Закритий циркуляційний окислювальний канал

Реферат: Закритий циркуляційний окислювальний канал містить систему струминних аераторів, підключених до металевих напірних трубопроводів постачання циркуляційного активного мулу, які розміщені в замкненому залізобетонному прямокутному резервуарі біля вузла вводу оброблювальної стічної води, насосний агрегат та систему струминних аераторів, компресор та системи пневматичних аераторів, які розташовані на дні закритого циркуляційного окислювального каналу. Крім того, циркуляційний окислювальний канал містить датчик UA 109957 C2 (12) UA 109957 C2 вимірювання кількості кисню в стічних водах, який виконаний з можливістю регулювання обертами компресора для контролю за кількістю кисню в стічній воді, розміщений біля вузла виводу обробленої стічної води. Даний винахід забезпечує підвищення ефективності очищення стічних вод від завислих речовин та біологічних забруднень в закритих циркуляційних окислювальних каналах шляхом покращення гідродинамічних умов зсередини окислювальних каналів, збільшує термін аерації, забезпечує режим інтенсивного перемішування, значно зменшує енерговитрати, а також попереджує утворенню на дні загниваючого активного мула в робочій зоні при перетіканні стічної води з одного коридору в другий. UA 109957 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до споруд очищення стічних вод від завислих речовин та біологічних забруднень в закритих циркуляційних окислювальних каналах методом вилучення забруднень з стічних вод активним мулом в умовах інтенсивного перемішування та насичення киснем, які працюють у режимі циркуляції стоків по каналу і дозволяють інтенсифікувати процес очищення, зменшити енерговитрати, забезпечити простоту експлуатації. Відомо, що аерацією стічних вод і приведення її в рух в закритих циркуляційних окислювальних каналах здійснюють в основному за допомогою механічних аераторів різних типів, які встановлюються всередині прямої ділянки каналу [1,2]. Суть процесу насичення води киснем повітря при механічній системі аерації полягає в залученні в рідину атмосферного повітря ротором аератора [3]. Недоліками механічних аераторів є необхідність встановлення великої кількості аераторів при великих потужностях очисних споруд, що ускладнює їх експлуатацію і вимагає витрати великої кількості електроенергії та металу; недостатньо висока надійність роботи [3,4]. Відомий закритий циркуляційний окислювальний канал, який складається з подовженого залізобетонного прямокутного резервуара, розділеного повздовжньою перегородкою на канали, які сполучаються між собою, вузлів вводу і виводу оброблювальної стічної води та горизонтальних механічних аераторів [4]. Але відомий закритий циркуляційний окислювальний канал не забезпечує високої якості очищення стічної води внаслідок неефективної гідродинаміки потоків, утворення застійних зон (так як повороти створюють опір потоку, ускладнюють підтримання необхідних швидкостей руху рідини по всій ширині каналу, в результаті чого в окремих зонах відбувається осадження і загнивання осаду). Кількість розчиненого кисню, при очищенні стічних вод від біологічних забруднень в закритих циркуляційних окислювальних каналах, коливається в межах 2-4 мг/л. Зменшення кількості розчиненого кисню призводить до припинення біологічного окислення органічних речовин і до утворення на дні загниваючого активного мулу, що в свою чергу негативно впливає на процес очищення та знижує його ефективність. Крім того, складна конструкція механічного горизонтального аератора характеризується великими витратами електроенергії. Найбільш близьким по конструкції є закритий циркуляційний окислювальний канал, який складається з подовженого залізобетонного прямокутного резервуара, розділеного повздовжньою перегородкою на канали, які сполучаються між собою, вузлів вводу і виводу оброблювальної стічної води та горизонтальних механічних аераторів [3]. Недоліком даного типу закритого циркуляційного окислювального каналу є застосування механічної системи аерації, недоліки якої наведені раніше. Нами поставлена задача - підвищення ефективності рівномірного розподілу активного мулу шляхом покращення гідродинамічних умов всередині закритого циркуляційного окислювального каналу і збільшення кількості насичення киснем суміші активного мулу та стічних вод та попередження утворення на дні загниваючого активного мулу при перетіканні стічної води з одного коридору в другий, зниження енерговитрат. Поставлена задача вирішується тим, що закритий циркуляційний окислювальний канал має замкнену прямокутну форму в плані і обладнаний системою пневматичної аерації та струминними аераторами, за допомогою яких утворюється водно-повітряний струмінь, який проникає в глибину шару рідини, перемішує і насичує його бульбашками повітря, які спливають. В каналі здійснюються біологічні процеси очистки стічних вод за допомогою активного мулу, який знаходиться в режимі повного окиснення. Запропонована конструкція закритого циркуляційного окислювального каналу представлена на малюнку. На Фіг. 1 - зображений закритий циркуляційний окислювальний канал, план; на Фіг. 2 - переріз 1-1 Фіг. 1 Закритий циркуляційний окислювальний канал містить канал 7, обладнаний вузлами вводу 1 і виводу 8 оброблювальної стічної води, компресор 5 та систему пневматичних аераторів 6, які розташовані на дні всередині першого коридору закритого циркуляційного окислювального каналу, датчик вимірювання кількості кисню 11 в стічних водах, який розташований біля вузла виводу оброблювальної стічної води 8, підключені до системи постачання циркуляційного активного мулу 2 струминні аератори 3, які розташовані біля вузла вводу стічної води, та занурений насосний агрегат 4 з системою струминних аераторів 3, які розташовані всередині закритого циркуляційного окислювального каналу. Як відомо, струминний спосіб аерації має ряд переваг перед традиційними методами аерації [2.5-7]: простота конструкції, можливість використання стандартного обладнання, плавне регулювання продуктивності аератора по кисню. Крім того, струминні аератори дозволяють створити високу турбулентність потоків в 1 UA 109957 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 резервуарі, тим самим збільшуючи масообмін мулової суміші, а також отримати високу ефективність використання кисню, зберігаючи низькі енерговитрати. Закритий циркуляційний окислювальний канал працює наступним чином. Вхідна стічна вода надходить в закритий циркуляційний окислювальний канал через вузол вводу 1. Циркуляційний активний мул, який подається звичайними низьконапірними насосами з мулової насосної станції, через систему постачання циркуляційного активного мулу 2, подається в місце, куди надходить стічна вода. В кінці системи постачання циркуляційного активного мулу 2, на металевих напірних трубопроводах монтуються струминні аератори 3. Дана система аерації здійснюється шляхом ежектування повітря падаючим струменем рідини, який подається звичайними низьконапірними насосами. Конструкція аератора сприяє утворенню водно-повітряного струменя, який проникає в глибину шару рідини, перемішує циркуляційний активний мул і стічну воду, а також насичує суміш бульбашками повітря, які спливають. Далі суміш циркуляційного активного мулу і стічної води надходить в зону дії системи пневматичних аераторів 6, які розташовані на дні всередині першого коридору закритого циркуляційного окислювального каналу [8]. Повітря в пневматичні аератори 6 надходить з компресора 5 через систему напірних трубопроводів 9. Так як ефективність роботи системи пневматичної аерації низька, із-за малої глибини занурення аераторів 6, для підвищення ефективності насичення киснем суміші активного мулу і стічної води задіяна система струминних аераторів 3 та занурений насосний агрегат 4, який розташований всередині першого каналу закритого циркуляційного окислювального каналу. Струминні аератори 3 встановлюються перед пневматичними аераторами 6. При роботі зануреного насосного агрегату 4 суміш циркуляційного активного мулу і стічної води через систему напірних трубопроводів 10 та системи струминних аераторів 3 надходить в зону дії системи пневматичних аераторів 6. Водно-повітряні струмені, які утворюються в струминних аераторах 3, проникають в глибину шару рідини, перемішують активний мул і стічну воду, а також сприяють бульбашкам повітря, які утворюються пневматичними аераторами 6, не зразу спливати, а змішуватися з сумішшю активного мула і стічної води, тим самим збільшити насичення киснем стічних вод. Для попередження утворення на дні загниваючого активного мулу всередині другого коридору встановлені струминні аератори 3, які також дозволяють створити високу турбулентність потоків в резервуарі, тим самим збільшуючи масообмін мулової суміші [9, 10]. Також для зменшення енерговитрат встановлено датчик вимірювання кількості кисню 11 в стічних водах, який розташований біля вузла виводу оброблювальної стічної води 8. Датчик вимірювання кількості кисню 11 контролює кількість кисню в вихідній стічній воді та згідно з програмою регулює роботу компресора. При збільшенні кількості кисню в стічних водах більше необхідної з датчика подається сигнал на компресор для зменшення обертів та навпаки, коли кількість кисню в стічних водах падає менше допустимої, з датчика подається сигнал на компресор для збільшення обертів. Запропонована конструкція закритого циркуляційного окислювального каналу дозволяє підвищити ефективність очищення стічних вод від завислих речовин та біологічних забруднень в закритих циркуляційних окислювальних каналах шляхом покращення гідродинамічних умов всередині окислювальних каналів, збільшує термін аерації, забезпечує режим інтенсивного перемішування, значно зменшує енерговитрати, а також попереджує утворенню на дні загниваючого активного мулу в робочій зоні при перетіканні стічної води з одного коридору в другий. Джерела інформації: які прийняті до уваги при експертизі 1. Яковлев С.В. Водоотведение и очистка сточных вод: учебник для вузов / С.В.Яковлев, Ю.В.Воронов. - М.: АСВ, 2004. - 704 с. 2. Канализация населенных мест и промышленных предприятий / [Н.И.Лихачев, И.И.Ларин, С.А.Хаскин и др.]; под. общ. ред. В.Н. Самохина. - [2-е изд. перераб. и доп.]. - М.: Стройиздат, 1981. - 639 с., - (Справочник проектировщика). 3. Очистка и обеззараживание сточных вод малих населенных пунктов / [Э.С Разумовский, Г.Л.Медриш, В.А.Казарян]. Изд. 2-е перераб.идоп. -М.: Стройиздат, 1986. - 176 с. 4. Малогабаритные очистные сооружения канализации / [Е.И. Гончарук, А.И. Давиденко, Я.М. Каминский и др.]. - Киев, "Будівельник", 1974.-256 с. 5. Патент России №2060969 СІ., С02 F3/12. Компактная установка для глубокой биохимической очистки сточных вод. /В.Ф.Гаврилов, А.Ш.Недува. - № 95116402/26; Заявлено 26.09.1995; Опубл. 27.05.1996. 2 UA 109957 C2 5 10 6. Патент України № 96050 С2, С02 F3/20. Радіальний донний дисковий розсіювач. /С.М.Споян, Ю.Л.Штонда, О.Л. Зубко, І.Ю.Штонда. - № а 201001008; Заявлено 01.02.2010; Опубл. 26.09.2011; Бюл. № 18.-3 с. 7. Патент України №95503 С2, С02 F3/02. Циркуляційний окислювальний канал /І.А.Шеренков, А.Г.Самохвалова. - № а 200906885; Заявлено 01.07.2009; Опубл. 10.08.2011; Бюл. № 15.-3 с. 8. Патент України №21319 Α., С02 F3/18.Система пневматичної аерації. / Ю.Г.Марченко, В.А.Чернуха. - № 97094642; Заявлено 17.09.97: Опубл. 02.12.97; Бюл. №0.-3 с. 9. Патент СССР №1421712 А1, С02 F3/16. Окислительный канал /А.А.Ляшенко, Г.Е.Мовсесов, В.Г.Фарносов. № 4194453/30-26; Заявлено 13.02.87; Опубл. 07.09.88; Бюл. № 33. - 3 с. 10. Патент СССР №1421713 ΑΙ., С02 F3/16. Окислительный канал /А.А.Ляшенко, Г.Е.Мовсесов, В.Г.Фарносов, Н.Н. Федько. - № 4194455/30-26: Заявлено 13.02.87; Опубл. 07.09.88; Бюл. № 33. - 3 с. 15 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 Закритий циркуляційний окислювальний канал, який відрізняється тим, що містить систему струминних аераторів, підключених до металевих напірних трубопроводів постачання циркуляційного активного мулу, які розміщені в замкненому залізобетонному прямокутному резервуарі біля вузла вводу оброблювальної стічної води, насосний агрегат та систему струминних аераторів, компресор та системи пневматичних аераторів, які розташовані на дні закритого циркуляційного окислювального каналу, і датчик вимірювання кількості кисню в стічних водах, який виконаний з можливістю регулювання обертами компресора для контролю за кількістю кисню в стічній воді, розміщений біля вузла виводу обробленої стічної води. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3