Оборудование для биологической очистки сточных вод, содержащих углеродистые и азотистые вещества

 

Изобретение касается очистки сточных вод методами аэробной активации и нитрификации, а также анаэробной денитонАикаиии активным илом. Цель изобретения - интенсификация процесса очистки и улучшение эксплуатационных характеристик оборудования. В оборудовании для биологической очистки сточных вод, содержащих углеродистые и азотистые вещества, устройство 6 денитрификации соединено с трубопроводом 17 исходной воды и выполнено в вертикальном цилиндрическом корпусе 1. В этом корпусе имеется камера сепарации для флюидной фильтрации , которая соединена с устройством 6 денитрификации через патрубок 13 активного ила. С устройством 6 денитрификации соединено устройство 5 активации, выполненное в следующем цилиндрическом корпусе 111, имеющее элементы 28 аэрации. 4 з.п. ф-лы, 5 ил. (О (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

442508 А1 (19) (11) (51) 1 С 02 F 3/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (89) CS 2282()8 (48) 27.12.83 (21) 7772243/23-26 (22) 21.01.82 (-3 t) РЧ .6083-80

; (32) 24, 10.81 (33) С$ (46) 07. 1.2.88. Бюп. Н 45 (71) Агрозет Ппгржимов, Коицер новы подник (С$) . (72) Мацкрле Сватоплук, Мацкрле Вла, димир и Драчка Олдржих (С$) (53) 628,356 (088.8) (54) ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ

ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, СОДЕРЖАЩИХ УГЛЕРОДИСТЫЕ И АЗОТИСТЫЕ ВЕЩЕСТВА (57) Изобретение касается очистки сточных вод методами аэробной активации и нитрификации, а также анаэробной денитвификапии активным илом.

Цель изобретения — интенсификация процесса очистки и улучшение эксплуатационных характеристик оборудования.

В оборудовании для .биологической очистки сточных вод, содержащих углеродистые и азотистые вещества, устройство 6 денитрификации соединенб с трубопроводом 17 исходной воды и выполнено в вертикальном цилиндрическом корпусе 1. В этом корпусе имеется камера сепарации для флюидной фильтрации, которая соединена с устройством 6 денитрификации через патрубок

13 активного нла. С устройством 6 денитрификацин соединено устройство

5 активации, выполненное в следующем цилиндрическом корпусе 111, имеющее элементы 28 аэрации. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1442508

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод, содержащих углеродистые и азотистые вещества, методами аэробной активации и

5 нитрификации и анаэробной денитрификации активным илом и может быть использовано для комплексной очистки хозяйственных фекальных вод при их выпуске в водоемы или для обработки 10 сточных вод с высоким содержанием аммиака и органического связанного азота, например навозных стоков сельскохозяйственных животных.

Процессы устранения из сточных вод азотистых веществ одновременно с углеродистыми в технологии водоочистки известны и применяются, Наиболее широко распространенной технологией является метод единого активно- 20 го ила, поочередно подвергаемого влиянию аэробных и анаэробных условий.

В этих комплексных способах водоочистки происходят в аэробном активирующем процессе энзиматические про- 25 цессы окисления органических веществ и окисление аммиака в нитраты, а в анаэробной части процесса — восстановление нитратов в присутствии органических углеродистых веществ, как источников водорода, в газообразный азот. Известны и условия эффективного хода процессов нитрификации и денитрификации (температура в интервале от 13 до 35 С, соответствующий рН и достаточный возраст ила, обеспечивающий необходимую концентрацию нитрификационных и денитрификационных микроорганизмов в активном иле) .

При очистке сточных воц с одновременным удалением азотистых веществ .применяется классическое оборудование, в котором процессы аэробной активации и анаэробной денитрификации происходят в самостоятельных отделенных один от другого резервуаров, а сепарация активного ила осуществляется путем седиментации в самостоятельном резервуаре, из которого отделенный (возвратный) активный ил перекачивается обратно к первичной обработке в процессе водоочистки.

Существуют различные конструкции соединения очистных устройств, иногда и с добавлением реагентов. Наиболее подходящей конструкцией принято соединение двух очистных корпусов, размещенных один за другим, в первом из которых осуществлена денитрификация, а втором активация, причем сырая вода при этом поступает в зону денитрификации, вода из эоны I активации рециркулирует в зону денитрификации, активный ил, сепарированный седиментацией, перекачивается также в зону денитрификации. Конструкция проста и не требует добавления реагентов и питательных веществ (Авторское свидетельство ЧССР

Р 210385, кл. С 02 Г 3/12, 1981) .

Известно оборудование, в котором для очистки применяется сепарирование активного ила с помощью флюидной фильтрации с автоматическим возвращением активного ила обратно в процесс. В этом оборудовании применяется анаэробная денитрификация с подачей сырой исходной воды и аэробная активация с рециркупяцией очищенной воды из зоны активации в .зону денитрификации. Учитывая то, что в этом процессе вода, из которой выделяется активный ил, подводится в зону сепарации из зоны аэробной активации, камера сепарации помещается над камерой аэробной активации, сепарированный активный ил возвраща- ется обратно на аэробную обработку, в зону денитрификации он попадает с помощью рециркуляции (Авторское свидетельство СССР N - 981250, кл. С 02 Р 3/02, 19.06.81).

Однако все виды известного оборудования нуждаются в денитрификацион-. ном пространстве для смешивания с целью сохранения активного ила в суспензии. Кроме того, обладают сравнительно низкой удельной производительностью и зависят от климатических условий. Вследствие сравнительно низкой эффективности сепарации с помощью седиментации в этих видах оборудования не достигается слишком высокая концентрация активного ила. Ввиду того, что процессы нитрификации и денитрификации значительно зависят от

"возраста" ила, Для достижения достаточной величины этого параметра оборудование должно иметь большие специфические объемы, что означает низкую удельную производительность. Бопвшие объемы оборудования отрицательно сказываются как в его высокой цене, так и в его интенсивном теплообмене с окружающей средой, что в связи с зависимостью процессов нитрификации/

10

40

3 14 денитрификации от температуры весьма неблагоприятно, особенно в зимний период времени.

У оборудования, в котором сепарация активного ила производится при помощи флюидной фильтрации, хотя концентрация активного ила в оборудовании и бывает высокая, но концентрация в денитрификации ниже, чем в аэробной активации, так как активный ил поступает в денитрификацию посредством рециркуляции иэ зоны аэробной активации. Недостатком этого оборудования являются и проблемы, связанные с ликвидацией пены, которая появляется на поверхности зоны аэробной активации, особенно при очистке концентрировачных сточных вод вследствие того, что свободная поверхность в зоне аэробной активации значительно уменьшена из-за сепарации, помещенной над этой зоной активации.

Задачей изобретения является создание оборудования, которое обеспечивает существенную интенсификацию процесса очистки, эффективное разрушение пены, образующейся в пространстве аэробной активации, и является надежным и при низких температурах, просто как с производственной, так и с эксплуатационной точки зрения и может легко приспосабливаться к различным или же изменяющимся условиям.

Устройство для анаэробной обработки соединено с трубопроводом подвода исходной воды, камера сепарации соединена с трубопроводом отвода очищенной воды и снабжена расположенной по вертикальной оси центральной трубой, соединенной с трубопроводами исходной воды и регенированного ила.

4 2508 4

Устройство 6 (фиг. 1) анаэробной денитрификации вьпюлнено в вертикальном цилиндрическом корпусе 1 и размещено рядом с вертикальным цилиндрическим корпусом 111 с вертикальной крышкой 44 и днищем 100, являющимся устройством 5 аэробной обработки со свободной поверхностью 116. В верхней части корпуса 1 наклонная разделительная стенка 2 (конусообразная) образует камеру 3 сепарации для Флюидной фильтрации. В нижней части камеры имеется илоотводящий патрубок 13 для отвода сепарированного ила с за- слонкой 46, Устройство 6 анаэробной денитрификации внизу ограничено коническим сужающимся в нижнем направлении днищем 40, имеющим в нижней части выпускное отверстие 101 и трубопровод

113 отвода активного ила, соединенный с насосом 20, служащим в качестве источника циркуляции в замкнутом циркулирующем цикле илоной смеси между анаэробным пространством денитрификации и аэробным пространством активации.

Напорная труба 23 насоса 20 соплом 24 примыкает к противопенному пространству 25 в верхней части цилиндрического корпуса 111 над свободной поверхностью 116 в аэробном пространстве активации. В днище 100 корпуса 111 имеется выпускное отверстие 102 и пневматическая система аэрации, состоящая из известной воздуходувки, воздухораспределителя 60 и элементов 28 аэрации.

У свободной поверхности 116 устройства 5 аэробной "обработки помещен регулирующий перепад 54, из которого отдельно выведен трубопровод

115 иловой смеси в центральную трубНа фиг. 1 представлено оборудова, ние, расположенное в двух самостоятельных корпусах, помещенных рядом, вертикальный осевой разрез; на фиг.

2 - оборудование с двумя рядом помещенными корпусами и с центральной трубой, вертикальный разрез на фиг.

3 — моноблочное оборудование, в котором оба корпуса расположены соосно, 1 вертикальный осевой разрез на Фиг.4моноблочное компактное оборудование, вертикальный осевой разрез; на фиг.5моноблочное оборудование с удлиненной центральной трубой, вертикальный разрез.

45, ку 8, камеру 3 сепарации. Регуляцион,ный байпас 114 тангенциально выведен

I. птод наклонную разделительную стенку

2 в устройство 6 анаэробной денитрификации, трубопровод 56 избыточного

50 активного ила выведен за пределы оборуд ования .

Трубка 8 в камере сепарации заканчивается над ее нижней частью, причем нижняя кромка 11 трубки 8 и раз55 делительной стенки 2 создают вход 12 в сепарационное пространство. Газоотводный конус 9 соединен с трубкой

8 при помощи деаэрационных отверстий

10. На уровне поверхности 30 камеры

5 14 сепарации помещается сборный желоб

29, снабженный трубопроводом 31 очищенной воды. Верхняя часть устройства 6 анаэробной денитрификации снабжена газоотводпыми патрубками 34.

Оборудование работает следующим образом, Сырая вода поступает через трубопровод 17 исходной воды, регулирующий перепад 54 в устройство 6 анаэробной денитрификации с регуляционным байпасом 114.

Иловая. смесь циркулирует в замкнутом циркуляционном круге, в котором находятся устройство 6 анаэробной денитрификации и устройство 5 аэробной обработки.При этом происходит окисление аммиака, содержащегося в сточной воде, и восстановление нитритов и нитратов в газообразный азот энзиматической деятельностью Микроорганизмов активного ила, а тем самым и устранение азотистых веществ из загрязненной воды.

Трубопровод 115 активного ила из эоны аэробной обработки связан с регулирующим перепадом 54 через отверстие 119 и присоединен к камере сепарации через трубопровод 8, причем активный ил, задержанный при флюидной фильтрации в камере 3 сепарации, автоматически гравитационно возвращается в зону денитрификации через патрубок 13, а тем самым и в замкнутый циркуляционный круг. Так как эффективность денитрификации зависит от ин. тенсивности циркуляции в замкнутом циркуляционном круге, интенсивность циркуляции в IO раз больше, чем количество протекаемой сырой воды.Это повышенная циркуляция проходит вне трубки 8 в камере 3 сепарации, но с использованием регуляционного байпаса 114 с целью устранения вредных влияний, которые оказывала бы повы. шенная интенсивность протекания через трубку 8 на флюидную фильтрацию, Для притока в сепарацию оптимальным является примерно двойное количество притока в оборудовании исходной воды, что обеспечивает. оптимальную функцию сепарации в флюидном

Фильтре. Для разделения илоной смеси, вытекающей из устройства аэробной обработки через вывод 119, служит регулирующий перепад 54, который, кроме разделения активирующей смеси в трубке 8 камеры 3 сепарации

4 2508 6 и в регуляционном байпасе 114, обеспечивает отвод избыточного активного ила, 5

Тангенциально присоединенный регуляционный байпас 114 создает в анаэробном пространстве денитрификации устройства 8 нисходящее вращательное течение, в которое примешивается се10 париронанный активный ил, возвращающийся через патрубок 13 камеры 3.

Заслонка 46 предохраняет от проникновения в сепарационное пространство камеры 3 газов из пространства денит15 рификации устройства 6 и одновременно способствует равномерному размешиванию возвращаемого активного ила н иловую смесь в этом пространстве.

Иловая смесь выбирается из нижней

20 конически суживающейся части устройства 6 через трубопровод 113 активного ила. Рециркуляция активного ила в оборудовании используется одновременно и для разрушения пены, нозни25 кающей в сточных водах с большой концентрацией поверхностно-актинных веществ при аэрации с помощью пневматической аэрационной системы, а имен. но разбрызгиванием в протинопенном

30 пространстве 25, создаваемом над свободной поверхностью 116. Необходимое давление для разбрызгивания пены дает насос 20, для разбрызгивания приме-. няется сопло 24.

Очищенная вода, избавленная как от азотистых, так и углеродистых веществ, после сепарации активного ила н флюидном Фильтре собирается сборными желобами 29 с поверхности 30

10 и стоком выводится вне оборудования, Выделенные газы, освобождаемые из пространства денитрификации устройства 6 газоотнодными трубками 34, и газы, выделенные на нижней части 11

48 трубки 8, сосредоточиваются в газоотводном конусе 9 и через деаэрационные отверстия 10 отводятся по трубке 8 н атмосферу, Опорожнение устройства 6 производится через ныл пускное отверстию 101, а устройства

5 — через выпускное отверстие 102.

Аэрация в устройстве 5 — пневматическая с использованием известных аэрационных элементов 28, соединенных воздухораспределителем 60 с источником сжатого воздуха.

Оборудование предназначается для очистки сильно загрязненных сточных нод с высоким содержанием угле7 1442 родистых, азотистых и поверхностноактивных веществ, например навозной жижи сельскохозяйственных животных.

Техническое решение аппарата для

5 комплексной очистки воды может быть при сохранении основных элементов оформлено и по-другому. Зто оборудование (фиг. 2) состоит иэ двух корпусов

1 и 111 преимущественно вертикальных и цилиндрических. В корпусе 1 в его верхней части имеется камера 3 сепарации для флюидной Фильтрации с трубопроводом 31. Камера 3 отделена от зоны денитрификации наклонной разделительной конусной стенкой 2. Трубка 8 в сепарационное пространство камеры

3 создает кольцевое пространство между нижней внешней частью наклонной разделительной стенки 2 и противопо- 2п ложно расположенной разделяющей стенкой 121, в верхней части которой име-. ются отверстия 19 соединенные с трубопроводом 115 активного ила. С нижним краем разделяющей стенки 121 в 25 нижнем направлении связан патрубок 13 отвода ила, который касается нижчей части устройства 6.

С послецним соединено устройство

5, выполненное в другом корпусе 111 30 (цилиндрическом), который помещается рядом с цилиндрическим корпусом 1. Отвод иловой смеси имеет насос 20, помещенный непосредственно в устройстве 5, Последнее снабжено аэрационными ЗВ элементами 28, присоединенными к источнику сжатого воздуха, и выводом

119, связанным с регулирующим перепадом 54, имеющим три перепада, первый из которых соединен с трубкой 8 40 в камере 3, второй — с рециркуляционным байпасом 114, кончающимся в зоне денитрификации устройства 6, и третий перепад выводится в трубопровод

56 избыточного активного ила. В рециркуляционный байпас выведен и трубопровод 17 сырой воды. Оборудование особенно выгодно для сильно загрязненной сточной воды, например зоотех. нических жидких отходов. 50

Оборудование работает следующим образом.

Очистка сточной воды, содержащей углеродистые и азотистые вещества, происходит следующим образом: очистка 55 углеродистых веществ с одновременным окислением аммиака происходит в устройстве 5. Здесь в присутствии кислорода, подаваемого в иловую смесь аэра508 8 цнонными элементами 28, микроорганиз— мы активного ила разрушают органические углероцистые соединения (загрязнения) сточной воды и окисляют аммиак на нитраты.

Выход 119 отводит иловую смесь из устройства 5 к регулирующему перепаду

54, в котором поток ее разделяется на три части: в отвод 115 присоединенный к трубке 8 камеры 3, далее в рециркуляционный байпас 114 и в трубопровод 56 избыточного активного ила. Через трубку 8 иловая смесь поступает в камеру сепарации, где в восходящем течении во взвешенном слое активного ила отделяются очищенные воды от активного ила. Очищенная вода собирается с помощью сборного желоба 29 и трубопроводом 31 отводится за пределы оборудования.

Задержанные частицы активного ила взаимно коагулируют и гравитационно спадают в.нижнюю часть сепарационного пространства 3 и далее иловое отверстие 13 движется в нижнюю часть устройства 6. В верхнюю часть с помощью рециркуляционного байпаса

114 вводится иловая смесь из устройства 5 вместе с сырой водой, поступающей через трубопровод 17 в регулирующий перепад 54. В устройстве анаэробной обработки имеются аэробные условия, при которых денитрификационные бактерии, находящиеся в активном иле, восстанавливают нитраты, возникшие в устройстве 5, в газообразный азот, который выходит в атмосферу через деаэрацию. Потом иловая смесь из нижней части устройства 6 поступает в устройство 5.

При исполнении оборудования моноблочным (Фиг. 3) цилиндрический корпус !11, представляющий устройство аэробной обработки кольцевой Формы со свободной поверхностью 116, окружает вертикальный цилиндрический корпус 1, представляющий устройство

6 анаэробной денитрификации и камеру

3 сепарации. Кроме этого, изменения во взаимном оформлении обоих устройств (фиг. 3) содержит и некоторые другие изменения во взаимном соединении и гидравлическом оформлении в анаэробном пространстве денитрификации устройства 6.

Вывод 119 пространства активации у этого типа оборудования создает напорная трубка насоса 21 с подачей

9 14425 воздуха, помещенной в пространство устройства 5, в котором также помещается пневматическая система аэрации, состоящая из распределителя 60 воз5 духа и элементов 28 аэрации.

Вывод 119, т.е. напорная трубка, насоса 21 введен в регулирующий перепад 54, в котором поток иловой смеси разделяется на три части. Одна 10 часть иловой смеси по трубопроводу

115 течет в трубку 8, а оттуда через вход 12,который образует нижняя кром-:, ка 11 трубки 8 и противолежащая часть наклонной разделительной стенки 2;. течет в камеру 3. Вторая часть иловой смеси идет по регуляционному байпасу 114, соединенному с трубопроводом 17 сырой воды, в патрубок 13, 1а через него и в нижнюю часть устрой- 2О ства 6 денитрификации.

Для отвода третьей части иловой смеси из регулирующего перепада 54 служит трубопровод 56 избыточного активного ила. 25

С патрубком 13 в его нижней части .связано расширение 14, которое с противолежащим коническим днищем 40 создает разделяющий отсек 15, в ко- ЗО торое патрубок 13 выводится тангенциальным выпуском 18. Разделяющий отсек 15 посредством прохода 16 соединен с устройством 6 денитрификации.

Отвод иловой смеси из анаэробного устройства 6 денитрификации осуществляется через проходы 49 в верхней части корпуса 1, которые это пространство в его верхней части соединяют с соседним устройством 5, проте- 4п кание иловой смеси в устройство 6 денитрификации имеет направление, снизу вверх., Камера 3 сепарации снабжена газо- 4 отводным конусом 9. Для деаэрации га- . зоотводного конуса 9 служат газоотводные отверстия 10 в трубке 8 в камере 3. У поверхности 30 камеры 3 имеется сборный желоб 29 с трубопроводом 31. Цилиндрический корпус 1 снабжен крышкой 26, которая закрывает камеру 3. Цилиндрический корйус

111 над свободной поверхностью 1 16 устройства 5 и над крьппкой 26 создает противопенное пространство 25 с поверхностью 118 пены, в котором имеются механические пеноразрушители 117.

Устройетно денитрификации снабжено

08 10 ! выпуском 101, а устройство 5 — выпуском 102.

Оборудование по фиг. 3 работает аналогично оборудованию по фиг. 1.

Исходная вода через трубопровод 17 подводится в регуляционный байпас

114, который выведен в патрубок 13, через который активный ил, отделенный фпюидной Фильтрацией в камере 3, возвращается в активный процесс очистки. Патрубок 13 выведен в распределительный отсек 15, где его тангенциальный выпуск 18 вызывает требуемое ротационное движение суспензии. Через проход 16 иловая смесь поступает в устройство 6 и течет в направлении вверх, а проходами 49 в вертикальном цилиндрическом корпусе 1 переходит в устройство 5.

Величина площади сечения потока прохода 16 составляет 2-2,5 площади сечения потока устройства 6 денитрификации, что гарантирует оптималЬные условия для совершенной Флюидизации активного ила, а этим и благоприятные условия для процессов денитрификации.

В случае интенсивной циркуляции можно достичь приблизительно многократного притока сырой воды в оборудование.

Циркуляция между устройством 6 динитрификации и устройством 5 обеспечивается насосом 21, который накачивает иловую смесь в регулирующий перепад 54, служащий для разделения иловой смеси на три части: на часть, подводимую в камеру 3, откуда после сепарации активного ила флюидной

Фильтрацией очищенная вода выбирается сборным желобом 29 и отводится трубопроводом 31", на часть, создающую регуляционный байпас 114; на часть, которая выпускает избыточный активный ил трубопроводом 56 из очистного оборудования.

Для этой цели регулирующий пере пад 54 снабжен тремя перепадами, от которых ведутся отвод 115 иловой смеси, регуляционныщ байпас 114 и трубопровод 56,избыточного активного ила. В отличие от оборудования, изображенного на фиг. 1 в этом оборудовании не применяется циркулирующая иловая смесь для разрушения пены с помощью разбрызгивания. Для этого слуясат механические пеноразрушители 117, под действием которых, как и под действием гравитациойных сил на пену, 42508

15

25

40

55

ll 14 поверхность 118 пены удерживается на соответствующем уровне.

Оборудование, изображенное на фиг. 3, предназначается для очистки сточных вод с высоким содержанием углеродистых, азотистых и поверхностно-активных веществ, благодаря своему моноблочному исполнению оно особенно выгодно для применения в более холодных областях и в тех случаях, когда для ликвидации пены достаточно пользоваться механическими пено1 разрушителями без необходимости разбрызгивания. е

В варианте исполнения оборудования (фиг. 4) цилиндрический корпус

111 устройства 5 охватывает вертикальный цилиндрический корпус 1, устройства 6 и камеры 3 сейарации, причем камеры 3 занимают всю площадь корпуса 111, следовательно, наклонная разделительная стенка 2 в горизонтальной проекции превышает пространство денитрификации и закрывает пространство активации. В качестве источника циркуляции опять используется насос 21, например, с приводом

52 воздуха, на напорной трубке которого, создающей вывод 119, имеется регулирующий перепад 54, из которого выходит отвод 115 иловой смеси из аэробного пространства устройства 5, введенный в трубку 8, а тем самым и в камеру 3 сепарации.

К регулирующему перепаду 54 приI соединен трубопровод 56 избыточного активного ила. Впуск 12 в камеру 3 образует нижняя кромка 11 трубки 8 и противолежащая часть наклонной разделительной стенки 2, ограничивающей снизу камеры 3. В камере 3 помещается газоотводной конус 9, соединенный с трубкой 8 при помощи газоотводных отверстий 10.

У поверхности 30 имеется сборный желоб 29, который снабжен сточным трубопроводом 31. Нижняя часть конической сепарационной камеры 3 с помощью патрубка 13 сепарированного активного ила соединяется с анаэробным IIpocT ранством денитрификации устройства 6.

В патрубок 13 поступает сырая вода, а на erp конце имеется заслонка 46.

Отвод иловой смеси из анаэробного пространства устройства денитрификации создается как нижними проходами

50 в корпусе 1 у днища 40, так и проходами 49 в верхней части, причем протекание иловой смеси через анаэробное пространство денитрификации направле-. но сверху вниз под концом патрубка

13 сепарированного ила и снизу вверх—

> над концом патрубка 13.

Аэробное пространство устройства 5 с атмосферой связано при помощи системы 57 деаэрации. Для обезвоживания всего оборудования служит сливное отверстие 102.

По сравнению с приведенными оборудование, изображенное на фиг. 4, работает без рециркуляционного байпаса

114. Насос 21, т.е. источник циркуляции жидкости, накачивает только количество, необходимое для его введения в камеру 3 сепарации, что составляет двойное количество всего притока в аппарат и достаточно для отвода сепарированного активного ила. В таком случае интенсивность циркуляции равняется единице. Этого недостаточно для сохранения активного ила в анаэробном пространстве денитрификации в условиях совершенной флюидизации, а поэтому выбрано направление протекания потока сверху вниз (фиг. 1).

Так как здесь нет рециркуляционного байпаса 114, который в оборудовании (фиг. 1) введен в верхнюю часть аэробного устройства 5, не использована часть анаэробного пространства денитрификации над патрубком 13, а

З5 поэтому отвод 113 иловой смеси из анаэробного пространства устройства денитрификации оформлен как внизу— нижними проходами 50, так и наверхупроходами 49. Оба прохода имеют форму отверстий, а различная величина протекания разделяет поток и направляет его вверх и вниз в соотношении объема анаэробного пространства устройства денитрификации под и над патрубком 13. Камера 3 перекрывает весь поперечный разрез корпуса 111, отвод воздуха, вводимого аэрационной системой, обеспечивается системой 57 деаэрации.

Оборудование предназначается для очистки сточных вод, загрязненных более слабыми концентрациями углеродистых и азотистых веществ с небольшим количеством поверхностно-активных веществ, не имеющих тенденции к образованию лены, например хозяйственные фекальные воды из сточных вод мясной промышленности и т.д.

13 1442508 14 (фиг. 5), в кото- щая в устройство денитрификации, соойство 6 денитрифи- держит нитраты, возникшие в процессе меется камера 3 аэробной активной очистки в устройтва -5 Оформлены та- стве аэробной обработки параллельно

У об ор уд ова ни я ром находится устр кации, а над ним и сепарации, устройс ким образом, что корпус устройства 6

5 денитрификации помещен в корпусе устройства 5. Расположение обоих корпусов коаксиально, причем наклонная разделительная стенка 2, отделяющая камеру 3 сепарации, превышает пространство устройства денитрификации и перекрывает пространство устройства 5, Трубка 8 образуется пространством между нижней внешней частью наклон- . ной разделительной стенки 2 и противоположно помещенной разделяющей стеной 121, в верхней части которой образованы отверстия. С нижним краем разделяющей стены 121 связан патрубок 13. Соединение устройства 6 денитрификации с устройством 5 осуществляется посредством отвода 113 илоной смеси, заведенного под конусное днище 40, имеющее отверстия 123. От- 25 вод 113 иловой смеси заканчивается в устройстве 5 насосом 122, В своей верхней части устройство 6 денитрификации соединено с устройством 5 посредством рециркуляционного байпаса зп

114, в который введен трубопровод

17 исходной воды. В верхней части пространства денитрификации в корпусе 1 имеются газоотводные отверстия

120.

Устройство 5 снабжено элементами

28 аэрации, присоединенными воздухоподающим устройством 60 к источнику сжатого воздуха. В верхней части устройства 5, замкнутого сверху разде- 40 лительной стенкой 2, имеется система

57 деаэрации. В камере 3 сепарации помещен газоотводный конус 9 и сборный желоб 29, из которого выводится трубопровод 31 очищенной воды, 45 с биодеградацией органических веществ.

В присутствии органических веществ вводимой сырой сточной воды, как и источников водорода, в устройстве 6 денитрификации происходит восстановление нитратов в газообразный азот.

Зтот процесс происходит при направленном в них винтообразном движении илоной смеси в устройстве 6 денитрификации. Возникший газообразный азот через газоотводные отверстия 120 переходит в устройство 5 и оттуда через систему 57 деаэрации в атмосферу.

Отбор илоной смеси из устройства

6 денитрификации происходит из его нижней части с помощью отвода 113 выведенного в устройство 5. В качестве насоса применяется .насос 122.

С целью равномерного отбора иловой смеси из устройства 5 и с целью предотвращения образования "мертвой зоны" служит конусное днище 40 с отверстиями 123, под которыми заканчивает1 13 °

В устройстве 5 в присутствии растворенного кислорода, поставляемого системой аэрации, происходит аэробная активирующая биодеградация углеродистых органических веществ с при нужценным окислением аммиака в нитраты, которые восстанавливаются в газообразный азот с помощью денитрификацнонных процессов в.устройстве

6 денитрификации.

Зффективность устранения нитратов зависит от интенсивности циркуляции нловой смеси между устройством азробной обработки и устройством денитрификации. Для достижения этой циркуляции служит рециркуляционный байпас

Оборудование (фиг, 5) работает следующим образом.

Трубопроводом 17 исходная сточная ВОда приВОдится В рециркуляциОн 50 ный байпас 1t4, который соединяет

1устройство 5 с устройством 6 денитри фикации. Рециркуляционный байпас тангенциально выведен в верхнюю час ть устройства 6 денитрификации, благода- 55 ря чему поступающая рециркулирующая иловая смесь с исходной водой находится в устройстве 6 денитрификации во вращении. Иловая смесь, вступаю-114 и отвод 113 яловой смеси, который можно отрегулировать количеством воздуха, вводимого в насос 122. Для вод, менее загрязненных азотистыми веществами, достаточна эффективность циркуляции между устройствами 5 и 6.

Для сточных вод с более высокой: концентрацией азотистых веществ требуется эффективное устранение .нитратов циркуляцией в десятках единиц.

Для устранения активного ила из, очищенной воды применяется фильтрация во флюидном фильтре в камере 3 сепарации. Иловая смесь поступает в каме508 16 важно для процессов нитрификации и денитрификации, так как интенсивность процесса зависит от количества нитрификационных и денитрификационных микроорганизмов в биоценозе активного ила. Ввиду того, что культуры, разрушающие углеродистые вещества, размножаются приблизительно на порядок медленнее,чем культуры

Микроорганизмов, биодеградирующих углеродистые органические вещества, относительное наличие нитрификационных и денитрификационных микроорганизмов зависит от возраста ила, который зависит от концентрации активного ила в процессе..Поэтому применение флюидной фильтрации для устранения из воды азотистых веществ приносит существенную интенсификацию процесса очистки

По сравнению с известными видами оборудования, где применяется флюид ная фильтрация для очистки воды от углеродистых веществ одновременно с азотистыми веществами, в которых активный сепарированный ил возвращается в пространство аэробной активации, у предлагаемого оборудования достигается также более высокая концентрация активного ила его возвращением непосредственно в пространство анаэробной денитрификации.

Кроме того, возможно создание большего противопенного пространства над свободной поверхностью в аэробном пространстве активации с возможностью ее разрушения путем разбрызгивания или же механически — гравитациокно. Это особенно важно в сточных водах с сильной тенденцией к образованию пены при высоком содержании поверхностно-активных веществ, например у зоотехнических сточных вод. Этим обусловлены технологические преимущества, так как эффективное разрушение пены в предлагаемом оборудовании позволяет использовать пневматическую систему аэрации. Пневматическая система в отличие от механических поверхностных систем аэрации хотя и не способствует разрушению возникающей пены, а наоборот, созданию пены, не охлаждает активирующую cMecb. как это имеет место у механической системы аэрации. Это способствует сохранению оптимальных условий для хода процессов нитрификации и денитрификации, у которых температура ак15 1442 ру 3 через отверстия отвода 115 трубки 8. Около .нижнего края наклонной разделительной стенки 2 поток иловой смеси направляется вверх и поступа5 ет в флюидный Фильтр, где осуществ; ляется отделение частиц активного ила от очищенной воды с помощьюфильтрации. Частицы воздуха, которые выделяются на нижней грани разделительной 1р стенки 2, задерживаются газоотводным конусом 9 в месте поворота течения иловой смеси, очищенная вода, освобожденная от активного ила,. собирается сборным желобдм 29 и трубопро- 15 ( водом 31 выводится из оборудования.

Частицы активного ила,.задержанные Фильтрацией и скоагулированные, оседают в нижней части камеры 3, откуда через патрубок 13 поступают в 2р устройство 6. Благодаря высокой эффективности сепарации активного ила с помощью Флюидной фильтрации достигается высокая концентрация активного ила в процессе очистки, а тем самым и 25 ,необходимый возраст ила, что является важным для хода процессов нитрификации и денитрификации, которые вызываются нитрификационными и денитрификационными микроорганизмами, ско- 30 рость роста последних значительно ниже, чем у микроорганизмов, вызывающих биодеградацию углеродистых органических веществ. Поэтому, если должно произойти размножение специфических нитрификационных и денитрификационных микроорганизмов, нужно обеспечить необходимый возраст ила, Оборудование, изображенное на фиг. 5, выгодно для менее концентрированных сточных вод 4р с меньшим содержанием углеродистого загрязнения.

В сравнении с традиционными типами оборудования с сепарацией активного ила при помощи седиментации и принудительного возвращения отсепарированного активного ила предлагаемое оббрудование достигает улучшений

,технологического характера. Достигает ся значительно более высокая концентра- 5р ция активного ила по сравнению с оборудованием с сепарацией суспензии при помощи седиментации, а именно потому> что поверхностная загрузка флюидного фильтра веществами в 2 или даже . 55

3 раза выше, чем при седиментации.

Достижение более высокой концентрации активного ила при соотношении обоих процессов сепарации особенно

08 18 простота соединений и минимальная внешняя площадь кожуха, что способствует благоприятному температурному балансу процесса. Цилиндрические формы кожухов отстойников способствуют простоте изготовления и монтажа, Предлагаемое оборудование просто и имеет широкую гибкость в отношении различной структуры сточных вод с высокой интенсивностью процессов очистки. Малые размеры оборудования и высокая эффективность очистки . позволяют говорить о новом типе оборудования с высокими потребительскими параметрами, позволяющими покрыть требования в отношении качества очищенной воды.

Ф о р и у л а и з о б р е т е н и я

1. Оборудование для биологической очистки сточных вод, содержащих углеродистые и азотистые вещества, включающее устройство аэробной обработКи в вертикальном цилиндрическом корпусе с аэраторами, устройство анаэробной обработки в цилиндрическом вертикальном корпусе с камерой сепарации в форме обратного конуса, имеющего нижнее отверстие для отвода ила, трубопроводы рециркуляции регенерированного ила и осевшего ила и трубопроводы подвода исходной воды, отвода избыточного ила и очищенной воды,,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что устройство для анаэробной обработки соединено с трубопроводом подвода исходной воды, камера сепарации соединена с трубопроводом отвода очищенной воды и снабжена расположенной по вертикальной оси центральной трубкой, соединенноч с трубопроводами исходной воды и регенерированного ила.

2. Оборудование по п. 1, о т л ичающееся тем, чтокамера сепарации снабжена илоотводящим вертикальным патрубком.

3. Оборудование по п. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что илоотводя" щий патрубок удлинен до нижней части устройства анаэробной обработки.

4. Оборудование по п. 3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что илоотводящий патрубок снабжен коническим козырьком и тангенциальным выпуском.

5. Оборудование по п. 5, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабже;

17 14425 тивирующей смеси не должна быть нио о же 13 С, так как ниже 13 С уже сильно замедляется процесс очистки, а поэтому в зимний период активирующую смесь необходимо подогревать. В пред5 лагаемом оборудовании (особенно в оборудовании на фиг. 2) можно достичь такого баланса температуры, что даже при сильных морозах (даже до минус 30 С) не нужно подогревать систему, что создает предпосылки для достижения большой зкономии, например до 100000 ккал ° О в очистительной станции на 15000 голов свиней, 1б

Выгодной является и высокая эффектив-. ность устранения азотистых веществ, регулируемая величиной циркуляционного байпаса.

Кроме этого конструкция предлагаемого оборудования производственно проста, легко приспосабливаемая к различным мощностям и к изменяющейся степени загрязнения, что касается содержания как углеродистых, так и азо- 25 тистых и поверхностно-активных веществ. Поэтому можно при сохранении основных элементов лишь путем частичных изменений гидравлического оформления и изменения объема отдельйых

Функциональных пространств приспособить оборудование к различным видам сточных вод. Это дает воэможность покрыть широкую шкалу потребностей водоочистки, начиная очисткой хозяйственных Фекальных вод, вплоть до концентрированных зоотехнических сточных вод, Вертикальная концепция конструкции отстойников выгодна для аэробной активации с точки зрения примененной пневматической системы аэрации, так и для анаэробной денитрификации, так как дает возможность .достичь такого течения в пространстве денитрификащи, которое не требует механического смешивания, Соединение сепарацион-. ного пространства с пространством анаэробной денитрификации, в котором нет интенсивного циркуляционного протекания, вызванного аэрацией, существенно упрощает и гидравлическую систему сепарации по сравнению с известными системами, при которых возвращение сепарированной активирую- 55 щеи смеси выведено в пространство аэробной активации.

При моноблочном исполнении указанные преимущества дополняет еще и

19 1442508 20 но рециркуляционным байпасом и pery- трубопроводами подвода исходной воды лирующим перепадом, соединенным с и рециркуляции регенерированного ила .

1442508

1442308

Составитель Л.Суханова

Редактор Н.Бобкова Техред M.Äèäûê Корректор Л.Пилипенко

Заказ 6350/21 Тираж 854 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.