УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
WASTE WATER TREATMENT APPARATUS

Изобретение относится к устройствам для очистки сточных вод и может быть использовано для очистки воды от нефтепродуктов, жиров и взвешенных веществ.
Известно устройство для очистки сточных вод, которое содержит корпус, размещенные в нем камеру флотации, коалесцирующую загрузку и скорый фильтр с зернистой загрузкой. Камера флотации снабжена вертикальными перегородками - электродами для снятия турбулентности потока и электронейтрализации поверхностного заряда капель нефтепродуктов. Распределительная система для отвода фильтрата и подвода промывной воды расположена в нижней части фильтра в толще загрузки и выполнена в виде двух коаксиальных щелевых трубопроводов, внутренний из которых имеет отверстия в его верхней части, а наружный - в нижней части. Устройство включает систему поверхностной промывки зернистой загрузки фильтра водовоздушной смесью. Для отвода всплывающих нефтепродуктов в верхней части корпуса размещен V-образный направляющий экран и плавающие нефтесборные лотки. Очистка исходной воды производится при последовательном прохождении ее через камеру флотации, камеру загрузки и скорый фильтр с доочисткой на пенополиуретановом фильтре /А.с. SU №1381074, М. кл. C02F 1/24. Устройство для очистки сточных вод / М.В. Кравцов и др. Опубл. 15.03.1988 г. Бюл. №10/ [1].
Недостатком данного устройства является высокое потребление электроэнергии, за счет использования перегородок - электродов.
Известно устройство для очистки сточных вод, включающее корпус с камерой флотации и фильтр, узлы подвода водовоздушной смеси и отвода очищенной воды, сбора и удаления пены, и снабженное конической перегородкой с патрубками, при этом нижняя часть камеры флотации размещена в полости конической перегородки. Устройство позволяет осуществлять раздельный вывод пены и взвешенных частиц /А.с. SU №887468, М. кл. C02F 1/24. Устройство для очистки сточных вод / В.В. Найденко, Ю.Ф. Колесов, В.З. Клочихин. Опубл. 07.12.81 г. Бюл. №45/ [2].
Недостатком данного устройства является наличие над фильтром столба очищаемой жидкости, увеличивающегося от оси устройства к периферии, что отрицательно сказывается на работе фильтра, поскольку грязеемкость последнего в таких условиях существенно отличается по площади и глубине фильтрующей загрузки.
Известно устройство для очистки жидкости, содержащее корпус, размещенную по его оси цилиндрическую флотационную камеру, стенки которой по высоте выполнены перфорированными, фильтр, сборник осветленной жидкости и полочные блоки, которые выполнены в виде секций, установленных одна над другой вокруг флотационной камеры и разделенных сплошной перегородкой, а фильтр расположен концентрично снаружи полочных блоков /А.с. SU №1446113, М. кл. C02F 1/24, 1/00. Устройство для очистки жидкостей / Е.М. Фондорко. Опубл. 23.12.1988 г. Бюл. №47/ [3].
Недостатком данного устройства является то, что в зоне флотации не предусмотрена зона сепарации пены, что существенно снижает время процесса флотации, тем самым ухудшая ее эффективность. При этом вход очищаемой воды в полочный блок непосредственно из зоны флотации приводит к проскакиванию крупных пузырьков воздуха в отстойную зону, что нарушает нормальный режим работы устройства. Также, в устройстве ограничена возможность осуществления качественной обратной промывки загрузки фильтра, поскольку при этом неизбежен выброс последней из кольцевого пространства фильтра и попадание материала загрузки в зону тонкослойного отстаивания, что приводит к повторному загрязнению.
Известно устройство для очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты, масла и взвешенные вещества, включающее корпус с флотационной камерой, фильтр, емкость сбора очищенной воды, узлы подвода водовоздушной смеси и отвода очищенной воды, сбора и удаления пены. Флотационная и фильтровальная камеры расположены в горизонтальной плоскости, в виде отдельных емкостей, образованных путем последовательного размещения по оси симметрии единого корпуса в направлении от стенки последнего к центру разделительной перегородки, выполненной в виде кольца с вырезанным по всей высоте кольца элементом; ограничительного цилиндра, образующего совместно с секционными стенками полость зон флотации и полость для сбора пенного продукта, изготовленного с возможностью обеспечения перетока сфлотированной воды из второй зоны флотационной камеры в переходную технологическую зону за счет наличия отверстий в нижней части ограничительного цилиндра, разделительно-переливной перегородки, отделяющей флотационную камеру от фильтровальной камеры и выполненной в виде цилиндрической трубы с полуотверстиями на верхнем торце, и имеющей внутри вертикально установленную пластину, разделяющую полость трубы на малую и большую зоны /Патент RU №2254297, МПК C02F 1/24. Установка для флотационно-фильтрационной очистки воды. Луговкин А.Н., Кузнецов А.Д. Опубл. 10.01.2005/ [4].
Недостатком данного устройства является использование дополнительного оборудования, необходимого для работы установки, такого как насосы, что требует больших затрат электроэнергии.
Другим недостатком данного устройства является использование реагентной обработки воды, что приводит к вторичному загрязнению воды. Также для реагентной обработки воды требуется использование и применение реагентного хозяйства, для чего требуется дополнительные площади под оборудование.
Наиболее близким к заявленному изобретению является устройство для очистки сточных вод, включающее размещенные друг над другом фильтровальную камеру с зернистой загрузкой и флотационную камеру, снабженную приспособлениями для ввода воздуха и удаления пены. Устройство оснащено кольцевым желобом, снабженным тангенциальным патрубком подвода сточной воды, для предварительного осветления стоков, а приспособление для ввода воздуха расположено над фильтровальной камерой /А.с. SU №485075, М. кл. C02C 1/26. Устройство для очистки сточных вод / Б.А. Митин, А.Л. Рабинович. Опубл. 16.01.1976 г. Бюл. №35/ [5], - принято за прототип.
Недостатком устройства является низкая грязеемкость фильтра, обусловленная тем, что грубодисперсные вещества образуют на поверхности фильтра пленку, препятствующую фильтрованию и проникновению мелкодисперсных веществ вглубь фильтра, что приводит к снижению скорости фильтрования. Другим недостатком устройства является то, что пузырьки воздуха, захваченные потоком движущейся вниз воды, блокируют поры фильтрующей загрузки, что также ухудшает условия работы фильтра и приводит к снижению качества очистки воды и снижению скорости фильтрования.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение качества очистки сточных вод, расширение функциональных возможностей оборудования, экономия площадей при его эксплуатации.
Сущность изобретения - создание компактной, комбинированной, эффективной и простой в эксплуатации установки, позволяющей производить глубокую очистку сточной воды.
Технический результат - повышение качества, скорости и эффективности очистки сточных вод, а также сокращение занимаемой площади при эксплуатации установки для очистки сточных вод.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке для очистки сточных вод, состоящей из двух блоков, расположенных друг над другом: блока первичной очистки, содержащего флотатор с приспособлениями для подвода сточной воды, ввода воздуха и удаления пены, оборудованного песколовкой, нефтеловушкой-отстойником и осадконакопительным лотком, и фильтровального блока, содержащего фильтровальную камеру с зернистой загрузкой, особенностью является то, что фильтровальный блок дополнительно снабжен фильтром с сорбционной загрузкой и разделен на две части: в одной из которых расположен фильтр с зернистой загрузкой с движением воды сверху вниз, а в другой - фильтр с сорбционной загрузкой, с движением воды снизу вверх, с двумя перегородками между ними, образующими карман для перетекания очищаемой воды от зернистого фильтра к сорбционному через переливное отверстие, при этом в нижней части конусного дна, с направлением конуса вверх, фильтровального блока расположены два патрубка для отвода осадков с фильтров: зернистого и сорбционного, а в его верхней части, над сорбционным фильтром, расположен патрубок отвода очищенной воды, а над зернистым - патрубок отвода промывной воды, при этом блок первичной очистки оборудован трубопроводом для отвода осадка, который присоединен к конусному дну флотатора, с направлением конуса вниз, имеющего цилиндрические перегородки, делящие его на зоны флотации и отстаивания; зона отстаивания снабжена камерой для отстаивания сфлотированной воды, а приспособление для ввода воздуха выполнено в виде диска и подключено к компрессору; песколовка сочетает в своей конструкции элементы тангенциальной и вертикальной песколовок, а дно нефтеловушки-отстойника имеет уклон от центра к периферии. В качестве загрузки зернистого фильтра использован дробленый керамзит, а в качестве загрузки сорбционного фильтра использован активированный уголь.
Схема установки представлена на чертежах:
на фиг. 1 - вид сбоку; приняты следующие обозначения: 1 - корпус устройства; 2 - песколовка; 3 - нефтеловушка-отстойник; 4 - флотатор-отстойник; 5 - зернистый фильтр; 6 - сорбционный фильтр; 7 - патрубок отвода очищенной воды; 8 - переливной трубопровод; 9 - флотационная камера; 10 - зона осветленной воды; 11 - отстойная зона; 12 - цилиндрическая перегородка; 13 - патрубок отвода осадка нефтеловушки-отстойника; 14 - трубопровод отвода плавающего осадка; 15 - трубопровод подачи воды на фильтровальный блок; 16 - перегородка, разделяющая фильтры; 17 - осадконакопительный лоток; 18 - лоток для сбора пены; 19 - патрубок сброса пены; 20 - перегородки для перетока жидкости; 21 - переливное отверстие; 22 - патрубок отвода осадка зернистого фильтра; 23 - патрубок отвода осадка сорбционного фильтра; 24 - карман; 25 - дисковый аэратор; 26 - компрессор; 28 - патрубок отвода осадка песколовки; 29 - патрубок отвода промывной воды зернистого фильтра;
на фиг. 2 - вид сверху (сечение А-А); приняты следующие обозначения: 2 - песколовка; 3 - нефтеловушка-отстойник; 4 - флотатор-отстойник; 8 - переливной трубопровод; 9 - флотационная камера; 10 - зона осветленной воды; 11 - отстойная зона; 12 - цилиндрическая перегородка; 18 - лоток для сбора пены; 19 - патрубок сброса пены; 25 - дисковый аэратор; 26 - компрессор; 27 - трубопровод подачи исходной сточной воды;
на фиг. 3 изображен фильтровальный блок (сечение Б-Б); приняты следующие обозначения: 5 - зернистый фильтр; 6 - сорбционный фильтр; 16 - перегородка, разделяющая фильтры; 20 - перегородки для перетока жидкости; 22 - патрубок отвода осадка зернистого фильтра; 23 - патрубок отвода осадка сорбционного фильтра; 24 - карман.
Корпус 1 включает в себя два блока. Верхний блок первичной очистки имеет больший радиус, чем остальная часть установки, и содержит песколовку 2, нефтеловушку-отстойник 3, флотатор-отстойник 4. Нижний фильтровальный блок состоит из зернистого фильтра 5 и сорбционного фильтра 6.
В блоке первичной очистки последовательно располагаются песколовка 2, оборудованная патрубком отвода осадка 28, и нефтеловушка-отстойник 3. Через переливной трубопровод 8, расположенный в блоке первичной очистки, очищаемая вода перетекает из нефтеловушки-отстойника 3 во флотатор-отстойник 4; в нефтеловушке-отстойнике 3 предусмотрен патрубок отвода осадка нефтеловушки-отстойника 13. В центральной части флотатора-отстойника 4 располагается флотационная камера 9, выполненная в виде цилиндра, в которой расположен дисковый аэратор 25, подключенный к компрессору 26. Флотатор-отстойник 4 оборудован цилиндрической перегородкой 12, которая формирует отстойную зону 11 и отделяет ее от зоны осветленной воды 10. В верхней части флотатора-отстойника 4 установлены лотки для сбора пены 18 и патрубки сброса пены 19 для отвода пены. В нижней части располагается трубопровод отвода плавающего осадка 14. Осадок и пена, образующиеся в процессе работы установки, через соответствующие патрубки удаляются в осадконакопительный лоток 17. В зоне осветленной воды 10 предусмотрен трубопровод подачи воды 15 на фильтровальный блок. Фильтровальный блок в виде цилиндра с перегородкой, разделяющей фильтры 16 на две части. В одной из частей содержится: зернистый фильтр 5, а в другой - сорбционный фильтр 6. Параллельно перегородке, разделяющей фильтры 16 устроены две перегородки для перетока жидкости 20, которые образуют карман 24 для перетекания очищаемой воды от зернистого фильтра к сорбционному через переливное отверстие 21. В нижней части фильтровального блока расположены патрубки отвода осадка с зернистого и сорбционного фильтров, а над сорбционным фильтром 6 - патрубок отвода очищенной воды 7. Промывка фильтровального блока осуществляется подачей промывной воды через патрубок 7 и отвод через патрубок отвода промывной воды зернистого фильтра 29. Выпавшие осадки после промывки зернистого и сорбционного фильтров отводятся соответственно через патрубок отвода осадка зернистого фильтра 22 и патрубок отвода осадка сорбционного фильтра 23.
Установка работает следующим образом.
Очищаемая вода по трубопроводу подачи сточной воды 27 самотеком поступает на блок первичной очистки, где последовательно проходит очистку на песколовке 2, нефтеловушке-отстойнике 3 и по переливному трубопроводу 8 из нефтеловушки-отстойника подается во флотационную камеру 9, в которую совместно с водой через дисковый аэратор 25 от компрессора 26 подается воздух; грубо- и мелкодисперсные вещества, растворенные в воде захватываются пузырьками воздуха и выносятся к поверхности очищаемой воды, где образуется пена, которая собирается в лотке для сбора пены 18 и отводится через патрубки отвода осадка нефтеловушки-отстойника 13. Сфлотированная вода из флотационной камеры 9 перетекает в отстойную зону 11, оборудованную цилиндрической перегородкой 12. В отстойной зоне 11 происходит полное выделение диспергированных в воде пузырьков воздуха после флотации, после чего вода перетекает в зону осветленной воды 10. Через трубопровод отвода плавающего осадка 14 осуществляется удаление осадка, выпадающего на дно флотатора-отстойника 4. Осветленная вода через трубопровод подачи воды 15 отводится из блока первичной очистки и подается в нижний - фильтровальный блок. Очищаемая вода подается на зернистый фильтр 5. Вода, двигаясь сверху вниз, проходит через зернистый фильтр 5, делает поворот на 180° и по карману 24, образованному перегородкой, разделяющей фильтры 16, и перегородкой для перетока жидкости 20, поднимается до переливного отверстия 21 и опускается ко дну конструкции, после чего снова меняет направление и проходит доочистку на сорбционном фильтре 6 при восходящем токе воды. Очищенная вода отводится через патрубок отвода очищенной воды 7.
Заявленное изобретение при его использовании позволит повысить скорость, эффективность и качество очистки за счет двойной фильтрации очищаемой воды: зернистым фильтром и сорбционным.
Компактность предложенной установки для очистки сточных вод позволяет значительно сократить занимаемую ею производственную площадь, тем самым расширяет возможности для ее использования.
Источники информации
1. А.с. SU №1381074, М. кл. C02F 1/24. Устройство для очистки сточных вод. / М.В. Кравцов и др. Опубл. 15.03.1988 г. Бюл. №10.
2. А.с. SU №887468, М. кл. C02F 1/24. Устройство для очистки сточных вод / В.В. Найденко, Ю.Ф. Колесов, В.З. Клочихин. Опубл. 07.12.81 г. Бюл. №45.
3. А.с. SU №1446113, М. кл. C02F 1/24, 1/00. Устройство для очистки жидкостей / Е.М. Фондорко. Опубл. 23.12.1988 г. Бюл. №47.
4. Патент RU №2254297, МПК C02F 1/24. Установка для флотационно-фильтрационной очистки воды / Луговкин А.Н., Кузнецов А.Д. Опубл. 10.01.2005.
5. А.с. SU №485075, М. кл. C02C 1/26. Устройство для очистки сточных вод / Б.А. Митин, А.Л. Рабинович. Опубл. 16.01.1976 г. Бюл. №35.