УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ БЫТОВЫХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД

Полезная модель относится к комплексной обработке бытовых, природных и промышленных вод и предназначена для одновременной очистки, обеззараживания и дезодорации воды.
Известна установка, реализующая способ обработки бытовых сточных вод по патенту РФ №2019529, М. кл. 5 C 02 F 9/00. Установка содержит песколовку для выделения тяжелых и крупных минеральных загрязнений (преимущественно, песка), решетку-дробилку, обеспечивающую дробление загрязнений непосредственно в проточном канале стоков, смеситель, в котором смешиваются бытовые стоки с химическими реагентами, поступающими от установки приготовления и дозирования реагентов, отстойник для выделения осаждающихся веществ, фотохимический реактор, обеспечивающий разложение УФ-облучением коллоидных и растворенных органических веществ, а также уничтожение бактерий и фильтр для задержания ионов металлов и металлоидов.
Такая установка позволяет осуществить очисту воды, включающую механическую очистку с последующим воздействием на жидкость физическим фактором - ультрафиолетом и фильтрацией, однако степень очистки при сильно загрязненных стоках в большинстве случаев оказывается недостаточной для достижения показателей очистки, соответствующих нормам отечественных и международных стандартов.
Известна также установка для очистки воды, включающая устройство удаления нефтепродуктов и взвешенных веществ, выполненное в виде отстойника с нефтеловушкой, устройство для
насыщения стоков воздухом и озоном, кавитационную камеру, камеру реакции, ультразвуковой излучатель и систему насосов для подачи воды на технологические операции очистки (патент РФ N 2116264, М. кл. 6 С 02 F 9/00, 1998).
Недостатками известной установки для очистки бытовых сточных вод являются ее высокая стоимость, энергоемкость, длительность и трудоемкость очистки, осуществляемой с ее помощью, а также значительный расход в качестве фильтра активированного угля.
Задачей заявляемого технического решения является создание экономичной установки, позволяющей осуществлять комплексную очистку воды, снижение длительности и трудоемкости процесса очистки.
Поставленная задача решена за счет того, что установка для очистки бытовых и промышленных сточных вод, включающая устройство удаления нефтепродуктов и взвешенных веществ, устройство для насыщения стоков воздухом и озоном, кавитационную камеру, камеру реакции, ультразвуковой излучатель и систему насосов для подачи воды на технологические операции комплексной очистки воды, согласно заявляемому техническому решению, устройство удаления нефтепродуктов и взвешенных веществ содержит последовательно соединенные между собой гидроциклон-флокулятор, тонкослойный мультигидроциклон, тонкослойный осветлитель во взвешенном слое, тонкослойный коалесцирующий трубчатый блок-отстойник, напорный отстойник-отделитель нефтепродуктов, аэратор-флотатор, коалесцирующий фильтр и флотационную камеру, причем, кавитационная камера, камера реакции и ультразвуковой излучатель, выполненый с каскадным волноводом, объединены в единый бак-реактор, на крышке которого установлены пенообразователи поступающей воды, выполненные в виде цилиндрических стаканов,
кроме того установка дополнительно содержит фильтр зернистой загрузки, установленный после бака-реактора, и пресс-фильтр, связанный с устройством удаления нефтепродуктов и взвешенных веществ, баком-реактором и фильтром зернистой загрузки.
Сущность технического решения поясняется чертежом, на котором на фиг.1 представлена блок-схема заявляемой установки, на фиг.2 - блок-схема устройства удаления нефтепродуктов и взвешенных веществ.
Установка для очистки бытовых и сточных вод включает последовательно установленные и связанные между собой трубопроводами устройство удаления нефтепродуктов и взвешенных веществ 1, аэратор-озонатор 2, бак-реактор 3 и фильтр зернистой загрузки 4. Кроме того, установка для очистки бытовых и сточных вод содержит пресс-фильтр 5, связанный с устройством удаления нефтепродуктов и взвешенных веществ 1, баком реактором 3 и фильтром зернистой загрузки 4. Установка содержит также насосы Н-1, Н-2, Н-3 и Н-4, подающими воду по технологической цепочке в соответствующие блоки установки.
Устройство удаления нефтепродуктов и взвешенных веществ 1 включает последовательно соединенные между собой гидроциклон-флокулятор 6 с патрубками для автоматической подачи необходимого количества реагентов (на чертеже не показаны), тонкослойный мультигидроциклон 7, тонкослойный осветлитель во взвешенном слое 8, тонкослойный коалесцирующий трубчатый блок-отстойник 9, напорный отстойник-отделитель нефтепродуктов 10, аэратор-флотатор 11, коалесцирующий фильтр 12 и флотационную камеру 13. Бак-реактор 3 включает ультразвуковой излучатель, выполненый с каскадным волноводом (на чертеже не показан).
На крышке бака-реактора 3 установлены пенообразователи поступающей воды, выполненные в виде цилиндрических стаканов (на чертеже не показаны).
Установка работает следующим образом.
Неочищенная вода с неорганическими и органическими загрязнителями подается насосом H1 на устройство удаления нефтепродуктов и взвешенных веществ 1, содержащую гидроциклон-флокулятор, 6 тонкослойный мультигидроциклон, 7 тонкослойный осветлитель во взвешенном слое, 8 тонкослойный коалесцирующий трубчатый блок-отстойник 9, напорный отстойник-отделитель нефтепродуктов 10, аэратор-флотатор 11, коалесцирующий фильтр 12 и флотационную камеру 13.
Предварительно при необходимости нефтесодержащие стоки или высокомутные воды могут смешиваться с реагентами. Попадая в гидроциклон-флокулятор 6, неочищенная вода приобретает вращательное движение, направляется вниз в коническую часть гидроциклона, причем под действием центробежных сил здесь происходит разделение суспензии (нефтепродукты вверх, шлам вниз), а также дальнейшее образование и укрупнение хлопьев (флокул).
Далее поток меняет направление движения и, направляясь вверх, поступает в тонкослойный мультигидроциклон 7, образованный коаксиально расположенными пластинами. Здесь еще действует центробежное поле сил, а разделение объема на тонкие слои предусматривает ламинарный режим движения потока.
Далее стоки попадают в осветлитель во взвешенном слое 8, где в цилиндрической части установки, с уменьшением скорости восходящего потока до 1 мм/с, усиливается действие
гравитационного поля. Здесь взвешенные частицы образуют своеобразный фильтр -взвешенный слой, а разделение его тонкослойными пластинами, при условии продолжающегося вращения потока, также предполагает разделение суспензии за счет центробежных сил т.е. продолжается эффект разделения суспензии в тонкослойном мультигидроциклоне.
После осветлителя во взвешенном слое стоки, продолжая движение вверх, попадают в тонкослойный коалесцирующий трубчатый блок отстойник 9, образованный трубчатыми элементами, расположенными под углом 60-45° к горизонту. Расчет трубчатого блока производится, исходя из гидравлической крупности (скорости осаждения, всплытия) частиц, причем общая длина трубок блока может достигать нескольких километров. В тонкослойном трубчатом блоке происходит тонкослойное осаждение (всплытие) частиц, а поскольку трубки выполнены из коалесцирующего материала, происходит также коалесценция (укрупнение) частиц нефтепродуктов на коалесцирующей поверхности трубок.
Далее стоки попадают в напорный отстойник-отделитель нефтепродуктов 10, где всплывающие нефтепродукты вытесняются объемом флотационной камеры и скапливаются на ограниченной свободной поверхности толстым слоем, откуда отводятся коллектором нефтепродуктов.
Затем поток вновь меняет свое направление и, двигаясь вниз, тангенциально вводится в аэратор-флотатор 11, где вновь приобретая вращательное движение, сталкивается с противотоком пузырьков воздуха из подводимой сюда водовоздушной смеси, что способствует отделению и флотации мелкодисперсных частиц загрязнений.
В конической части аэратора-флотатора поток вновь меняет свое направление движения и, двигаясь вверх, попадает в коалесцирующий фильтр 12. Здесь мелкодисперсные частицы нефтепродуктов коалесцируются (укрупняются на гранулах коалесцирующей загрузки) и образовавшиеся флокулы всплывают в отстойную зону коалесцирующего фильтра, откуда также отводятся коллектором нефтепродуктов.
Далее поток поступает во флотационную камеру 13, где посредством напорной флотации происходит окончательная доочистка воды от наиболее мелких частиц загрязнений. Нефтепродукты собираются в сборник нефтепродуктов 14, который периодически очищается. Взвешенные вещества в виде шлама подаются на пресс-фильтр 5.
Для удаления оставшихся металлов, СПАВ, фенолов, сульфатов, уменьшения ХПК, БПК и РН, очищенная от нефтепродуктов и взвешенных веществ вода с помощью насоса Н2 подается на наносекундный аэратор-озонатор, где она насыщается кислородом и озоном. Далее вода, насыщенная озоном, поступает в пенообразователи для начала процесса коагулирования, затем пена поступает в бак-реактор выполненный по типу гидроциклона. Далее в баке-реакторе происходит реакция окисления загрязнителей и перевод их в нерастворимое состояние. Для уменьшения времени реакций в баке-реакторе установлен ультразвуковой излучатель с каскадным волноводом. В зависимости от состава загрязнителей рабочая частота УЗ-излучателя может колебаться от 16,6 до 23 кГц. Остаточный озон подается вместе с водовоздушной смесью на стадию флотации.
Из бака-реактора 3 вода насосом НЗ подается на фильтр зернистой загрузки 4 для окончательной очистки, а оттуда - в резервуар чистой
воды (на чертеже не показан). Промывка фильтра зернистой загрузки 4 осуществляется обратным потоком, с помощью насоса Н4, при этом предварительно перекрывается подача воды на фильтр вентелем. Промывка фильтра осуществляется в автоматическом режиме, по разности давления в полостях фильтра. Промывные воды фильтра поступают сначала в пресс-фильтр 5 для удаления шлама, а из пресс-фильтра 5 вода поступает на устройство удаления нефтепродуктов и взвешенных веществ 1.
Таким образом, заявляемая установка значительно сокращает капиталовложения при строительстве очистных сооружений, позволяет получать стоки высокой степени очистки, а также снизить эксплутационные расходы. Установка пригодна для очистки не только бытовых и промышленных стоков, но и для очистки поверхностных и природных вод.