Вертикальний відстійник

Изобретение относится к области очистки сточных и природных вод от взвешенных веществ и железа и может быть использовано в травильных производствах металлургических и химических предприятий, на объектах промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения. Известен вертикальный отстойник, содержащий цилиндрический корпус с коническим днищем и патрубки для ввода и вывода осветляемой воды и осадка [Родионов А.И., Клушин В.Н., Торошечников Н.С. Техника защиты окружающей среды. - М.: Химия, 1989, С.201]. Недостатком известного вертикального отстойника является низкая степень очистки воды от тонких взвесей. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является вертикальный отстойник для очистки сточных вод от взвешенных веществ, включающий корпус, патрубки подвода исходной и вывода очищенной воды и удаления осадка, фильтр в верхней части корпуса [Авт. св. СССР №850130, кл. В 01 F 21/00, С 02 F 1/52, №28, 1981]. В известном устройстве обеспечивается очистка воды от грубодисперсных частиц за счет их соединения в отстойной части аппарата и от тонких взвесей на фильтре, но не предусмотрена возможность очищать вод от примесей, находящихся в растворенном состоянии, в частности от ионов двухвалентного железа. В основу изобретения поставлена задача создать такой вертикальный отстойник, в котором новое выполнение реактора окисления с успокоительной камерой позволило бы окислять растворенное в воде железо и улучшить отстаивание осадка и за счет этого повысить степень очистки воды от растворенных примесей. Это достигается за счет того, что отстойник снабжен выносным реактором окисления воды кислородом воздуха с успокоительной камерой, причем, отстойник соединен с реактором окисления через успокоительную камеру тремя переточными трубами, находящимися под углом к горизонту не менее 35°. Существенными признаками заявляемого отстойника являются выносной реактор окисления с успокоительной камерой, которая соединяет реактор окисления с отстойником через три переточных трубы, расположенных под углом к горизонту не менее 35о. Эти признаки достаточны во всех случаях, на которые распространяется заявляемое изобретение, а именно: 1) непрерывный процесс подачи сточных вод на окисление; 2) полунепрерывный процесс подачи сточных вод, например, только в дневное время суток; 3) содержание растворенного железа превышает предельно-допустимую концентрацию его в сточных водах. Для окисления растворенного в воде железа нельзя подавать воздух непосредственно в отстойник из-за нарушения процессов отстаивания и фильтрования. Поэтому предложено окисление растворенного железа кислородом воздуха проводить в выносном реакторе. Успокоительная камера с тремя переточными трубами нужна для того, чтобы исключить возникающие при подаче воздуха в реактор гидравлические толчки, могущие вызывать нарушение режимов отстаивания и фильтрования в отстойнике. В результате окисления железа в сточной воде появляется много хлопьев соединений трехвалентного железа, вызывающих интенсивную кольматацию труб и аппаратов. Поэтому переточные трубы расположены под углом к горизонту не менее 35°. При таком угле обеспечивается, как было установлено опытом, самопроизвольное сползание хлопьев, без задержки их на стенках переточных труб независимо от скорости поступления сточных вод на очистку. Предлагаемое техническое решение не следует явным образом из известного уровня техники, так как из последнего не выявляется влияние существенных признаков этого изобретения на достижение нового технического результата. Схематическое изображение вертикального отстойника показано на чертеже. Вертикальный отстойник имеет цилиндрический корпус 1 с плавающей фильтрующей загрузкой 2 из пенополистирольных шариков, ограниченной сетками 3 и 4; на корпусе 1 выше фильтрующей загрузки 2 расположены патрубок 5 для вывода потока осветленной воды 6, и крышка 7 с патрубком 8. На правой стороне корпуса 1 расположены воздушная труба 9 и одна верхняя переточная труба 10 и две нижние переточные трубы 11. На цилиндрическом корпусе 12 имеется крышка 13 с патрубком 14 для выхода отработанного воздуха 15 и труба 16 для подачи воздуха 17. Под номером 18 обозначен выносной реактор окисления, снабженный ограничителем 19 и имеющий камеру смешения 20, патрубок 21 для подачи исходной загрязненной воды 22, наклонную полуперегородку 23, блок тонкослойных модулей 24, коническое днище 25 с выводом осадка 26, успокоительную камеру 27. Вертикальный отстойник имеет коническое днище 28 с выводом осадка 29 и отстойную камеру 30. Отстойник работает следующим образом. Исходный поток воды 22 самотеком непрерывно поступает через патрубок 19 в реактор 18, где контактируете потоком чистого воздуха 17, непрерывно подаваемого принудительно по трубе 16, свободный конец которой спущен в ограничитель 19. Потоки воды и воздуха смешиваются в ограничителе 19 и поднимаются вверх под действием гравитационных сил и затем разделяются самопроизвольно на поток отработанного воздуха, уходящего через патрубок 14, и поток воды, насыщенной кислородом воздуха и опускающейся вниз под действием силы тяжести в успокоительную камеру 27. В реакторе 18 происходит окисление ионов двухвалентного железа кислородом воздуха с образованием осадка трехвалентного железа. Проход воды из реактора 18 в успокоительную камеру 27 возможен только между нижним краем перегородки 23 и корпусом 12. Повышение степени предварительного отстаивания достигается за счет прохождения потока воды через тонкослойные модули 24. Осадок 26 непрерывно выводят самотеком через коническое днище 25. Осветленная вода поднимается вверх камеры 27 и по переточным трубам 10 и 11 поступает самотеком в отстойную камеру 30. По трубе 10 течет более чистая вода, чем по трубам 11. Трубы 10 и 11 расположены под углом к горизонту не менее 35°, чтобы предотвратить быстрое засорение труб осадком. Наличие трех переточных труб позволяет осуществлять процесс осаждения в камерах 27 и 28 при низких скоростях водного потока, чем в случае наличия только одной переточной трубы 10. По воздушной трубе 9 выводят воздух, попадание которого в камеру 27 из камеры 18 происходит в виде увлеченных пузырьков. Поток осадка 29 самотеком выводят через коническое днище 28. Очищенную воду выводят самотеком в виде потока 6 через патрубок 5. Патрубок 8 служит для вывода воздуха из корпуса 1 вертикального отстойника при заполнении его водой во время пуска в работу, Предложенное техническое решение обеспечивает высокую степень очистки воды от взвешенных веществ и по сравнению с базовым объектом, за который принят прототип, дает возможность удалять значительную часть растворенного железа.