УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТНЫХ СТОЧНЫХ ВОД

Предлагаемое техническое решение относится к области очистки и обеззараживания промышленных и бытовых сточных вод, а также поверхностных водоисточников от различных по виду и характеру загрязнений, в частности к многостадийной обработке водных сред в протоке и фактически к охране окружающей среды.
Сброс в водоемы недостаточно очищенных производственных и бытовых сточных вод, поверхностных стоков с территорий городов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий, с полей, обработанных пестицидами, и ряд других причин приводят к тому, что в воде поверхностных водоисточников наряду с примесями природного происхождения содержатся и различного рода химические загрязнения, в том числе, нефтепродукты, фенолы, соли тяжелых металлов и др.
Широко применяемые традиционные технологии и установки для очистки и обеззараживания водных сред не всегда обеспечивают достаточно полное удаление загрязнений и соответствие очищенных вод нормам международных стандартов.
Уже известна установка для очистки поверхностных сточных вод, содержащая последовательно связанные отсеки, трубопровод подвода стоков, соединенный с входным отсеком, трубопровод отвода чистой воды, связанный с камерой для накопления очищенной воды, промежуточный трубопровод, металлические перегородки и вентили, установленные на соответствующих трубопроводах, расположенный напротив трубопровода подачи сточной воды водоотражательный щит, тонкослойный отстойник и бак сбора нефтепродуктов, расположенные во входном отсеке, а также фильтры первой, второй и третьей ступеней, расположенные в выходном отсеке, причем фильтры первой и второй ступеней расположены последовательно по ходу движения потока очищаемой воды, а фильтр третьей ступени расположен над фильтром второй ступени, при этом входной и выходной отсеки связаны посредством промежуточного трубопровода, полупогруженного в очищаемую воду в первом отсеке, а бак сбора нефтепродуктов, образованный перегородками, связан с поверхностным слоем очищаемой воды посредством соответствующих трубопроводов с установленными на них вентилями. Установка может содержать утепленные крышки, закрывающие входной и выходной отсеки. /Патент РФ №78791, C02F 3/12, опубл.2008 г./
Использование указанной известной установки показывает низкую эффективность удаления нефлотируемых загрязнений, низкую степень обеззараживания стока и, следовательно, недостаточную эффективность очистки.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности поверхностной очистки и обеззараживания поверхностных водных сред от нефтепродуктов, токсических загрязнений и патогенной микрофлоры. Технический результат, который совпадает с поставленной задачей, достигается путем оптимизации взаимного расположения механических фильтров и фильтров-адсорберов, а также путем компактности модульной установки.
Для решения поставленной задачи с достижением заявляемого технического результата известная установка для очистки поверхностных сточных вод, содержащая последовательно связанные и сообщенные между собой входной отсек, соединенный с трубопроводом подвода стоков и включающий тонкослойный отстойник, и выходной отсек, соединенный с трубопроводом отвода чистой воды и включающий камеру для ее накопления, и зону расположения фильтров предварительной и последующей ступеней очистки сточных вод, трубопроводы и вентили, установленные на соответствующих трубопроводах, и бак для сбора нефтепродуктов, связанный трубопроводом с поверхностным слоем очищаемой воды, при этом все фильтры очистки сточных вод расположены последовательно по ходу движения потока очищаемой воды, согласно предлагаемой полезной модели, входной отсек установки дополнительно содержит пескоуловитель, размещенный между тонкослойный отстойником и трубопроводом подвода стоков, снабженный трубами для отвода песка, и нефтесборное средство в виде лотка, размещенного на поверхности сточных вод и своим выходом сообщенного с трубопроводом, подключенным к баку для сбора нефтепродуктов, а выходной отсек на выходе из камеры для накопления чистой воды, дополнительно содержит отгороженный технологический отсек с бактерицидной установкой, причем фильтры предварительной очистки выполнены механическими с загрузкой в виде нетканого термоскрепленного волокна и расположены по меньшей мере двумя параллельными рядами, каждый из которых ориентирован по ходу движения очищаемых сточных вод, и фильтры последующей ступени очистки выполнены в виде фильтров-адсорберов, например, с активированным углем и расположены с чередованием между этими параллельными рядами механических фильтров, причем установка дополнительно снабжена автоматизированной системой управления, включающей датчики контрольно-измерительных приборов и пульт управления с блоком управления, содержащим панель управлении, контроллер, программный пакет и органы управления.
Ширина зоны размещения всех чередующихся фильтров в выходном отсеке установки может быть выполнена, предпочтительно, равной ширине тонкослойного отстойника и последний размещен перед рядами всех фильтров.
Бак для сбора нефтепродуктов может быть размещен отдельно от входного отсека.
Датчики контрольно-измерительных приборов могут быть выполнены в виде датчиков уровня сточных вод в пескоуловителе и в зоне расположения фильтров, датчика уровня нефтепродуктов в баке для сбора нефтепродуктов.
Подключение датчиков контрольно-измерительных приборов может быть выполнено посредством внутренней шины «Х2Х».
Загрузка «Мегасорб» может быть выполнена в виде нетканого термоскрепленного полотна, состоящего из полимерных гидрофобных и/или гидрофобизированных волокон.
Загрузка «Мегасорб» может быть выполнена в виде нетканого термоскрепленного полотна, состоящего из полимерных гидрофобных и/или гидрофобизированных волокон, толщиной, предпочтительно, равной 0,48-2,2 текс., причем толщина полотна взята, предпочтительно, равной 25+_5 мм. с поверхностной плотностью 500+_50 г/м.2 и нефтеемкостью, предпочтительно,' равной 35-40 г/г.
Загрузка «Мегасорб» может быть снабжена по меньшей мере одной волокнистой сеткой-подложкой, выполненной из смеси полипропиленовых и бикомпонентных волокон, термоскрепленных с нетканым полотном.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется графически.
На фиг.1 представлен общий вид установки.
На фиг.2 представлен продольный разрез предлагаемой установки для очистки поверхностных сточных вод.
На фиг.3 представлен вид сверху на предлагаемую установку для очистки поверхностных сточных вод.
Представленная на фиг.1 установка для очистки поверхностных сточных вод содержит последовательно связанные и сообщенные между собой входной и выходной отсеки. Входной отсек соединен с трубопроводом 1 подвода стоков и включает приемную камеру 2, снабженную корзиной 3 для улавливания крупных включений мусора, отсек, выполненный в виде пескоуловителя 4 и смежный с пескоуловителем 4 отсек, выполненный в виде тонкослойного отстойника 5. Пескоуловитель 4 размещен между тонкослойным отстойником 5 и трубопроводом 1 подвода стоков и снабжен трубами 6 для отвода песка.
Выходной отсек соединен с трубопроводом 7 отвода чистой воды и включает сообщенную с ним камеру 8 для накопления чистой воды и зону 9 расположения фильтров.
Установка содержит отдельно размещенный бак 10 для сбора нефтепродуктов, связанный трубопроводом 11 с зоной поверхностного слоя очищаемой воды в тонкослойном отстойнике 5, а во входном отсеке, на поверхности сточных вод, установлено нефтесборное средство в виде лотка 12, своим выходом сообщенного с трубопроводом 11, подключенным к баку 10 для сбора нефтепродуктов.
Выходной отсек на выходе из камеры 8 для накопления чистой воды, дополнительно содержит отгороженный технологический отсек 13 с бактерицидной установкой 14.
Все фильтры очистки сточных вод выполнены в виде механических фильтров 15 предварительной очистки, и фильтров 16 последующей очистки, которые выполнены в виде фильтров-адсорберов, например, с активированным углем. Все фильтры предварительной очистки 15 и все фильтры 16 последующей очистки сообщены между собой последовательно по ходу движения потока очищаемой сточной воды, т.е. последовательно поток проходит через фильтры 15 предварительной очистки, а затем через фильтры 16 последующей очистки.
Механические фильтры 15 предварительной очистки выполнены с загрузкой в виде нетканого термоскрепленного полотна, состоящего из полимерных гидрофобных или гидрофобизированных волокон /«Мегасорб»/ и расположены по меньшей мере двумя параллельными рядами, каждый из которых ориентирован по ходу движения очищаемых сточных вод, а фильтры 16 последующей ступени очистки выполнены в виде фильтров-адсорберов, например, с активированным углем и расположены с чередованием между этими параллельными рядами механических фильтров 15 тоже по ходу движения очищаемых сточных вод. Таким образом, выполнено параллельное ориентирование фильтров 15 предварительной очистки между собой, а сообщение фильтров 15 и фильтров 16 между собой последовательное.
Для повышения эффективности очистки поверхностных сточных вод ширина зоны размещения всех чередующихся фильтров в выходном отсеке установки выполнена, предпочтительно, равной ширине тонкослойного отстойника 5, причем последний размещен перед рядами всех фильтров 15 и 16, т.е.по всей ширине тонкослойного отстойника 5 с примыканием друг к другу установлены чередующиеся механические фильтры 15 и фильтры-адсорберы 16. По меньшей мере может быть выполнено два ряда механических фильтров 15 и один ряд, между ними, фильтров-адсорберов 16. Каждый из механических фильтров 15 может быть снабжен загрузкой «Мегасорб», например, снабженной одной волокнистой сеткой-подложкой /не показана/, выполненной из смеси полипропиленовых и бикомпонентных волокон, термоскрепленных с нетканым полотном основы.
Таким образом, фильтры- адсорберы 16 с активированным углем размещены параллельно механическим фильтрам 15 практически на одном уровне с механическими фильтрами 15 предыдущей ступени очистки, между двумя рядами механических фильтров 15 с загрузкой «Мегасорб».
Каждый механический фильтр представляет собой съемную кассету с решетчатым дном и открывающейся решетчатой крышкой, в которую заложен фильтр-пакет из листов «загрузки» сорбента, например, «Мегасорб».
Установка дополнительно снабжена автоматизированной системой управления, включающей 17 пульт управления с блоком 18 управления, содержащим панель 19 управлении, контроллер 20, программный пакет и органы управления /не показаны/. Подключение датчиков контрольно-измерительных приборов выполнено посредством внутренней шины «Х2Х» /не показаны/.
Датчики контрольно-измерительных приборов выполнены в виде счетчиков-расходомеров 21, один из которых установлен в баке 10 для сбора нефтепродуктов, а другой - в зоне 9 размещения фильтров 15 и 16, и датчиков 22 и 23 уровня сточных вод, установленных в пескоуловителе 4 и в зоне 9 расположения фильтров 15 и 16, соответственно, и датчика 24 уровня нефтепродуктов в баке 10 для сбора нефтепродуктов.
Кроме того предлагаемая установка имеет трубопровод 25 аварийной системы перелива, который связан с датчиком 23 уровня чистой воды в зоне 9 расположения фильтров и исключает затопление оборудования при аварийной ситуации. Предусмотрен перелив по трубопроводу 25 аварийной системы перелива в трубопровод 7 чистой воды.
Эксплуатация установки, в основном, осуществляется без участия обслуживающего персонала. Средства автоматизации обеспечивают работу очистной установки по заданной программе в соответствии с данными контрольно-измерительных приборов.
Таким образом, одна часть фильтров 15 предварительной очистки, параллельно установленных один от другого, выполнены механическими с загрузкой «Мегасорб» и расположенными рядами друг над другом, и другая часть фильтров 16 последовательно сообщенных с фильтрами 15, выполнена в виде фильтров-адсорберов, например, с активированным углем, размещенных между смежными рядами механических фильтров 10.
Загрузка «Мегасорб» может быть выполнена в виде нетканого термоскрепленного полотна, состоящего из полимерных гидрофобных и/или гидрофобизированных волокон, толщиной, предпочтительно, равной 0,48-2,2 текс., причем толщина полотна взята, предпочтительно, равной 25+_5 мм. с поверхностной плотностью 500+_50 г/м.2 и нефтеемкостью, предпочтительно, равной 35-40 г/г.
Загрузка «Мегасорб» может быть снабжена по меньшей мере одной волокнистой сеткой-подложкой, выполненной из смеси полипропиленовых и бикомпонентных волокон, термоскрепленных с нетканым полотном основы.
Предлагаемая установка изготавливается в виде наземного блок-контейнера полной заводской готовности, с выше указанным технологическим оборудованием, трубопроводами, расходной и запорно- регулирующей арматурой и блоком автоматики, управляющим процессом очистки сточных вод.
Основное технологическое оборудование и трубопроводы изготовлены из полимерных и коррозионностойких современных материалов.
Величина максимальной концентрации загрязнений/мл./л./ в сточных водах на входе в установку:
- Взвешенные вещества
700
- Нефтепродукты
20
- Биохимическая потребность в кислород е/БПК/п
50
- Химическая потребность в кислороде/ХПК/
100
- рН
6.5-8,5
Величина максимальной концентрации загрязнений/мл./л./ в сточных водах на выходе из установки:
- Взвешенные вещества
3,0
- Нефтепродукты
0,05
- БПКп
3,0
- ХПК
30,0
- рН
6.5-8,5
БПКп - биохимическая потребность в кислороде (Это количество кислорода, необходимого для окисления органических веществ аэробными микроорганизмами в процессе их жизнедеятельности. Обычно определяют ВПК за 5 и 20 суток. БПКп - это и есть измерение за 20 суток, т.е.БПК20)
ХПК - это химическая потребность в кислороде, т.к. ВПК не характеризует общее количество органических веществ в.сточных водах.
Установка очистки поверхностных сточных вод работает следующим образом.
Перед поступлением на установку сточные воды накапливаются в приемной камере, которая оборудована корзиной для улавливания крупных механических включений /листья, ветки/, а также, учитывая высокие показатели загрязнений по взвешенным веществам, оборудованный тонкослойными блоками.
Из аккумуляторной емкости сточную воду при помощи погружного насоса подают на предлагаемую установку для очистки. Включение и выключение насосов автоматическое посредством автоматизированной системы управления в соответствии с сигналами с датчиков 22-24 уровня.
Поступившие на установку по трубопроводу 1 сточные воды попадают в приемную камеру 2 гашения напора и далее в пескоуловитель 4, где под действием сил гравитации происходит осаждение взвешенных веществ. Из пескоуловителя 4 сточная вода поступает в секцию грубой очистки с тонкослойным отстойником 5. Отвод песка из пескоуловителя 4 осуществляют по трубам 6
Тонкослойный отстойник 5 предназначен для очистки сточных вод от взвешенных веществ и нефтепродуктов.
Предлагаемая установка позволяет осуществлять очистку вод от нефтепродуктов, которые содержатся в виде механически и химически стабильных эмульсий.
Далее сточные воды поступают в фильтрующий блок. Процесс очистки осуществляют при самотечном движении жидкости через фильтрующие кассеты механических фильтров 15 сверху вниз через блоки механических фильтров 15.
На дальнейшую очистку сточная вода поступает в фильтры-адсорберы 16, заполненные, например, активированным углем загрузкой «БАУ-А». В этих фильтрах 16 происходит окончательная доочистка воды до заданных показателей. Для обеззараживания очищенных вод применяют ультрафиолетовую лампу серии « Лазурь» обеззараживающей установки.
Механические фильтры 15 с загрузкой «Мегасорб» периодически промывают. Загрузка фильтров-адсорберов 16 после выработки ресурса подлежит замене и утилизации.
Предлагаемая установка не предназначена для очистки фекальных сточных вод, устранения жиров и растворенных и мылообразных масел.
Промышленная применимость установки для очистки и обеззараживания водных сред обеспечивается за счет большого спроса в стране и за рубежом из-за постоянно растущей потребности населения в воде необходимого качества и в достаточном количестве при наличии огромного количества загрязненных водных сред как бытовых, так и промышленных.
Предлагаемая установка успешно прошла испытания и подготовлена к внедрению в производство. Она обладает новизной и промышленной применимостью.
Использование предлагаемой установки для очистки поверхностных сточных вод позволит повысть эффективность поверхностной очистки и обеззараживания водных сред от нефтепродуктов, токсических загрязнений и патогенной микрофлоры путем оптимизации вбитого расположения механических фильтров и фильтров-адсорберов, а также улучшить компактность модульной установки. Она позволит провести глубокую очистку поверхностных стоков от взвешенных веществ в виде крупных механических включений, грубо- и мелкодисперсных механических примесей, а также нефтепродуктовхко годных, эмульгированных и частично растворенных.