Результат интеллектуальной деятельности: Станция очистки производственно-дождевых сточных вод

Область применения, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области очистных сооружений, а именно к станциям очистки производственно-дождевых сточных вод (СОПДСВ), предназначенным для переработки поступающих дождевых и талых сточных вод, вод производственного характера до нормативов, отвечающих санитарно-гигиеническим требованиям к сбросу загрязняющих веществ в водоемы рыбохозяйственного назначения или использования в собственных нуждах в соответствии с действующим законодательством. Заявляемая СОПДСВ предназначена, в частности, для очистки дождевых и талых вод с каре резервуарного парка; каре резервуаров - накопителей и резервуаров статического отстоя производственно-дождевых сточных вод и дорожных покрытий; производственных сточных вод от технологических и вспомогательных площадок и сооружений, в том числе лабораторий; воды, образующейся при гидравлическом испытании и опрессовке резервуаров; воды, образующейся при испытании системы орошения резервуаров и от охлаждения резервуаров при пожаре; воды от котельной; воды от станции обезвоживания осадка; воды от промывки фильтров станции очистки производственно-дождевых сточных вод; воды, содержащей пену, образующуюся при проведении учебных тренировок по пожаротушению.

Уровень техники

Известна система очистки сточных вод от нефтепродуктов, преимущественно сточных вод тепловых электрических станций, содержащая технологически связанные между собой отстойник, флотатор, бак сбора нефтепродуктов, первый и второй фильтры с сорбционной загрузкой, при этом бак сбора нефтепродуктов соединен с отстойником и флотатором, отличающаяся тем, что она снабжена бункером хранения сухого шлама химводоочистки, соединенным с первым и вторым фильтрами с сорбционной загрузкой, в качестве которой использован сухой шлам химводоочистки, загруженный с возможностью его промывки, при этом отработанный шлам химводоочистки утилизируют путем совместного сжигания с вспомогательным топливом тепловой электрической станции (патент RU 117420 U1, дата публикации 27.06.2012).

Недостаток системы очистки сточных вод заключается в том, что отсутствует возможность щелочной промывки фильтров с целью предотвращения склеивания (пассивации) материалов загрузки частицами нефтепродуктов (пассивации).

Известна станция очистки и обезвреживания сточных вод, которая содержит решетку, песколовку, реактор, отстойник, повысительный насос, первый фильтр, эжектор, озонатор, сатуратор, флотатор, дозатор реагента, второй фильтр, промывной насос, резервуар очищенной воды, гидромониторную систему промывки первого фильтра, гидромониторную систему промывки второго фильтра, датчики давления, лоток для отвода пены, кран с поплавковым приводом, электрифицированные задвижки, датчики положения электрифицированных задвижек, трубопроводы, иловую трубу, удерживающие решетки, отражатель и блок управления (патент RU 2183595 С1, дата публикации 20.06.2002).

Недостаток станции очистки и обезвреживания сточных вод заключается в том, что отсутствует возможность предварительного хлорирования фильтров с целью предотвращения биообрастания фильтрующих компонентов.

Известна станция глубокой очистки производственных сточных вод, которая содержит решетку, песколовку, песковую площадку, реактор, отстойник, первый повысительный насос, первый эжектор, первый сатуратор, источник технического кислорода, первый концентратомер остаточного растворенного кислорода в сточной воде, первое задающее устройство, первое сравнивающее устройство, первый следящий привод, первый вентиль, второй повысительный насос, второй эжектор, второй сатуратор, напорный флотатор, дозатор реагента, второй концентратомер остаточного растворенного кислорода в сточной воде, второе задающее устройство, второе сравнивающее устройство, второй следящий привод, второй вентиль, фильтр, удерживающие решетки, гидромониторную систему промывки фильтра, промывной насос, резервуар-накопитель промывной воды, кран с поплавковым приводом, бактерицидную установку, лоток для сбора пены, датчики давления, электрифицированные задвижки, датчики положения электрифицированных задвижек, трубопроводы, иловую трубу и блок управления (патент RU 2184709 C1, дата публикации 10.07.2002).

Недостаток станции глубокой очистки производственных сточных вод заключается в низком сроке службы фильтров, поскольку не предусмотрена возможность предварительного хлорирования фильтров и промывки фильтров щелочным раствором.

Осуществление изобретения

Техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в создании станции очистки производственно-дождевых сточных вод с повышенным ресурсом фильтров блока фильтрации.

Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в увеличении срока службы фильтров пятиступенчатого блока фильтрации за счет предварительного хлорирования всех или нескольких ступеней фильтров с целью предотвращения биообрастания фильтрующих компонентов и промывки щелочным раствором первых трех ступеней пятиступенчатого фильтра с целью предотвращения склеивания материалов загрузки частицами нефтепродуктов (пассивации).

Заявляемый технический результат достигается за счет того, что станция очистки производственно-дождевых сточных вод включает в себя соединенные системой трубопроводов флотационную установку, блок приготовления и дозирования раствора флокулянта, блок приготовления и дозирования раствора коагулянта, сатуратор, декантатор, установку УФ-обеззараживания, блок пятиступенчатой фильтрации, блок приготовления и дозирования раствора гипохлорита натрия, соединенный с трубопроводом, подающим сточную воду на вход блока пятиступенчатой фильтрации с возможностью подачи гипохлорита натрия на вход первой ступени фильтров, или второй ступени фильтров, или четвертой ступени фильтров, блок водной промывки фильтров, блок щелочной промывки фильтров, соединенный с блоком пятиступенчатой фильтрации с возможностью осуществления промывки, по меньшей мере, первой, второй и третей ступени фильтров, блок приготовления и дозирования раствора нейтрализации щелочи, соединенный с трубопроводом, подающим щелочную промывную воду с блока пятиступенчатой фильтрации в начало цикла очистки.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения блок пятиступенчатой фильтрации состоит из одной (первой) ступени механического фильтра с двухслойной загрузкой, двух (вторая и третья) ступеней фильтров с фильтрующее-сорбционной загрузкой и двух (четвертая и пятая) ступеней фильтров с загрузкой активированного угля.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения установка УФ-обеззараживания включает в себя блок химической очистки.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения к блоку приготовления и дозирования растворов флокулянта, блоку приготовления и дозирования коагулянта, блоку приготовления и дозирования раствора гипохлорита натрия, блоку щелочной промывки, блоку промывки фильтров, блоку приготовления и дозирования раствора нейтрализации щелочи осуществлен подвод водопроводной воды.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения на выходе пятой ступени блока пятиступенчатой фильтрации установлен датчик активного хлора.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения на входе второй ступени фильтров установлен датчик активного хлора.

Сведения, подтверждающие реализацию изобретения

На чертеже представлена принципиальная схема станции очистки производственно-дождевых сточных вод, на которой позициями обозначены:

1 - станция очистки производственно-дождевых сточных вод (СОПДСВ);

2 - блок приготовления и дозирования раствора коагулянта;

3 - блок приготовления и дозирования раствора флокулянта;

4 - флотационная установка;

5 - сатуратор;

5.1 - центробежный насос;

6 - декантатор;

7 - блок пятиступенчатой фильтрации;

8 - блок приготовления и дозирования раствора гипохлорита натрия;

9 - установка УФ-обеззараживания;

10 - блок щелочной промывки фильтров;

11 - блок водной промывки фильтров;

11.1, 11.2, 11.3 - расходомеры;

12 - блок приготовления и дозирования раствора для нейтрализации щелочи;

13 - канализационная насосная станция (КНС) отстоянных сточных вод;

14 - сборник уловленной нефти;

15 - мокрый колодец;

16 - промежуточная емкость;

17 - промежуточный насос;

18 - трубопровод для подвода водопроводной воды.

Станция 1 очистки производственно-дождевых сточных вод (СОПДСВ) включает в себя соединенные технологическими трубопроводами с запорной арматурой блок 2 приготовления и дозирования раствора коагулянта, блок 3 приготовления и дозирования раствора флокулянта, флотационную установку 4, сатуратор 5, декантатор 6, блок 7 пятиступенчатой фильтрации, блок 8 приготовления и дозирования раствора гипохлорита натрия, установку 9 УФ-обеззараживания, блок 10 щелочной промывки фильтров, блок 11 водной промывки фильтров, блок 12 приготовления и дозирования раствора для нейтрализации щелочи.

Блок 2 приготовления и дозирования коагулянта включает в себя растворно-расходную емкость объемом, предпочтительно, 200 литров с электрической мешалкой и дозировочный насос (не показаны).

Блок 3 приготовления и дозирования раствора флокулянта включает в себя растворно-расходную емкость объемом, предпочтительно, 1000 литров с электрической мешалкой и дозировочный насос (не показаны). В емкость насосом (не показан) подается вода, через воронку (на чертежах не показана) постепенно засыпается навеска флокулянта и перемешивается до полного растворения ориентировочно в течение 12 часов.

Блок 7 пятиступенчатой фильтрации состоит из одной (первой) ступени механической фильтрации на напорных фильтрах с двухслойной загрузкой, в качестве которой целесообразно использовать гидроантрацит, двух (второй, третьей) ступеней фильтров с фильтрующей сорбционной загрузкой, в качестве которой целесообразно использовать природный цеолит, и двух (четвертой, пятой) ступеней с активированным углем.

Блок 8 приготовления и дозирования раствора гипохлорита натрия, предназначенный для предварительного хлорирования ступеней фильтров блока 7 пятиступенчатой фильтрации, включает в себя растворно-расходную емкость, электрическую мешалку и дозировочный насос (не показаны). Товарный раствор гипохлорита натрия, предпочтительно, концентрации 190 г/л подается в емкость бочковым насосом из товарной тары (не показаны). Блок 8 соединен с трубопроводом, подающим сточную воду на вход блока 8 пятиступенчатой фильтрации, с возможностью подачи гипохлорита натрия на вход первой ступени фильтров, или второй ступени фильтров, или четвертой ступени фильтров подключен к входу блока 8 пятиступенчатой фильтрации.

Установка 9 УФ-обеззараживания включает в себя фотохимический реактор на ультрафиолетовых лампах (не показаны), ультразвуковой излучатель (не показан), повышающий эффективность работы установки, блок промывки (не показан), предназначенный для промывки камеры обеззараживания, шкаф управления (не показан), предназначенный для контроля и управления работой установки, питания и контроля работы ультрафиолетовых ламп, а также для управления блоком промывки (не показаны). Для обеззараживания поступающих сточных вод используется биологически активная область спектра УФ излучения с длиной волны от 205 до 315 нм. Обеззараживание воды в установке 9 происходит за счет воздействия на микроорганизмы бактерицидного УФ излучения с длиной волны 254 нм. В предпочтительном варианте реализации изобретения фотохимический реактор (не показан) состоит из герметичного корпуса, имеющего резьбовые патрубки для входа и выхода воды (не показаны). По оси корпуса расположен узел УФ-излучения, включающий в себя УФ-лампу в защитной кварцевой трубке, проницаемой для ультрафиолетового излучения (не показаны).

Блок 10 щелочной промывки фильтров состоит из емкости для раствора щелочи, мешалки и дозировочного насоса (не показаны). Блок 10 щелочной промывки фильтров соединен с блоком 7 пятиступенчатой фильтрации с возможностью осуществления промывки, по меньшей мере, первой, второй и третей ступени фильтров для регенерации загрузки вышеуказанных фильтров с целью предотвращения склеивания компонентов загрузки и продления срока службы компонентов загрузки фильтров.

Блок 11 водной промывки фильтров, соединенный с блоком 10 щелочной промывки, включает в себя емкость промывной воды, насос проведения промывки и компрессор (не показаны). На напорной линии подачи насосов предусмотрен расходомер 11.1 для возможности контроля объема и расхода воды, подаваемой на промывку фильтров блока 7 пятиступенчатой фильтрации.

Блок 12 приготовления и дозирования раствора для нейтрализации щелочи включает в себя емкость для рабочего раствора соляной кислоты, дозирующий насос и мешалку с электроприводом (не показаны). В качестве нейтрализатора щелочи используют 14% раствор соляной кислоты. Подача товарного 14% раствора соляной кислоты в емкость для рабочего раствора осуществляется при помощи бочкового насоса из товарной тары (не показаны). Блок 12 соединен с трубопроводом, подающим щелочную промывную воду с блока 8 пятиступенчатой фильтрации в начало цикла очистки.

К блоку 2 приготовления и дозирования растворов флокулянта, блоку 4 приготовления и дозирования коагулянта, блоку 8 приготовления и дозирования раствора гипохлорита натрия, блоку 10 щелочной промывки, блоку 11 промывки фильтров, блоку 12 приготовления и дозирования раствора нейтрализации щелочи осуществлен подвод водопроводной воды посредством трубопровода 18 по постоянной схеме.

Станция очистки производственно-дождевых сточных вод работает следующим образом.

После резервуаров статического отстоя (не показано) осветленные сточные воды поступают в канализационную насосную станцию (КНС) 13 отстоянных сточных вод и оттуда насосами (не показано) с расходом, предпочтительно, 10 м³/час подаются на СОПДСВ 1.

В напорном режиме сточные воды насосами (не показано) подаются на флотационную установку 4 после предварительной реагентной обработки растворами флокулянта.

Вода для приготовления раствора коагулянта подается в расходную емкость блока 2 приготовления и дозирования раствора коагулянта насосом из емкости разрыва струи (не показана), которая заполняется водопроводной водой из трубопровода 18 через задвижку с электроприводом (не показано).

Раствор коагулянта, предпочтительно концентрацией 10%, подается непосредственно в трубопровод перед камерой смешения (не показана) дозирующим насосом (не показана) пропорционально показаниям расходомера 11.2, установленного на входе СОПДСВ 1.

Раствор флокулянта, предпочтительно концентрацией 0,1%, также подается непосредственно в трубопровод перед камерой смешения дозирующим насосом (не показаны) пропорционально показаниям расходомера 11.2, установленного на входе СОПДСВ 1.

Далее сточная вода, смешиваясь с раствором коагулянта, поступает в камеру хлопьеобразования (не показана) флотационной установки 4, куда из блока 3 приготовления и дозирования раствора флокулянта подается раствор флокулянта. Выходящая из камеры хлопьеобразования сточная вода в камерах флотации флотационной установки 4 перемешивается с водовоздушной смесью, поступающей из сатуратора 5, подача воды в который осуществляется центробежным насосом 5.1. При этом происходит закрепление частиц загрязнения на пузырьках воздуха. Всплывающие пузырьки извлекают загрязнения из жидкости, концентрируя их в виде пены на поверхности воды в сооружении. Далее сточная вода, проходя камеру воздухоотделения (не показана) флотационной установки 4, поступает в камеру осветления (не показано), где происходит отделение путем отстаивания оставшихся укрупненных частиц загрязнения. Образующаяся во флотокамере пена удаляется механическим скребком в пеносборный лоток и далее в декантатор 6.

В декантаторе 6 происходит разделение флотопены на три потока. Всплывающие нефтепродукты отводятся в сборник 14 уловленной нефти, осаждающиеся загрязнения сбрасываются в мокрый колодец 15, вода направляется в начало цикла очистки.

После флотационной установки 4 сточные воды поступают в промежуточную емкость 16 и далее промежуточными насосами 17 подаются в блок 8 пятиступенчатой фильтрации. Для предотвращения биообрастания загрузки фильтров блока 7 пятиступенчатой фильтрации предусмотрено предварительное хлорирование сточных вод, поступающих на фильтры блока 7 пятиступенчатой фильтрации, путем дозированной подачи товарного раствора гипохлорита натрия из блока 8 приготовления и дозирования раствора гипохлорита натрия в трубопровод, подающий сточную воду на вход блока 7. При этом может быть предусмотрено три точки дозирования гипохлорита натрия: 1) перед камерой смешения (не показана), установленной перед первой ступенью фильтров для периодического последовательного хлорирования всех пяти ступеней фильтров; 2) перед камерой смешения (не показана), установленной перед второй ступенью фильтров; 3) перед камерой смешения (не показана), установленной перед четвертой ступенью фильтров. Выбор точки дозирования гипохлорита натрия осуществляется оператором. Раствор гипохлорита натрия подается непосредственно в трубопровод перед соответствующей камерой смешения дозирующим насосом пропорционально показаниям датчика активного хлора (на чертежах не показан), установленного после камеры смешения второй ступени фильтров. Дозирование раствора гипохлорита натрия перед камерами смешения второй ступени фильтров (цеолитовый фильтр) и четвертой ступенью фильтров (угольный фильтр) предусмотрено на случай недостаточной степени очистки от аммонийного азота на фильтрах с цеолитовой загрузкой.

Поскольку сброс очищенных сточных вод осуществляется в водоем рыбохозяйственного назначения, на выходе пятой ступени блока 7 пятиступенчатой фильтрации установлен датчик активного хлора (не показан), предназначенный для контроля содержания активного хлора на линии фильтрата. При превышении установленного значения содержания хлора система автоматизации (не показана) обеспечивает выдачу сигнала оператору очистных сооружений и блокировку работы блока 8 приготовления и дозирования гипохлорита натрия.

По мере фильтрации загрузка фильтров первой, второй и третьей ступеней блока 7 пятиступенчатой фильтрации загрязняется. Для восстановления фильтрующей способности фильтров проводится периодическая промывка первых трех ступеней очищенной водой из блока 11 водной промывки фильтров. Кроме того, из-за наличия в очищаемых сточных водах частиц углеводородов имеет место пассивация (склеивание) фильтрующих слоев первых трех ступеней фильтров блока 7 пятиступенчатой фильтрации, что снижает их фильтрующую способность. Для регенерации загрузки фильтров с целью продления срока службы предусмотрена промывка загрузки первых трех ступеней фильтров щелочным раствором, подаваемым на вход блока 7 пятиступенчатой фильтрации, из блока 10 щелочной промывки. Осуществление режима щелочной промывки фильтров блока 7 пятиступенчатой фильтрации выполняется оператором в ручном режиме после окончания обычной водной промывки. Периодичность щелочных промывок фильтров блока 7 пятиступенчатой фильтрации, а также их режимы для каждого фильтра определяется опытным путем в процессе эксплуатации СОПДСВ, но не менее четырех щелочных промывки в год. Товарный раствор щелочи, предпочтительно концентрацией 18-19%, в необходимом количестве подается в емкость (не показана) блока 10 щелочной промывки бочковым насосом (не показан) из товарной тары (не показана) и разбавляется хозяйственной водой до рабочей концентрации не менее 0,5%. Щелочная промывка фильтров блока 7 пятиступенчатой фильтрации включает в себя следующие стадии: заполнение соответствующего фильтра щелочным раствором; замачивание загрузки фильтра в растворе щелочи в течение 0,5-2 часов; отмывка загрузки фильтра от раствора щелочи.

Отмывка загрузки фильтра от раствора щелочи осуществляется насосом (не показано) из емкости (не показано) блока 11 водной промывки фильтров.

При необходимости емкость блока 11 водной промывки фильтров заполняется хозяйственной водой в ручном режиме.

После блока 7 пятиступенчатой фильтрации сточные воды поступают в установку 9 УФ-обеззараживания. После обеззараживания сточные воды по микробиологическим и паразитологическим показателям соответствует требованиям, предъявленным к воде водоемов рыбохозяйственного назначения.

Для нейтрализации сточных вод, образовывающихся в результате щелочных промывок фильтров блока 7 пятиступенчатой фильтрации, которые подаются в начало цикла очистки, осуществляют подачу из блока 12 приготовления и дозирования раствора для нейтрализации щелочи в трубопровод 18.1 раствора нейтрализации щелочи, в качестве которого целесообразно использовать 14% раствор соляной или серной кислоты.

Очищенная вода после установки УФ-обеззараживания 9, соответствующая требованиям, предъявленным к воде водоемов рыбохозяйственного назначения, направляется на канализационную насосную станцию (КНС) 19 очищенных сточных вод, поле чего осуществляется сброс очищенных сточных вод.

Промывные воды блока 7 пятиступенчатого фильтра, осветленные воды после декантатора 6, переливные воды и воды от блоков 3, 2 приготовления и дозирования растворов по самотечной сети попадают в начало цикла очистки.