RU2051127C1

RU2051127C1 - Apparatus for sewage treatment

Info

Publication number: RU2051127C1
Authority: RU
Inventors: Г.Н. Петыхина; А.Ш. Шаяхметов; А.В. Логинов
Original assignee: Воронежский технологический институт
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1995-12-27

Abstract

FIELD: sewage treatment. SUBSTANCE: internal liquid-delivery pipe carries horizontal Segner's wheels directly above the screen shelves while under the head of a twinned wheel, between the last lower shelves, there are horizontal pipes with holes and vertical Segner's wheels for delivery of gas. The lower horizontal liquid-delivery Segner's wheel is disposed in the upper part of the twinned wheel head above the screen shelf and functions as its hydraulic drive. EFFECT: improved design. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к аппаратам с перемешивающими устройствами для биологической очистки сточных вод, а также к аппаратам для насыщения жидкостей кислородом воздуха и техническим кислородом при водоподготовке. Изобретение может быть использовано для обработки питьевых промышленных и бытовых сточных вод озоном, хлором, а также для очистки отходящего воздуха и абсорбции газов. The invention relates to apparatuses with mixing devices for biological wastewater treatment, as well as apparatus for saturating liquids with atmospheric oxygen and technical oxygen during water treatment. The invention can be used for the treatment of drinking industrial and domestic wastewater with ozone, chlorine, as well as for the purification of exhaust air and gas absorption.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является аппарат для контакта газа и жидкости с перемешивающим устройством, выполненным в виде сегнерова колеса с разбрызгивающими форсунками и упругих отбойных пластин в верхней части аппарата, а также двухрядного сегнерова колеса с трубами и перфорированного диска с упругими отбойными пластинами в нижней части аппарата. Трубы для подвода газа и циркулирующей жидкости расположены коаксиально, в головке двухрядного сегнерова колеса и в стенках труб выполнены соосные отверстия, диск размещен на наружной трубе с возможностью вращения. Аппарат используется для пневматического и механического перемешивания среды в пульсационном режиме. Closest to the invention in technical essence is an apparatus for contacting gas and liquid with a mixing device made in the form of a Segner wheel with spray nozzles and elastic baffle plates in the upper part of the apparatus, as well as a two-row segner wheel with pipes and a perforated disk with elastic baffle plates in bottom of the apparatus. The pipes for supplying gas and circulating liquid are arranged coaxially, coaxial holes are made in the head of the double-row segner wheel and in the walls of the pipes, the disk is rotatable on the outer pipe. The device is used for pneumatic and mechanical mixing of the medium in a pulsating mode.

Недостатками такой конструкции являются небольшое время контакта газа и жидкости и недостаточно эффективное дробление газа, а отсюда недостаточные газосодержащие, поверхность контакта фаз и степень использования газа. The disadvantages of this design are the short contact time of gas and liquid and insufficiently effective crushing of gas, and hence insufficient gas-containing contact surfaces of the phases and the degree of gas utilization.

Цель изобретения интенсификация процесса смешения за счет интенсивного дробления газа и многократного перемешивания его с жидкостью. The purpose of the invention is the intensification of the mixing process due to intensive crushing of gas and its multiple mixing with a liquid.

Цель достигается тем, что в корпусе аппарата с наклонным днищем, штуцерами для ввода и вывода газа и жидкости на коаксиально размещенных по центру трубах для подачи жидкости и газа в местах расположения в них отверстий установлены горизонтальные однорядные сегнеровы колеса для подачи жидкости и одно двухрядное колесо размещены ситчатые полки, в двухрядном колесе предусмотрено средство создания импульсов. The goal is achieved by the fact that in the apparatus body with an inclined bottom, gas and liquid inlet and outlet fittings, horizontal single-row segner wheels for supplying liquid and one double-row wheel are installed on the pipes coaxially located in the center of the liquid and gas supply in the locations of the holes in them screen shelves, a double-row wheel provides a means of creating pulses.

Новым в аппарате является то, что горизонтальные сегнеровы колеса для подачи жидкости установлены непосредственно над ситчатыми полками, в головке нижнего двухрядного колеса между ситчатыми полками размещены горизонтальные трубы с отверстиями и вертикальными сегнеровыми колесами на них подачи газа. Горизонтальные трубы с вертикальными сегнеровыми колесами размещены между последними нижними ситчатыми полками с приводом от нижнего горизонтального сегнерова колеса для подачи жидкости, расположенного в верхней части головки двухрядного колеса над второй ситчатой полкой снизу. New in the apparatus is that the horizontal Segner wheels for supplying liquid are installed directly above the sieve shelves, in the head of the lower double-row wheel between the sieve shelves there are horizontal pipes with holes and vertical seger wheels for gas supply to them. Horizontal pipes with vertical segner wheels are placed between the last lower sieve shelves driven by a lower horizontal segner wheel for supplying liquid located in the upper part of the head of the double row wheel above the second sieve shelf from below.

На фиг. 1 показан аппарат для очистки сточных вод; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 сечение С-С на фиг. 3. In FIG. 1 shows a wastewater treatment apparatus; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 section BB in FIG. 1; in FIG. 4 section CC in FIG. 3.

Аппарат для очистки сточных вод содержит корпус 1 с плоской крышкой 2 и наклонным днищем 3. Снизу в аппарат встроены две центральные коаксиально расположенные трубы 4 и 5 для циркуляции жидкости и подачи газа соответственно по высоте аппарата размещены ситчатые полки 6 (фиг. 1). The wastewater treatment apparatus comprises a housing 1 with a flat cover 2 and an inclined bottom 3. Two central coaxially located pipes 4 and 5 are installed below the apparatus for circulating liquid and supplying gas, respectively, the height of the shelves 6 is placed on the apparatus (Fig. 1).

На трубе 4 в местах расположения в ней отверстий установлены горизонтальные однорядные сегнеровы колеса 7 (фиг. 2) в непосредственной близости над ситчатыми полками 6. Все колеса 7 размещены на трубе 4 для подачи жидкости с накопителем. On the pipe 4 at the locations of the holes in it, horizontal single-row segner wheels 7 are installed (Fig. 2) in the immediate vicinity of the sieve shelves 6. All wheels 7 are placed on the pipe 4 for supplying liquid with a drive.

В головке 8 двухрядного колеса между нижними полками размещены горизонтальные трубы 9 с отверстиями и вертикальными сегнеровыми колесами 10 на них для подачи газа, при этом горизонтальные трубы 9 установлены в головке 8 соосно отверстиям в трубе 5 без накопителя (фиг. 3). Горизонтальные трубы 9 с вертикальными сегнеровыми колесами 10 размещены между последними нижними ситчатыми полками (фиг. 1). Направление форсунок смежных колес в каждой паре прямо противоположное (фиг. 4). In the head 8 of the double-row wheel between the lower shelves there are horizontal pipes 9 with holes and vertical sener wheels 10 on them for gas supply, while horizontal pipes 9 are installed in the head 8 coaxially with the holes in the pipe 5 without a storage device (Fig. 3). Horizontal pipes 9 with vertical segner wheels 10 are placed between the last lower sieve shelves (Fig. 1). The direction of the nozzles of adjacent wheels in each pair is exactly the opposite (Fig. 4).

В головке 8 двухрядного колеса над ситчатой полкой размещен привод колеса ряд труб с разбрызгивающими форсунками и накопителем для жидкости, аналогичный горизонтальному однорядному сегнеровому колесу 7. In the head of the 8 double-row wheel above the sieve shelf, the wheel drive houses a series of pipes with spray nozzles and a liquid storage unit, similar to a horizontal single-row segner wheel 7.

Аппарат снабжен циркуляционным контуром, включающим трубопровод 11, теплообменник 12 и насос 13, штуцерами 14 и 15 для подачи и отвода воды и штуцером 16 для отвода отработанного газа. The apparatus is equipped with a circulation circuit including a pipe 11, a heat exchanger 12 and a pump 13, fittings 14 and 15 for supplying and discharging water and a fitting 16 for discharging exhaust gas.

Аппарат работает следующим образом. The device operates as follows.

Сточная вода, возвратный активный ил поступают через штуцер 14 на верхнюю ситчатую полку аппарата, затем последовательно перетекают с полки на полку. Отработанная вода отводится через штуцер 15. Wastewater, return activated sludge enters through the nozzle 14 to the upper sieve shelf of the apparatus, then sequentially flows from the shelf to the shelf. Waste water is discharged through nozzle 15.

Воздух или кислород поступает снизу в трубу 5, проходит последовательно через отверстий в ней, горизонтальные трубы 9 и отверстия в них и выходит через форсунки вертикальных сегнеровых колес 10. При выходе газовых струй из форсунок колес происходит вращение последних под действием реактивных моментов в сторону, противоположную направлению газовых струй. Направление газовых струй, а следовательно, и вращение смежных колес в каждой паре прямо противоположное. Подача газа в горизонтальные трубы осуществляется периодически импульсами при совпадении их с отверстиями в трубе 5. Вращающиеся вместе с колесами пульсирующие газовые струи осуществляют струйное перемешивание дисперсии. Сегнеровы колеса, вращающиеся в сторону, противоположную выходу струй газа, осуществляют механическое перемешивание дисперсии. Воздействие противоположно направленных потоков от механического и пульсирующего струйного перемешивания приводит к образованию активной зоны перемешивания с взаимнопроникающими вихрями и активной турбулизацией дисперсии между ситчатыми полками. Air or oxygen enters the bottom of the pipe 5, passes sequentially through the holes in it, the horizontal pipes 9 and the holes in them, and exits through the nozzles of the vertical seger wheels 10. When the gas jets exit the nozzles of the wheels, the latter rotate in the opposite direction under the action of reactive moments direction of gas jets. The direction of the gas jets, and hence the rotation of adjacent wheels in each pair, is exactly the opposite. Gas is supplied to horizontal pipes periodically by pulses when they coincide with the holes in the pipe 5. The pulsating gas jets rotating with the wheels carry out jet mixing of the dispersion. Segner wheels rotating in the direction opposite to the outlet of the gas jets carry out mechanical mixing of the dispersion. The influence of oppositely directed flows from mechanical and pulsating jet mixing leads to the formation of an active mixing zone with interpenetrating vortices and active turbulization of the dispersion between the sieve shelves.

Часть жидкости через теплообменник 12 насосом 13 подается по центральной трубе 4 в горизонтальные сегнеровы колеса 7. Над каждой ситчатой полкой 6 за счет вращающегося сегнерова колеса и противоположно направленных вращающихся струй жидкости происходит интенсивное дробление выходящих из отверстий ситчатых полок газовых пузырьков и эффективное перемешивание их с протекающей между ситчатыми полками жидкостью. Вращающиеся над ситчатыми полками струи жидкости предотвращают забивание отверстий частицами ила. Part of the liquid through the heat exchanger 12 is pumped through a central pipe 4 to the horizontal Segner wheels 7 through a central pipe 4. Above each sieve shelf 6, due to the rotating Segner wheel and oppositely directed rotating jets of liquid, intensively crushing gas bubbles emerging from the openings of the sieve shelves and their effective mixing with the flowing between the liquid shelves. The liquid streams rotating above the sieve shelves prevent the particles from clogging the holes with sludge.

Нижний ряд труб с форсунками и накопителем для жидкости, размещенный в верхней части головки 8 над ситчатой полкой, является одновременно перемешивающим устройством и гидроприводом головки двухрядного колеса. The lower row of pipes with nozzles and a fluid reservoir, located in the upper part of the head 8 above the sieve shelf, is both a mixing device and a hydraulic drive for the head of the double-row wheel.

За счет гидропривода нижний ряд горизонтальных труб 9 с вращающимися вертикальными сегнеровыми колесами 10 на них также вращается, что позволяет организовать активный узел дробления газа и перемешивания его с проходящей между последними ситчатыми полками к выходу сточной воды. Due to the hydraulic drive, the lower row of horizontal pipes 9 with rotating vertical segner wheels 10 also rotates on them, which allows you to organize an active unit for crushing gas and mixing it with the waste water passing between the last sieve shelves.

Преимущества предлагаемой конструкции по сравнению с известной следующие. The advantages of the proposed design in comparison with the known following.

Организация между последними ситчатыми полками взаимно противоположного вращения сегнеровых колес с пульсирующими струями газа в вертикальной плоскости и одновременного вращения их с трубами в горизонтальной плоскости создает активный узел дробления газа и эффективного перемешивания его с водой на выходе ее из аппарата. При этом полностью исключается образование воронки в аппарате и "захлебывание" перемешивающего устройства при любых расходах газа. Размещение по высоте аппарата нескольких ситчатых полок с вращающимися сегнеровыми колесами над ними создает несколько дополнительных зон для срезания пузырьков газа с отверстий полок и дробления их струями жидкости и колесами и для эффективного перемешивания их с водой при протекании ее между ситчатыми полками. Благодаря ситчатым полкам, возрастает многократность контакта газа и жидкости, увеличивается также время пребывания жидкости в аппарате, а циркуляция ее насосом позволяет регулировать его об необходимой величины. The organization between the last sieve shelves of the mutually opposite rotation of the segner wheels with pulsating gas jets in the vertical plane and their simultaneous rotation with the pipes in the horizontal plane creates an active unit for crushing the gas and effectively mixing it with water at the outlet of the apparatus. In this case, the formation of a funnel in the apparatus and the "choking" of the mixing device at any gas flow rate are completely excluded. The placement of several strainer shelves with rotating segner wheels above them in height of the apparatus creates several additional zones for cutting gas bubbles from the shelves and crushing them with liquid jets and wheels and for efficient mixing with water when it flows between the strainers. Thanks to the sieve shelves, the multiplicity of gas and liquid contact increases, the residence time of the liquid in the apparatus also increases, and its circulation with the pump allows you to adjust it to the required value.

Вышеописанные конструктивные и гидродинамические преимущества аппарата позволяют значительно интенсифицировать процесс смешения газа с жидкостью, увеличить поверхность контакта фаз и газосодержание в сpеднем на 15-18% Активная аэрация даст возможность получить высокие концентрации растворенного газа, что, в случае биологической очистки сточных вод, позволяет увеличить дозу активного ила, подаваемого в среду. Увеличение концентрации ила при соответствующем увеличении поверхности контакта фаз и газосодержания значительно интенсифицирует процесс биологической очистки сточных вод и повысит эффективность использования, например, чистого кислорода до 95% и выше. Аппарат особенно эффективен для очистки сильно загрязненных сточных вод, занимает небольшую площадь. Конструкция перемешивающих устройств позволяет выполнить его абсолютно герметичным. Наклонное днище служит для сепарации фаз под действием силы тяжести. The above-described structural and hydrodynamic advantages of the apparatus can significantly intensify the process of mixing gas with liquid, increase the contact surface of the phases and the gas content in the average by 15-18%. Active aeration will make it possible to obtain high concentrations of dissolved gas, which, in the case of biological wastewater treatment, can increase the dose activated sludge fed into the medium. An increase in the concentration of sludge with a corresponding increase in the contact surface of the phases and gas content will significantly intensify the process of biological wastewater treatment and increase the efficiency of use, for example, of pure oxygen up to 95% and higher. The device is especially effective for the treatment of highly contaminated wastewater, occupies a small area. The design of the mixing devices makes it completely leakproof. The inclined bottom serves to separate the phases under the action of gravity.

Аппарат может быть использован не только как барботажный реактор для очистки сточных вод (под наливом), но и как скруббер для очистки газа, когда верхние однорядные сегнеровы колеса будут работать в газовой среде, при этом уровень жидкости в аппарате может меняться в зависимости от растворимости газа. The apparatus can be used not only as a bubbling reactor for wastewater treatment (under loading), but also as a scrubber for gas purification, when the upper single-row segner wheels will work in a gas medium, while the liquid level in the apparatus may vary depending on the solubility of the gas .

Аппарат может быть использован также в процессе гидрирования, в производстве биохимического уксуса, кормовых дрожжей. The device can also be used in the hydrogenation process, in the production of biochemical vinegar, fodder yeast.

Claims

1. APPARATUS FOR WASTE WATER TREATMENT, comprising a cylindrical body with an inclined bottom, fittings for input and output of gas and liquid, a mixing device in the form of horizontal single row and double row sener wheels on coaxially placed pipes for supplying gas and liquid, sieve shelves and a pulse generator characterized in that the horizontal segner wheels are installed on the inner pipe for supplying liquid directly above the sieve shelves, horizontal pipes are placed in the head of the double row wheel with holes and vertical segner wheels on them for gas supply.

2. The apparatus according to claim 1, characterized in that horizontal pipes with holes and vertical segner wheels on them are placed between the last lower sieve shelves.

3. The device according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the lower horizontal segner wheel for supplying liquid is placed in the upper part of the head of the double row wheel above the sieve shelf.