RU156232U1 - Установка для биологической очистки воды - Google Patents

Abstract

1. Установка для биологической очистки воды, содержащая корпус, выполненный в форме цилиндра и имеющий входной и выходной патрубки, содержащая камеру аэрации и зону биозагрузки, содержащая зону биологической очистки, разделенную перегородками как минимум на три секции, одна из которых - отстойник, а иные - камеры очистки, отличающаяся тем, что у каждой перегородки между секциями отстойника и камерами очистки размещен короб с биозагрузкой, причем дно короба имеет перфорацию для свободного тока воды, а сверху короба выполнено отверстие перехода в следующую камеру биологической очистки; внизу камеры окончательной очистки размещен погружной дренажный насос, на выходе которого установлен водо-воздушный эжектор, вход которого соединен с воздуховодом, а выход эжектора выведен в камеру аэрации, причем камера аэрации выполнена состоящей из корпуса, съемной верхней крышки со сферическим дном и съемного перфорированного дна, а снизу камеры аэрации размещена биозагрузка, а съемное дно в той части, которая расположена над камерой отстойником, имеет перфорированное отверстиями дно с функцией стока насыщенной кислородом воды в камеру отстойник.2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что корпус камеры аэрации выполнен в форме прямоугольника для упрощения обслуживания установки - откачки ила, промывки биозагрузки и прочих мероприятий.3. Установка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что в камере отстойнике и камере предварительной очистки размещены датчики уровня воды, датчик температуры и датчик кислотности рН, выполненные с возможностью передачи показаний на внешний блок управления.

Description

Данное решение относится к установкам биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод и может быть использовано в приусадебном, коттеджном и малоэтажном строительстве в малых населенных пунктах сельской местности.

Резервуары, такие как резервуары для хранения сточных вод, обычно имеют цилиндрическую или сферическую форму. По известному уровню техники также известен резервуар для хранения сточных вод в форме шара со сферическими вмятинами, которые выполнены с его противоположных сторон. Довольно трудно предусмотреть цилиндрический резервуар для хранения сточных вод с удовлетворительными прочностными свойствами. С другой стороны, трудно транспортировать сферические резервуары для хранения сточных вод, для которых требуются, например, отдельные опорные стойки или некоторые другие подходящие опоры во время транспортирования для того, чтобы предотвратить их падение. Далее, проблемой, общей для всех резервуаров для хранения сточных вод, является то, что глубина их установки достаточно велика, то есть для установки таких резервуаров требуется вырыть достаточно глубокую яму. Также достаточно трудно закрепить, в особенности пластмассовые, резервуары для хранения сточных вод по месту так, чтобы они не сдвигались при замораживании почвы или под действием грунтовых вод.

Известен резервуар для хранения сточных вод или для использования в качестве септика, который является безнапорным и используется погруженным в землю (см. патент США №3784012). Этот патент США раскрывает бетонный септик, который монтируется вместе с выщелачивающим бассейном (отстойником). Камера, являющаяся компонентом конструкции, подвешивается внутри большего резервуара (выщелачивающего бассейна), что означает, что она должна взаимодействовать с другими элементами для осуществления ее функции. Таким образом, основная конструкция технического решения согласно патенту США является очень сложной.

Известен патент RU 2261308 (опубликовано: 27.09.2005), в котором описан резервуар для хранения воды или сточных вод или для использования в качестве септика, причем резервуар является безнапорным, предназначен для использования погруженным в землю и изготовлен из пластмассы, при этом резервуар содержит по меньшей мере одно отверстие для подвода жидкости в резервуар, который имеет объем, в котором согласно изобретению внутренняя поверхность резервуара имеет, по существу, ту же форму, что и поверхность, образованная замкнутой кривой, которая вращается вокруг оси на одном уровне, так что высота резервуара при использовании меньше, чем высота сферического резервуара того же объема. Наружная поверхность резервуара имеет, по существу, ту же форму, что и поверхность, образованная замкнутой кривой, которая вращается вокруг оси на одном уровне. Резервуар может представлять собой резервуар для хранения сточных вод. Предпочтительно поверхность резервуара снабжена ребрами. Причем ребра выполнены так, что в наружной поверхности резервуара образованы канавки. Недостатком решения является отсутствие биореактора и зоны биозагрузки, что требует при использовании его в качестве септика вручную вносить катализатор разложения фекальных масс.

Известен септик AltaBIO (Россия) http://pro100k.ru/images/shema_altabio.png, http://www.alta-bio.eom/#lalta-bio-3/ci06 (опубл. 19.12.2014)]. Представляет собой многокамерный цилиндрический корпус, сверху которого расположен биореактор, а зона биозагрузки расположена внутри него в виде отдельной камеры. Недостатками данного решения является:

- при аварийном отключении напряжения циркуляционного насоса колонии бактерий, расположенные в верхней части септика из-за прекращения разбрызгивания воды быстро отмирают, а восстановление их популяции занимает длительное время;

- установленный в конструкции вращающийся разбрызгиватель не позволяет в достаточном объеме насытить воду кислородом для быстрого размножения бактерий, вращающиеся детали более склонны к поломке по сравнению с неподвижными;

- концентрация колонии бактерий прямо пропорциональна площади поверхности биозагрузки, в септике AltaBIO она небольшая, так как биозагрузка размещена только в верхней части септика.

- усложняется обслуживание септика, т.к. отверстие перелива в перегородке между второй и третьей (последней) камерой отстойника расположена в нижней части септика, поэтому промывка от накопившегося ила по-отдельности этих камер невозможна, только обеих сразу.

- невозможность контроля за рабочими параметрами септика - уровне илистых и неорганических осадков в отстойнике, показателей сточных вод, попадающих в септик. Наиболее близким решением заявленной полезной модели является септик для загородного дома Evo Stok Bio, [http://www.promstok.com/Dokumentatsiya/septik-dlya-zagorodnogo-doma-dokumentaciya.html (опубл. 22.10.2012),

http://iseptic.ru/production/septics/evo_stok/evo-stok-bio-5.html (опубл. 23.11.2013)]. Септик для дома Evo Stok Bio подходит как для постоянного проживания, так и для сезонного (наездами). Представляет собой систему биолого-механической очистки канализационных стоков, основанную на двух принципах очистки - гравитационный и биологический.

Септик для дачи Evo Stok Bio разделен, условно, на две части. Нижняя часть септика - это отстойник с тремя секциями, перелив между которыми осуществлен посередине, благодаря чему взвешенные частицы оседают на дно, а жир остается на поверхности воды. В последней камере дачного септика, где собирается условно чистая вода, установлен дренажный насос для поднятия воды для доочистки в биофильтр. В верхней части септика для домов и коттеджей Evo Stok Bio расположен фильтр, на котором закрепляются колонии бактерий. Вода из септика под давлением подается на фильтр и равномерно распыляется над биозагрузкой. Проходя через биозагрузку, вода очищается до 98%, частично попадает в первую камеру и проходит весь процесс заново, основная же часть уходит на сброс.

Работа системы очистки канализационных бытовых сточных вод происходит в несколько этапов. Начальная очистка заключается в отстаивание взвешенных фракций в трехкамерном отстойнике-сепараторе. Отстойник-сепаратор состоит из 3-х камер с специально разработанной системой переливов. Переливы расположены таким образом, чтобы сточные воды перетекали с наименьшей скоростью, вследствие чего происходит максимально эффективное осаждение взвешенных фракций. Камеры отстойника выполнены с соотношениями объемов 2:1:1. Из приемной камеры сточная вода перетекает через специальный сифон с эффектом ламинарного блока, что препятствует попаданию во вторую камеру крупных частиц. Перелив из второй камеры в третью происходит через отверстие в перегородке. Забор на выход из системы очищенной воды проводится из средней зоны третей камеры через сифон, что препятствует выносу ила, при этом достигается максимальная степень очистки.

Следующий этап - доочистка в биофильтре. Из третей камеры отстоявшаяся и осветленная вода поднимается на загрузку биофильтра дренажным насосом Karcher SDP5000/SDP7000. Насос работает по таймеру (15 мин./вкл.- 45 мин./выкл.) Вода в биофильтр поступает через специальную систему орошения, что позволяет максимально задействовать площадь биозагрузки, благодаря равномерному распределению сточной жидкости по биозагрузки, а также способствует максимальному насыщению стоков кислородом воздуха. Биореактор (биофильтр) - камера, в которой канализационная осветленная сточная вода фильтруется через специально разработанный загрузочный материал MATALA, покрытый биологической пленкой, образованной колониями бактерий. Колонии бактерий, поглощая растворенные вещества и кислород воздуха, осуществляют естественные процессы минерализации, сопровождаемые выделением тепла и переходом растворенных загрязнений в твердую фазу. При этом минерализованные вещества и отмершие колонии бактерий попадают в отстойник.

Недостатками данного решения является:

- при аварийном отключении напряжения циркуляционного насоса колонии бактерий, расположенные в верхней части септика из-за прекращения разбрызгивания воды быстро отмирают, а восстановление их популяции занимает длительное время;

- установленный в конструкции разбрызгиватель не позволяет в достаточном объеме насытить воду кислородом для быстрого размножения бактерий, необходим эжектор;

- концентрация колонии бактерий прямо пропорциональна площади поверхности биозагрузки, в септике Evo Stok Bio она небольшая, так как биозагрузка размещена только в верхней части септика;

- усложняется обслуживание септика, т.к. отверстие перелива в перегородке между второй и третьей (последней) камерой отстойника расположена в нижней части септика, поэтому промывка от накопившегося ила по отдельности этих камер невозможна, только обеих сразу

- невозможность контроля за рабочими параметрами септика - уровне илистых и неорганических осадков в отстойнике, показателей сточных вод, попадающих в септик.

Задачей полезной модели является устранение недостатков прототипа.

Техническим результатом полезной модели является более высокая степени очистки воды, повышение производительности работы микроорганизмов, уменьшение времени выхода установки на рабочий режим при сбоях в электросети.

Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлена установка для биологической очистки воды, содержащая корпус, выполненный в форме цилиндра и имеющий входной и выходной патрубки, содержащая камеру аэрации и зону биозагрузки, содержащая зону биологической очистки, разделенную перегородками как минимум на три секции, одна из которых - отстойник, а иные - камеры очистки, отличающаяся тем, что у каждой перегородки между секциями отстойника и камерами очистки размещен короб с биозагрузкой, причем дно короба имеет перфорацию для свободного тока воды, а сверху короба выполнено отверстие перехода в следующую камеру биологической очистки; внизу камеры окончательно очистки размещен погружной дренажный насос, на выходе которого установлен водо-воздушный эжектор, вход которого соединен с воздуховодом, а выход эжектора выведен в камеру аэрации, причем камера аэрации выполнена состоящей из корпуса, съемной верхней крышки со сферическим дном и съемного перфорированного дна, а снизу камеры аэрации размещена биозагрузка, а съемное дно в той части, которая расположена над камерой отстойником имеет перфорированное отверстиями дно с функцией стока насыщенной кислородом воды в камеру отстойник.

Корпус камеры аэрации предпочтительно выполнен в форме прямоугольника для упрощения обслуживания установки - откачки ила, промывки биозагрузки и прочих мероприятий.

В камере отстойнике и камере предварительной очистки могут быть размещены датчики уровня воды, датчик температуры и датчик кислотности pH, выполненные с возможностью передачи показаний на внешний блок управления.

Полезная модель поясняется чертежами.

На Фиг. 1 показано устройство полезной модели (вид сбоку в разных ракурсах в разрезе), а нижняя - вид сверху в разрезе.

На Фиг. 2 показано устройство полезной модели (вид сверху в разрезе). Условные обозначения: а - камера отстойника, 6 - камера предварительной очистки, в - камера окончательной очистки, г - камера аэрации; 1 - труба входная с одновременным выводом углекислого газа и иных газов брожения, 2 - съемная крышка, 3 - пластиковая биозагрузка, 4 - перегородка между секциями, 5 - съемное дно, 6 - труба-разбрызгиватель, 7 - погружной дренажный насос, 8 - водо-воздушный эжектор, 9 - система трубопроводов, 10 - выходная труба, 11 - датчики.

Осуществление полезной модели

Очистка воды в установке происходит вследствие высокой концентрации органических соединений в замкнутом пространстве, эту функцию выполняют природные микроорганизмы аэробного типа (среда жизнедеятельности - вода с максимальным содержанием кислорода), для которых данная среда является естественной. Данные микроорганизмы разлагают органические соединения на составляющие - углекислый газ, минеральные и иловые осадки.

Установка изготовлена из полипропилена и состоит из камеры аэрации и трехсекционной камеры биологической очистки (см. Фиг. 1).

Корпус камеры биологической очистки выполнен в форме цилиндра, данная форма выбрана в силу более прочной конструкции по сравнению с другими формами, т.к. в этом случае внешняя нагрузка на расположенный под землей установки распределяется равномерно.

Камера биологической очистки разделена перегородками 4 минимум на три секции (см. Фиг. 2):

(а) - камера отстойника,

(б) - камера предварительной очистки,

(в) - камера окончательной очистки.

В камере отстойника происходит первичное разложение сточных вод, на дно камеры оседают крупнофракционные осадки (ил, песок, неразлагающиеся соединения). По длине перегородки между камерой отстойника (а) и камерами очистки (б) и (в) размещен короб с пластиковой биозагрузкой 3, на котором размножаются микроорганизмы. Дно короба 3 имеет перфорацию для свободного тока воды, сверху короба проделано отверстие перехода во вторую камеру (б) биологической очистки. Отстоявшаяся вода забирается снизу через перфорированное дно короба, проходит снизу вверх через слой биозагрузки, где дополнительно очищается и оказывается в камере предварительной очистки (б).

В камере предварительной очистки (б) происходит дальнейшая очистка воды микроорганизмами, незначительный осадок мелких фракций оседает на дно камеры. Между камерой предварительной очистки (б) и камерой окончательной очистки (в) также размещен короб с пластиковой биозагрузкой, перфорированным дном и верхним отверстием перехода в третью камеру биологической очистки.

Вода забирается снизу через перфорированное дно короба, проходит снизу вверх через слой биозагрузки, где происходит дополнительная очистка и оказывается в камере окончательной очистки (в).

В камере окончательной очистки происходит финальная очистка воды и чистая вода выводится самотеком из установки через выходную трубу 10.

Внизу камеры окончательно очистки (в) размещен погружной дренажный насос 7, на выходе которого установлен водо-воздушный эжектор 8. На вход эжектора через трубу 1, предпочтительно, выведенную наверх, подается атмосферный воздух. Вода засасывается насосом, проходя через эжектор, насыщается атмосферным кислородом и по системе трубопроводов 9 попадает в камеру аэрации (г).

Камера аэрации (г) состоит из корпуса, съемной верхней крышки со сферическим дном 2 и съемного перфорированного дна 5. Корпус камеры аэрации выполнен в форме прямоугольника для упрощения обслуживания установки - откачки ила, промывки биозагрузки и прочих мероприятий.

Внизу камеры аэрации также размещена пластиковая биозагрузка, что позволяет

существенно увеличить популяцию колонии микроорганизмов в установке.

Съемное дно 5 в той части, которая расположена над камерой отстойником (а) имеет перфорированное отверстиями дно для стока насыщенной кислородом воды в камеру отстойник.

Подаваемая погружным дренажным насосом в трубу-разбрызгиватель 6 под напором вода, ударяясь об сферическую крышку камеры аэрации 2, равномерно разбрызгивается по поверхности пластиковой биозагрузки, при этом вода также насыщается кислородом, что позволяет микроорганизмам усиленно размножаться.

В случае отключения напряжения дренажный насос перестает работать, но концентрация полезных микроорганизмов снижается не так быстро, т.к. пластиковая биозагрузка с живущими на ней микроорганизмами расположена в трех секциях. После возобновления подачи напряжения популяция колонии микроорганизмов в течение короткого времени восстанавливается, т.к. вода во всех камерах установки с помощью эжектора быстро насыщается кислородом, необходимым для их роста и размножения.

В камере отстойнике и камере предварительной очистки могут быть размещены датчики 11 уровня воды, датчик температуры и датчик кислотности pH, показания которых выводятся на внешний пульт управления.

При превышении показаний датчика уровня воды в камере отстойника (а) по сравнению с показаниями датчика уровня в камере окончательной очистки (в) система сигнализирует пользователю об засорении отстойника и необходимости откачки ила. При выходе параметров температуры и кислотности сточных вод за рамки оптимальных для размножения аэробных микроорганизмов (t=5-40°C, уровень кислотности pH=6-8) система также сигнализирует об этом пользователю. При понижении температуры в зимнее время необходимо укрыть установку теплоизолирующим материалом, при выходе уровня кислотности за приведенные рамки - проверить сточные воды на предмет повышенной кислотности либо щелочности воды.

Таким образом, заявленная конструкция установки позволяет:

- достигнуть высокой степени очистки воды, т.к. задействован максимальный внутренний объем для размещения пластиковой биозагрузки, которая служит для проживающих на ней аэробных микроорганизмах оптимальной средой обитания,

- увеличить производительность работы микроорганизмов за счет двойного насыщения кислородом в эжекторе и камере аэрации,

- уменьшить время выхода установки на рабочий режим при сбоях в электросети.

А при установке датчиков упрощается обслуживание септика, так как пользователь может получать информацию об необходимости откачки ила в отстойнике, температуре и уровне кислотности сточных вод в септике.

Claims (3)

1. Установка для биологической очистки воды, содержащая корпус, выполненный в форме цилиндра и имеющий входной и выходной патрубки, содержащая камеру аэрации и зону биозагрузки, содержащая зону биологической очистки, разделенную перегородками как минимум на три секции, одна из которых - отстойник, а иные - камеры очистки, отличающаяся тем, что у каждой перегородки между секциями отстойника и камерами очистки размещен короб с биозагрузкой, причем дно короба имеет перфорацию для свободного тока воды, а сверху короба выполнено отверстие перехода в следующую камеру биологической очистки; внизу камеры окончательной очистки размещен погружной дренажный насос, на выходе которого установлен водо-воздушный эжектор, вход которого соединен с воздуховодом, а выход эжектора выведен в камеру аэрации, причем камера аэрации выполнена состоящей из корпуса, съемной верхней крышки со сферическим дном и съемного перфорированного дна, а снизу камеры аэрации размещена биозагрузка, а съемное дно в той части, которая расположена над камерой отстойником, имеет перфорированное отверстиями дно с функцией стока насыщенной кислородом воды в камеру отстойник.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что корпус камеры аэрации выполнен в форме прямоугольника для упрощения обслуживания установки - откачки ила, промывки биозагрузки и прочих мероприятий.

3. Установка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что в камере отстойнике и камере предварительной очистки размещены датчики уровня воды, датчик температуры и датчик кислотности рН, выполненные с возможностью передачи показаний на внешний блок управления.

Images