Устройство для биологической очистки сточных вод

Полезная модель относится к средствам для биологической очистки слабозагрязненных пресных и солоноватых вод, содержащих тонкодиспергированные нефтепродукты, и может быть использована для доочистки сточных вод предприятий угольной, химической, нефтехимической и др. областей промышленности после их предварительной обработки механическими, физико-химическими и биологическими методами.
Известны устройства для биологической очистки сточных вод, имеющие плавучий элемент, выполненный из двух горизонтально расположенных полых или заполненных пенополиуретановой и/или резиновой крошкой цилиндров, гибкие эластичные несущие элементы с элементами удерживания биологической загрузки, которые могут быть выполнены в виде тесем переплетением ластик 2+2 из нитратцеллюлозных нитей, биологическую загрузку и якорный элемент (Патент RU 54937, МПК C02F 3/32, 27.07.2006, Патент RU 136433, МПК C02F 3/32, 10.01.2014, Патент RU 139480, МПК C02F 3/32, 20.04.2014, Патент RU 142544, МПК C02F 3/32, 27.06.2014).
Недостатками данных устройств является не контролируемость перемещений устройства в водоеме, необходимость в закрепляющих и якорных элементах, а также большая вероятность отрыва растения от несущего элемента.
Известно устройство для биологической очистки сточных вод, включающее расположенный на склоне с подстилающими водоупорными грунтами канал с культивируемыми в его русловой части водными растениями, разбитый на отдельные секции, расположенные на склоне одна ниже другой и последовательно соединенные между собой водопропускными трубами и слоями фильтрующего материала, засеянный влаголюбивыми многолетними травами склон с расположенным под ним фильтрующим слоем (Патент RU 2160234, МПК C02F 3/32, 10.12.2000).
Недостатком устройства является сложность его конструкции и зависимость эффективности от сезона.
Известно устройство для биологической очистки сточных вод, содержащее отстойник, трубопровод впуска сточной воды в отстойник, посадки высших водных растений, водосборный лоток и трубопровод, отводящий очищенные сточные воды, кроме того данное устройство также включает размещенный между стенкой отстойника и водосборным лотком П-образный желоб, в котором и высажены высшие водные растения (Патент Ru 58118, МПК C02F 3/32, C02F 9/14, 10.11.2006).
Недостатками данного устройства являются дополнительные затраты на водопроницаемую пленку П-образного желоба, движущийся поток воды через него, что уменьшает эффективность очистки и, кроме того, малый объем, который занимают растения, что также сокращает эффективность очистки.
Наиболее близким является устройство для биологической очистки сточных вод, содержащее системы подвода и отвода воды, емкость с секциями и поддоны в виде рам с ограничительным бортиком, сетчатым дном и верхней съемной накрывной сеткой с водной растительностью (водоросли рода Vaucheria), герметично установленные в опорных каркасах емкости наклонно относительно ее дна. При этом "дерновина" водорослей рода Vaucheria размещена в рабочем пространстве поддонов между сетчатым дном, ограничительным бортиком и верхней накрывной сеткой, а фотосинтезирующий слой водорослей расположен над накрывной сеткой в зоне очищаемой воды (Авторское свидетельство SU 1429540, МПК C02F 3/32, 09.07.1995).
Недостатком устройства является конструкция поддонов, предполагающая большое количество деталей, что усложняет работу с устройством, его регенерацию и очистку, снижает эффективность.
Задачей данной полезной модели является расширение арсенала средств для очистки толщи и поверхности сточных вод.
Техническим результатом полезной модели является повышение качества очистки сточных вод и упрощение эксплуатации устройства.
Технический результат достигается при использовании устройства для биологической очистки сточных вод, содержащего системы подвода и отвода воды, емкость с секциями, образованными установленными на опорных мостиках, наклонно относительно дна емкости рамными сетчатыми поддонами, с размещенной в рабочем пространстве поддонов "дерновиной" культуры водорослей рода Vaucheria, фотосинтезирующий слой которых расположен в зоне очищаемой воды, при этом сетчатый поддон выполнен в виде трубчатого эластичного трикотажа путем одновременного провязывания нерастяжимой нити мегалон и резиновой нити в петли переплетением полуфанг.
Сущность технического решения заключается в упрощении конструкции сетчатого поддона, за счет использования заявленного трубчатого эластичного трикотажа, упрощающего эксплуатацию устройства и обеспечивающего повышение качества очистки. Трубчатый эластичный трикотаж, полученный путем одновременного провязывания нерастяжимой нити мегалон и резиновой нити в петли переплетением полуфанг, легко надевается на раму поддона (благодаря высокой растяжимости и упругих свойства трикотажа), удерживает между образующихся при надевании трикотажных полотен "дерновину" культуры водорослей рода Vaucheria (благодаря петельной структуры трикотажа), работает как дополнительный фильтр для взвешенных частиц и обеспечивает дополнительную очистку от тонкодиспергированных нефтепродуктов (благодаря петельной структуры трикотажа и использования резиновой нити). Кроме этого, выполнение сетчатого поддона из заявленного трубчатого эластичного трикотажа облегчает профилактические работы с устройством, его регенерацию и очистку (благодаря высокой растяжимости и упругих свойства трикотажа, а также упрощению и ускорению работ с сетчатым рабочим пространством поддона). В результате обеспечивается повышение качества очистки сточных вод и упрощение эксплуатации устройства.
На фиг. 1 изображено устройство для биологической очистки сточных вод; на фиг. 2 представлена графическая запись заявленного переплетения.
Устройство для биологической очистки сточных вод содержит емкость 1 с водоподающей трубой 2 и распределительным лотком 3, образующими систему подвида воды, и системой отвода сточных вод с дренажными трубами 4, вентилем 5 для регулировки уровня воды в устройстве. В емкости 1 наклонно относительно дна емкости 1 установлен ряд рамных сетчатых поддонов 6, рамы которых имеют продольные 7 и поперечные 8 ребра жесткости, а рабочее пространство ограничено трубчатым эластичным трикотажем 9 и заполнено "дерновиной" культуры водорослей рода Vaucheria. Трубчатый эластичный трикотаж 9 надет на рамы поддонов и выполняет функции сетчатого дна и сетчатого накрывного элемента для "дерновины" водорослей. При этом не требуется использования дополнительных материалов для формирования "дерновины". Ее роль выполняет трикотаж 9. Живые клетки водорослей прикрепляются посредством гаусторий к трубчатому эластичному трикотажу 9, в процессе роста образуют слой "дерновины" и прорастают вверх через трикотаж 9, образуя над ним фотосинтезирующий слой живых клеток.
Ряд поддонов 6 образуют в полости емкости 1 секции. Поддоны 6 одним из концов посредством шарнирных соединений 10 крепятся к опорным мостикам 11 и уложены на опорных элементах 12 и 13, число которых определяется количеством поддонов 6. Опорные элементы 12 и 13 соединены между собой, закреплены на опорных мостиках 11 и герметично примыкают к стенкам и дну емкости 1.
Трубчатый эластичный трикотаж 9 получают путем одновременного провязывания нерастяжимой нити мегалон 14 и резиновой нити 15 в петли переплетением полуфанг.
Трубчатый эластичный трикотаж 9 вяжется на круглотрикотажной машине большого диаметра Мультиколор с включением заключающего клина верхнего цилиндра на вывод игл на неполное заключение при натяжении нерастяжимой нити 14 мегалон 25.0 Н - 27.0 Н и резиновой 15 нити 12.0 Н.
Графическая запись переплетения полуфанг показывает повторяющиеся два ряда: I - первый ряд, в котором провязываются обе стороны переплетения, и II - второй ряд, в котором на одной стороне петли провязываются, а на другой выполняются наброски из нерастяжимой нити мегалон 14 и резиновой нити 15.
Для отмывки культуры в процессе ее эксплуатации устройство оборудовано линией технического водопровода, снабженного штуцерами, к которым подключен гибкий шланг, имеющий на конце распылитель. В дне емкости имеются углубления 16 для сбора осадка.
Устройство работает следующим образом.
Сточные воды после их грубой очистки (механическими, физико-химическими или биологическими методами), содержащие остаточные количества тонкодиспергированных нефтепродуктов, через водопроводящую трубу 2 подают в распределительный лоток 3 устройства, где происходит гашение скорости движения воды и равномерное ее распределение по всей ширине лотка с выходом через щелевые отверстия в рабочую зону емкости 1, затем они проходят последовательно через ряд рамных сетчатых поддонов 6 с культурой водорослей рода Vaucheria. Применяемая наклонная установка поддонов обеспечивает последовательное пропускание вод в каждом из поддонов первоначально через фотосинтезирующий слой живых клеток водорослей, далее через слой трубчатого эластичного трикотажа 9, а затем через слой "дерновины" в толще «донной» части трубчатого эластичного трикотажа 9.
Живые клетки водорослей рода Vaucheris интенсифицируют выделение из водной среды тонкодиспергированных нефтепродуктов с временным их закреплением на своей поверхности в виде постепенно укрупняющихся конгломератов. Одновременно на поверхности фотосинтезирующих клеток водорослей протекают процессы частичного биохимического окисления уловленных нефтепродуктов. Конгломераты частиц нефтепродуков при достижении ими критической массы вымываются из фотосинтезирующего слоя культуры водорослей естественным током воды и улавливаются слоем "дерновины", где подвергаются доокислению за счет жизнедеятельности активного биоценоза микроорганизмов, формируемого в данном слое. Не уловленные клетками водорослей и слоем "дерновины", а также унесенные потоком воды от водорослей до их полного окисления тонкодиспергированные нефтепродукты адсорбируются на резиновой нити 15 трубчатого эластичного трикотажа 9. Тем самым с одной стороны увеличивается время контакта нефтепродуктов с водорослями, с другой стороны нефтепродукты остаются адсорбированными на трикотаже 9.
Последовательное осуществление данных операций на следующих один за другим поддонах, содержащих культуру водорослей, обеспечивает глубокое извлечение из водной среды тонкодиспергированных нефтепродуктов с биохимическим окислением улавливаемых органических загрязнений. Очищенная вода отводится из устройства через дренажные трубы 4 системы водоотведения.
В процессе эксплуатации устройства происходит накопление биологически трудноокисляемых органических соединений, а также твердых частиц, присутствующих в сточных водах, что приводит к их заиливанию. Для периодической отмывки поддоны 6 при временной остановке подачи воды приводятся в горизонтальное положение, снимают трубчатый эластичный трикотаж 9 и отмывают его, для чего трубчатый эластичный трикотаж 9 растягивается в радиальном и продольном направлениях. Это позволяет максимально увеличивать размер пор, что обеспечивает качественную регенерацию от уловленных частиц при обратном потоке воздуха или жидкости. Для очистки от адсорбированных нефтепродуктов трубчатый эластичный трикотаж 9 отжимают на прессе.
Таким образом, использование устройства для биологической очистки сточных вод, содержащего системы подвода и отвода воды, емкость с секциями, образованными установленными на опорных мостиках, наклонно относительно дна емкости рамными сетчатыми поддонами, выполненными в виде трубчатого эластичного трикотажа путем одновременного провязывания нерастяжимой нити мегалон и резиновой нити в петли переплетением полуфанг, с размещенной в рабочем пространстве поддонов "дерновиной" культуры водорослей рода Vaucheria, фотосинтезирующий слой которых расположен в зоне очищаемой воды, обеспечивает повышение качества очистки сточных вод и упрощение эксплуатации устройства.