Устройство ультразвуковой интенсификации биологической очистки сточных вод

Полезная модель относится к устройству ультразвуковой интенсификации биологической очистки хозяйственно-бытовых, сельскохозяйственных и производственных сточных вод, поступающих на очистные сооружения.

Устройство, воздействующее на суспензию активного ила, состоит из ультразвукового генератора, волновода-излучателя с магнитострикционным преобразователем, направляющей трубы с фланцем, трубы подвода и отвода обработанной в озвучиваемом пространстве суспензии активного ила. Волновод-излучатель, выполненный в виде усеченного конуса, направлен навстречу потоку поступающей суспензии активного ила и зафиксирован в направляющей трубе с фланцем.

В результате воздействия ультразвука за счет кавитации происходит разрушение хлопьев активного ила и тем самым повышается его ферментативная активность. Это приводит к изменению скорости роста общей биомассы активного ила и, как следствие, к значительному увеличению способности накопления клеточного фосфора и повышению степени очистки сточных вод от биогенных элементов.

Устройство обеспечивает повышение степени очистки от биогенных элементов азота и фосфора и позволяет снизить количество реагентов, подаваемых для химического удаления фосфора.

Полезная модель относится к устройству ультразвуковой интенсификации биологической очистки хозяйственно-бытовых, сельскохозяйственных и производственных сточных вод, поступающих на очистные сооружения.

Традиционно процесс биологической очистки сточных вод, заключающийся в аэрировании смеси очищаемых стоков и иловой суспензии даже при условии сбалансированности состава стоков по C, N, P (100:5:1) /СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения/ Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 72 с./, не обеспечивает необходимого качества очистки при обработке переменных по составу сточных вод.

В настоящее время для достижения требуемой степени очистки сточных вод используются различные способы и устройства, включая устройства ультразвуковой обработки активного ила, применяемые с целью повышения его биофлоккулирующей и ферментативной активности.

Известен способ биохимической очистки сточных вод от органических соединений и устройство, реализующее данный способ (патент 1219530, C02F 3/02, 1983), включающий обработку сточных вод в аэротенке, отделение активного ила от очищенной воды в отстойнике, гомогенизацию части активного ила с последующим возвратом всего активного ила в аэротенк. При этом гомогенизацию 0,3-0,5% активного ила осуществляют ультразвуком частотой 1-28 кГц, интенсивностью 0,7-3,0 Вт/см² в течение 1-3 мин и периодичностью воздействия 3-4 раза в сутки при одновременной аэрации.

К недостаткам данного способа биохимической очистки сточных вод от органических соединений и устройства можно отнести то, что ультразвуковой обработке подвергается только часть рециркулирующего активного ила, а не весь его объем. При этом периодичность подачи гомогенизированной иловой суспензии установлена жестко и не зависит от количества и состава сточных вод, поступающих на очистку, что приводит к недостаточной степени удаления биогенных элементов.

Известно также устройство, используемое для обработки загрязненной нефтепродуктами воды в ультразвуковом поле с последующим удалением из нее загрязнений (2 - SU 1636340 A, кл. C02F 1/36, 1/40, 1991).

В этом устройстве излучатели передвигаются в корпусе вдоль вертикальной оси, благодаря размещенному в центре корпуса приводному устройству с червячным валом, по которому перемещается каретка с излучателями.

Благодаря тому, что излучатель ультразвука перемещается вверх синхронно с восходящими потоками загрязненной воды, в объеме достаточно полно происходит отделение от нее эмульгированных нефтепродуктов.

Недостатком этой конструкции является наличие в ней вращающихся и перемещающихся деталей и узлов, усложняющих в целом устройство для УЗ-обработки жидкости.

Наиболее близким к предлагаемому устройству, выбранному авторами в качестве прототипа, является устройство для ультразвуковой обработки жидкости, содержащее корпус, ультразвуковой генератор, излучатель ультразвука, выполненный в виде диска и размещенный параллельно днищу с зазором, имеющей диаметр меньше диаметра корпуса и расположенный в нижней части корпуса, трубу подвода загрязненной жидкости расположенную в центре днища корпуса, трубу отвода обработанной в озвучиваемом пространстве жидкости (патент 6787, C02F 1/24, 1/36, 1998).

Целью настоящей полезной модели, является расширение функциональных возможностей прототипа, обеспечивающих создание условий для биологической очистки сточных вод переменного состава, поступающих на очистные сооружения, в которых при использовании устройства ультразвуковой интенсификации значительно повышена степень очистки сточных вод от биогенных элементов.

Поставленная цель достигается тем, что излучатель ультразвука вмонтирован непосредственно в участок трубопровода возвратного рециркулирующего активного ила, что позволяет интенсифицировать очистку сточных вод в результате повышения биофлоккулирующей и ферментативной активности всего объема ила.

Схема предлагаемого устройства ультразвуковой интенсификации биологической очистки сточных вод представлена фиг.1. Устройство, воздействующее на суспензию активного ила, состоит из ультразвукового генератора 1, волновода-излучателя с магнитострикционным преобразователем 2, направляющей трубы с фланцем 3, трубы подвода 4 и отвода 5 обработанной в озвучиваемом пространстве суспензии активного ила.

Волновод-излучатель, выполненный в виде усеченного конуса, размещен в центре трубы подвода суспензии активного ила 4 и ориентирован таким образом, что его ось совпадает с осью трубы подвода. Волновод-излучатель направлен навстречу потоку поступающей суспензии активного ила и зафиксирован в направляющей трубе с фланцем 3. Суспензия активного ила для ультразвуковой обработки поступает через трубу подвода 4, а обратно в аэротенк возвращается через трубу отвода 5.

Работа устройства заключается в следующем. Электрическая энергия от ультразвукового генератора 1 поступает на магнитострикционный преобразователь волновода-излучателя 2, где преобразуется в механические колебания ультразвуковой частоты его рабочего инструмента.

В результате воздействия ультразвука за счет кавитации происходит разрушение хлопьев активного ила и тем самым повышается его ферментативная активность. Это приводит к изменению скорости роста общей биомассы активного ила и, как следствие, к значительному увеличению способности накопления клеточного фосфора и повышению степени очистки сточных вод от биогенных элементов.

Устройство обеспечивает повышение степени очистки от биогенных элементов азота и фосфора и позволяет снизить количество реагентов, подаваемых для химического удаления фосфора.

Управление устройством ультразвуковой интенсификации биологической очистки сточных вод осуществляется с панели ультразвукового генератора.

Монтаж устройства ультразвуковой интенсификации биологической очистки сточных вод не требует существенных затрат на переоснащение аэротенка, что позволяет провести модернизацию очистных сооружений в процессе их эксплуатации практически без остановки и уменьшения загрузки очистных сооружений.

Устройство ультразвуковой интенсификации биологической очистки сточных вод, содержащее ультразвуковой генератор, излучатель ультразвука, трубу подвода, трубу отвода, отличающееся тем, что устройство не имеет корпуса, излучатель ультразвука выполнен в виде волновода-излучателя с магнитострикционным преобразователем, вмонтированного непосредственно в участок трубопровода возвратного рециркулирующего активного ила, волновод-излучатель выполнен в виде усеченного конуса, размещен в центре трубы подвода суспензии активного ила, ориентирован таким образом, что его ось совпадает с осью трубы подвода, направлен навстречу потоку поступающей суспензии активного ила и зафиксирован в направляющей трубе с фланцем.