RU2191751C2

RU2191751C2 - Aeration tank and displacer

Info

Publication number: RU2191751C2
Application number: RU2000130331A
Authority: RU
Inventors: Г.В. Викторов
Original assignee: Курский государственный технический университет
Priority date: 2000-12-04
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2002-10-27

Abstract

FIELD: biological cleaning of sewage; aeration tanks and displacers. SUBSTANCE: aeration tank and displacer includes rectangular reservoir divided into communicating chambers by means of vertical partitions with additional bounding partitions - aerators located before them. Filter elements connect transversal vertical partitions with additional bounding partitions. Pneumatic aerators are connected with pneumatic line. Device has unit for introducing sewage to be treated which is made in form of flexible pipe line laid under layer of water with widening packings on it; these packings have curvilinear helical guides on inner surface. Packings are located in staggered order horizontally towards motion of water and vertically downward. Pneumatic aerators are just pulsators made in form of hyperboloid of one sheet with bent bimetallic plates located in inner cavity; opposite butts of these plates form right angle. Some pulsators are located horizontally and are oriented towards packings directed downward and other pulsators are directed upward; holes in vertical partitions are made in staggered order. EFFECT: increased productivity; enhanced economical efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод, а конкретнее к аэротенкам-вытеснителям. The invention relates to the biological treatment of wastewater, and more particularly to aerotanks-displacers.

Известен аэротенк-вытеснитель (см. а.с. 1231007, МКИ С 02 F 3/02, Бюл. 19, 1984), содержащий резервуар, разделенный на сообщающиеся камеры вертикальными перегородками, перед которыми расположены дополнительные ограничительные перегородки-аэраторы, фильтрующие элементы, соединяющие поперечные вертикальные перегородки с дополнительными ограничительными перегородками, пневматические аэраторы, связанные с пневмолинией, узлы ввода и вывода обрабатываемых сточных вод. Known aerotank-displacer (see AS 1231007, MKI C 02 F 3/02, Bull. 19, 1984), containing a reservoir divided into communicating chambers by vertical partitions, in front of which are additional restrictive partitions-aerators, filter elements, connecting transverse vertical partitions with additional restrictive partitions, pneumatic aerators associated with a pneumatic line, input and output nodes of treated wastewater.

Недостатком данного аэротенка-вытеснителя является недостаточно высокая производительность из-за низкой нагрузки на фильтрующие элементы. The disadvantage of this displacing aeration tank is not high enough performance due to the low load on the filter elements.

Известен аэротенк-вытеснитель (см. а.с. 1414790, МКИ С 02 F 3/02, Бюл. 29, 1988), содержащий прямоугольный резервуар, разделенный на сообщающиеся камеры вертикальными перегородками, перед которыми расположены дополнительные ограничительные перегородки-аэраторы, фильтрующие элементы, соединяющие поперечные вертикальные перегородки с дополнительными ограничительными перегородками, пневматические аэраторы, связанные с пневмолинией, узлы ввода и вывода обрабатываемых сточных вод, перепускные вертикальные трубы, связывающие последующие и предыдущие камеры, с регулирующими затворами, расположенными на этих трубах, при этом вертикальные поперечные перегородки выполнены доходящими до дна резервуара и имеют отверстия, расположенные под аэраторами, а регулирующие затворы расположены в каждой камере выше уровня воды. Known aerotank-displacer (see AS 1414790, MKI C 02 F 3/02, Bull. 29, 1988), containing a rectangular tank, divided into communicating chambers by vertical partitions, in front of which are additional restrictive partitions-aerators, filter elements connecting transverse vertical partitions with additional restrictive partitions, pneumatic aerators associated with a pneumatic line, input and output nodes of treated wastewater, vertical bypass pipes connecting the next and previous chamber, with the control valve located on these pipes, the vertical transverse partitions are coming down to the tank bottom and has openings arranged under aerators and regulating valves disposed in each chamber above the water level.

Недостатком данного аэротенка-вытеснителя является недостаточно высокая производительность из-за неполного насыщения кислородом аэрируемой жидкости и недостаточно интенсивной ее циркуляции в камерах. The disadvantage of this displacer aeration tank is not sufficiently high productivity due to incomplete oxygen saturation of the aerated liquid and its insufficient circulation in the chambers.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение производительности и экономичности аэротенка-вытеснителя путем устройства узла ввода обрабатываемых сточных вод в виде гибкого трубопровода, размещенного под слоем воды с установленными на нем расширяющимися насадками с криволинейными винтообразными направляющими на внутренней поверхности насадок, причем насадки расположены в чередующейся последовательности и направлены горизонтально в сторону движения воды и вертикально вниз, пневматические аэраторы представляют собой пульсаторы, выполненные в виде однополостного гиперболоида вращения с размещенными в их внутренней полости биметаллическими пластинами изогнутой формы, противоположные торцы которых образуют угол 90^o, при этом поочередно одни пульсаторы расположены горизонтально и сориентированы в сторону расширяющихся насадок, направленных вниз, а другие направлены вверх, а отверстия в вертикальных перегородках расположены в шахматном порядке.The technical problem to which the invention is directed is to increase the productivity and efficiency of the displacing aeration tank by means of a device for inputting the treated wastewater in the form of a flexible pipe placed under a layer of water with expanding nozzles installed on it with curved helical guides on the inner surface of the nozzles, moreover nozzles are arranged in alternating sequence and are directed horizontally in the direction of the movement of water and vertically downward, pneum cal aerators are pulsators made as hyperboloid of rotation arranged in their inner cavity bimetallic plates of curved form, the opposite ends of which form an angle of 90 ^o, wherein alternately one pulsators are arranged horizontally and oriented in the direction of expanding of nozzles directed downwards and the other directed upward, and the holes in the vertical partitions are staggered.

Технический результат достигается тем, что аэротенк-вытеснитель, содержащий прямоугольный резервуар, разделенный на сообщающиеся камеры вертикальными перегородками, перед которыми расположены дополнительные ограничительные перегородки-аэраторы, фильтрующие элементы, соединяющие поперечные вертикальные перегородки с дополнительными ограничительными перегородками, пневматические аэраторы, связанные с пневмолинией, узлы ввода и вывода обрабатываемых сточных вод, перепускные вертикальные трубы, связывающие последующие и предыдущие камеры, с регулирующими затворами, расположенными на этих трубах, при этом вертикальные поперечные перегородки выполнены доходящими до дна резервуара и имеют отверстия, расположенные под аэраторами, а регулирующие затворы расположены в каждой камере выше уровня воды, имеет узел ввода обрабатываемых сточных вод в виде гибкого трубопровода, размещенного под слоем воды с установленными на нем расширяющимися насадками с криволинейными винтообразными направляющими на внутренней поверхности насадок, причем насадки расположены в чередующейся последовательности и направлены горизонтально в сторону движения воды и вертикально вниз, пневматические аэраторы представляют собой пульсаторы, выполненные в виде однополостного гиперболоида вращения с размещенными в их внутренней полости биметаллическими пластинами изогнутой формы, противоположные торцы которых образуют угол 90^o, при этом поочередно одни пульсаторы расположены горизонтально и сориентированы в сторону расширяющихся насадок, направленных вниз, а другие направлены вверх, а отверстия в вертикальных перегородках расположены в шахматном порядке.The technical result is achieved in that the aerotank-displacer containing a rectangular reservoir divided into communicating chambers by vertical partitions, in front of which are located additional restrictive partitions-aerators, filter elements connecting transverse vertical partitions with additional restrictive partitions, pneumatic aerators associated with a pneumatic line, nodes input and output of treated wastewater, vertical bypass pipes connecting the next and previous e chambers with control gates located on these pipes, the vertical transverse partitions being made reaching the bottom of the tank and have openings located under the aerators, and the control gates located in each chamber above the water level, has a sewage inlet unit in the form of a flexible a pipeline placed under a layer of water with expanding nozzles installed on it with curved helical guides on the inner surface of the nozzles, the nozzles being arranged in series eysya sequence and are directed horizontally in the direction of water movement and vertically downward, pneumatic aerators are pulsators made as hyperboloid of rotation arranged in their inner cavity bimetallic plates of curved form, the opposite ends of which form an angle of 90 ^o, wherein alternately one pulsators are arranged horizontally and oriented towards the expanding nozzles directed downward, while others directed upward, and the holes in the vertical partitions x staggered.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема аэротенка-вытеснителя, на фиг. 2 - общий вид расположения биметаллических пластин, а на фиг.3 - развертка внутренней поверхности расширяющихся насадок с криволинейными винтообразными направляющими. In FIG. 1 is a schematic diagram of a propellant displacer; FIG. 2 is a general view of the location of the bimetallic plates, and FIG. 3 is a scan of the inner surface of the expanding nozzles with curved helical guides.

Аэротенк-вытеснитель состоит из прямоугольного резервуара 1, имеющего дно 2 и стенки 3, узел ввода 4 сточных вод и узел вывода 5 обработанных сточных вод. В прямоугольном резервуаре 1 установлены вертикальные поперечные перегородки 6, доходящие до его дна 2 и разделяющие его на камеры 7, имеющие пневматические аэраторы 8, связанные с пневмолинией 9. Пневматические аэраторы 8 накрыты сверху фильтрующими элементами 10 (например, пороэластичными плитами). С боков пневматические аэраторы 8 закрыты частью вертикальной поперечной перегородки 6 и дополнительными ограничительными перегородками 11, соединенными с дном 2 прямоугольного резервуара 1. Последующие камеры 7 за вертикальной поперечной перегородкой 6 содержат перепускную вертикальную трубу 12, соединенную с предыдущей камерой 7 отверстием 13 в вертикальной поперечной перегородке 6, с регулирующим затвором 14, расположенным выше уровня воды. Узел ввода 4 обрабатываемых сточных вод выполнен в виде гибкого трубопровода 15, размещенного под слоем воды с установленными на нем расширяющимися насадками 16 и 17 с криволинейными винтообразными направляющими 18 на их внутренней поверхности. Причем расширяющиеся насадки 16 и 17 расположены в чередующейся последовательности направленными горизонтально 16 в сторону движения воды и вертикально 17 вниз. Пневматические аэраторы 8 присоединены к трубопроводу 19 и представляют собой пульсаторы, выполненные в виде однополостного гиперболоида вращения с расположенными в их внутренней полости биметаллическими пластинами 20, 21, 22 и 23 изогнутой формы, противоположные торцы которых образуют угол 90^o, причем поочередно одни пульсаторы расположены горизонтально 24 и сориентированы в сторону расширяющихся насадок 17, направленных вниз, а другие направлены вверх 25. Биметаллические пластины 20, 21, 22 и 23 насажены на ось 26. Отверстия 13 в вертикальных поперечных перегородках размещены в плане в шахматном порядке.The aerotank-displacer consists of a rectangular tank 1 having a bottom 2 and a wall 3, a wastewater input unit 4 and a treated wastewater outlet unit 5. In the rectangular tank 1, vertical transverse partitions 6 are installed, reaching to its bottom 2 and dividing it into chambers 7 having pneumatic aerators 8 connected to the pneumatic line 9. Pneumatic aerators 8 are covered from above with filter elements 10 (for example, porous-elastic plates). On the sides, the pneumatic aerators 8 are closed by a part of the vertical transverse partition 6 and additional restrictive partitions 11 connected to the bottom 2 of the rectangular tank 1. The subsequent chambers 7 behind the vertical transverse partition 6 contain a vertical bypass pipe 12 connected to the previous chamber 7 by an opening 13 in the vertical transverse partition 6, with a control shutter 14 located above the water level. The input unit 4 of the treated wastewater is made in the form of a flexible pipeline 15, placed under a layer of water with expanding nozzles 16 and 17 installed on it with curved helical guides 18 on their inner surface. Moreover, the expanding nozzles 16 and 17 are arranged in alternating sequence directed horizontally 16 in the direction of movement of water and vertically 17 down. Pneumatic aerators 8 are connected to the pipeline 19 and are pulsators made in the form of a single-cavity rotation hyperboloid with bimetallic plates 20, 21, 22 and 23 located in their internal cavity, the opposite ends of which form an angle of 90 ^o , with alternately one pulsator located horizontally 24 and oriented towards the expanding nozzles 17 directed downward, and the others directed upward 25. Bimetallic plates 20, 21, 22 and 23 are mounted on the axis 26. Holes 13 in vertical cross GOVERNMENTAL partitions are placed in the plane in a staggered manner.

Аэротенк-вытеснитель работает следующим образом. Aerotank-displacer works as follows.

Сточные воды поступают из узла 4 ввода сточных вод в первую камеру 7 аэротенка-вытеснителя, где смешиваются с активным илом и воздухом. Иловая смесь проходит через фильтрующие элементы 10 и по перепускной трубе 12 поступает в следующую камеру 7 и, последовательно проходя через все камеры 7, уходит из аэротенка-вытеснителя по узлу вывода 5 обработанных сточных вод. При поступлении обрабатываемых сточных вод через узел 4 ввода сточных вод в аэротенк-вытеснитель, состоящий из прямоугольного резервуара 1, имеющего дно 2 и стенки 3 и разделенный вертикальными поперечными перегородками 6 на отдельные камеры 7, они закручиваются, проходя через расширяющиеся насадки, установленные на гибком трубопроводе 15 и расположенные в чередующейся последовательности - направлены горизонтально 16 в сторону движения воды и вертикально 17 вниз, и имеют на внутренней поверхности криволинейные винтообразные направляющие 18. Закрутка потока обрабатываемых сточных вод способствует их интенсивной циркуляции в первой камере 7 и перемешиванию с активным илом и кислородом воздуха. При этом воздух в камеры 7 поступает по пневмолинии 9, трубопроводу 15 и выбрасывается из аэратора 8, представляющего собой пульсатор, выполненный в виде однополостного гиперболоида вращения с расположенными в их внутренней полости биметаллическими пластинами 20, 21, 22 и 23 изогнутой формы, противоположные торцы которых образуют угол 90^o, причем поочередно одни пульсаторы расположены горизонтально 24 и сориентированы в сторону расширяющихся насадок 17, направленных вниз, а другие направлены вверх 25. Биметаллические пластины 20, 21, 22 и 23 насажены на ось 26. Так как по пневмолинии 9 подается сжатый воздух, который имеет достаточно высокую температуру, биметаллические пластины 20, 21, 22 и 23 за счет разницы температуры сточных вод и сжатого воздуха начинают пульсировать и закрученный поток сжатого воздуха будет поступать в камеру 7 прерывисто. Такая подача воздуха, наряду с образованием волнового движения потока воздуха, способствует эффективному и интенсивному росту аэробных бактерий, что, в свою очередь, усиливает окисление органических загрязнений. Встречное расположение горизонтально 24 расположенных пульсаторов и вертикально 17 вниз направленных расширяющихся насадок, а также вертикально 25 вверх расположенных пульсаторов навстречу горизонтально 16 направленным расширяющимся насадкам при волновом движении сточных вод и воздуха создает тороидальную сферу, образованную линиями тока, обеспечивая полное перемешивание обрабатываемых сточных вод с кислородом воздуха и активным илом, тем самым повышая эффективность работы аэротенка-вытеснителя. Работа пульсаторов обеспечивает одновременно регенерацию фильтрующей поверхности.Wastewater flows from the wastewater input unit 4 into the first chamber 7 of the displacer aeration tank, where it is mixed with activated sludge and air. The sludge mixture passes through the filtering elements 10 and through the bypass pipe 12 enters the next chamber 7 and, successively passing through all the chambers 7, leaves the aerotank-displacer through the outlet unit 5 of the treated wastewater. Upon receipt of the treated wastewater through the wastewater inlet 4 to the aerotank displacer, consisting of a rectangular tank 1, having a bottom 2 and walls 3 and separated by vertical transverse partitions 6 into separate chambers 7, they are twisted passing through expanding nozzles mounted on a flexible the pipeline 15 and arranged in alternating sequence — are directed horizontally 16 in the direction of water movement and vertically 17 downward, and have curvilinear helical guides 18 on the inner surface. Swirling the flow of treated wastewater contributes to their intensive circulation in the first chamber 7 and mixing with activated sludge and oxygen. In this case, air enters the chambers 7 through a pneumatic line 9, a pipe 15 and is discharged from the aerator 8, which is a pulsator made in the form of a single-cavity rotation hyperboloid with bimetallic plates 20, 21, 22 and 23 located in their internal cavity, the opposite ends of which form an angle of 90 ^o , and in turn one pulsator is located horizontally 24 and oriented towards the expanding nozzles 17, directed downward, and others directed upward 25. Bimetallic plates 20, 21, 22 and 23 are mounted on and axis 26. Since compressed air, which has a sufficiently high temperature, is supplied through pneumatic line 9, the bimetallic plates 20, 21, 22, and 23 begin to pulsate due to the difference in temperature between the wastewater and compressed air and the swirling stream of compressed air will flow intermittently into chamber 7 . This air supply, along with the formation of wave motion of the air flow, contributes to the effective and intensive growth of aerobic bacteria, which, in turn, enhances the oxidation of organic pollutants. The opposite arrangement of horizontally 24 located pulsators and vertically 17 downward directed expanding nozzles, as well as vertically 25 upward located pulsators towards 16 horizontally directed expanding nozzles during the wave movement of wastewater and air creates a toroidal sphere formed by streamlines, providing complete mixing of the treated wastewater with oxygen air and activated sludge, thereby increasing the efficiency of the aerotank-displacer. The operation of the pulsators simultaneously provides regeneration of the filtering surface.

Из последней камеры 7 обработанные сточные воды через узел 5 поступают во вторичные отстойники. From the last chamber 7, treated wastewater through unit 5 enters the secondary settling tanks.

Аэротенк-вытеснитель обеспечивает интенсивную периодическую регенерацию фильтрующих элементов, исключает образование в них анаэробных бактерий, повышает экономичность работы за счет полного смешения сточных вод с кислородом воздуха и активным илом, а также качество очистки сточных вод при усиленной циркуляции потоков в виде глубоко эмульгированной массы с воздушными пузырьками и производительность установки. The aerotank-displacer provides intensive periodic regeneration of filter elements, eliminates the formation of anaerobic bacteria in them, increases the efficiency of work due to the complete mixing of wastewater with atmospheric oxygen and activated sludge, as well as the quality of wastewater treatment with enhanced circulation of flows in the form of a deeply emulsified mass with air bubbles and installation performance.

Оригинальность предложенного технического решения заключается в использовании эффекта закрутки потоков воды и воздуха и пульсации для повышения производительности и экономичности работы аэротенка-вытеснителя. The originality of the proposed technical solution consists in using the effect of swirling water and air flows and pulsation to increase the productivity and efficiency of the aerotank-displacer.

Claims

An aeration tank containing a rectangular reservoir divided into communicating chambers by vertical partitions, in front of which there are additional restrictive partitions-aerators, filter elements connecting the transverse vertical partitions with additional restrictive partitions, pneumatic aerators associated with a pneumatic line, input and output nodes of the treated wastewater , vertical bypass pipes connecting subsequent and previous chambers with control valves, positioning female on these pipes, while the vertical transverse partitions are made reaching the bottom of the tank and have holes located under the aerator, and the control valves are located in each chamber above the water level, characterized in that the input unit of the treated wastewater is made in the form of a flexible pipe, placed under a layer of water with expanding nozzles mounted on it with curved helical guides on the inner surface of the nozzles, the nozzles being arranged in alternating succession nostrils and are directed horizontally in the direction of water movement and vertically downward, pneumatic aerators are pulsators made in the form of a single-cavity hyperboloid of revolution with bimetallic plates placed in their internal cavity, the opposite ends of which form an angle of 90 ^o , with one pulsator being alternately located horizontally and oriented towards the expanding nozzles directed downward, while others directed upward, and the holes in the vertical partitions are located in hmatnom order.