КОМПЛЕКС ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНОЙ ВОДЫ

Область применения
Полезная модель относится к очистке сточной воды, преимущественно проточной, и способам обеззараживания сточных вод и может быть использовано при подготовке сточной воды к сливу в естественный водоем.
Уровень техники
Аналогом предлагаемого устройства для очистки сточной воды может служить устройство на котором реализуется "Способ очистки сточных вод, обработки осадка и плавающих веществ", патент РФ №2208595, опубликованный 2003.07.20, по МПК С02F 3/02, которое включает решетку, песколовку, первичный отстойник, насосную иловую станцию и метантенк.
Недостатком данного устройства является недостаточно низкое гидравлического сопротивления в элементах комплекса очистных сооружений и магистралях перемещения активного ила, что приводит к повышенному расходу энергии при перекачивании активного ила.
Наиболее близким техническим решением, прототипом предлагаемого устройства для очистки сточной воды является "Установка биологической очистки сточных вод", патент РФ №2114793, опубликованный 1998.07.10, по МПК С02F 3/02, которая включает решетку для механической обработки воды, песколовку, первичный отстойник, насосную иловую станцию, метантенк и вторичный отстойник.
Недостатками данного устройства является недостаточно низкое гидравлического сопротивления в элементах комплекса очистных сооружений и магистралях перемещения активного ила, что приводит к повышенному расходу энергии при перекачивании активного ила и случайный характер ориентации и расположения гранул загрузки щебеночного фильтра, что не позволяет более эффективно очищать сточную воду.
Сущность полезной модели
Задачей полезной модели является уменьшение энергетических затрат, необходимых для функционирования комплекса очистных сооружений, повышение эффективности работы комплекса для очистки воды.
Текучесть ила, как тонкозернистого водонасыщенного неконсолидированного осадка, для уменьшения энергетических затрат на перекачивание иловой насосной станции желательно повысить, что возможно генерируя колебания определенной частоты и амплитуды.
Гранулометрический состав загрузки - щебня, для щебеночных фильтров, как правило, определяется размерами ячеек сит, через которые просеиваются гранулы различной крупности. При этом гранулы имеют форму отличную друг от друга при равных грануло-метрических показателях. При осуществлении процесса загрузки щебеночного фильтра ориентация и расположение каждой гранулы носит случайный характер. Для интегральной оценки случайного характера ориентации и расположения гранул используется понятия насыпной плотности материала наряду со средней плотностью материала и истинной плотностью вещества. Случайный характер ориентации и расположения гранул приводит к недостаточно плотному расположению гранул друг относительно друга в загрузке и, как следствие, к снижению эффективности очистки сточной воды. При размещении гранул щебеночной загрузки с учетом формы гранул и их ориентации возможно получить более плотную упаковку щебеночной загрузки.
Техническими результатами полезной модели являются:
1) снижение гидравлического сопротивления в элементах комплекса очистных сооружений и магистралях перемещения активного ила и, как следствие, снижение расхода энергии при перекачивании активного ила;
2) рациональная ориентация и расположение гранул загрузки щебеночного фильтра.
Технические результаты достигаются тем, что в комплексе очистных сооружений, включающем приемную камеру, решетки-дробилки, песколовки, бункеры песка, водоизмерительное приспособление, преаэратор, первичные и вторичные отстойники, аэротенки, фильтры щебеночные, резервуары чистой воды и контактный, иловые площадки, насосную иловую станцию, смесители, системы для изменения направления, скорости, турбулентности или ламинарности потока воды, содержащие обеспечивающие изменения направления, скорости, турбулентности или ламинарности потока воды элементы, входные и выходные устройства, по крайней мере часть поверхности, по крайней мере, одного из элементов, по крайней мере, одной из составных частей комплекса очистных сооружений имеет форму минимизирующую гидравлическое сопротивление, а насосная станция выполнена с возможностью обеспечения помимо напора, позволяющего перекачивать активный ил, генерировать колебания по крайней мере части магистрали, перекачивающей активный ил, в диапазоне частот от 15 до 220 Гц, по крайней мере, один из элементов по, крайней мере, одной из составных частей комплекса выполнен переменного сечения, а щебеночный фильтр загружен гранулами загрузки, которые контактируют между собой в областях контакта, не превышающих для каждой гранулы 10% поверхности этой гранулы, с прерывистым характером областей контакта по поверхности гранулы и образуют полизернистое пространственное расположение гранул загрузки разной крупности, и по крайней мере часть гранул загрузки отсортированы по форме и размеру и уложены ориентированными таким образом, чтобы обеспечить минимальные объемы межгранульного пространства уложенных отсортированных по форме и размеру и ориентированных гранул загрузки.
Под термином «водоизмерительное приспособление» следует понимать водосливное водоизмерительное приспособление, позволяющее определить объем воды, поступающей в комплекс очистных сооружений.
Под термином «отстойник» следует понимать систему для удаления из воды взвешенных веществ и/или, минерализованных и адсорбированных органических веществ и/или примесей.
Под термином «контактный резервуар» следует понимать систему для обеззараживания, например, методом окисления хлором, гипохлоритом натрия, озоном и т.д. или методом излучения, например, ультрафиолетом, органических включений в сточную воду.
Под термином «элементы для изменения направления, скорости, турбулентности или ламинарности потока воды» следует понимать элементы трубопроводов или магистралей, конфузоры и диффузоры.
Выполнение, по крайней мере, части поверхности, по крайней мере, одного из элементов, по крайней мере, одной из составных частей комплекса очистных сооружений в форме минимизирующей гидравлическое сопротивление совместно с возможностью насосной станции генерировать колебания, по крайней мере, части магистрали, перекачивающей активный ил, в диапазоне частот от 15 до 220 Гц обеспечивает лучшую текучесть ила.
Часть поверхности, по крайней мере, одного из элементов, по крайней мере, одной из составных частей комплекса очистных сооружений может быть выполнена с оживальными элементами, обеспечивая снижение гидравлического сопротивления при перекачке активного ила.
Часть поверхности, по крайней мере, одного из элементов, по крайней мере, одной из составных частей комплекса очистных сооружений может быть выполнена с элементами параболоида, обеспечивая снижение гидравлического сопротивления при перекачке активного ила.
Часть поверхности, по крайней мере, одного из элементов, по крайней мере, одной из составных частей комплекса очистных сооружений может быть выполнена с элементами эллипсоида, обеспечивая снижение гидравлического сопротивления при перекачке активного ила.
Часть поверхности, по крайней мере, одного из элементов, по крайней мере, одной из составных частей комплекса очистных сооружений может быть выполнена с элементами гиперболоида, обеспечивая снижение гидравлического сопротивления при перекачке активного ила.
Часть поверхности, по крайней мере, одного из элементов, по крайней мере, одной из составных частей комплекса очистных сооружений может быть выполнена с элементами конуса, обеспечивая снижение гидравлического сопротивления при перекачке активного ила.
Выполнение части поверхности, по крайней мере, одного из элементов, по крайней мере, одной из составных частей комплекса очистных сооружений с элементами: оживальности и/или конуса и/или гиперболоида и/или эллипсоида и/или параболоида позволит уменьшить гидравлическое сопротивление за счет удобообтекаемости его стенок при изменении параметров потока.
В щебеночном фильтре комплекса очистных сооружений неотсортированные по форме и размеру гранулы загрузки могут быть расположены в части или частях щебеночного фильтра за исключением части или частей, заполненных отсортированными по форме и размеру и уложенных ориентированными гранулами загрузки.
Сведения, подтверждающие возможность
осуществления полезной модели
Возможность практической реализации полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема комплекса очистных сооружений, на фиг.2 - зависимости изменения относительного гидравлического сопротивления от параметров колебаний элементов насосной иловой станции, на фиг.3 представлена схема расположения гранул щебеночной загрузки с минимизированным межгранульным пространством, на фиг.4 представлена схема расположения гранул щебеночной загрузки с неминимизированным межгранульным пространством.
Позицией 1 обозначена приемная камера, 2 - решетки-дробилки, 3 - песколовки, 4 - бункеры песка, 5 - водоизмерительное приспособление, 6 - преаэратор, 7 - первичные отстойники, 8 - аэротенки, 9 - вторичные отстойники, 10 - фильтры щебеночные, 11 - резервуар чистой воды, 12 - контактный резервуар, 13 - иловые площадки, 14 - насосная иловая станция.
Элементы комплекса очистных сооружений выполняют из известных материалов известными способами. Соединение элементов комплекса очистных сооружений также выполняют из известных материалов, например, стальных труб, известными способами, например, сварным соединением.
Исследование зависимости изменения гидравлического сопротивления в элементах магистралей иловой насосной станции показали снижение последнего при определенной частоте и амплитуде колебаний.
Позицией 15 обозначена зависимость изменения гидравлического сопротивления от частоты колебаний элементов насосной иловой станции при амплитуде 0,1 мм, позицией 16 - при амплитуде 0,2 мм, позицией 17 - при амплитуде 0,4 мм.
Позицией 18 обозначены гранулы щебня, 19 - межгранульное пространство.
Комплекс очистных сооружений работает следующим образом. Сточные воды поступают в приемную камеру 1, где происходит гашение напора сточной воды. Измельчение крупных отбросов происходит на решетках-дробилках (комминуторах) 2. Удаляют из сточной воды песок и другие минеральные частицы из песколовок 3 в бункеры песка 4. Измеряют поступивший объем воды в водоизмерительном приспособлении 5. Предварительную аэрации сточной воды и смешение сточной воды с активным илом (избыточная часть активного ила) производят в преаэраторе 6. Отстаивают очищаемую воду в первичных отстойниках 7. Затем ее подают в метатенки, а уплотненный избыточный активный ил вместе с сырым осадком, минерализуя органическую часть осадка из первичных отстойников 7 мезофильными бактериями, удаляют на иловые площадки 13 на естественном основании, на которых удаляют влагу из сброженного осадка из метантенков путем фильтрации в грунт и испарения, а осадок их которого удалена влага удаляют на отвалы. Очищаемую воду смешивая с активным илом (циркулирующая часть активного ила) направляют в аэротенки 8, где аэрируют очищаемую воду в которой окисляют органические загрязнения кислородом, минерализуют и адсорбируют органические загрязнения активным илом, который после аэротенков насосной иловой стацией, на которой генерируют колебания частотой до 220 Гц и амплитудой элементов одной из составных частей насосной иловой станции 14 до 0,5 мм, перекачивают для смешения с очищаемой водой частично на вход аэротенков 8, а частично в преаэратор 6. Очищаемую воду подают во вторичные отстойники 9 в которых последнюю отстаивают, затем подают очищаемую воду в щебеночные фильтры 10 в которых выделяют из очищаемой воды загрязнения, в частности в полости 19, расположенные между гранулами 18, вынесенные из вторичных отстойников путем фильтрации через, по крайней мере, частично минимизированное межгранульное пространство щебеночной загрузки. Очищаемую воду направляют в резервуар чистой воды 11, после которого воду подают в контактный резервуар 12, в котором органические включения в воде обеззараживают методом окисления. Добавляют очищенную воду в водоем.