БЛОК ТОНКОСЛОЙНОГО ОТСТАИВАНИЯ СО ВСТРОЕННОЙ СИСТЕМОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ
UNIT OF THIN-LAYER SETTLING WITH BUILT-IN RECOVERY SYSTEM

Изобретение относится к очистным сооружениям, а именно к блокам тонкостенного отстаивания.
Применение блоков тонкослойного отстаивания (далее - БТО), при реконструкции очистных сооружений, в отстойниках - один из способов повышения эффективности их работы, а для вновь проектируемых сооружений - это возможность существенно уменьшить размеры сооружений, а следовательно, и стоимость строительства. Использование модулей из блоков тонкослойного отстаивания позволяет более чем в два раза повысить производительность отстойников.
Ряд зарубежных и отечественных компаний широко применяет блоки тонкослойных элементов из современных полимерных материалов в виде сотоблоков заводского изготовления или собираемые на месте из готовых элементов коробчатого сечения, а также конструкции, выполненные из различных пленочных материалов марок Munters, TUBEdek и др.
Классические тонкослойные модули при всех положительных характеристиках имеют один существенный недостаток - невозможность полноценной регенерации (промывки) модуля, из-за чего происходит накопление осадка и биологические обрастания на стенках модуля, сужающие прозоры между ламелями; требуются трудоемкие работы, часто приводящие к демонтажу конструкций, что резко ограничивает сферу применения БТО.
Известно «устройство для аэрации жидкости» по патенту № 2233804: изобретение относится к технике насыщения кислородом воздуха сточных и близких к ним по составу вод и может найти применение очистных сооружениях биологической очистки малых населенных пунктов, в камерах предварительной аэрации фильтров биореакторов, в камерах-реакторах для окисления кислородом воздуха двухвалентного железа при очистке природной воды. Устройство для аэрации жидкости состоит из центрального стояка, в верхней части заканчивающегося воронкой, трубного футляра, горизонтальной заглушки, патрубка с фланцем для подачи обрабатываемой жидкости, воздушных труб, полуотводов, мини-резервуара, закручивателя потока, камеры смешения в форме улитки с окном, труб подачи реагентов и дополнительного полуотвода с большим радиусом. Технический результат:
интенсификация характеристик устройства, обеспечение возможности перемешивания и равномерного распределения реагентов (1).
Известно «устройство для задержания и удаления механических примесей из сточных вод» по патенту РФ №2253717: изобретение относится к области очистки вод, в частности к устройствам для задержания и удаления механических примесей из сточных вод, и может быть использовано в городских и промышленных очистных сооружениях. Устройство для удержания и удаления механических примесей из сточных вод содержит корпус с размещенной в нем решеткой, состоящей из жесткой рамы и собственно фильтра, выполненного в виде ряда пластин, устройство для очистки решетки, каретку и специальный накопительный лоток для сбора задержанных примесей. При этом в устройстве установлено n>1 решеток, установленных последовательно в канале по направлению потока сточных вод и имеющих прозоры, уменьшающиеся по направлению потока. Устройство для очистки решетки выполнено в виде щетки из гибких упругих прутков, установленных с возможностью вращения, и соединено с приводом. Форма накопительного лотка согласована с формой щетки, а лоток выполнен из перфорированного материала. Технический результат: повышение эффективности устройства для задержания и удаления механических примесей (2).
Известен отстойник по патенту РФ №2318954: изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве очистного сооружения при заборе воды для хозяйственных нужд. Отстойник с периодической промывкой содержит входной шлюз-регулятор, рабочие камеры, выходной шлюз-регулятор с промывной галереей. В мертвом объеме рабочих камер поперек направления движения промывного потока установлены вращающиеся вокруг осей плоские щиты, оси вращения которых закреплены в боковых и струенаправляющих стенках и находятся выше глубины промывного потока. В низовой части у плоских щитов могут быть выполнены прорези. Изобретение повышает эффективность промывки осевших в рабочих камерах наносов благодаря тому, что промывной поток воды во время промывки ударяется о плоские щиты, которые действием их собственного веса прижимают промывной поток ко дну, усиливая размыв отложившихся наносов (3).
Известен патент №2203722 на «агрегат для очистки сточных вод»: изобретение предназначено для очистки сточных вод и для использования на очистных сооружениях. Агрегат содержит устройство для отбора и фильтрации отходов, выполненное в виде барабана, установленного в корпусе на оси вращения, устройство очистки рабочей поверхности в процессе работы. Отличительной особенностью агрегата является то, что сточные воды поступают внутрь барабана из трубопровода по патрубкам, тангенциально на профилированные лопатки, размещенные вдоль образующей барабана, приводя последний во вращение. Цилиндрическая рабочая поверхность барабана имеет вид сетки или выполнена из элементов, ее содержащих. Устройство очистки рабочей поверхности представляет собой систему форсунок, объединенных коллектором, через которые на рабочую поверхность барабана и лопатки, установленные снаружи, подается вода или биологически активный газ, например воздух, струи которых направлены тангенциально по отношению к рабочей поверхности барабана, тем самым создавая дополнительный вращающий барабан момент. Агрегат обладает высокими энергетическими показателями, простотой и надежностью (4).
Известен патент №2081670 на «отстойник»: использование: для отстоя сточных вод. Сущность изобретения: отстойник для очистки сточных вод состоит из емкости для сбора и отстоя сточных вод, насыпной дамбы, внутренних кольцевых дамб и перемычек, играющих роль фильтрационных элементов и выполненных из активного материала. В качестве материала используют известняк. Из него выполнены внутренний откос дамбы, внутренние фильтрующие элементы и активный слой ложа пруда-накопителя. Кислые и раскисленные стоки поступают во внутренний центральный сектор, что приводит к активизации физико-химических процессов, затем стоки поступают в другой кольцевой сектор и, постепенно нейтрализуясь, заполняют емкость основной дамбы, где за счет активного материала на внутреннем откосе дамбы и ложе пруда-накопителя происходят процессы дальнейшей нейтрализации. В результате реакций нейтрализации получается нерастворимый осадок в виде гипса на ложе пруда-накопителя, что практически сводит на нет донную фильтрацию, свойственную подобным гидротехническим сооружениям. Гипс как ценный продукт можно использовать по окончании срока эксплуатации очистных сооружений (5). Наиболее близким аналогом относительно заявляемого решения являются применяемые в отстойниках очистных сооружений БТО, содержащие тонкослойные модули.
Разработана конструкция тонкослойного модуля, свободная от перечисленных выше недостатков, конструкция самонесущая, изготавливается из листов (ламелей), устойчивого к биообрастаниям и УФ излучениям материала, с гладкой поверхностью (полипропилен или поливинилхлорид и другие материалы).
Техническим результатом разработки является проведение регенерации без остановки технологического процесса регенерации БТО и, как следствие, повышение эффективности работы очистного сооружения. Разработка иллюстрируется на фиг.1 - Схема БТО с системой промывки, фиг.2 - узел А по фиг.1 с отверстиями для выхода воды и воздуха. На чертежах обозначено: 1 - каркас из полипропиленовых труб, 2 - перфорированная труба, 3 - кольцо системы регенерации, 4 - колено, 5 - направляющая втулка, 6 - ламели, 7 - отверстие в трубе.
К ламели 6 крепятся направляющие полипропиленовые втулки 5, задающие угол наклона ламелей 40-60 град. и зазор между ламелями 20-50 мм, через втулки 5 на ламели 6 пропускаются полипропиленовые трубы диаметром 15-50 мм, на которые последовательно нанизываются ламели с закрепленными втулками; необходимое число ламелей зависит от размеров отстойника и условий монтажа.
Для системы регенерации используются трубы внутреннего каркаса, что позволяет не увеличивать материалоемкость, вес и стоимость блока и эффективно и качественно производить регенерацию БТО без остановки работы отстойника.
Монтаж системы регенерации производится доработкой конструкции БТО, средний ряд из трех труб закольцовывается, а в центральной трубе кольца выполняется перфорация из четырех отверстий D=2 мм, отверстия располагаются по центру между ламелями. С заднего торца блока тонкослойного отстаивания БТО к кольцу системы регенерации БТО подводятся - насосом вода из отстойника и воздух от компрессора, характеристики насоса и компрессора подбираются расчетом в зависимости от размеров БТО.
БТО в отстойнике работает при восходящем движении жидкости, сточная вода проходит снизу вверх в зазорах между ламелями 6, при этом обеспечивающие равномерность распределения потоков по всей площади седиментации (создание стабильного ламинарного режима потока с низким числом Рейнольдса (Re)), причем движение жидкости осуществляется только через БТО. Загрязнения эффективно осаждаются на поверхности ламелей и сползают вниз, а очищенная вода поступает в водосборные лотки. Для регенерации модулей предусмотрена система водяной, воздушной или водовоздушной промывки.
Разработанная конструкция БТО со встроенной системой регенерации обеспечивает:
- равномерность распределения потоков по всей площади седиментации тонкослойных модулей (равномерная гидравлическая нагрузка);
- малые гидравлические радиусы ячеек тонкослойных модулей;
- создание стабильного ламинарного режима потока с низким числом Рейнольдса (Re);
- малый вес собранной пространственной конструкции;
- небольшая нагрузка на опорные конструкции;
- конструкция самонесущая;
- низкие транспортные расходы;
- малый вес тонкослойных элементов;
- компактность складирования;
- простота сборки и монтажа;
- возможность сборки на месте;
- установка вручную без применения грузоподъемных устройств и
кранов.
Источники информации
1. Патент РФ №2233804, Устройство для аэрации жидкости, МПК C02F 9/04, опубл. 10.08.2004.
2. Патент РФ №2253717, Устройство для задержания и удаления механических примесей из сточных вод, МПК E03F 5/14, B01D 43/00, опубл. 10.06.2005.
3. Патент РФ №2318954, Отстойник с периодической промывкой, МПК Е02В 8/02, опубл. 10.03.2008.
4. Патент РФ №2203722, Агрегат для очистки сточных вод, МПК B01D 33/06, 33/50, опубл. 10.05.2003.
5. Патент РФ №2081670, Отстойник, МПК B01D 21/00, 36/04, опубл. 20.06.1997.