устройство для обработки иловой смеси перед разделением

Формула изобретения

Устройство для обработки иловой смеси перед разделением, включающее цилиндрический корпус с размещенным в нем твердым дисперсным материалом, элементы ввода и вывода иловой смеси, отличающееся тем, что элемент ввода иловой смеси выполнен в форме трубы, расположенной в центре цилиндрического корпуса, нижний конец которой погружен в твердый дисперсный материал, с возможностью подачи смеси в слой дисперсного материала со скоростью, обеспечивающей полный вынос частиц активного ила и исключающей вынос частиц дисперсного материала, элемент вывода выполнен в форме открытой воронки, венчающей корпус, а в качестве дисперсного материала используют песок.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод и касается устройств, применяемых для обработки иловых смесей перед их разделением, в частности, путем отстаивания.

Известно, что обычные иловые смеси, отводимые из аэротенков, разделяют путем отстаивания, и что этот является малопроизводительным (продолжительность отстаивания составляет около 1,5 часов) и малоэффективным (концентрация активного ила в осадке составляет 5...7 г/л).

Актуальной проблемой в области разделения иловой смеси является увеличение производительности процесса (сокращение времени отстаивания) и повышение эффективности (увеличение концентрации ила в осадке).

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является устройство для обработки активного ила по SU 1165645 (опубл. 07.07.1985), включающее корпус с элементами ввода и вывода и с размещенным в нем твердым дисперсным материалом - калиево-кальциевым цеолитом.

Недостатком данного устройства является его работа в режиме полного выноса не только вводимого активного ила, но и твердого дисперсного материала, что сопряжено со значительными дополнительными затратами (расход дисперсного материала составляет 3-8 кг/м³ суспензии или более 100% к сухому активному илу): в качестве дисперсного материала используют не инертный по отношению к активному илу материал, а материал - реакционноспособный, поэтому сгущенный активный ил не может быть возвращен на стадию биологической очистки.

Задачей изобретения является улучшение седиментационных свойств активного ила посредством обработки иловой смеси твердым дисперсным материалом при сохранении возможности возврата сгущенного активного ила на биологическую очистку.

Это достигается тем, что в устройстве, содержащем цилиндрический корпус с элементами ввода и вывода и твердый дисперсный материал, элемент ввода иловой смеси выполнен в форме центральной трубы, нижний конец которой погружен в слой дисперсного материала с возможностью подачи иловой смеси в слой дисперсного материала со скоростью, обеспечивающей полный вынос частиц активного ила, исключая в то же время вынос самого дисперсного материала, элемент вывода иловой смеси выполнен в форме открытой воронки, венчающей корпус, а в качестве дисперсного материала использован песок, являющийся инертным материалом по отношению к активному илу,

Изобретение поясняется чертежом, где показан общий вид устройства для обработки иловой смеси.

Устройство включает вертикальный цилиндрический корпус 1, увенчанный воронкой 2, трубу 3 для ввода иловой смеси. На дно цилиндрического корпуса 1 помещен твердый дисперсный материал 4, то есть песок. Нижний конец трубы 3 погружен в слой дисперсного материала.

Устройство работает следующим образом. Исходная смесь по трубе 3 вводится в слой твердого дисперсного материала 4 с такой скоростью, которая переводит его во взвешенное состояние, обеспечивая полный вынос частиц активного ила из этого слоя, но в то же время исключая вынос частиц самого дисперсного материала.

Поднимаясь по цилиндрической части корпуса 1 снизу вверх, иловая смесь интенсивно контактирует с частицами твердого дисперсного материала 4, что приводит к резкому улучшению седиментационных свойств активного ила. Далее иловая смесь поступает в воронкообразную часть 2 корпуса 1, в которой скорость потока снижается, и частицы твердого дисперсного материала 4 осаждаются обратно в цилиндрическую часть, в то время как частицы активного ила полностью выносятся из аппарата с потоком иловой смеси через верхнюю кромку воронки по всему ее периметру. Обработанная таким образом иловая смесь поступает далее на разделение, например, в отстойники.

Сопоставление заявляемого устройства с прототипом показывает, что общими их признаками являются цилиндрический корпус с элементами ввода и вывода и наличие твердого дисперсного материала. Отличительными признаками в заявляемом устройстве, по сравнению с прототипом, являются элемент ввода иловой смеси, выполненный в форме центральной трубы, нижний конец которой погружен в слой дисперсного материала, с возможностью подачи смеси в слой дисперсного материала со скоростью, обеспечивающей полный вынос частиц ила и в то же время исключающей вынос дисперсного материала: в качестве дисперсного материала использован инертный по отношению к илу материал - песок; элемент вывода иловой смеси выполнен в форме воронки. венчающей корпус.

Отличительные от прототипа признаки заявляемого устройства являются существенными, поскольку только их совокупность обеспечивает решение поставленной задачи и преимущества перед прототипом: используемый твердый дисперсный материал - песок - более доступен, чем калиево-кальциевые цеолиты, он инертен по отношению к активному илу, поэтому сохраняется возможность возврата сгущенного после обработки в предлагаемом устройстве на стадию биологической очистки.

Проведены испытания лабораторной модели предлагаемого устройства. Свежую иловую смесь из аэротенка с концентрацией активного ила 2,1 г/л подавали в устройство, загруженное песком из расчета 2 г/л·час; линейная скорость потока в цилиндрической части составляла 24 м/час, а в верхней части потока - 8 м/час; при этом задержки частиц активного ила, равно как и выноса частиц песка, не наблюдалось. Обработанную иловую смесь подвергали отстаиванию в непрерывно действующем отстойнике со временем пребывания потока 20 минут (т.е. в 5-6 раз быстрее, чем принято обычно). Концентрация сухих веществ в остатке составляла 12-16 г/л, а в воде над илом 21-26 мг/л.

Для сравнения свежую иловую смесь пропускали через такой же отстойник при времени отстаивания 20 минут. Концентрация сухих веществ в осадке составляла 3,4-3,7 г/л, т.е. меньше в 4 раза, а в воде над илом - 600-700 мг/л, т.е. больше в 25 раз.