Установка для очистки воды

Союз Советски кСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 947081(51)М. Кл. С 02 Е 3/00 Ьеуааротиеиицй комитет СССР ае делам изобретений н открытийДата опубликования описания .02.08.82 Н. А. Луценко, В. С. Кулик, Н. И, Резник и Г. Д. Бердышев(72) Авторы изобретения Киевский ордена Ленина государственный униве тет им. Т. Г, Шевченко(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ 1,Изобретение относится к обработке и очистке природных и сточных вод, касается установок и аппаратов для очистки и доачистки воды биологическими способами и может найти применение в рыбоводстве с5 целью очистки и доочистки воды, используемой для массового культивирования водных организмов, а также в биологических очистных сооружениях для очистки и доочистки сточных вод, сбрасываемых в природные водоемы. Известна установка для очистки воды, содержащая корпус с днищем и установленными в корпусе рядами прямоугольного сечения секциями биологических фильтров. В секциях биологических фильтров размещена фильтрующая загрузка, а под фильтрующей загрузкой расположены перфорированные распределительные трубы, соедн-Зо ненные с узлом подачи исходной жидкости и дополнительным фильтром, размещенным между корпусом бнофильтра и сборным рюервуаром 1 . Однако указанная установка для очистки воды несовершенна по конструкции, характеризуется малой производительностью очистки воды и неприменима для этих целей в промышленных биологических очистных сооружениях. Известна также установка для очистки воды, состоящая из корпуса с коническим днищем, выполненным разделенным посредством вертикально расположенных и не- доходящих концами до днища продольных перегородок на вертикальный канал и отсеки осветленной воды. Между продольными перегородками в вертикальном канале рас.положены рядами секции биологических фильтров, выполненные в виде прямоугольных в плане емкостей с фильтруюшей загрузкой и перфорированными трубами. Перфорированные трубы выполнены соединенными.с узлом подачи воды на очистку, а камеры осветленной воды посредством водосточных лотков и трубопроводов с вентилями сообщены с дополнительнымифильтрами, расположенными каскадцо сбоковых сторон корпуса.Известная установка обеспечиваеточистку воды с повышенным содержаниемв цей взвешенных веществ, одцако она необеспечивает очистку воды от легколетучих соединений и трудноокиспяемых орга 1 П 1 ЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ,Пель изобретения - повышение степениочистки путем обеспечения очистки воды 1 оот пегколетучих, а также трудцоокисляемых органических соединений,Поставленная цель достигается тем,что установка для очистки воды, содер 15 ацая вертикальный канал и секции биопо гическцх фильтров, вьц 1 О 1 цеццые в в 15 депря 55 оугол 5 цых в плане емкосгей с фильтруюц 1 ОЙ 1 загрузкой и перфоо 11 роваццымирас 15 рецеп 11 теп 1 цы 5 5 и 1 р 5 бемп, снабженаРснопек 1 ц 1 П 1.511 ПОд фцльтлчсшеЙ зегруз"кой трубчатыми еэраторамц, Основаниевертикального кацапа Оснащено рещеткой,а сам канал снабжен поперечцо расположенными с зазорами вертикальными перегородками, которые иоддержцвактся снизурешеткой, между корпусом и дополнительным фильтром расположен пленочный бпол 5 гическцй скис.штепь, сцабжепцый водосборцым рсзорвуерэм с цакпоцц 11 м дц 1 пце 1,5,а цед цодосборцым резервуаром распопожены с уклоном друг цад другом водосточ 11 ые перегородки с бортамц, Образующимивецтипяшппць 1 е щели, причем первая сверхуводосточцая перегородка плепочного биопогпч 5 ского окислителя выполнена сооб 35шегп 1 ой с вертикальным кацапом корпусапосредством водосточного лотка, а водосборцый резервуар биологического окислителя кацапом сообщен с допоицгге 11 ьцымфильтром, кацап обрезовац перпецпику 51 ярячцо рас 11011 Оееццой к наклонному дгц 1 цу перегородкой ц боковой стенкой дополнительного фильтра, выполненной по высоте нижевторой его боковой стенки, кроме того,дополцитепып 1 Й фильтр оснащен шепевым4днищем дпя культивироьация водной растительности, расположенным сверху егофипьтруюшей загрузки.На фиг. 1 изображена установка дляочистки воды в прямоугольной проекции,50план; на фиг, 2-корпус установки, аксонометрия; на фиг, 3-устацовка дпя очисткиводы, вид сбоку; на фиг. 4 - фрагментконструкции пленочного биологическогоскислителя, аксонометрия; ца фиг. 5 установка в поперечном разрезе и с по 55яснецием функциональной схемы.Предлагаемая установка для очисткиводы представляет собой прямоугольной 81(в цлане) формы агрегат (фиг. 1), содер"жаший корпус 1 (фиг, 1 и 2), которыйсостоит из продольных 2 и торцовых 3стенок, Снизу корпус 1 снабжен днищем 4,образованным наклонными стенками (фиг. 5).В продольном направлении корпус 1разделен вертикально расположенными недоходяшими нижними концами до днища 4двумя перегородками 5 и 6 на отсеки 7и 8 и вертикальный канал 9,В отсеках 7 и 8 расположены секциибиологических фильтров 10. Каждый изтаких фильтров 10 представляет собойпрямоугольную в плане емкость, выполценцую закрепленной на торцовых стенках3 с образованием зазоров между собой истенками 2 и перегородками 5 и 6,На дне секций биологических фильтров10 расположены перфорированные распредепцтопы 1 ые трубы 11, соединенные посредством трубопроводов с вентилями 12с негцетатепьным патрубком насоса 13подачи воды. Кроме того, на дне емкостейсекций биологических фильтров 10 расположены трубчатые аэраторы 14, соединенные посредством трубопроводов с вентилями 15 с воздуходувкой 16,Внутри емкостей фильтров 10 расположсца фипьтруюшая загрузка 17 (фиг, 5),явпяюшеяся обычной для биолоигческихфильтров. Ниж 1 яя часть вертикального канала 9 оснащена решеткой 18. Внутри канала 9 вертикально установлены с зазорамимежду собой поперечные перегородки 19,уп 15 реош 11 еся нпж 1 п 1 ми концами в решетку 18.Вертпкапьцый канал 9 с торцовых сторонснабжен водосливцыми окнами 20, представпяошими собой квадратные вырезы вторцовых стенках 3 (фиг. 2 и 5). Посредством этих окон вертикальный канал 9сообщен с водосточным лотком 21,Дци 1 це 4 корпуса 1 оснащено перфорированным трубопроводом 22, который сообшсц посредством трубопровода с вентилем 23 с всасывающим патрубком насоса 13.Верхние концы торцовых стенок водосточного лотка 21 имеют одну и ту жевысоту, что и торцовые стенки 3, Продольная стенка лотка 2 1 выполнена повысоте ниже высоты продольных стенок 2,а также ниже верхней кромки водосливныхокон 20, что необходимо для обеспечения,равномерного слива воды.Вертикальный канал 9 корпуса 1 посредством водосливных окон 20 и водосточного лотка 21 сообщен с пленочнымбиологическим окислителем 24 (фиг, 1,3 и 5), который изображен на фиг. 4.5 9470Пленочный биологический окислитель 24 имеет общую с корпусом 1 боковую стенку 2 и состоит из расположенных друг над другом наклонных перегородок 25 и 26. Торцовые концы перегородок 25 и 26 выполнены укрепленными в боковой стенке, имеющей вентиляционные окна 27. Наклонные перегородки 26 имеют продольные борта 28 и расположены между наклонными перегородками 25 с образо ф ванием зазоров 29 и вентиляционных щелей между продольными бортами 28. Кроме того, наклонные перегородки 26 .укреплены посредством бортов 28 на опорной раме 30 (фиг. 4). Боковая сторона первой сверху наклонной перегородки 25 соединена с боковой частью основания водосточного лотка 2 1.Снизу пленочный биологический окислитель 24 имеет водосборный резервуар 31, имеющий наклонное днище 32 и вторую боковую стенку 33, Таким образом, пленочный биологический окислитель 24 представляет собой вертикальную колонку из наклонных перегородок, конец сточной 25 поверхности перегородки 25 отделен посредством зазора 29 от начала сточной поверхности перегородки 26, а конец сточной поверхности перегородки 26 отделен посредством зазора от начала сточ- Зо ной поверхности нижележащей перегородки 25.В углублении водосборного резервуара 3 1, образованном наклонным днищем 32 и стенкой 33, расположен перфорированный трубопровод 34, сообщенный посредством трубопровода с вентилем 35 с всасывающим патрубком насоса 13 подачи воды.Предлагаемая установка оснащена до полнительным фильтром 36 очистки воды, образованным продольными стенками 33 и 37, имеющим торцовые стенки и днище, на котором расположен перфорированный трубопровод 38, сообщенный посредством вентиля 39 с коллектором отвода очищенной воды.фильтр 36 снабжен крупнозернистой фильтруюшей загрузкой 40, сверху которой расположено щелевое днище 41 для50 культивирования водной растительности.Боковая стенка 37 выполнена по высоте выше боковой стенки 33. Перпендикулярно наклонному днищу 32 в водосборном резервуаре 3 1 установлена продольная отбойная перемычка 42, образующая55 совместно с боковой стенкой 37 водосливную щель 43, обеспечивающую подачу воды в фильтр 36. Насос 13 посредством 81 6трубопровода с вентилем 44 сообщен систочником подачи воды на очистку. Кроме того, насос 13 посредством трубопровода с вентилем 45 сообщен с коллектором сброса осадка,Установка работает следующим образом.Воду, предназначенную для очистки,из коллектора через открытый вентиль44 насосом 13 подачи воды подают потрубопроводам с открытыми вентилями 12в перфорированные распределительные трубы 11 секций биологических фильтров 10,В секциях биологических фильтров 10 вода из распределительйых труб 11 равномерно поступает в фильтруюшую загрузку17, проходит через ее щели и поры, заполняет каждую иэ емкостей фильтров 10 ипо мере ее дальнейшего поступления черезверхние кромки емкостей секций фильтров10 и далее через щели, образованные стенками 2 и 3, секциями биологических фильтров 10 и продольными перегородками 5 и6, самотеком сливается в днище 4, заполняет его, а затем поступает в вертикальный канал 9 и, проходя через решетку 18и через щели между поперечными перегородками 19, через водосливные. окна 20самотеком поступает в водосточный лоток 21,По мере поступления очишаемой водыв водосточный лоток 21 включают в работу воздуходувку 16 и через открытыевентили 15 по воздухопроводам подаютсжатый воздух в трубчатые аэраторы 14, .посредством которых обеспечивают аэрацию очищаемой воды.После заполнения очишаемой водой водосточного лотка 21 вода равномернымпотоком переливается через верхнюю кромку его продольной стенки и стекает внизпо наклонной поверхности верхней перегородки 25, затем проходит сточные поверхности перегородок 26 и 25 и в конечном итоге по сточной поверхности перегородки 26 стекает в водосборный резер.вуар 31.В водосборном резервуаре перемычка42 обеспечивает углубленную подачу водыи способствует осаждению взвешенныхвеществ в углублении наклонного днища32. Из водосточного резервуара 3 1 осветленная вода через водосточную щель 43,образованную перемычкой 42 и стенкойЗЗ, поступает в дополнительный фильтр36 путем переливания ее через верхнююкромку стенки 33.В дополнительном фильтре 36 вода подгидростатическим давлецием проходит7 9470 шалевое днище 14, на котором размещен биоценоз водной растительности (не показан), профипьтровывается через него и затем проходит фнльтрующую крупнозернистую загрузку 40 и через перфорирован ный трубопровод 38 при открытом вентиле 39 в очищенном виде самотеком поступает в коллектор отвода очищенной воды.По мере накопления осадка в днище 4 1 О и водосборном резервуаре 31 путем перекрытия вентиля 44, вентилей 12 и открытия вентилей 23 и 35, в также вентиля,45 через перфорированные трубопро воды 22 и 34 насосом 13 сбрасывают его в коллектор отвода осадка.Сушцость очистки воды заключается в следующем, В процессе прохождения очищаемой воды через фильтрукпцую загрузку 17 секций биологических фильтров 10 по- о . средством биологической пленки, развивающейся на загрузке, осуществляется биологическое окисление загрязненной воды и адсорбция загрязнений биоценозом живых организмов биопленки, При этом осу- "5 шествляется удаление легколетучнх соединений воздухом, поступающим из воздуходувки 16 по вохдухопроводам через открытые вентили 15 в трубчатые аэрвторы 14. Кроме того, посредством аэрируемого воз.ЗО духа вода насыщается кислородом, при этом усиливается рост организмов биологической пленки, интенсифицируются процессы аэробого окисления загрязнений воды и предотвращается заиливание за- З 5 грязнений фильтруюшей загрузки и усиливается вынос отмерших частиц биологической пленки. Выносимые потоком воды из секцийбиологических фильтров 10 отмершие .частицы биологической пленки и взвешенныеве 1 пества потоком воды уносятся вниз через щели между секциями биологическихфильтров 10 и перегородками 5 и 6, истенками 2 и 3 и в конечном итоге оседают в днище 4. Частично очищенная иосветленная с удаленными легколетучимивеществами вода самотеком через решетку 18 и щели пластинчатых перегородок5019 вертикального канала 9 поднимаетсявверх и стекает через водосливные окна20 в водосточный лоток 21,На вертикально расположенных поперечных перегородках 19 вертикального канала 9 образуется дополнительная биологи 55ческая пленка иэ гетеротрофных микроорганизмов, осущес твляюшая биологическуюдоочистку воды,81 8Таким образом, корпус 1 является основным элементом установки для очисткиводы, гдепроисходят удаление легколетучих, веществ .из очищаемой воды посредствомаэрации воздухом; биологическая очисткаводы посредством биологической пленкии осветление воды путем ее отстаивания.Кроме того, корпус 1 выполняет такжефункции вертикального отстойника, характеризующегося оптимальными гидравлическими параметрами.Частично очищенная и осветленная во-да поступает иэ водосточного лотка 2 1,проходит через перегородки 25 и 26планктонного биологического окислителя24 и в виде тонкого слоя контактируетс окружаощей воздушной средой и таким образом за счет газеобмена насыщается кислородом воздуха, а также подвергается дополнительной биологической очистке посредством биологической пленки, развивающейся нв поверхностях перегородок 25 и 26.При достаточно освещаемых сточных поверхностях перегородок 25 и 26 в биоценоэах биологической пленки могут развиваться водоросли, которые являютсяпоглотителями минеральных веществ, чтоспособствует улучшению газообмена режима и минерального состава очищаемойводы,Очищенная вода собирается в водосборном резервуаре 3 1, в углублении днищакоторого оседают взвешенные вещества,а вода через щель 43 поступает в дополнительный фильтр 36.Пленочный биологический окислитель24 в данном случае осуществляет вторуюфазу биологической очистки воды. Он является своего рода биологическим фильтром и отстойником и обеспечивает усиленную азрацию и биологическую очисткуводы и ее осветление за счет задержкивзвешенных веществ в углублении днища 32.При поступлении воды в дополнительный фильтр 36 очишаемая воды подвергается окончательной очистке и отводитсячерез трубопровод с открытым вентилем39 в коллектор очищенной воды. Дополнительный фильтр 36 может работать как врежиме биологического фильтра благодарябиоценозам высших водных растений, таки в режиме обычного самотечного фильтрас крупнозернистой загрузкой.Специально. подобранные водные растения, которые служат в качестве биологи(ческого фильтра, высаживают в щелевомднище 41 обычным для этих целей способом. Высокоэффективная роль высших водных растений в очистке воды общеизвестна.9 9470Дополнительный фильтр является третьей ступенью очистки воды, Он обеспечивает окончательную доочистку воды посредством биологической адсорбши загрязнений биоценозом водных растений, а также фильтра цией воды через крупнозернистую загрузку 40.Накопившийся осадок из днища 4 и углубления днища 32 водосборного резервуа-. ра 31 удаляют насосом 13 через дырчатые Г. 10 трубопроводы 22 и 34 при открытых вентилях 23, 35 и 45 и закрытых вентилях 44 и 12. После удаления осадка закрывают вентили 23, 35 и 45 и открывают вентили 44 и 12, включают в работу насос 13.Предлагаемая установка для очистки ,воды позволяет очищать воду с повышен ным содержанием в ней взвешенных и легколетучих веществ за счет усиленной аэра-о ции очишаемой воды, а также максимального контакта в биологическом пленочном окислителе очишаемой воды с воздушной средой и сочетания биологических методов очистки воды с процессом осветленияи фильтрования, Установка проста по конструкции, надежна в эксплуатации и обеспечивает глубокую очистку воды от загрязнений и пегкопетучих веществ. Формула изобретения 1. Установка для очистки воды, содержащая корпус с коническим днищем, разделенный вертикальными недоходяшими доЭ 5 днища продольными перегородками на центральный вертикальный канал и секции биологических фильтров, выполненные в виде прямоугольных в плане емкостей с фильт 40 81 10рующей загрузкой и расположенными подней перфорированными распределительнымитрубами, а также дополнительные фильтры,отличающаяся тем, что, сцелью повышения степени очистки водыпутем обеспечения очистки ее от легколетучих соединений и трудноокисляемыхсоединений, она снабжена трубчатымиаэраторами, расположенными под фильтруюшей загрузкой в секциях биологических фильтров, установленными в центральном вертикальном канале вертикальнымипоперечными перегородками с прикрепленной к их нижним торцам решеткой, а также пленочным биологическим окислителем,размещенным между корпусом и дополнительным фильтром и сообщенным с последним и центральным вертикальным каналом корпуса.2, Установка по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что пленочный биологический окислитель выполнен из водосточных перегородок с бортами, расположенных с уклоном одна над другой, водосточного лотка, смонтированного в началеверхней водосточной перегородки, а такжеразмещенного под водосточными перегородками водосборного резервуара с днищем,наклонным в сторону дополнительногофильтра, и отбойной перемычкой, недохоцящей до днища резервуара, расположеннойперпендикулярно ему.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРпо заявке % 2826616/29-26,кл. С 02 Г 3/18, 09.10,79.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке % 2996670/29-26,кп, С 02 Г 3/32, 23. 10.8 1.947081 Составнтепь Л, Суханоедактор И. Петращ Техред Т;Фанта ктор/д. Бокшан 5 13/34 .Тираж 98 1 П ВНИИХИ Государственного комитета С но делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская наб