки бытовых сточных вод от взвешенных веществ и активного ила. Он представляет собой резервуар круглой формы в плане с расположенным в периферийной его части блоком радиальных полочных тонкослойных элементов на всю глубину для тонкослойного отстаивания загрязнений при радиально-восходящем движении потока, отстойной зоны большой глубины до тонкослойных периферийно расположенных элементов, бункерным днищем для осадка, средством подачи исходной сточной воды на вход отстойника, устройствами для сбора и отвода очищенной воды в виде кольцевого водосборно-водоотводящего желоба у стенки отстойника, опирающихся на радиальные опорные элементы (балки), расположенные у дна отстойника, над скребками для сгребания осадка.

Очищаемая жидкость (сточная вода) поступает в отстойную зону, где происходит выделение основной массы грубодисперсных взвешенных частиц и активного ила при радиальном течении жидкости (в слое равной глубине отстойника), после чего вода с неотстоявшимися тонкодисперсными частицами загрязнений поступает в радиальные тонкослойные элементы малой глубины, где выпадают более мелкие частицы загрязнений, образуя осадок, и за счет наклона тонкослойных элементов под действием силы тяжести сползают на дно отстойника, откуда удаляются скребками в приямок, а затем на дальнейшую обработку, а очищенная жидкость собирается водосборной системой (выносные желоба, радиальные желоба и кольцевой водосборно-водоотводящий желоб) и отводится из сооружения.

Причем тонкослойные элементы работают при радиально-восходящем течении жидкости, затем очищенная в них вода поступает через треугольные незатопленные водосливы выносных кольцевых и радиальных лотков и отводится из установки.

Недостатками данной конструкции являются:

1. Размещение тонкослойных элементов на всю глубину отстойной зоны, не занятую скребками, причем нижняя примыкающая к стенке отстойника часть тонкослойных элементов практически не работает из-за изменения направления движения потока в них с радиального на восходящее к водосборным желобам, а опорные конструкции выносных водосборных лотков проходят через сплошной кольцевой блок тонкослойных элементов, что усложняет конструкцию их и снижает качество очистки воды.

2. Для опирания блоков тонкослойных элементов необходимо предусматривать специальные, расположенные над скребком, опорные конструкции блоков значительной длины, заделанные в стенку отстойника, что не всегда возможно при реконструкции существующих сооружений и усложняет конструкцию скребков из-за необходимости обеспечивать жесткость и прочность их концевых частей, которые обычно достигаются дополнительными горизонтальными и наклонными тягами, образующими скребковую ферму, что так же может быть причиной плохого удаления осадка из периферийной части днища отстойника под тонкослойными элементами, его загнивания и выноса из отстойника.

3. Гидравлическая эффективность работы тонкослойных элементов конструкции достигается увеличением материалоемкости (объема ее). Вместе с тем изменение направления потока может быть гарантированно обеспечено в зоне, не занятой тонкослойными элементами с соответствующей экономией материальных ресурсов и уменьшения общего объема блока.

4. Из-за недостаточной изоляции верхних частей блоков возможно непосредственное поступление недостаточно очищенной жидкости от остальной части отстойной зоны, минуя тонкослойные элементы, непосредственно в кольцевой водосборный выносной лоток через его грань, обращенную к центру отстойника, что снижает качество очистки из-за недостаточной изоляции указанной зоны водосбора и не гарантирует движения всего обрабатываемого объема сточной воды через блоки тонкослойных элементов.

Задачей заявляемой полезной модели является достижение следующего технического результата: повышение эффективности очистки и доочистки сточных вод с увеличением производительности за счет более оптимального распределения потока между тонкослойными элементами.

Технический результат достигается тем, что отстойник (установка) для очистки сточных вод содержит резервуар, имеющий средства подачи исходной воды, с расположенными в нем зоной грубого отстаивания (с глубиной равной глубине отстаивания) и зонами тонкослойного отстаивания малой глубины, оснащенными сегментными блоками радиального типа с тонкослойными элементами с восходящим течением потока, расположенными между радиально установленными консольными рамами для фиксирования положения для сбора и отвода очищенной воды, средства подачи исходной сточной воды, которая сначала двигаясь радиально проходит последовательно зону грубой очистки, а затем тонкослойного отстаивания, которые выполнены каждая из четырех блоков, из которых два - с полками из плоских полок одинакового размера и два, установленные слева и справа по ходу движения воды - с полками в виде трапеции, размеры которых увеличиваются пропорционально их расположению в блоке от центра отстойника. Тонкослойные (сегментные) блоки устанавливаются в верхней половине слоя воды в отстойнике на опорные конструкции в виде обвязки консольных рам, закрепленных специальными хомутами к элементам консольных рам, поддерживающих систему водосборных лотков, причем движение очищаемой жидкости обеспечивается только через тонкослойные элементы за счет установки кольцевой вертикально-наклонной перегородки и наклонно-горизонтальных перегородок между сегментными блоками в местах расположения наклонных элементов рам.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:

фиг.1 - Схема установки (отстойника) в разрезе;

фиг.2 - Вид установки (отстойника) сверху;

фиг.3 - Фрагмент зоны тонкослойного отстаивания в разрезе;

фиг.4 - Схема центрального сегментного блока;

фиг.5 - Схема крайних блоков, правого (а) и левого (б).

Установка для очистки сточных вод (отстойник) содержит резервуар с расположенной в нем зоной 1 предварительной грубой очистки (отстаивания), средство 2 подачи исходной сточной воды на вход в отстойник, выносной кольцевой водосборный лоток 3, радиальные водосборные лотки 4, водосборно-отводящий кольцевой желоб 5, радиально расположенные консольные опорные рамы (фермы) 6, поддерживающие водосборные лотки, периферийно расположенные между рамами сегментные зоны 7 доочистки сточных вод тонкослойным отстаиванием, оснащенные блоками 8 тонкослойного отстаивания с восходящим движением потока жидкости, защитные горизонтально и наклонно расположенные перегородки 9 в местах расположения подкосов консольных рам (показано пунктиром), исключающие движение воды минуя блоки тонкослойного отстаивания, опорные элементы для установки тонкослойных блоков, состоящие из каркаса обвязки консольных рам 10, опорных блоков 11 и монтажных хомутов 12, защитную вертикальную кольцевую перегородку 13, препятствующую поступлению неочищенной воды в зону тонкослойного отстаивания над блоками тонкослойных элементов, скребки 14 для сгребания осадка в приямок, трубопровод для удаления осадка 15 и отвода очищенной воды 16.

Работа установки заключается в следующем. Очищаемая жидкость подводится в центр установки (отстойника) в зону грубой очистки (отстаивания) 1, загрязнения предварительно отстаиваются в слое воды равной глубине отстойника на пути радиального движения воды от средства 2 подачи исходной сточной воды на вход в отстойник до сегментных зон 7 доочистки, оснащенных блоками 8 полочных тонкослойных элементов, в которых завершается процесс отстаивания, и эффективное удаление основной части тонкодисперсных взвешенных загрязнений и мельчайших частиц активного ила вследствие ламинарного характера движения потока и осаждения их в слое жидкости малой глубины (20-50 мм). Выпадающий осадок под действием силы тяжести сползает по наклонной поверхности тонкослойных элементов в осадочную зону, транспортируется скребками 14 в приямок вместе с осадком из зоны грубой очистки и удаляется по трубопроводу 15 для удаления осадка.

Очищенная вода собирается выносным водосборным кольцевым лотком 3, радиальными лотками 4 и водосборно-отводящим кольцевым желобом 5 через треугольные незатопленные водосливы, после чего отводится из установки (отстойника) по трубопроводу 16. Из зоны грубой предварительной очистки 1 вода поступает на доочистку снизу в тонкослойные элементы 8 с обратным наклоном, изменяя направления своего течения с радиального на восходящее в свободном объеме под блоками, что улучшает равномерность распределения потока во входном сечении блоков и работу тонкослойных элементов в пределах блоков.

Для исключения возможности поступления воды из зоны грубой предварительной очистки 1 непосредственно в водосборную систему очищенной воды, минуя блоки тонкослойного отстаивания 8 предусмотрены защитные горизонтально наклонные перегородки 9 в местах расположения подкосов консольных радиальных опорных рам (ферм) 6, разделяющих сегментные зоны 7 доочистки и сплошную кольцевую вертикальную перегородку 13, препятствующую проходу воды выше зоны расположения тонкослойных блоков, что обеспечивает надежно высокое качество очистки сточной воды.

1. Установка для очистки сточных вод (отстойник), включающая резервуар, имеющий средство для подачи исходной воды, с расположенными в нем зоной грубого отстаивания и зонами тонкослойного отстаивания, оснащенными сегментными блоками радиального типа с тонкослойными элементами, отличающаяся тем, что сегментные блоки установлены в верхней половине слоя воды.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере два из сегментных блоков зоны тонкослойного отстаивания состоят из полок одинакового размера и по крайней мере два - из полок в виде трапеции, размеры которых увеличиваются пропорционально их расположению в блоке от центра отстойника.

3. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что сегментные блоки установлены на опорные конструкции в виде обвязки консольных рам, поддерживающих систему водосборных лотков.

4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что между сегментными блоками, в местах расположения наклонных элементов консольных рам, установлены наклонно-горизонтальные перегородки и кольцевая вертикально-наклонная перегородка.