Устройство для очистки сточных вод
Заявленное устройство относится к очистным сооружениям, а именно к устройствам для очистки промышленных и/или бытовых сточных вод, содержащим фильтры на основе торфа. Устройство для очистки сточных вод, содержит три последовательно соединенные друг с другом посредством патрубков емкости: первая емкость для осаждения тяжелых фракций, вторая емкость - осветлитель с однослойным фильтром, составленным из отдельных фильтрующих сорбирующих элементов из торфа, и третья емкость -фильтрующая, содержащая многослойный фильтр, по крайней мере, два слоя которого составлены из фильтрующих сорбирующих элементов из торфа, и, по крайней мере, один слой которого предназначен для дополнительной очистки, и содержит активированный уголь. Как однослойный, так и многослойный фильтры установлены на водопроницаемых опорах соответственно во второй и третьей емкостях. Водопроницаемая опора второй емкости расположена так, чтобы пропущенная через однослойный фильтр вода через выходной патрубок второй емкости поступала в третью емкость на многослойный фильтр. Водопроницаемая опора в третьей емкости установлена так, чтобы многослойный фильтр третьей емкости был размещен над выходным патрубком третьей емкости, при этом у третьей емкости выполнена дыхательная труба, для обеспечения воздушного промежутка, соединенного напрямую с атмосферным воздухом, и образованного между нижним слоем многослойного фильтра и уровнем очищенной воды. Выполнение слоев из отдельных сорбирующих фильтрующих элементов обеспечивает при необходимости замену отработанных элементов.
Полезная модель относится к очистным сооружениям, а именно к устройствам для очистки промышленных и/или бытовых сточных вод, содержащим фильтры на основе торфа. Устройство предназначено для комплексной глубокой очистки сточных вод от твердых, жировых и масляных частиц, нефтепродуктов, растворенных тяжелых металлов (и/или их солей) и других вредных и загрязняющих веществ. Устройство может быть использовано для очистки или поддержания в надлежащем состоянии открытых водоемов от нефти и подобных загрязнений, в коллекторах для отделения жидких или твердых веществ из сточных вод, например для использования в дренажах, ведущих к коллекторам канализации, в том числе и ливневой, на АЭС, автобазах, автомойках, на химических, металлургических, пищевых и других предприятиях, и т.п.
Известны очистные сооружения, в которых используются устройства для очистки сточных вод пищевых производств, содержащие расположенные в корпусе различные камеры: камеру аэрации, отстаивания и др. (См. RU 2042651 С1, опубликовано 27.08.1995). В известном устройстве наряду с другими очистными элементами используются торфосодержащие фильтры.
Также известна система для очистки сточных вод, преимущественно бытовых и канализационных отходов, содержащая отстойник и фильтровальные камеры, сорбирующие элементы в которых выполнены на основе торфа (US 5618414 опубликовано 1997).
Однако, известные устройства имеют ограниченное применение и направлены на очистку воды в большей степени от определенного вида загрязнений: механических, органических, или других вредных примесей, и не обеспечивают комплексной очистки.
Техническим результатом заявленной полезной модели является создание конструктивно простого и надежного в эксплуатации устройства
очистки сточных вод, обеспечивающего комплексную глубокую очистку воды с различной степенью и составом загрязняющих веществ.
Технический результат достигается тем, что устройство для очистки сточных вод содержит три последовательно соединенные друг с другом посредством патрубков емкости: первая емкость для осаждения тяжелых фракций, вторая емкость - осветлитель с однослойным фильтром, составленным из отдельных фильтрующих сорбирующих элементов из торфа, и третья емкость - фильтрующая, содержащая многослойный фильтр, по крайней мере, два слоя которого составлены из фильтрующих сорбирующих элементов из торфа, и, по крайней мере, один слой которого предназначен для дополнительной очистки, и содержит активированный уголь, при этом как однослойный, так и многослойный фильтры установлены на водопроницаемых опорах соответственно во второй и третьей емкостях, водопроницаемая опора второй емкости расположена так, чтобы пропущенная через однослойный фильтр вода через выходной патрубок второй емкости поступала в третью емкость на многослойный фильтр, водопроницаемая опора в третьей емкости установлена так, чтобы многослойный фильтр третьей емкости был размещен над выходным патрубком третьей емкости, при этом у третьей емкости выполнена дыхательная труба, для обеспечения воздушного промежутка, соединенного напрямую с атмосферным воздухом, и образованного между нижним слоем многослойного фильтра и уровнем очищенной воды.
Выполнение слоев из отдельных сорбирующих фильтрующих элементов обеспечивает при необходимости простую замену отработанных элементов.
Высота воздушного промежутка в третьей емкости обычно составляет 5-25 см.
Дыхательная труба у третьей емкости может быть использована как пробоотборная, для контроля степени очистки воды на выходе из
устройства, для последующего принятия решения о необходимости замены фильтрующих элементов слоев.
Отработанные фильтрующие элементы из торфа после очистки бытовых сточных вод утилизируют в компостных кучах. Фильтрующие элементы после очистки промышленных вод сжигаются.
Фильтрующие элементы могут быть выполнены мешочного, корзиночного или контейнерного типа.
Три емкости заявленного устройства могут быть объединены в едином корпусе.
Водопроницаемые опоры второй и третьей емкостей обычно состоят из сеток, на которую устанавливаются соответствующие фильтры, расположенные на опорной решетке, которая размещена на опорных уголках крепящихся к стенкам корпуса.
Предлагаемое устройство для очистки сточных вод схематично изображено на фиг.1, где использованы следующие обозначения:
1. - корпус,
2. - входной патрубок,
3. - первый отсек (емкость) - осадитель,
4. - уровень воды в первом отсеке,
5. - крышка первого отсека,
6. - выходной патрубок первого отсека,
7. - крышка второго и третьего отсеков,
8. - второй отсек (емкость),
9. - дыхательный патрубок,
10. - третий отсек (емкость),
11. - составной фильтр на основе торфа,
12. - нижняя сетка второго отсека, на которую устанавливается составной фильтр,
13. - опорная решетка из стального прутка,
14. - опорные уголки второго отсека,
15. - выходной патрубок второго отсека,
16. - переливное и дыхательное отверстие в корпусе,
17. - переливная, дыхательная и пробоотборная труба,
18. - рабочий уровень воздуха в третьем отсеке,
19. - первый слой многослойного фильтра третьего отсека,
20. - второй слой многослойного фильтра третьего отсека,
21. - третий слой многослойного фильтра третьего отсека,
22. - четвертый слой многослойного фильтра третьего отсека,
23. - первый дополнительный слой многослойного фильтра,
24. - второй дополнительный слой многослойного фильтра,
25. - нижняя сетка третьего отсека, на которую устанавливаются фильтры третьего отсека,
26. - опорные решетки третьего отсека,
27. - опорные уголки третьего отсека,
28. - воздушное пространство под фильтром в третьем отсеке,
29. - выходной патрубок из третьего отсека,
30. - уровень стояния воды в нижней части третьего отсека
31. - уровень стояния воды во втором отсеке.
Заявленное устройство для очистки сточных вод работает следующим образом. Очистные сооружения состоят из трех последовательно соединенных патрубками отсеков, которые могут состоять, как из отдельных емкостей, так и могут быть объединены в едином корпусе, стальном, железобетонном, пластиковом или комбинированным по желанию заказчика. Первая емкость - осадитель. Здесь сточную воду, поступающую в очистительные сооружения, очищают от тяжелых фракций (песок и т.д.), путем их осаждения.
Затем вода через выходной патрубок первой емкости поступает во вторую емкость - осветлитель. Вторая емкость содержит однослойный
фильтр, составленный из отдельных фильтрующих сорбирующих элементов из торфа, на которые и поступает вода из первой емкости. Фильтрующие элементы могут быть выполнены размером 25×25×25 см, и могут быть мешочного, корзиночного или контейнерного типа. Выполнение слоев из отдельных сорбирующих фильтрующих элементов обеспечивает при необходимости быструю замену отработанных элементов. Отработанные фильтрующие элементы из торфа после очистки бытовых сточных вод обычно утилизируют в компостных кучах.
Во второй емкости происходит первая ступень очистки сточных вод, поступивших из осадителя.
Осветленный поток сточных вод подается в третью емкость - камеру фильтрования сверху через выходной патрубок второй емкости на неподвижный многослойный фильтр, опирающийся на водопроницаемую опору в третьей емкости, которая установлена так, что многослойный фильтр третьей емкости располагается над выходным патрубком третьей емкости. При этом у третьей емкости выполнена дыхательная труба, для обеспечения воздушного промежутка, соединенного напрямую с атмосферным воздухом, и образованного между нижним слоем многослойного фильтра и уровнем очищенной воды. Необходимость воздушного промежутка обусловлена тем, что процесс фильтрации должен быть максимально быстрым, а именно указанный воздушный промежуток и обеспечивает быстрое прохождение очищаемой воды через многослойный фильтр.
Количество слоев в многослойном фильтре выбирают в зависимости от степени загрязнения сточных вод. Многослойный фильтр содержит, по крайней мере, два слоя, составленные из фильтрующих сорбирующих элементов из торфа, и, по крайней мере, один слой, предназначенный для дополнительной очистки, и содержащий активированный уголь. Это минимальное необходимое количество слоев в многослойном фильтре, которое должно быть использовано в каждом устройстве согласно
заявленной полезной модели.
Количество указанных слоев многослойного фильтра может быть, при необходимости, увеличено, что определяется как спецификой очищаемой воды (использование на предприятии, в быту, и т.п.), так и необходимой степенью очистки сточных вод. Для различных областей использования могут быть добавлены различные слои многослойного фильтра, выбор которых может быть осуществлен с использованием многолетнего опыта очистных мероприятий и многочисленные фильтрующие материалы.
Основным условием использования заявленной полезной модели остается использование в заявленной конструкции того необходимого минимума слоев многослойного фильтра, которое указано в независимом пункте формулы.
При сборке заявленного устройства как однослойный, так и многослойный фильтры устанавливают на водопроницаемых опорах соответственно во второй и третьей емкостях. Водопроницаемые опоры второй и третьей емкостей обычно состоят из сетки, на которую устанавливаются соответствующие фильтры, расположенной на опорной решетке, которая размещена на опорных уголках. Опорные решетки обычно изготавливают сварными из стального прутка диаметром до 10 мм с отверстиями 10×10 см. Опорные уголки второй емкости обычно выполняют размером 25×25 мм, опорные уголки третьей емкости обычно выполняют размером 50×50 мм. Однако эти размеры могут быть и другими, в зависимости от конструктивных особенностей емкостей. Опорные уголки обычно крепят к стенкам корпуса. Сеток может быть несколько.
Как уже было отмечено, водопроницаемую опору второй емкости располагают так, чтобы пропущенная через однослойный фильтр вода через выходной патрубок второй емкости поступала в третью емкость на многослойный фильтр. Водопроницаемую опору в третьей емкости устанавливают так, чтобы многослойный фильтр третьей емкости был
размещен над выходным патрубком третьей емкости, при этом у третьей емкости выполняют дыхательную трубу, для обеспечения воздушного промежутка, соединенного напрямую с атмосферным воздухом, и образованного между нижним слоем многослойного фильтра и уровнем очищенной воды. Высота воздушного промежутка в третьей емкости обычно составляет 5-25 см.
При пропускании воды через расположенный указанным образом многослойный фильтр третьей емкости происходит окончательная очистка воды. На выходе из устройства получается чистая вода без вредных примесей (в пределах ПДК).
Таким образом образом получено конструктивно простое и надежное в эксплуатации устройство очистки сточных вод, обеспечивающее комплексную глубокую очистку воды с различной степенью и составом загрязняющих веществ.
Заявленное устройство очистки сточных вод не имеет трущихся и движущихся частей, не имеет систем управления, не подключается к электрическим сетям. В течение всего периода эксплуатации не требует ежедневного обслуживания.
Обслуживание заявленного устройства в основном сводится к замене фильтрующих элементов по мере их насыщения, которое может быть проконтролировано посредством устройства, определяющего степень очистки сточных вод на выходе. Это устройство может быть установлено на выходе дыхательной трубы, которая в данном случае будет использована как пробоотборная.
Таким образом, заявленное устройство может быть использовано для: Создания на судах установок по сбору нефтепродуктов, разлившихся по поверхности воды, как на внутренних водоемах, так и на морских и океанских поверхностях, для очистки вод, образовавшихся при отмыве емкостей танкеров и других судов от нефтепродуктов, чтобы не сбрасывать
их в открытом море или на рейдах, и не перевозить для утилизации на берег. В состав таких судовых установок должны входить: устройства для забора загрязненной воды, очистительные сооружения, позволяющие максимально быстро и, по возможности, полно очищать забранную загрязненную воду - установки для очистки воды предлагаемого типа. Обеспечивается быстрая замена насыщенных фильтрующих элементов, экологически чистая утилизация на ЭЧУТО насыщенных фильтрующих элементов. Возможно, что в ряде случаев насыщение фильтрующих элементов будет происходить очень быстро (несколько минут), поэтому конструкция фильтров и фильтрующих элементов должна позволять их очень быструю замену без остановки процесса очистки или с минимальной остановкой. Стоимость фильтрующих элементов должна быть минимальной, т.к. они будут одноразового использования. Процесс фильтрации потока через фильтр и фильтрующие элементы должен быть максимально быстрым, для этого и нужен воздушный промежуток под фильтром, т.к. именно он обеспечивает быструю фильтрацию, тем более, сверху вниз.
Создания очистных установок для размещения их в дренажных помещениях и коллекторах ливневой канализации, на АЭС, автобусных, авторемонтных производствах, автомойках и других подобных местах. При этом фильтры и фильтровальные элементы могут быть расположены, как в открытых, так и в закрытых корпусах. Фильтровальные элементы (использованные) должны просто и легко заменяться. Уничтожаться могут как в котельных (сжигаться), так и на установках экологически чистой утилизации твердых отходов - ЭЧУТО.
Создания установок для очистки стоков с гальванических и других химических производств (улавливания тяжелых металлов на машиностроительных предприятиях и т.д.), с последующей утилизацией на ЭЧУТО и получения концентрированного коксозольного остатка. Для таких установок нужны многослойные фильтры с фильтрующими элементами с
дополнительными активированными углями, и другими органическими веществами. Фильтрующие вещества в каждом отдельном случае подбираются с учетом специфики производства, в котором они используются. Конструкция очистного устройства остается такой же.
Для очистки сточных вод в быту, а сейчас имеются около 20000000 домов, не имеющих централизованной канализации. Использование предлагаемых устройств для очистки сточных вод позволит создать комфортные условия для пристройки или встраивания современных туалетов, ванных комнат и других подобных «удобств», как в домах в провинции, так и в дачных поселках. Для них фильтрующие элементы на основе торфа (дешевые и легко заменяемые) могут служить по нескольку месяцев и затем утилизироваться в компостных кучах, и после перегнивания использоваться как очень хорошее удобрение на приусадебных и садовых участках. Сточные воды не будут попадать в колодцы. Варианты различных встроено - пристраиваемых помещений с ванными и туалетами могут быть разработаны дополнительно. Главная их основа индивидуальные или мелкогрупповые очистные сооружения, созданные по предлагаемой полезной модели.
Во всех случаях использования заявленного устройства достигается указанный технический результат.
1. Устройство для очистки сточных вод, содержащее три последовательно соединенные друг с другом посредством патрубков емкости: первая емкость для осаждения тяжелых фракций, вторая емкость - осветлитель с однослойным фильтром, составленным из отдельных фильтрующих сорбирующих элементов из торфа, и третья емкость - фильтрующая, содержащая многослойный фильтр, по крайней мере, два слоя которого составлены из фильтрующих сорбирующих элементов из торфа, и, по крайней мере, один слой которого предназначен для дополнительной очистки, и содержит активированный уголь, как однослойный, так и многослойный фильтры установлены на водопроницаемых опорах соответственно во второй и третьей емкостях, при этом водопроницаемая опора второй емкости расположена так, чтобы пропущенная через однослойный фильтр вода через выходной патрубок второй емкости поступала в третью емкость на многослойный фильтр, водопроницаемая опора в третьей емкости установлена так, чтобы многослойный фильтр третьей емкости был размещен над выходным патрубком третьей емкости, при этом у третьей емкости выполнена дыхательная труба для обеспечения воздушного промежутка, соединенного напрямую с атмосферным воздухом, и образованного между нижним слоем многослойного фильтра и уровнем очищенной воды.
2. Устройство для очистки сточных вод по п.1, отличающееся тем, что выполнение слоев из отдельных сорбирующих фильтрующих элементов обеспечивает при необходимости замену отработанных элементов.
3. Устройство для очистки сточных вод по п.1, отличающееся тем, что высота воздушного промежутка в третьей емкости составляет 5-25 см.
4. Устройство для очистки сточных вод по п.1, отличающееся тем, что дыхательная труба использована как пробоотборная, для контроля степени очистки воды на выходе из устройства для принятия решения о необходимости замены фильтрующих элементов слоев.
5. Устройство для очистки сточных вод по п.1, отличающееся тем, что отработанные фильтрующие элементы из торфа после очистки сточных вод в быту утилизируют в компостных кучах, а при очистке промышленных сточных вод сжигаются в котельных или на установках по экологически чистой утилизации твердых отходов - ЭЧУТО.
6. Устройство для очистки сточных вод по п.1, отличающееся тем, что фильтрующие элементы выполнены размером 25х25х25 см.
7. Устройство для очистки сточных вод по п.1, отличающееся тем, что фильтрующие элементы выполнены мешочного, корзиночного или контейнерного типа.
8. Устройство для очистки сточных вод по п.1, отличающееся тем, что водопроницаемые опоры второй и третьей емкостей состоят из сеток, на которые устанавливаются соответствующие фильтры, расположенные на опорных решетках, которые размещены на опорных уголках, крепящихся к стенкам корпуса.
9. Устройство для очистки сточных вод по п.1, отличающееся тем, что три емкости устройства могут быть объединены в едином корпусе.
