устройство для очистки сточных вод

Формула изобретения

Устройство для очистки сточных вод, содержащее цилиндрический корпус с коническим днищем, установленную по оси корпуса цилиндрическую перегородку, размещенный над корпусом реактивный водораспределитель с патрубками, поплавковое устройство, вращающееся коромысло с пеногонными пластинами, установленное с возможностью присоединения посредством полумуфты к реактивному водораспределителю при максимальном уровне воды в устройстве, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено приемным резервуаром, установленным с возможностью подачи в него циркулирующей воды, насосом, напорным баком-сатуратором, соединенным напорным трубопроводом с реактивным водораспределителем, а внутри корпуса установлен кольцевой лоток, в котором размещены патрубки реактивного водораспределителя, снабженные диффузорами на их концах.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к конструкциям сооружений для очистки и усреднения расхода и состава сточных вод и может быть использовано для предварительной очистки стоков предприятий перерабатывающей промышленности от всплывающих и оседающих нерастворимых примесей.

Известно устройство для усреднения сточных вод по концентрации загрязнений, представляющее собой резервуар с вертикальными перегородками, распределительными и сборными лотками. Усреднение состава сточных вод происходит за счет разделения потока перегородками при различной продолжительности пребывания отдельных частей потока в усреднителе (Канализация населенных мест и промышленных предприятий. Справочник проектировщика. 2-е изд. - М.: Стройиздат, 1991 г., стр. 99).

Недостатками устройства является низкая степень усреднения расхода и состава сточных вод, выпадение и загнивание осадка в усреднителе, ухудшение в результате этого качества воды.

Известно устройство для очистки сточных вод, представляющее собой резервуар с распределительными лотками, встроенной в него подвесной флотационной камерой, оборудованный комбинированным механизмом по сбору пены и осадка. Поступающие сточные воды распределяются лотками и очищаются от нерастворенных примесей в камере флотации. Легкие примеси флотируются и собираются в виде пены с поверхности резервуара, тяжелые примеси выпадают в осадок и удаляются из нижней части резервуара. (Там же, стр. 141).

Недостатками этого устройства являются сложность конструкции и эксплуатации распределительной и сборной системы, которые засоряются примесями сточных вод, низкой степенью усреднения расхода и состава сточных вод. При колебаниях расхода и состава сточных вод требуется установка дополнительного усреднителя, т.к. при работе устройства не происходит достаточно полного перемешивания жидкости, а ее отвод производится с постоянного уровня, зафиксированного положением отводного лотка. Устройство нуждается также в периодической чистке от налипающих на внутренние стенки загрязнений.

Известно устройство для усреднения и механической очистки сточных вод, представляющее собой цилиндро-конический резервуар с внутренними перегородками, оборудованный плавающей водосливной камерой и плавающим пеносгоном, а также трубами для подачи и отвода воды, удаления пены и осадка (Компактное сооружение для усреднения и механической очистки сточных вод: Информационный листок о научно-техническом достижении №89-069. - Киев: УкрНИИНТИ, 1989, с.40).

Недостатком этого сооружения является сложность конструкции плавающих устройств для сбора пены и воды, низкая эффективность осветления при неравномерном поступлении сточных вод, возможность загнивания сточных вод, слабое их перемешивание и недостаточное усреднение состава в часы минимального притока, высокая обводненность собираемой жиромассы. При продолжительном нахождении в устройстве сточных вод, например в часы минимального притока, в результате загнивания загрязнений выпадающего осадка ухудшается качество обрабатываемой воды, снижается рН среды. На небольших по мощности предприятиях, имеющих одно- или двухсменный режим работы, перерывы в подаче сточных вод составляет 8-12 часов, а заметное ухудшение качества воды при ее содержании в устройстве наблюдается, например, для молочных заводов через 2 часа.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее вертикальный цилиндрический корпус с коническим днищем, цилиндрическую перегородку, размещенную по оси корпуса, вращающийся реактивный водораспределитель с патрубками, пеногонное устройство, которое снабжено полумуфтой и установлено свободно между реактивным водораспределителем и верхом цилиндрической перегородки, закрепленной на водораспределителе (Патент RU 2083498 С1, 10.07.97. Бюл. 10).

В этом устройстве процессы усреднения и отстаивания разделены во времени. Усреднение состава сточных вод происходит в течение длительного периода их накопления в резервуаре за счет перемешивания жидкости сжатым воздухом. Отстаивание и удаление всплывающих примесей производится лишь при максимальном уровне воды в устройстве и при отсутствии аэрации.

Недостатками этого устройства является необходимость принудительной аэрации жидкости во время ее накопления в резервуаре, невысокая эффективность очистки сточных вод и высокая влажность удаляемой жиромассы и осадка ввиду непродолжительного времени их отстаивания, значительные затраты электроэнергии на подачу сжатого воздуха для перемешивания жидкости.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является интенсификация работы устройства и повышение эффективности очистки сточных вод при одновременном выравнивании (усреднении) их расхода и состава, сокращение объема и влажности удаляемой жиромассы.

Технический результат заключается в том, что процессы усреднения расхода и состава сточных вод происходят одновременно с их очисткой. Эффективность очистки повышается как за счет увеличения продолжительности обработки сточной воды, так и за счет проведения в устройстве процесса флотации (более эффективного, чем отстаивание). Осуществление в устройстве процесса флотации обеспечивает одновременно усреднение состава сточных вод, накапливаемых в резервуаре, предотвращение загнивания сточных вод за счет аэрации. Удаление (флотация) примесей производится все время, пока идет накопление сточных вод в устройстве до уровня, близкого к максимальному. Равномерный отвод осветленных вод обеспечивается работой поплавкового устройства. Удаление всплывающих примесей производится лишь при максимальном уровне воды в устройстве. Вращение пеногонного устройства осуществляется за счет энергии поступающего потока, его включение и выключение происходит автоматически.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для очистки и усреднения расхода и состава сточных вод, содержащее цилиндрический корпус с коническим днищем, установленную по оси корпуса цилиндрическую перегородку, размещенный над корпусом реактивный водораспределитель с патрубками, поплавковое устройство, вращающееся коромысло с пеногонными пластинами, снабженное полумуфтой и установленное с возможностью его подключения к реактивному водораспределителю при максимальном уровне воды в устройстве, дополнительно снабжено приемным резервуаром, установленным с возможностью подачи в него циркулирующей воды, насосом, напорным баком-сатуратором, соединенным напорным трубопроводом с реактивным водораспределителем, а внутри корпуса установлен кольцевой лоток, в котором размещены патрубки реактивного водораспределителя, снабженные диффузорами на их концах.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен общий вид устройства в продольном разрезе.

Устройство состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1, имеющего коническое днище 2 и внутреннюю цилиндрическую перегородку 3, приемного резервуара 4, насоса 5 и напорного бака-сатуратора 6. Над корпусом установлен реактивный водораспределитель 7 с патрубками 8, снабженными диффузорами 9 на их концах. На внутренней стенке корпуса размещен кольцевой лоток 10, куда входят диффузоры 9. Внутри цилиндрической перегородки 3 расположено поплавковое устройство 11 с присоединенной к нему снизу водоотводной воронкой 12 с гибким трубопроводом 13. На перегородке 3 свободно помещено коромысло 14 с прикрепленными к нему пеногонными пластинами 15, которое при максимальном уровне воды в устройстве опирается на поплавковое устройство 11 и подключается к реактивному водораспределителю 7 с помощью полумуфты 16. Корпус устройства имеет также лоток 17 и трубу 18 для сбора и удаления всплывающих примесей, трубу 19 для отвода осадка из конической части устройства, трубу 20 для отвода очищенной воды.

Приемный резервуар 4 оборудуется трубой 21 для подачи в него циркулирующей воды и трубой подачи исходной сточной воды 22 с установленной на ней решеткой 23.

Напорный бак-сатуратор 6 снабжен трубами подачи сточной воды 24 и воздуха 25, а также трубой отвода водовоздушной смеси 26.

Устройство работает следующим образом. Исходная сточная вода по трубе 22, предварительно пройдя решетку 23, подается в приемный резервуар 4. Туда же по трубе 21 подается циркулирующая очищенная вода. Из приемного резервуара 4 вода насосом 5 по трубе 24 направляется в напорный бак-сатуратор 6, куда также подается сжатый воздух по трубе 25. В напорном баке-сатураторе 6 происходит растворение воздуха под давлением. Водовоздушная смесь по трубе 26 подается в реактивный водораспределитель 7 и выбрасывается по трубкам 8 через диффузоры 9 в лоток 10. Вращение реактивного водораспределителя, осуществляемое за счет энергии вытекающей воды из диффузоров 9, обеспечивает равномерное распределение сточных вод на входе в сооружение. Ввиду резкого снижения давления на выходе из диффузоров 9 происходит выделение пузырьков воздуха из водовоздушной смеси и флотация примесей в лотке 10 и пространстве между корпусом 1 и перегородкой 3. Затем вода поступает в центральную камеру, образованную перегородкой 3, и собирается воронкой 12.

Поплавковое устройство 11 обеспечивает постоянный расход отводимых сточных вод и усреднение поступающего стока по расходу. При изменении поступающего расхода уровень воды в корпусе и положение поплавкового устройства меняется от Нmin до Нmax.

Флотация обеспечивает отделение и всплывание нерастворенных примесей, способствует перемешиванию и усреднению, концентрации загрязнений и предотвращению загнивания сточных вод при продолжительном их нахождении в устройстве. Тяжелые примеси оседают в коническую часть 2 устройства, а всплывавшие примеси накапливается в нем на поверхности воды. Сбор и выпуск всплывающих примесей происходит при достижении уровня воды в устройстве Нmax. Всплывшие примеси собираются с поверхности воды пеногонными пластинами 15 при вращении коромысла 14, которое при уровне воды Нmax поднимается поплавковым устройством 11 и посредством полумуфты 16 присоединяется к реактивному водораспределителю 7. При снижении уровня воды в сооружении ниже отметки Нmax коромысло 14 отсоединяется от реактивного водораспределителя 7 и опускается на перегородку 3, движение его прекращается. Таким образом, сбор накопленной пены (жиромассы) производится только при максимальном уровне воды в сооружении, что снижает попадание воды и влажность жиромассы. Собранная жиромасса отводится по лотку 17 и трубе 18, осадок - под гидростатическим напором воды по трубе 19. Очищенные и усредненные по расходу и составу сточные воды отводятся по трубе 20.

Применение предложенного устройства для очистки сточных вод, например, молочных заводов позволяет снизить затраты на строительство очистных сооружений на 25%, эксплуатационные затраты в 1,25 раза.