Установка для очистки сточных вод
Использование: В установках очистки сточных вод для биохимической очистки и глубокой доочистки хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу промышленных сточных вод. Существо: Установка содержит камеру гашения напора воды, усреднитель потока воды с камерой гашения напора воды и с системой гидравлического перемешивания, включающей первый насос и трубопроводы, аэротенк, разделенный соответствующей перегородкой на две ступени, система аэрации, включающая компрессор с трубопроводами и аэраторами, первый из которых расположен в первой ступени аэротенка, второй насос, вход которого связан со всасывающим коллектором, а выход через соответствующий трубопровод - с денитрификатором, содержащим загрузку, резервуар с очищенной водой, расположенный на выходе установки, при этом трубопровод подвода стоков соединен со входом усреднителя потока воды, а трубопровод отвода очищенной воды соединен с выходом резервуара с очищенной водой, в системе гидравлического перемешивания вход первого насоса соединен со всасывающим трубопроводом отбора сточной воды из усреднителя, а выход указанного насоса соединен с трубопроводом возврата части сточной воды в усреднитель и трубопроводом подачи сточной воды в денитрификатор, фильтрующий мембранный модуль с вакуумным коллектором, расположенные во второй ступени аэротенка, третий насос, установленный в магистрали отбора очищенной воды из фильтрующего мембранного модуля, четвертый насос, установленный в магистрали отбора промывочной воды из резервуара с очищенной водой, вакууметр, связанный с вакуумным коллектором, причем выход магистрали отбора очищенной воды из фильтрующего мембранного модуля подключен ко входу резервуара с очищенной водой, а выход магистрали отбора промывочной воды из резервуара с очищенной водой подключен к фильтрующему мембранному модулю, связанному со всасывающим коллектором. Фильтрующий мембранный модуль содержит полые волоконные полимерные элементы или пластинчатые полимерные элементы. В магистрали отбора очищенной воды из фильтрующего мембранного модуля установлены водосчетчик и регулирующий вентиль. В магистрали отбора промывочной воды из резервуара с очищенной водой установлен регулирующий вентиль.
1 н.п.ф.п.м., 1 илл.
Полезная модель относится к технологии очистки сточных вод в анаэробных и аэробных условиях, в частности, к биохимической очистке от органических, азотосодержащих и веществ, и может быть использовано для биохимической очистки и глубокой доочистки хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу промышленных сточных вод.
Известна установка для обработки сточных вод [1], содержащая аэротенк, аэробный стабилизатор и центрально расположенный вторичный отстойник, илоловушки с водоотводящими лотками, установленные в илоловушке аэробного стабилизатора с возможностью перемещения вокруг горизонтальной оси, наклонный щит с шарниром, а также горизонтально расположенный в верхней части установки трубопровод, соединяющий водоотводящий лоток аэробного стабилизатора и аэротенк.
Недостатком такой установки является низкая эффективность очистки сточных вод.
Известна установка для очистки сточных вод и обработки осадков [2], содержащая первичный отстойник с трубопроводами подачи сточной воды и отвода осветленной воды и осадка, аэротенки первой и второй ступеней с аэраторами, каркасы с наполнителем, выполненным из капронового волокна и стекловолокна в виде «ершей», сетчатым коробом с загрузкой, тонкостенные модули, а также трубопроводы подачи сжатого воздуха, аэраторы аэротенков расположены вдоль и поперек коридоров последних, каркасы с наполнителем размещены в первичном отстойнике с примыканием к аэраторам в аэротенке второй ступени, сетчатые коробы размещены над аэраторами аэротенка первой ступени, а тонкослойные модули - в отстойнике второй ступени, при этом отстойник второй ступени соединен трубопроводом с первичным отстойником.
Недостатком такой системы очистки сточных вод также является недостаточная эффективность очистки сточных вод и большой объем оборудования.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является известная установка для очистки сточных вод [3], содержащая камеру гашения напора воды,
расположенную в усреднителе потока воды, аэротенк, отстойник, фильтр с загрузкой и обеззараживатель, перегородки, трубопроводы и насосы, при этом трубопровод подвода стоков соединен со входом усреднителя потока воды, а трубопровод отвода очищенной воды соединен с выходом обеззараживателя, аэротенк связан через тонкослойный илоотделитель с отстойником, который связан через прямой переток в соответствующей перегородке с фильтром, связанным с обеззараживателем, при этом усреднитель потока воды оборудован системой гидравлического перемешивания, включающей первый насос, соответствующие трубопроводы и водовоздушный эжектор, аэротенк оборудован системой аэрации, включающей второй насос с соответствующими трубопроводами и водовоздушный эжектор, в системе гидравлического перемешивания вход первого циркуляционного насоса соединен со всасывающим трубопроводом отбора сточной воды из усреднителя, а выход указанного насоса соединен с трубопроводом возврата части сточной воды в усреднитель и трубопроводом подачи сточной воды в аэротенк, на трубопроводе подачи воды из усреднителя в аэротенк установлен первый водосчетчик; в системе аэрации вход второго циркуляционного насоса соединен со всасывающим коллектором, к которому подключены трубопровод рециркуляции ила из отстойника и трубопровод промывной воды, соединенный с выходом фильтра, в системе аэрации к напорному трубопроводу второго циркуляционного насоса подключены трубопровод сброса избыточного ила и трубопровод подачи части ила в усреднитель.
Недостатком такой установки является сложность очистного сооружения, обусловленная большим количеством оборудования, а также недостаточная степень очистки сточных вод.
Технический результат, заключающийся в устранении указанных недостатков, достигается в предлагаемой установке для очистки сточных вод, содержащей камеру гашения напора воды, усреднитель потока воды с камерой гашения напора воды и с системой гидравлического перемешивания, включающей первый насос и трубопроводы, аэротенк, разделенный соответствующей перегородкой на две ступени, система аэрации, включающая компрессор с трубопроводами и аэраторами, первый из которых расположен в первой ступени аэротенка, второй насос, вход которого связан со
всасывающим коллектором, а выход через соответствующий трубопровод - с денитрификатором, содержащим загрузку, резервуар с очищенной водой, расположенный на выходе установки, при этом трубопровод подвода стоков соединен со входом усреднителя потока воды, а трубопровод отвода очищенной воды соединен с выходом резервуара с очищенной водой, в системе гидравлического перемешивания вход первого насоса соединен со всасывающим трубопроводом отбора сточной воды из усреднителя, а выход указанного насоса соединен с трубопроводом возврата части сточной воды в усреднитель и трубопроводом подачи сточной воды в денитрификатор, тем, что она содержит фильтрующий мембранный модуль с вакуумным коллектором, расположенные во второй ступени аэротенка, третий насос, установленный в магистрали отбора очищенной воды из фильтрующего мембранного модуля, четвертый насос, установленный в магистрали отбора промывочной воды из резервуара с очищенной водой, вакууметр, связанный с вакуумным коллектором, причем выход магистрали отбора очищенной воды из фильтрующего мембранного модуля подключен ко входу резервуара с очищенной водой, а выход магистрали отбора промывочной воды из резервуара с очищенной водой подключен к фильтрующему мембранному модулю, связанному со всасывающим коллектором.
Указанный технический результат достигается также тем, что фильтрующий мембранный модуль содержит полые волоконные полимерные элементы или пластинчатые полимерные элементы.
Для регулировки потоков в магистрали отбора очищенной воды из фильтрующего мембранного модуля установлены водосчетчик и регулирующий вентиль, а в магистрали отбора промывочной воды из резервуара с очищенной водой установлен регулирующий вентиль, что позволяет устанавливать оптимальные скорости потоков очищенной и промывочной воды.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена технологическая блок-схема установки.
Предлагаемая установка для очистки сточных вод содержит усреднитель 1 потока воды, денитрификатор 2, аэротенк, состоящий из первой и второй ступеней 3 и 4, разделенных перегородкой 5, резервуар 6 с очищенной водой, расположенный на выходе
установки, фильтрующий мембранный модуль 7 и систему трубопроводов для транспортировки жидких сред и воздуховодов для подачи воздуха в систему аэрации. В усреднителе 1 потока воды расположены камера 8 гашения напора воды и песколовка 9.
Трубопровод 10 подвода стоков соединен с входом усреднителя 1 потока воды, а трубопровод 11 отвода очищенной воды соединен с выходом резервуара 6 с очищенной водой. Усреднитель 1 потока воды и денитрификатор 2 оборудованы системой гидравлического перемешивания, включающей первый насос 12 (циркуляционный), первый напорный коллектор 13 (изображен двойной линией), всасывающий трубопровод 14 отбора сточной воды из усреднителя 1, трубопровод 15 возврата части сточной воды в усреднитель 1 и трубопровод 16 подачи сточной воды в денитрификатор 2. Вход первого насоса 12 соединен со всасывающим трубопроводом 14, а выход насоса 12 соединен через первый напорный коллектор 13 с трубопроводами 15 и 16.
Денитрификатор 2 и фильтрующий мембранный модуль 7 оборудованы системой рециркуляции возвратного ила и сброса избыточного ила, включающей второй насос 17 (рециркуляционный), всасывающий коллектор 18, трубопровод 19 отбора ила из фильтрующего мембранного модуля 7, вентиль 20, трубопровод 21 отбора ила из денитрификатора 2, второй напорный коллектор 22, трубопровод 23 подачи возвратного ила в денитрификатор 2 и трубопровод 24 сброса избыточного ила.
Вход второго насоса 17 подключен к всасывающему коллектору 18, к которому подведены трубопроводы 19 и 21, а выход насоса 17 через второй напорный коллектор 22 соединен с трубопроводами 23 и 24.
Система аэрации содержит компрессор 25, коллектор 26, соединенный с воздуховодами 27 и 28, связанных соответственно с аэраторами 29 и 30, расположенными соответственно в первой 3 и второй 4 ступенях аэротенка и выполненных в виде труб с отверстиями.
Усреднитель 1 потока воды связан посредством регулируемого обратного первого перетока 31 через первую перегородку 32 с денитрификатором 2, связанным через регулируемый второй переток 33 во второй перегородке 34 с первой ступенью 3 аэротенка, которая, в свою очередь, связана через прямой третий переток 35 под
перегородкой 5 со второй ступенью 4 аэротенка, а следовательно, и с фильтрующим мембранным модулем 7, в верхней части которого расположен вакуумный коллектор 36.
При этом направление потока «слева-направо» считается прямым, а «справа-налево» - обратным. Для регулировки расхода воды в потоке предназначены элементы 37 и 38 (регулируемые задвижки).
Выход фильтрующего мембранного модуля 7 соединен посредством трубопровода 39, на котором установлены вакууметр 40, вентиль 41, третий насос 42, водосчетчик 43 и регулирующий вентиль 44, с резервуаром 6.
Денитрификатор 2 содержит загрузку 45, которая выполнена в виде кассет.
В системе гидравлического перемешивания и в системе рециркуляции возвратного ила и сброса избыточного ила установлены счетчики 46 и 47, предназначенные для контроля количества прошедшей жидкой среды, и вентили 48, 49, предназначенные для регулировки потоков жидких сред в соответствующих трубопроводах.
На трубопроводе 23 установлен вентиль 50, на трубопроводе 21 - вентиль 51, которые совместно с вентилем 20 предназначены для регулировки потоков в системе рецеркуляции возвратного ила. На трубопроводе 52 установлен вентиль 53, предназначенный для регулировки потока промывочной воды, поступающей от резервуара 6 в фильтрующий мембранный фильтр 7.
Кроме того, на трубопроводе 52 установлены четвертый насос 54, вход которого подключен через вентиль 55 и трубопровод 56 к резервуару 6.
На трубопроводе 24 установлен вентиль 57, предназначенный для регулировки количества сбрасываемого ила в илонакопитель (на чертеже не показан).
В системе аэрации на воздуховодах 27 и 28 установлены вентили 58 и 59, предназначенные для регулировки количества воздуха, подаваемого в аэраторы 29 и 30.
В камере 8 гашения напора воды установлен решетчатый контейнер 60, предназначенный для сбора мусора, а в песколовке установлена перегородка 61, изменяющая направление потока поступающей в установку сточной воды.
Во второй ступени 4 аэротенка установлена полупогружная перегородка 62, установленная перед модулем 7 и предназначенная для задания необходимого
направления потока воды. Перегородка 62 крепится к боковым стенкам нитрификатора 4 (на чертеже не показано).
Установка работает следующим образом.
Сточная вода от канализационной насосной станции (на чертеже не показана) или самотеком поступает по трубопроводу 10 в камеру 8 гашения напора воды с размещенным в нем решетчатым контейнером 60, предназначенным для очистки воды от мусора и грубодисперсных примесей, которые периодически удаляются вручную в мусорный контейнер (на чертеже не показан).
Из камеры гашения напора сточная вода самотеком поступает в песколовку 9 и далее, огибая перегородку 61 в усреднитель 1 потока воды.
Уровень воды во всех резервуарах установки показан на чертеже пунктирной линией, а направление циркуляции жидкой среды показано дугообразными стрелками.
Песок из бункеров песколовки 9 под действием гидростатического давления периодически сбрасывается (помечено стрелкой 63) на песковые площадки.
Вместе с тем, в усреднитель 1 через обратный регулируемый первый переток 31 поступает часть денитрифицированной иловой смеси из денитрификатора 2, где происходит его анаэробная обработка в условиях отсутствия растворенного и связанного (в нитратах) кислорода, что способствует созданию анаэробных условий.
Предотвращению оседания ила способствует система гидравлического перемешивания, работающая от первого (циркуляционного) насоса 12 через всасывающий трубопровод 14 и трубопровод 15 возврата части сточной воды.
Одновременно обработанная в анаэробных условиях денитрифицированная смесь с очищенной от мусора сточной водой через первый напорный коллектор 13 и водосчетчик 46 по трубопроводу 16 подается в денитрификатор 2. Туда же по трубопроводу 23 насосом 17 (рециркуляционным) из второй ступени 4 аэротенка через всасывающий коллектор 18 подается рециркулирующая иловая смесь с высоким содержанием нитратов. Под действием денитрифицирующего ила, находящегося на загрузке 45, нитраты переводятся в газообразный азот, который удаляется естественным путем.
Процессу денитрификации и предотвращению оседания ила способствует гидравлическое перемешивание под действием струй от трубопроводов 16 и 23.
Из денитрификатора 2 иловая смесь самотеком через регулируемый прямой второй переток 33 поступает в первую ступень 3 аэротенка, где происходит аэробная биохимическая очистка воды от основной части органических загрязнений.
В первой ступени 3 аэротенка перемешивание иловой смеси и предотвращение оседания ила обеспечивается барботированием смеси с помощью системы аэрации путем подачи воздуха от компрессора 25 через коллектор 26 и воздуходводы 27 и 28 к аэраторам 29 и 30.
Далее сточная вода поступает в фильтрующий мембранный модуль 7, расположенный во второй ступени 4 аэротенка, через прямой третий переток 35, выполненный в виде окон в нижней части перегородки 5.
Фильтрующий мембранный модуль 7 содержит полые волоконные полимерные элементы или пластинчатые полимерные элементы (на чертеже не показаны). Входной поток очищаемой воды поступает на внешние поверхности указанных элементов и проходит во внутренние полости этих элементов через микропоры в стенках. Внутренние полости фильтрующих элементов сообщаются с вакуумным коллектором 36.
После прохождения модуля 7 фильтрат (очищенная вода) из вакуумного коллектора 36 отсасывается насосом 54 и подается в резервуар 6 чистой воды и по трубопроводу 11 направляется в водоем. Для регулировки и контроля работы фильтрующего мембранного модуля 7 на трубопроводе 39 установлен мановакуметр 40, а также водосчетчик 43 и регулирующий вентиль 44.
Для продувки фильтрующего мембранного модуля 7 служит насос 54, связанный всасывающим трубопроводом 56 с резервуаром 6 с чистой водой и нагнетающим трубопроводом 52 с вакуумным коллектором 36 модуля 7. Вентили 41 и 55 служат для отключения соответствующих всасывающих трубопроводов (39 и 56), а вентиль 53 для регулировки давления продувки модуля 7 по показаниям мановакуметра 40.
С течением времени в порах мембран откладываются соли некоторых веществ, присутствующих в сточной воде. Это требует химической обработки мембран в
соответствующих растворах. Для осуществления химической очистки мембран резервуар 6 с чистой водой имеет не менее 2-х секций (на рисунке не показано), одна из которых может быть использована для химической очистки (регенерации) мембран.
На трубопроводах и перед насосами установлены запорные вентили 51, 20, 55. Для обеспечения возможности регулировки потоков жидких сред и аэрирующего воздуха на соответствующих трубопроводах установлены регулирующие элементы-вентили 48, 49, 50, 57, 44, 53 и на воздухопроводах 27 и 28 - вентили 58 и 59.
В результате использования фильтрующего мембранного модуля 7, размещенного непосредственно в аэротенке, достигается следующий положительный эффект:
- концентрация ила в фильтрате ниже нормативов для водоемов рыбохозяйственного назначения;
- увеличивается концентрация ила в реакционном пространстве сооружений очистки, что в свою очередь, повышает степень очистки от органических и неорганических соединений;
- сокращается количество стадий технологического процесса очистки, а в связи с увеличением концентрации ила уменьшаются размеры оставшихся сооружений в частности для биохимической очистки.
Установка изготавливается в виде металлического контейнера, имеет малые габариты и небольшую массу, что облегчает ее монтаж, и может перевозиться автомобильным, железнодорожным и морским транспортом.
Источники информации:
1. Патент РФ №785225, М. Кл. C 02 F 3/12, опублик. 1980.
2. Патент РФ №1710525, М. Кл. С 02 F 3/30, опублик. 1992 г.
3. Патент РФ №2225367, М. Кл. С 02 F 3/30, опублик. 2004 г.
1. Установка для очистки сточных вод, содержащая камеру гашения напора воды, усреднитель потока воды с камерой гашения напора воды и с системой гидравлического перемешивания, включающей первый насос и трубопроводы, аэротенк, разделенный соответствующей перегородкой на две ступени, система аэрации, включающая компрессор с трубопроводами и аэраторами, первый из которых расположен в первой ступени аэротенка, второй насос, вход которого связан со всасывающим коллектором, а выход через соответствующий трубопровод - с денитрификатором, содержащим загрузку, резервуар с очищенной водой, расположенный на выходе установки, при этом трубопровод подвода стоков соединен со входом усреднителя потока воды, а трубопровод отвода очищенной воды соединен с выходом резервуара с очищенной водой, в системе гидравлического перемешивания вход первого насоса соединен со всасывающим трубопроводом отбора сточной воды из усреднителя, а выход указанного насоса соединен с трубопроводом возврата части сточной воды в усреднитель и трубопроводом подачи сточной воды в денитрификатор, отличающаяся тем, что она содержит фильтрующий мембранный модуль с вакуумным коллектором, расположенные во второй ступени аэротенка, третий насос, установленный в магистрали отбора очищенной воды из фильтрующего мембранного модуля, четвертый насос, установленный в магистрали отбора промывочной воды из резервуара с очищенной водой, вакуумметр, связанный с вакуумным коллектором, причем выход магистрали отбора очищенной воды из фильтрующего мембранного модуля подключен ко входу резервуара с очищенной водой, а выход магистрали отбора промывочной воды из резервуара с очищенной водой подключен к фильтрующему мембранному модулю, связанному со всасывающим коллектором.
2. Установка для очистки сточных вод по п.1, отличающаяся тем, что фильтрующий мембранный модуль содержит полые волоконные полимерные элементы.
3. Установка для очистки сточных вод по п.1, отличающаяся тем, что фильтрующий мембранный модуль содержит пластичные полимерные элементы.
4. Установка для очистки сточных вод по п.1, отличающаяся тем, что в магистрали отбора очищенной воды из фильтрующего мембранного модуля установлены водосчетчик и регулирующий вентиль.
5. Установка для очистки сточных вод по п.1, отличающаяся тем, что в магистрали отбора промывочной воды из резервуара с очищенной водой установлен регулирующий вентиль.
