УСТАНОВКА (ОТСТОЙНИК) ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Полезная модель относится к установкам (отстойникам) для очистки бытовых сточных вод, производственных сточных вод с обработкой и без обработки их реагентами и преимущественно может быть использована при очистке и доочистке стоков на канализационных очистных станциях и при водоподготовке.
Известны обычные радиальные отстойники, оборудованные общим водосборно-отводящим желобом, кольцевым и радиальными водосборными лотками в их периферийной части с подкосами для попирания и крепления кольцевых выносных лотков для рассредоточенного сбора очищенной воды. Также известны отстойники, оборудованные тонкослойными элементами с радиальным и восходящим течением жидкости, занимающие его кольцевую часть и содержащие специальные опорные устройства для опирания и установки их. [Рис.7.16, 7.17 стр.417 «Отведение и очистка сточных вод Санкт-Петербурга» издательство «Новый журнал» 2002].
Однако, данный отстойник не может обеспечить глубокую очистку сточных вод, требуемую в настоящее время, т.к. предусматривает основное удаление взвеси в слое большой глубины до 6 м и слабо турбулентный режим течения жидкости в объеме всего отстойника, при котором мельчайшие частицы загрязнений не задерживаются в нем и выносятся вместе с очищенной жидкостью, так как даже рассредоточенный отбор жидкости не может обеспечить глубокую очистку от мелкодисперсной взвеси при турбулентном течении в отстойнике и большой глубине зоны осаждения (до 6 м) в нем.
Также существуют различные конструкции подобных установок с тонкослойными элементами, занимающими более половины площади отстаивания по всей глубине отстойника (SU №689958, 02 С 1/2, бюл. №37 от 05.10.79) и другие конструкции, предназначенные для разделения суспензий и эмульсий (Иванов В.Г., Симонов Ю.М. Применение тонкослойных отстойников в целлюлозно-бумажной промышленности. М: Лесная промышленность 1989. Иванов В.Г., Черников Н.А. Водоотводящие системы промышленных предприятий СПб. ООО «Издательство «ОМ-Пресс», 2007. С.53-59, с.63-65.
Предлагаемая конструкция отличается тем, что опорная часть лотков одновременно является опорой для монтажа поддерживающих конструкций, увеличивающих площадь входного сечения (за счет увеличения радиуса наружной окружности его), на которых расположены блоки с обратным наклоном тонкослойных элементов радиального типа с восходящим движением жидкости, расположенного под водосборными желобами.
Наиболее близким к предлагаемому решению является отстойник [Рис.7.28 стр.432 «Отведение и очистка сточных вод Санкт-Петербурга» издательство «Новый журнал» 2002], предназначенный для очистки бытовых сточных вод от взвешенных веществ и активного ила. Он представляет собой резервуар круглой формы в плане с расположенным в периферийной его части блоком радиальных полочных тонкослойных элементов на всю глубину для тонкослойного отстаивания загрязнений при радиально-восходящем движении потока, отстойной зоны большой глубины до тонкослойных периферийно расположенных элементов, бункерным днищем для осадка, средством подачи исходной сточной воды на вход отстойника, устройствами для сбора и отвода очищенной воды в виде кольцевого водосборно-водоотводящего желоба у стенки отстойника, опирающихся на радиальные опорные элементы (балки), расположенные у дна отстойника, над скребками для сгребания осадка.
Очищаемая жидкость (сточная вода) поступает в отстойную зону, где происходит выделение основной массы грубодисперсных взвешенных частиц и активного ила при радиальном течении жидкости (в слое равной глубине отстойника), после чего вода с неотстоявшимися тонкодисперсными частицами загрязнений поступает в радиальные тонкослойные элементы малой глубины, где выпадают более мелкие частицы загрязнений, образуя осадок, и за счет наклона тонкослойных элементов под действием силы тяжести сползают на дно отстойника, откуда удаляются скребками в приямок, а затем на дальнейшую обработку, а очищенная жидкость собирается водосборной системой (выносные желоба, радиальные желоба и кольцевой водосборно-водоотводящий желоб) и отводится из сооружения.
Причем тонкослойные элементы работают при радиально-восходящем течении жидкости, затем очищенная в них вода поступает через треугольные незатопленные водосливы выносных кольцевых и радиальных лотков и отводится из установки.
Недостатками данной конструкции являются:
1. Размещение тонкослойных элементов на всю глубину отстойной зоны, не занятую скребками, причем нижняя примыкающая к стенке отстойника часть тонкослойных элементов практически не работает из-за изменения направления движения потока в них с радиального на восходящее к водосборным желобам, а опорные конструкции выносных водосборных лотков проходят через сплошной кольцевой блок тонкослойных элементов, что усложняет конструкцию их и снижает качество очистки воды.
2. Для опирания блоков тонкослойных элементов необходимо предусматривать специальные, расположенные над скребком, опорные конструкции блоков значительной длины, заделанные в стенку отстойника, что не всегда возможно при реконструкции существующих сооружений и усложняет конструкцию скребков из-за необходимости обеспечивать жесткость и прочность их концевых частей, которые обычно достигаются дополнительными горизонтальными и наклонными тягами, образующими скребковую ферму, что так же может быть причиной плохого удаления осадка из периферийной части днища отстойника под тонкослойными элементами, его загнивания и выноса из отстойника.
3. Гидравлическая эффективность работы тонкослойных элементов конструкции достигается увеличением материалоемкости (объема ее). Вместе с тем изменение направления потока может быть гарантированно обеспечено в зоне, не занятой тонкослойными элементами с соответствующей экономией материальных ресурсов и уменьшения общего объема блока.
4. Из-за недостаточной изоляции верхних частей блоков возможно непосредственное поступление недостаточно очищенной жидкости от остальной части отстойной зоны, минуя тонкослойные элементы, непосредственно в кольцевой водосборный выносной лоток через его грань, обращенную к центру отстойника, что снижает качество очистки из-за недостаточной изоляции указанной зоны водосбора и не гарантирует движения всего обрабатываемого объема сточной воды через блоки тонкослойных элементов.
Задачей заявляемой полезной модели является достижение следующего технического результата: повышение эффективности очистки и доочистки сточных вод с увеличением производительности за счет более оптимального распределения потока между тонкослойными элементами.
Технический результат достигается тем, что отстойник (установка) для очистки сточных вод содержит резервуар, имеющий средства подачи исходной воды, с расположенными в нем зоной грубого отстаивания (с глубиной равной глубине отстаивания) и зонами тонкослойного отстаивания малой глубины, оснащенными сегментными блоками радиального типа с тонкослойными элементами с восходящим течением потока, расположенными между радиально установленными консольными рамами для фиксирования положения для сбора и отвода очищенной воды, средства подачи исходной сточной воды, которая сначала двигаясь радиально проходит последовательно зону грубой очистки, а затем тонкослойного отстаивания, которые выполнены каждая из четырех блоков, из которых два - с полками из плоских полок одинакового размера и два, установленные слева и справа по ходу движения воды - с полками в виде трапеции, размеры которых увеличиваются пропорционально их расположению в блоке от центра отстойника. Тонкослойные (сегментные) блоки устанавливаются в верхней половине слоя воды в отстойнике на опорные конструкции в виде обвязки консольных рам, закрепленных специальными хомутами к элементам консольных рам, поддерживающих систему водосборных лотков, причем движение очищаемой жидкости обеспечивается только через тонкослойные элементы за счет установки кольцевой вертикально-наклонной перегородки и наклонно-горизонтальных перегородок между сегментными блоками в местах расположения наклонных элементов рам.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:
фиг.1 - Схема установки (отстойника) в разрезе;
фиг.2 - Вид установки (отстойника) сверху;
фиг.3 - Фрагмент зоны тонкослойного отстаивания в разрезе;
фиг.4 - Схема центрального сегментного блока;
фиг.5 - Схема крайних блоков, правого (а) и левого (б).
Установка для очистки сточных вод (отстойник) содержит резервуар с расположенной в нем зоной 1 предварительной грубой очистки (отстаивания), средство 2 подачи исходной сточной воды на вход в отстойник, выносной кольцевой водосборный лоток 3, радиальные водосборные лотки 4, водосборно-отводящий кольцевой желоб 5, радиально расположенные консольные опорные рамы (фермы) 6, поддерживающие водосборные лотки, периферийно расположенные между рамами сегментные зоны 7 доочистки сточных вод тонкослойным отстаиванием, оснащенные блоками 8 тонкослойного отстаивания с восходящим движением потока жидкости, защитные горизонтально и наклонно расположенные перегородки 9 в местах расположения подкосов консольных рам (показано пунктиром), исключающие движение воды минуя блоки тонкослойного отстаивания, опорные элементы для установки тонкослойных блоков, состоящие из каркаса обвязки консольных рам 10, опорных блоков 11 и монтажных хомутов 12, защитную вертикальную кольцевую перегородку 13, препятствующую поступлению неочищенной воды в зону тонкослойного отстаивания над блоками тонкослойных элементов, скребки 14 для сгребания осадка в приямок, трубопровод для удаления осадка 15 и отвода очищенной воды 16.
Работа установки заключается в следующем. Очищаемая жидкость подводится в центр установки (отстойника) в зону грубой очистки (отстаивания) 1, загрязнения предварительно отстаиваются в слое воды равной глубине отстойника на пути радиального движения воды от средства 2 подачи исходной сточной воды на вход в отстойник до сегментных зон 7 доочистки, оснащенных блоками 8 полочных тонкослойных элементов, в которых завершается процесс отстаивания, и эффективное удаление основной части тонкодисперсных взвешенных загрязнений и мельчайших частиц активного ила вследствие ламинарного характера движения потока и осаждения их в слое жидкости малой глубины (20-50 мм). Выпадающий осадок под действием силы тяжести сползает по наклонной поверхности тонкослойных элементов в осадочную зону, транспортируется скребками 14 в приямок вместе с осадком из зоны грубой очистки и удаляется по трубопроводу 15 для удаления осадка.
Очищенная вода собирается выносным водосборным кольцевым лотком 3, радиальными лотками 4 и водосборно-отводящим кольцевым желобом 5 через треугольные незатопленные водосливы, после чего отводится из установки (отстойника) по трубопроводу 16. Из зоны грубой предварительной очистки 1 вода поступает на доочистку снизу в тонкослойные элементы 8 с обратным наклоном, изменяя направления своего течения с радиального на восходящее в свободном объеме под блоками, что улучшает равномерность распределения потока во входном сечении блоков и работу тонкослойных элементов в пределах блоков.
Для исключения возможности поступления воды из зоны грубой предварительной очистки 1 непосредственно в водосборную систему очищенной воды, минуя блоки тонкослойного отстаивания 8 предусмотрены защитные горизонтально наклонные перегородки 9 в местах расположения подкосов консольных радиальных опорных рам (ферм) 6, разделяющих сегментные зоны 7 доочистки и сплошную кольцевую вертикальную перегородку 13, препятствующую проходу воды выше зоны расположения тонкослойных блоков, что обеспечивает надежно высокое качество очистки сточной воды.