способ очистки сточных вод

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, включающий аэрацию их в подающих трубах с инжекторами в нисходящих потоках аэротенка с использованием активного ила, отличающийся тем, что сточные воды дополнительно насыщают воздухом путем подачи его в зону подсасывания инжекторов, аэрированные сточные воды подают в верхнюю и нижнюю части аэротенка поочередно с интервалами времени для активизирования ила.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что аэрированные сточные воды подают в нижнюю часть аэротенка распределенными струями по периметру его корпуса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к водоснабжению, а именно к очистке воды и канализационных стоков в башенных аэротенках, и может быть применено при очистке хозяйственно-бытовых, животноводческих и др. стоков с последующим использованием воды в рыбосовхозах, оборотном водоснабжении и орошаемом земледелии.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ, осуществляемый при помощи устройства для очистки воды и канализационных стоков [1] .

Аппарат содержит вертикально установленный корпус с перегородкой, разделяющей корпус на камеры аэрации, сбора активного ила и отстаивания, узел подвода воды и канализационных стоков выполнен из насосной станции с расположенными внутри нее резервуаром для воды и канализационных стоков и размещенным над резервуаром вакуумным баков и вакуумным насосом. Но желаемого перемешивания стоков этим устройством не достигается. Потери тепла стоков при рециркуляции также значительны и недостаточна степень аэрации стоков.

Сущность изобретения заключается в следующем. Подаваемые в аэротенк сточные воды дополнительно насыщают воздухом путем подачи его в зону подсасывания инжекторов, установленных на напорных трубопроводах, причем подачу аэрированных сточных вод в нижнюю или верхнюю части аэротенка производят поочередно с интервалами времени, определяемыми условиями активации ила, подачу аэрированных сточных вод в нижнюю часть аэротенка производят распределенными по периметру емкости аэротенка струями, а сточные воды, подаваемые в верхнюю часть аэротенка, дополнительно аэрируют из условия обеспечения равномерного насыщения сточных вод кислородом по всей высоте аэротенка, кроме того, для денитрификации сточных вод уменьшают интервалы их подачи в верхнюю часть аэротенка и прекращают дополнительную их аэрацию.

Таким образом, отличительные признаки предлагаемого изобретения следующие:

сточные воды, подаваемые в аэротенк, дополнительно насыщают воздухом путем подачи его в зону подсасывания инжекторов, установленных на напорных трубопроводах;

подачу аэрированных сточных вод в нижнюю или верхнюю часть аэротенка производят поочередно с интервалами времени, определяемыми условиями активизации ила;

эффективное аэрирование всех слоев воды по всей высоте аэротенка за счет подачи воздуха на разных отметках водного столба; активное перемешивание ила за счет излива воды по периметру аэротенка;

обеспечение требуемого качества очистки за счет регулирования подачи щелочи в приемную камеру;

нейтрализация нитратов за счет ограничения подачи воздуха в верхнюю часть аэротенка.

На чертеже представлен аэротенк, на котором реализуется предложенный способ.

Аэротенк имеет корпус 1 башенного типа с входящей в него по вертикальной оси подающей трубой 2, к верхней части которой подсоединены инжекторы 3 для подсасывания воздуха и обогащения им стоков, установленные на свободной подвеске в направляющих трубах 4 разной длины, за счет чего можно равномерно насыщать воздухом столб воды в корпусе аэротенка. Нижняя часть корпуса 1 является камерой 5 сбора активного ила, в которой формируется микробиологический фильтр для очистки стоков. Днище 6 аэротенка выполнено под углом 45^о к вертикальной оси, в нижней части аэротенка подсоединен илопровод 7, который через электрофицированные задвижки 8 и 9 подает по потребности активный ил в камеру 10 предварительной аэрации - приемную камеру насосной станции 11, куда также подаются стоки и из внешней канализации (не показаны). В насосной станции размещены приемный патрубок 12, вакуум-бак 13, фекальные насосы 14 с запорной арматурой и подающий трубопровод 15, который через электрофицированные задвижки 16 и 17 соединен соответственно с подающей трубой 2 и питающим трубопроводом 18, который подает стоки в камеру 5 сбора активного ила и выполнен в виде трубы, изогнутой по периметру аэротенка, и имеет отверстия 19 для слива стоков соответственно по числу направляющих труб 4.

В верхней части корпуса 1 расположен лоток 20, который трубопроводом 21 через прозрачный отрезок трубы с источником света и фотодатчиком 22 соединен с баком-успокоителем 23 отстойника 24 и через электрофицированную задвижку 25 с аэратором 26, установленным в камере 10 предварительной аэрации.

Отстойник 24 через трубопровод 27 и прозрачный отрезок трубы селективных датчиков 29 соединен через задвижку 30 с резервуаром очищенной воды, а через задвижку 31 - с аэратором 26. Кроме того, отстойник 24 соединен трубопроводом 32 через задвижку 33 с илопроводом 7, а через задвижку 34 - с площадками сбора шлама и минерализованного ила. В отстойнике 24 установлены датчики 35 и 36 температуры воды и уровня отложившегося ила соответственно. Выходы этих датчиков, а также фотодатчиков 22, 28 и селективных датчиков 29 соединены с устройством 37 управления, представляющим собой цифровой многофункциональный регулятор типа Протар-101 или ЛТК-133, входы которого соединены с выходами датчиков 22, 28, 29, 35, 36, 38, а также рН-метра 39, соответствующие выходы - с входами задвижек 8, 9, 30, 31, 33, 34. Вход дозатора 40 соединен с отдельным выходом устройства управления, соответствующие входы которого соединены с выходом рН-метра и выходами датчиков 35 и 38 температуры. В насосной станции также установлены рН-метры 39 стоков и дозаторы 40 подачи щелочи в приемную камеру. Башенный аэротенк устанавливается на монолитный фундамент. Управление задвижками 16 и 17 осуществляется через первый и второй таймеры, установленные на выходе системы управления.

Установка для очистки сточных вод с аэрацией в нисходящем потоке работает следующим образом.

Канализационные стоки поступают в камеру 10 предварительной аэрации насосной станции 11. Через всасывающий патрубок 12, вакуум-бак 13, фекальные насосы 14 подают стоки в трубопровод 15 и через открытую задвижку 17, отверстие 19 питающего трубопровода 18 - в камеру 5 сбора активного ила. Подавляемые стоки, ударяясь о наклонное днище 6, интенсивно перемешиваются с активным илом, заполняя аэротенк. Через установленное первым таймером время ₁ устройство 37 управления вырабатывает сигнал закрытия задвижки 17 и открытия задвижки 16, что позволяет стокам (без остановки насосов 14) поступать по трубе 2 через инжекторы 3 в направляющую трубу 4, засасывая при этом воздух и обогащая им подаваемые стоки. Поскольку длина труб 4 различна, то аэрированный газожидкостный столб достигает, не размываясь, различных створов аэротенка, что способствует более высокой концентрации растворения кислорода воздуха в иловой смеси. Через заданное время ₂ срабатывает второй таймер, и устройство управления отключает задвижку 16 и открывает задвижку 17, включая в работу первый таймер. Значения времени ₁ и ₂работы первого и второго таймеров подбираются, исходя из требований к качеству очистки сточных вод.

Поданные через инжекторы снизу и сверху стоки заполняют аэротенк, интенсивно перемешиваясь и очищаясь за счет активного ила и окисления кислородом воздуха, достигают лотка 20 и попадают в трубопровод 21. Очищенные стоки, протекая через прозрачный участок трубы, вызывают срабатывание задвижки 25 (если вода недостаточно очищена), и водоиловая смесь подается через аэратор 26 в камеру 10 предварительной аэрации, откуда вновь подается в аэротенк, как описывалось ранее. Таким образом, по трубопроводу 21 с задвижкой 25 образуется первый контур рециркуляции иловой смеси в установке. Частично, даже при открытой задвижке 25, очищенная смесь попадает в бак-успокоитель 23, где гасится скорость течения воды, и через него в отстойник 24, где частицы активного ила осаждаются, а очищенная вода через трубопровод 27, участки с датчиками 28 и 29 подается либо в резервуар сбора очищенных вод через задвижку 30 (если она открыта), либо через открытую задвижку 31 и аэратор 26 в камеру 10. Таким образом, образуется вторичный контур рециркуляции иловой смеси, а предлагаемые контуры рециркуляции позволяют более полно использовать для очистки стоков имеющиеся емкости и площади аэротенка, отстойника и приемной камеры насосной станции. Кроме того, полностью используется потенциальная энергия очищенной воды для улучшения работы струйного аэратора за счет ее подачи с верхних частей аэротенка и отстойника.

Используя информацию с датчиков температуры стоков (в камере 10) и датчика 35 (в отстойнике), рН-метра 39 и селективных датчиков 29, устройство 37 управления рассчитывает новых возраст активного ила аэротенка, например, по формуле (1)

= [0,18-0,15 (7,2-рН)] ехp[0,12(t-15)] , (1) где Т - возраст ила, сут. ;

t - температура, ^оС, необходимого для улучшения очистки за счет его активности, и вырабатывает управляющие воздействия на дозаторы 40 с целью изменить в требуемую сторону показатель рН. Если температура стоков в камере 10 значительно отличается от температуры в отстойнике ("-" зимой, "+" летом), то устройство управления задвижками 25 и 31 рассчитывает режим, близкий к тому, что соответствует расчетной температуре в уравнении (1).

Кроме того, устройство управления рассчитывает время пребывания стоков () в аппарате по уравнению:

= B/(РМ), (2) где В - БПК, г/л;

Р - нагрузка по органическому веществу, кг, БПК/ (кг В чис. сут. );

М - В чис. (взвешенные частицы иловой смеси), г/л, и по информации с датчика 36 соответственно вырабатывает управляющие воздействия на задвижки 8, 33, 9 и 34, изменяя концентрацию активного ила в аэротенке. Аналогичные расчеты проводят и при временном прекращении подачи стоков, чтобы продлить жизнеспособность активного ила (возможен и дополнительный трубопровод между задвижками 25, 31 и 16, 17 - использование высоты аэротенка для циркуляции воды в камеру или подачи насосами по "малому" кольцу на аэротор 26).

При положительном анализе сигналов с датчиками 22, 28 и 29 устройство управления открывает задвижку 30 и очищенная вода подается в резервуар для ее сбора.

При увеличении уровня осевшего ила за допустимые пределы по сигналу с датчика 36 устройство 37 закрывает задвижки 9 и 8 и открывает задвижки 33 и 34, подавая таким образом шлам и минерализованный ил на иловые площадки. Аварийный сброс стоков из аэротенка производится по илопроводу 7 на иловые площадки.

Положительные эффекты изобретения состоят в следующем:

эффективное аэрирование всех слоев воды по всей высоте аэротенка за счет подачи воздуха на разных отметках водного столба;

активное перемешивание ила за счет излива воды по периметру аэротенка;

обеспечение требуемого качества очистки за счет регулирования подачи щелочи в приемную камеру;

нейтрализация нитратов за счет ограничения подачи воздуха в верхнюю часть аэротенка.

Изобретение обеспечивает высокий уровень качества очистки стоков и значительное повышение производительности при колебаниях расхода исходных стоков. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1433913, кл. С 02 F 3/12, опублик. 1988.