RU2183594C2 - Station for deep purification of sewage water and process solutions - Google Patents

Abstract

FIELD: sewage water purifying equipment. SUBSTANCE: station has grid, sand catcher, sand platforms, settler, filter, reactant dozer, reservoir for accumulating washing water, and washing pump. Station is further equipped with reactor, two makeup pumps, two ejectors, two saturators, bulk oxygen source, pressure flotator, bactericidal unit, pressure sensors, electrified latches, latch position sensors and control unit. Filter is positioned at an acute angle with respect to horizontal plane and is equipped with monitor washing system. EFFECT: increased extent of sewage water and process solution purification, increased efficiency and improved ecological safety of purification station. 1 dwg

Description

Изобретение относится к станциям глубокой очистки сточных вод и технологических растворов и может быть использовано как в очистке сточных вод, так и в других технологических процессах. The invention relates to deep wastewater treatment plants and technological solutions and can be used both in wastewater treatment and in other technological processes.

Известна станция с биологической очисткой сточных вод в аэротенках, включающая решетку, песколовку, песковую площадку, преаэратор, первичный отстойник, аэротенк, вторичный отстойник, хлораторную установку и контактный резервуар [Яковлев С.В., Ласков Ю.М. Канализация. - М.: Стройиздат, 1987, с. 111, рис. 8.2, б]. Недостатками известной станции с биологической очисткой сточных вод в аэротенках являются низкая степень очистки сточных вод, невысокая производительность станции и неудовлетворительная экологическая безопасность. A known station with biological wastewater treatment in aeration tanks, including a grate, sand trap, sand pad, preaerator, primary sump, aeration tank, secondary sump, chlorination unit and contact reservoir [Yakovlev SV, Laskov Yu.M. Sewerage. - M .: Stroyizdat, 1987, p. 111, fig. 8.2, b]. The disadvantages of the known station with biological wastewater treatment in aeration tanks are the low degree of wastewater treatment, the low productivity of the station and poor environmental safety.

Известна станция очистки сточных вод с доочисткой на фильтровальных сооружениях, выбранная в качестве прототипа, включающая решетку, песколовку, песковые площадки, отстойник, аэротенк, фильтр, дозатор реагента, резервуар-накопитель промывной воды и промывной насос [Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении / А.М.Когановский, П.Н.Клименко, Т. Н.Левченко и др. - М.: "Химия", 1983, с. 238, рис. IХ-1]. Недостатком известной станции очистки сточных вод с доочисткой на фильтровальных сооружениях являются недостаточная степень очистки сточных вод и невысокая производительность станции. A known wastewater treatment station with tertiary treatment at filtering facilities, selected as a prototype, including a grate, sand trap, sand pads, sump, aeration tank, filter, reagent dispenser, wash water storage tank and wash pump [Wastewater treatment and use in industrial water supply / A.M. Koganovsky, P.N. Klimenko, T.N. Levchenko and others. - M .: "Chemistry", 1983, p. 238, fig. IX-1]. A disadvantage of the known wastewater treatment plant with after-treatment at filtering facilities is the insufficient degree of wastewater treatment and the low productivity of the station.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в том, чтобы повысить степень очистки сточных вод и технологических растворов, производительность и экологическую безопасность станции очистки. The problem to which the invention is directed, is to increase the degree of wastewater and process solutions, the performance and environmental safety of the treatment plant.

Предлагаемое техническое решение заключается в следующем. Станция глубокой очистки сточных вод и технологических растворов, содержащая решетку, песколовку, песковые площадки, отстойник, фильтр, дозатор реагента, резервуар-накопитель промывной воды и промывной насос, дополнительно снабжена реактором, двумя повысительными насосами, двумя эжекторами, двумя сатураторами, источником технического кислорода, напорным флотатором, гидромониторной системой промывки фильтра, бактерицидной установкой, датчиками давления, электрифицированными задвижками, датчиками положения электрифицированных задвижек и блоком управления, причем фильтр размещен под острым углом к горизонту, вход реактора соединен с отводящим трубопроводом песколовки и первым сатуратором, выход реактора соединен с подводящим трубопроводом отстойника, всасывающие патрубки обоих повысительных насосов соединены с отстойником, напорные патрубки обоих повысительных насосов соединены с входными патрубками соответствующих эжекторов, всасывающий патрубок первого эжектора соединен с источником технического кислорода, всасывающий патрубок второго эжектора соединен с атмосферой, напорный патрубок первого эжектора соединен с первым сатуратором, напорный патрубок второго эжектора соединен со вторым сатуратором, реакционная зона напорного флотатора соединена со вторым сатуратором и дозатором реагента, выход напорного флотатора соединен с входом фильтра, выход фильтра соединен с напорным патрубком промывного насоса, с гидромониторной системой промывки фильтра и через бактерицидную установку с объектом использования очищенной сточной воды, а датчики давления, электрифицированные задвижки и датчики положения электрифицированных задвижек соединены с блоком управления. The proposed technical solution is as follows. The deep sewage treatment plant and technological solutions containing a grate, a sand trap, sand pads, a settling tank, a filter, a reagent batcher, a washing water storage tank and a washing pump are additionally equipped with a reactor, two booster pumps, two ejectors, two saturators, a source of technical oxygen , pressure flotator, hydromonitor filter flushing system, bactericidal unit, pressure sensors, electrified valves, position sensors for electrified valves the jack and the control unit, the filter being placed at an acute angle to the horizon, the reactor inlet is connected to the sand trap outlet pipe and the first saturator, the reactor outlet is connected to the sump supply pipe, the suction pipes of both booster pumps are connected to the sump, the pressure pipes of both booster pumps are connected to the inlet the pipes of the respective ejectors, the suction pipe of the first ejector is connected to a source of technical oxygen, the suction pipe of the second ejector is connected to atmosphere, the pressure port of the first ejector is connected to the first saturator, the pressure port of the second ejector is connected to the second saturator, the reaction zone of the pressure flotator is connected to the second saturator and the reagent dispenser, the output of the pressure flotator is connected to the inlet of the filter, the output of the filter is connected to the pressure pipe of the washing pump, with a hydromonitor filter washing system and through a bactericidal installation with the object of using purified wastewater, and pressure sensors, electrified valves and sensors Assumption electrified valves connected to the control unit.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что оно содержит новые узлы со своими связями, позволяющими повысить степень очистки сточных вод и технологических растворов, производительность и экологическую безопасность станции очистки. A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that it contains new nodes with its connections, which can improve the degree of wastewater treatment and technological solutions, the performance and environmental safety of the treatment plant.

Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию изобретения "новизна". Thus, the claimed solution meets the criteria of the invention of "novelty."

При проведении дополнительного поиска известных решений не были выявлены признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявляемой станции глубокой очистки сточных вод и технологических растворов. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "изобретательный уровень". When conducting an additional search for known solutions, no signs were found that coincided with the distinctive signs from the prototype of the inventive deep wastewater treatment plant and technological solutions. Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

На чертеже схематически изображена станция глубокой очистки сточных вод и технологических растворов. The drawing schematically shows a station for deep wastewater treatment and technological solutions.

Станция глубокой очистки сточных вод и технологических растворов содержит решетку 1, песколовку 2, песковые площадки 3, реактор 4, отстойник 5, первый повысительный насос 6, первый эжектор 7, источник технического кислорода 8, первый сатуратор 9, второй повысительный насос 10, второй эжектор 11, второй сатуратор 12, напорный флотатор 13, дозатор реагента 14, фильтр 15, удерживающие решетки 16 и 17, гидромониторную систему промывки фильтра 18, промывной насос 19, резервуар-накопитель промывной воды 20, бактерицидную установку 21, датчики давления 22 - 28, электрифицированные задвижки 29 - 40, датчики положения электрифицированных задвижек 41 - 52, трубопроводы 53 - 63, иловую трубу 64, лоток для сбора пены 65, кран с поплавковым приводом 66 и блок управления 67. The deep sewage treatment plant and technological solutions contain a grate 1, a sand trap 2, sand pads 3, a reactor 4, a settling tank 5, a first booster pump 6, a first ejector 7, a source of technical oxygen 8, a first saturator 9, a second booster pump 10, and a second ejector 11, a second saturator 12, a pressure flotator 13, a reagent dispenser 14, a filter 15, holding grids 16 and 17, a hydraulic monitor filter washing system 18, a washing pump 19, a storage tank for washing water 20, a bactericidal unit 21, pressure sensors 22 - 28, electro itsirovannye valves 29 - 40, position sensors electrified valves 41 - 52, lines 53 - 63, sludge pipe 64 with a float operated foam collecting tray 65, valve 66 and control unit 67.

Станция глубокой очистки сточных вод и технологических растворов работает следующим образом. Station deep wastewater treatment and technological solutions works as follows.

Сточная вода проходит через решетку 1, песколовку 2 и освобождается от крупных загрязнений и минеральных примесей, которые из песколовки 2 поступают на песковые площадки 3. Электрифицированная задвижка 29 открывается и при разрешающем сигнале от датчика положения электрифицированной задвижки 41 сточная вода по трубопроводу 53 поступает на вход реактора 4 снизу, заполняет его, затем по трубопроводу 54 она поступает в отстойник 5 и также заполняет его. Включается в работу электродвигатель первого повысительного насоса 6. Когда первый повысительный насос 6 выйдет на нормальный режим работы, от датчика давления 22 на блок управления 67 поступает сигнал, по которому открываются электрифицированные задвижки 30 и 31. При разрешающих сигналах от датчиков положения электрифицированных задвижек 42 и 43 первый повысительный насос 6 забирает сточную воду из отстойника 5 и подает ее во входной патрубок первого эжектора 7, во всасывающий патрубок которого от источника технического кислорода 8 поступает технический кислород и тщательно перемешивается со сточной водой. В это время взвешенные вещества сточной воды подвергаются интенсивному биологическому окислению. Образовавшаяся смесь из первого эжектора 7 поступает в первый сатуратор 9 и сжимается. Под действием давления технический кислород растворяется в сточной воде. Как только давление в первом сатураторе 9 достигнет расчетной величины, от датчика давления 23 на блок управления 67 поступает сигнал, по которому электрифицированная задвижка 32 открывается и, при разрешающем сигнале от датчика положения электрифицированной задвижки 44, из первого сатуратора 9 смесь сточной воды и растворенного в ней технического кислорода по трубопроводу 55 поступает в реактор 4 сверху. При встречном движении указанной смеси со сточной водой, поступающей в реактор 4 по трубопроводу 53, оба потока тщательно перемешиваются, растворенный технический кислород активно окисляет органические вещества сточной воды, после чего обработанная в реакторе 4 сточная вода по трубопроводу 54 поступает в отстойник 5. В отстойнике 5 интенсивно протекают два процесса - биологическое доокисление оставшихся органических веществ и осветление очищенной воды. Поскольку отстойник 5 был заполнен необработанной сточной водой, то вначале в течение заданного на пульте блока управления 67 времени необработанная сточная вода через иловую трубу 64 по трубопроводу 56 сбрасывается на сторону, например, в песколовку 2, а при установившемся режиме очистки сточных вод через иловую трубу 64 осуществляется сброс избыточного ила для его дальнейшей обработки. После этого включается в работу электродвигатель второго повысительного насоса 10. Когда второй повысительный насос 10 выйдет на нормальный режим работы, от датчика давления 24 на блок управления 67 поступает сигнал, по которому электрифицированная задвижка 33 открывается. При разрешающем сигнале от датчика положения 45 второй повысительный насос 10 забирает осветленную сточную воду из отстойника 5 и подает ее во входной патрубок второго эжектора 11, всасывающий патрубок которого открыт в атмосферу. Эжектор 11 подсасывает атмосферный воздух и смешивает его со сточной водой. Образовавшаяся водовоздушная смесь поступает во второй сатуратор 12 и сжимается. Под действием давления во втором сатураторе 12 воздух растворяется в осветленной сточной воде. Когда давление во втором сатураторе 12 достигнет расчетной величины, от датчика давления 25 на блок управления 67 поступает сигнал, по которому электрифицированные задвижки 34-37 открываются и, при разрешающих сигналах от датчиков положения электрифицированных задвижек 46-49 сжатая смесь по трубопроводу 57 из второго сатуратора 12 поступает в напорный флотатор 13 сверху, а снизу от дозатора реагента 14 по трубопроводу 58 поступает реагент /коагулянт, активированный уголь и др./, который тщательно перемешивается с осветленной сточной водой и вступает с ней в химическую реакцию. Скорость движения сжатой смеси резко снижается, а освободившийся воздух в виде мельчайших пузырьков флотирует загрязнения сточной воды. Эти загрязнения в виде пены скребком /он на чертеже условно не показан/ сдвигаются в лоток для сбора пены 65 и по трубопроводу 59 удаляются из напорного флотатора 13 для дальнейшей обработки. Обработанная в напорном флотаторе 13 сточная вода по трубопроводу 60 поступает во входной патрубок фильтра 15, например, с плавающей фильтрующей загрузкой, размещенной между удерживающими решеткам 16 и 17, проходит через фильтрующую загрузку и, освободившись от загрязнений, по трубопроводу 61 поступает на бактерицидную установку 21, где она подвергается обеззараживанию с помощью ультрафиолетового излучения. После этого очищенная вода по трубопроводу 62 поступает потребителю для повторного использования или сбрасывается в открытый водоем. Wastewater passes through the grate 1, sand trap 2 and is freed from large contaminants and mineral impurities that come from the sand trap 2 to the sand pads 3. The electrified valve 29 opens and, with an enable signal from the position sensor of the electrified valve 41, the wastewater enters the input 53 the reactor 4 from below, fills it, then through the pipeline 54 it enters the sump 5 and also fills it. The electric motor of the first booster pump 6 is turned on. When the first booster pump 6 enters normal operation, a signal is received from the pressure sensor 22 to the control unit 67, by which the electrified valves 30 and 31 are opened. With enable signals from the position sensors of the electrified valves 42 and 43, the first booster pump 6 collects waste water from the sump 5 and delivers it to the inlet pipe of the first ejector 7, into the suction pipe of which from the source of technical oxygen 8 enters pecifications oxygen and thoroughly mixed with the waste water. At this time, suspended substances of wastewater undergo intensive biological oxidation. The resulting mixture from the first ejector 7 enters the first saturator 9 and is compressed. Under pressure, technical oxygen dissolves in wastewater. As soon as the pressure in the first saturator 9 reaches the calculated value, a signal is received from the pressure sensor 23 to the control unit 67, by which the electrified valve 32 is opened and, when the resolution signal from the position sensor of the electrified valve 44 is enabled, from the first saturator 9 a mixture of wastewater and dissolved in technical oxygen through a pipeline 55 enters the reactor 4 from above. In the opposite movement of this mixture with wastewater entering reactor 4 through line 53, both streams are thoroughly mixed, dissolved technical oxygen actively oxidizes the organic matter of the wastewater, after which the wastewater treated in reactor 4 is passed through line 54 to the sump 5. In the sump 5 two processes are intensively proceeding - biological oxidation of the remaining organic substances and clarification of purified water. Since the sump 5 was filled with untreated wastewater, first, during the time set on the control panel of the control unit 67, the untreated wastewater through the sludge pipe 64 through the pipeline 56 is discharged to the side, for example, into the sand trap 2, and in the established mode of wastewater treatment through the sludge pipe 64, the excess sludge is discharged for further processing. After that, the electric motor of the second booster pump 10 is turned on. When the second booster pump 10 enters normal operation, a signal is received from the pressure sensor 24 to the control unit 67, by which the electrified valve 33 opens. When the enable signal from the position sensor 45, the second booster pump 10 takes the clarified waste water from the sump 5 and delivers it to the inlet pipe of the second ejector 11, the suction pipe of which is open to the atmosphere. The ejector 11 draws in atmospheric air and mixes it with waste water. The resulting water-air mixture enters the second saturator 12 and is compressed. Under the action of pressure in the second saturator 12, the air dissolves in the clarified wastewater. When the pressure in the second saturator 12 reaches the calculated value, a signal is received from the pressure sensor 25 to the control unit 67, by which the electrically operated valves 34-37 are opened and, when the signals from the sensors of the position of the electrically activated valves 46-49 are enabled, the mixture is compressed through the pipe 57 from the second saturator 12 enters the pressure flotator 13 from above, and from the bottom of the reagent dispenser 14, reagent / coagulant, activated carbon, etc. /, which is thoroughly mixed with clarified wastewater and enters it in a chemical reaction. The speed of the compressed mixture decreases sharply, and the released air in the form of tiny bubbles floats the pollution of waste water. These contaminants in the form of foam with a scraper / it is not shown conventionally in the drawing / are shifted to the foam collection tray 65 and removed via line 59 from the pressure flotator 13 for further processing. The wastewater treated in the pressure flotator 13 passes through a pipe 60 to the inlet of the filter 15, for example, with a floating filter load placed between the holding grids 16 and 17, passes through the filter load and, freed from contaminants, passes through the pipe 61 to the bactericidal unit 21 where it is disinfected with ultraviolet radiation. After that, the purified water through the pipeline 62 enters the consumer for reuse or is discharged into an open reservoir.

При работе фильтр 15 засоряется, его гидравлическое сопротивление увеличивается, а вместе с тем увеличивается и разность давлений в точках присоединения датчиков давлений 26 и 27. Как только эта разность достигнет заданной величины, например 0,08 МПа, блок управления 67 переведет станцию очистки сточных вод и технологических растворов в режим регенерации плавающей фильтрующей загрузки фильтра 15. По команде с блока управления 67 электрифицированные задвижки 29 - 37 закрываются, а электрифицированные задвижки 39 и 40 открываются. При разрешающих сигналах от датчиков положения 41 - 49, 51 и 52 запускается в работу электродвигатель промывного насоса 19. Когда промывной насос 19 выйдет на нормальный режим работы, датчик давления 28 на блок управления 67 подает сигнал на открывание электрифицированной задвижки 38. Электрифицированная задвижка 38 открывается и при разрешающем сигнале от датчика положения электрифицированной задвижки 50 промывной насос 19 забирает воду из резервуара-накопителя промывной воды 20 и подает ее в выгодной патрубок фильтра 15, а также в гидромониторную систему его промывки 18. Под действием перекрестных струй воды плавающая фильтрующая загрузка фильтра 15 интенсивно перемешивается, загрязнения быстро оттираются от зерен загрузки, загрязненная промывная вода по трубопроводу 63 отводится на иловую площадку, по истечении заданного на пульте блока управления 67 времени промывной насос 19 выключается, электрифицированные задвижки 38 - 40 закрываются, а электрифицированные задвижки 29 - 37 открываются. При разрешающих сигналах от датчиков положения 41 - 52 первый повысительный насос 6 забирает сточную воду из отстойника 5, подает ее во входной патрубок первого эжектора 7 и процесс очистки сточной воды продолжается. Пополнение израсходованного запаса воды в резервуаре-накопителе промывной воды 20 производится через кран с поплавковым приводом 66. During operation, the filter 15 becomes clogged, its hydraulic resistance increases, and at the same time, the pressure difference at the points of connection of the pressure sensors 26 and 27 increases. As soon as this difference reaches a predetermined value, for example, 0.08 MPa, the control unit 67 will transfer the wastewater treatment station and technological solutions in the regeneration mode of the floating filter loading of the filter 15. By command from the control unit 67, the electrified valves 29 - 37 are closed, and the electrified valves 39 and 40 are opened. With enable signals from the position sensors 41 - 49, 51 and 52, the electric motor of the washer pump 19 is started. When the washer pump 19 enters normal operation, the pressure sensor 28 to the control unit 67 sends a signal to open the electrified valve 38. The electrified valve 38 opens and with a permissive signal from the position sensor of the electrified valve 50, the washing pump 19 draws water from the storage tank of the washing water 20 and delivers it to the beneficial filter nozzle 15, as well as to the hydraulic monitor rinsing process 18. Under the influence of cross-jets of water, the floating filter loading of the filter 15 is intensively mixed, the contaminants are quickly wiped from the loading grains, the contaminated washing water is discharged through the pipe 63 to the sludge bed, after the time set on the control unit 67, the washing pump 19 is turned off, electrified valves 38 - 40 are closed, and electrified valves 29 - 37 open. With enabling signals from the position sensors 41 - 52, the first booster pump 6 collects the wastewater from the sump 5, delivers it to the inlet pipe of the first ejector 7 and the wastewater treatment process continues. Replenishment of the consumed water supply in the storage tank of the washing water 20 is carried out through a crane with a float actuator 66.

Предлагаемое техническое решение позволяет получить экономию капитальных затрат при строительстве фильтровального помещения за счет уменьшения строительной высоты фильтра и экономический эффект за счет высокого качества очищенной и обезвреженной сточной воды, эффективного использования технического кислорода независимо от температуры очищаемых сточных вод, а также за счет высокой производительности и экологической безопасности станции очистки сточных вод и технологических растворов. The proposed technical solution allows you to save capital costs during the construction of the filter room by reducing the construction height of the filter and the economic effect due to the high quality of the treated and neutralized wastewater, the efficient use of technical oxygen regardless of the temperature of the treated wastewater, as well as due to high productivity and environmental safety of wastewater treatment plants and technological solutions.

Claims (1)

Станция глубокой очистки сточных вод и технологических растворов, содержащая решетку, песколовку, песковые площадки, отстойник, фильтр, дозатор реагента, резервуар-накопитель промывной воды и промывной насос, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена реактором, двумя повысительными насосами, двумя эжекторами, двумя сатураторами, источником технического кислорода, напорным флотатором, гидромониторной системой промывки фильтра, бактерицидной установкой, датчиками давления, электрифицированными задвижками, датчиками положения электрифицированных задвижек и блоком управления, причем фильтр размещен под острым углом к горизонту, вход реактора соединен с отводящим трубопроводом песколовки и первым сатуратором, выход реактора соединен с подводящим трубопроводом отстойника, всасывающие патрубки обоих повысительных насосов соединены с отстойником, напорные патрубки обоих повысительных насосов соединены с входными патрубками соответствующих эжекторов, всасывающий патрубок первого эжектора соединен с источником технического кислорода, всасывающий патрубок второго эжектора соединен с атмосферой, напорный патрубок первого эжектора соединен с первым сатуратором, напорный патрубок второго эжектора соединен со вторым сатуратором, реакционная зона напорного флотатора соединена со вторым сатуратором и дозатором реагента, выход напорного флотатора соединен с входом фильтра, выход фильтра соединен с напорным патрубком промывного насоса, с гидромониторной системой промывки фильтра и через бактерицидную установку с объектом использования очищенной сточной воды, а датчики давления, электрифицированные задвижки и датчики положения электрифицированных задвижек соединены с блоком управления. A deep wastewater and technological solution treatment station containing a grate, a sand trap, sand pads, a settling tank, a filter, a reagent batcher, a washing water storage tank and a washing pump, characterized in that it is additionally equipped with a reactor, two booster pumps, two ejectors, two saturators, a source of technical oxygen, a pressure flotator, a hydromonitor filter flushing system, a bactericidal unit, pressure sensors, electrified valves, position sensors electrified gate valves and a control unit, the filter being placed at an acute angle to the horizon, the reactor inlet is connected to the sand trap outlet pipe and the first saturator, the reactor outlet is connected to the settling inlet pipe, the suction pipes of both booster pumps are connected to the settling tank, the pressure pipes of both booster pumps are connected to the inlet pipes of the respective ejectors, the suction pipe of the first ejector is connected to a source of technical oxygen, the suction pipe w The ejector is connected to the atmosphere, the pressure port of the first ejector is connected to the first saturator, the pressure port of the second ejector is connected to the second saturator, the reaction zone of the pressure flotator is connected to the second saturator and the reagent dispenser, the output of the pressure flotator is connected to the inlet of the filter, the output of the filter is connected to the pressure pipe a washing pump, with a hydraulic monitor filter washing system and through a bactericidal installation with the object of using purified wastewater, and pressure sensors, electrification These valves and position sensors for electrified valves are connected to the control unit.