RU173044U1

RU173044U1 - Устройство биологической очистки сточных вод

Info

Publication number: RU173044U1
Application number: RU2016134288U
Authority: RU
Inventors: Владимир Васильевич Ясакин; Евгений Александрович Дугин; Андрей Евгеньевич Новиков; Виктор Иванович Пындак (умер)
Priority date: 2016-08-23
Filing date: 2016-08-23
Publication date: 2017-08-08

Abstract

Предлагаемое техническое решение относится к устройствам биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод активным илом и может быть использовано в жилищно-коммунальном хозяйстве, в том числе на объектах индивидуального жилищного строительства.Устройство биологической очистки сточных вод с определёнными конструкцией и производительностью параметрами содержит герметичный корпус, включающий аэротенк, состоящий из аэробной и анаэробной зон, вторичный отстойник, подвод «грязных» и отвод «чистых» сточных вод, канальный отстойник, придонные мелко- и крупнопузырчатые аэраторы соответственно аэробной и анаэробной зон, а также систему транспорта, содержащую эрлифты откачки, циркуляции и рециркуляции ила и биоплёнки, оборудование для перемещения жидкостей и газов с необходимыми трубопроводами, запорно-регулирующей арматурой и приборами автоматизации. Вторичный отстойник выполнен в виде независимой герметичной ёмкости со смонтированными на ней аэраторами и системой транспорта, а также с возможностью размещения в герметичном корпусе и образования в нём аэробной и анаэробной зон. Анаэробная зона и вторичный отстойник функционально связаны посредством канального отстойника. Канальный отстойник выполнен путём совмещения дегазатора, снабжённого отводом, и успокоителя потока, снабжённого биофильтром. Дегазатор выполнен в виде колена с углом 30…50°, горизонтальная часть которого образует приёмную камеру, а в наклонной части размещена перегородка на половину диаметра прохода с возможностью образования каналов для рециркуляции избыточного ила через отвод в аэробную зону аэротенка и прохождения водно-иловой смеси через успокоитель потока с биофильтром во вторичный отстойник. Успокоитель потока выполнен в виде вертикально расположенной h-образной трубы с переходом от меньшего диаметра к большему. Устройство биологической очистки дополнительно снабжено накопителем «чистых» сточных вод, выполненным с возможностью размещения во вторичном отстойнике.Технология, реализуемая в предлагаемом устройстве, характеризуется высокой степенью очистки сточных вод и малоотходностью, что обусловлено процессами самоокисления ила. Небольшое количество образуемого глубоко минерализованного избыточного ила представляет собой высокоэффективное органоминеральное удобрение, а биологически очищенные сточные воды могут использоваться на поливные нужды.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к устройствам биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод активным илом и может быть использовано в жилищно-коммунальном хозяйстве, в том числе на объектах индивидуального жилищного строительства (ИЖС).

Известны устройства биологической очистки сточных вод с определенными конструкцией и производительностью параметрами, содержащие герметичный корпус, включающий уравнивающий, активационный (аэротенки) и фильтрационный (вторичный отстойник) резервуары с соответствующим оборудованием, патрубки для подвода «грязных» сточных вод и отвода «чистых» сточных вод, придонные аэраторы, систему транспорта, содержащую эрлифты, оборудование для перемещения жидкостей и газов с необходимыми трубопроводами, запорно-регулирующей арматурой и приборами автоматизации (Патент №2201405 РФ, МПК C02F 3/02, опубл. 27.03.2003; патент №2220112 РФ, МПК C02F 3/02, опубл. 27.12.2003; патент №2228915 РФ, МПК C02F 3/02, опубл. 20.05.2004 и др.).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся:

1) недостаточно высокая эффективность очистки сточных вод, что обусловлено снижением интенсивности перемешивания водно-иловой смеси придонными аэраторами из-за налипания и закупорки выпускных отверстий иловыми частицами во время простоя при смене режима работы устройств;

2) высокая стоимость и недостаточная надежность устройств из-за сложности и громоздкости их конструкций;

3) невозможность модернизации существующих локальных устройств биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод объектов ИЖС.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявляемому устройству и принятому за прототип является устройство биологической очистки сточных вод с определенными конструкцией и производительностью параметрами под торговым названием «Евробион-Арт», содержащее герметичный корпус, включающий аэротенк, состоящий из аэробной и анаэробной зон, вторичный отстойник, подвод «грязных» и отвод «чистых» сточных вод, канальный отстойник, придонные мелко- и крупнопузырчатые аэраторы соответственно аэробной и анаэробной зон, а также систему транспорта, содержащую эрлифты откачки, циркуляции и рециркуляции ила и биопленки, оборудование для перемещения жидкостей и газов с необходимыми трубопроводами, запорно-регулирующей арматурой и приборами автоматизации (Юбас [Электронный ресурс]. Евробион. Режим доступа: http://www.ubas.ru/m left/eurobion/page50).

1) недостаточно высокая эффективность очистки сточных вод, что обусловлено относительно небольшой длиной седиментационного пути прохождения водно-иловой смеси из зоны денитрификации аэротенка во вторичный отстойник;

2) недостаточное действие седиментационных сил на иловые частицы во вторичном отстойнике, вследствие чего возможен проскок частиц ила из вторичного отстойника в систему отвода «чистых» сточных вод;

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является повышение эффективности очистки сточных вод и расширение функциональных возможностей.

Результатом предлагаемого технического решения является интенсификация процесса илоотделения и возможность модернизации существующих локальных устройств биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод объектов ИЖС.

Поставленный технический результат достигается устройством биологической очистки сточных вод, содержащим герметичный корпус, включающий аэротенк, состоящий из аэробной и анаэробной зон, вторичный отстойник, подвод сточных вод и отвод очищенной воды, канальный отстойник, придонные мелко- и крупнопузырчатые аэраторы соответственно аэробной и анаэробной зон, а также систему транспорта, содержащую эрлифты откачки, циркуляции и рециркуляции ила и биопленки, оборудование для перемещения жидкостей и газов с необходимыми трубопроводами, причем вторичный отстойник выполнен в виде независимой герметичной емкости со смонтированными на ней аэраторами и системой транспорта, а также с возможностью размещения в герметичном корпусе, при этом анаэробная зона и вторичный отстойник функционально связаны посредством канального отстойника, причем канальный отстойник выполнен путем совмещения дегазатора, снабженного отводом, и успокоителя потока, снабженного биофильтром, при этом дегазатор выполнен в виде колена с углом 30°-50°, горизонтальная часть которого образует приемную камеру, а в наклонной части размещена перегородка на половину диаметра прохода с возможностью образования каналов для рециркуляции избыточного ила через отвод в аэробную зону аэротенка и прохождения водно-иловой смеси через успокоитель потока с биофильтром во вторичный отстойник, при этом успокоитель потока выполнен в виде вертикально расположенной h-образной трубы с переходом от меньшего диаметра к большему, при этом устройство биологической очистки дополнительно снабжено накопителем очищенной воды, выполненным с возможностью размещения во вторичном отстойнике.

Предлагаемая конструкция устройства биологической очистки сточных вод позволяет модернизировать существующие локальные устройства биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод объектов ИЖС, а также способствует интенсификации процесса илоотделения и, как следствие, повышению эффективности очистки сточных вод.

Выполнение вторичного отстойника в виде независимой герметичной емкости со смонтированными на ней аэраторами и системой транспорта позволяет размещать его в существующих накопителях (герметичных корпусах) хозяйственно-бытовых сточных вод, например септиках. При установке вторичного отстойника в накопитель хозяйственно-бытовых сточных вод его объем условно разделяется на аэробную и анаэробную зоны, при этом мелкопузырчатый аэратор, установленный на средней высоте к вторичному отстойнику, осуществляет перемешивание водно-иловой смеси в аэробной зоне (зона окисления), а крупнопузырчатые аэраторы - в анаэробной зоне (зона денитрификации). Стены существующего накопителя хозяйственно-бытовых сточных вод выполняют функцию герметичного корпуса устройства биологической очистки.

Дегазатор представляет собой колено с углом 30°-50°, горизонтальная часть колена образует приемную камеру, а в наклонной части размещена перегородка на половину диаметра прохода с возможностью образования каналов для рециркуляции избыточного ила через отвод в аэробную зону аэротенка и прохождения водно-иловой смеси через успокоитель потока с биофильтром во вторичный отстойник. Посредством оборудования для перемещения газов, например компрессором, в дегазаторе осуществляется процесс дегазации - равномерного барботирования пузырьков воздуха, диспергированных в водно-иловой смеси. Под действием обдувки в наклонной части дегазатора создается закрученное движение потока водно-иловой смеси. Под действием закрученного движения и барботажа иловые частицы увлекаются за перегородку в канал рециркуляции избыточного ила, а далее через отвод в аэробную зону аэротенка.

Вертикальное выполнение успокоителя потока в виде h-образной трубы с переходом от меньшего сечения к большему обусловлено необходимостью создания наилучших условий для процесса илоотделения. Таким образом, достигается:

1) с учетом гидравлического сопротивления, надежности работы устройства и его малогабаритности оптимальная длина седиментационного пути прохождения водно-иловой смеси из анаэробной зоны аэротенка во вторичный отстойник;

2) снижение скорости восходящего потока водно-иловой смеси за счет перехода от меньшего сечения к большему, биофлокуляции мелких иловых частиц, а также создаваемого противотока в нисходящей части успокоителя потока обдувкой посредством оборудования для перемещения газов, например, компрессором;

3) формирование в переходной зоне успокоителя потока плавающего биофильтра, через который фильтруется водно-иловая смесь.

Образованные в восходящей части успокоителя потока хлопья иловых частиц седиментируют, захватываются закрученным потоком и увлекаются через канал рециркуляции избыточного ила, а далее через отвод в аэробную зону аэротенка.

Устройство биологической очистки сточных вод поясняется чертежами:

фиг. 1 - общий вид устройства биологической очистки сточных вод;

фиг. 2 - вид А на фиг. 1;

фиг. 3 - канальный отстойник.

Установка биологической очистки сточных вод содержит герметичный корпус 1, включающий аэротенк 2, состоящий из аэробной 3 и анаэробной 4 зон, вторичный отстойник 5, накопитель 6 очищенной воды, подвод 7 сточных вод, отвод 8 очищенной воды, перелив 9, канальный отстойник 10, придонные мелко- 11 и крупнопузырчатые 12 аэраторы соответственно аэробной и анаэробной зон, а также систему транспорта, содержащую эрлифты откачки 13 и 14 соответственно избыточного ила и биопленки, циркуляции 15 и рециркуляции 16 активного ила, а также оборудование для перемещения жидкостей и газов, в том числе погружной насос 17, компрессор 18, воздухораспределительный бачок 19, с необходимыми трубопроводами, в том числе обдувками 20, запорно-регулирующей арматурой 21.

Канальный отстойник 10 состоит из дегазатора 22, снабженного отводом 23 для рециркуляции избыточного ила в аэробную зону аэротенка и успокоителя потока 24, снабженного биофильтром 25. Дегазатор 22 содержит приемную камеру 2 6, перегородку 27, каналы 28 и 29. Успокоитель потока 24 содержит восходящую 30, переходную 31 и нисходящую 32 части, а также воздухоотвод 33.

Устройство биологической очистки сточных вод работает следующим образом. Сточные воды поступают через подвод 7 в аэробную зону 3 аэротенка 2, где за счет придонного (для аэробной зоны 3) мелкопузырчатого аэратора 11 поддерживается высокий уровень растворенного кислорода. В аэробной зоне 3 происходят процессы окисления и разложения органики, а также регенерации активного ила, который рециркулирует из вторичного отстойника 5 посредством эрлифта 16. Далее стоки поступают в анаэробную зону 4 аэротенка 2. Большая часть иловых частиц здесь задерживается и перемешивается с помощью придонных (для анаэробной зоны 4) крупнопузырчатых аэраторов 12.

Далее водно-иловая смесь и некоторое количество активного ила поступают в канальный отстойник 10, где проходят через воздушную пробку в приемной камере 26 дегазатора 22, образованную обдувкой 20, и успокоитель потока 24 с биофильтром 25. Перемешивание достигается циркуляцией части активного ила из приемной камеры 2 6 посредством эрлифта 15 в анаэробную зону 4 аэротенка 2.

Интенсификация процесса илоотделения происходит за счет барботирования пузырьков воздуха, диспергированных в водно-иловой смеси в дегазаторе 22. В результате обдувки 20 создается закрученное движение потока водно-иловой смеси, при этом хлопья иловых частиц под воздействием барботажного потока водной составляющей смеси увлекаются за перегородку 27 в канал 28 - рециркуляции избыточного ила, а далее через отвод 23 в аэробную зону 3 аэротенка 2. Водно-иловая смесь с низкой концентрацией иловых частиц по каналу 29 поступает в восходящую 30 часть успокоителя потока 24.

В процессе денитрификации в иловой хлопьеобразной массе образуется газообразный азот, который, всплывая на поверхность, захватывает с собой мелкодисперсные биообразования. Сформированная таким образом биопленка в переходной части 31 успокоителя потока 24 создает плотный плавающий биофильтр 25, через который дополнительно фильтруется водно-иловая смесь.

В восходящей части 30 успокоителя потока 24 также происходит хлопьеобразование, что обусловлено снижением скорости восходящего потока за счет перехода от меньшего сечения к большему, биофлокуляцией мелких иловых частиц и противотоком, создаваемым в нисходящей части 32 успокоителя потока 24 обдувкой 20. При этом воздух, поступающий от обдувки 20, во избежание создания воздушной пробки отводится через воздухоотвод 33. Процесс биофлокуляции вызван наличием у бактерий активного ила слоя слизисто-тягучего биополимерного геля. Сфлокулированные крупные хлопья ила седиментируют и, захватывая за собой мелкие дисперсные хлопья, попадают под воздействие закрученного движения потока водно-иловой смеси, а далее увлекаются в канал 28 рециркуляции избыточного ила, и далее через отвод 23 в аэробную зону 3 аэротенка 2.

Далее водно-иловая смесь с низкой концентрацией иловых частиц, пройдя переходную 31 и нисходящую 32 части успокоителя потока 24, попадает во вторичный отстойник 5. Часть иловых частиц, прошедшая процесс дегазации и попавшая во вторичный отстойник 5, обладает хорошими седиментационными свойствами, что сказывается на скорости осаждения хлопьев ила и осветлении надиловой воды во вторичном отстойнике 5.

Накапливаемый во вторичном отстойнике 5 активный ил принудительно рециркулирует в аэробную зону 3 аэротенка 2 посредством эрлифта 16, где происходит его перемешивание со сточными водами и регенерация, что также интенсифицирует процесс окисления органических веществ. Далее очищенные воды через перелив 9 поступают в накопитель 6 очищенной воды, откуда посредством погружного насоса 17 через отвод 8 очищенной воды, выполненный в виде напорного трубопровода, выводятся за пределы установки.

На поверхности вторичного отстойника 5 в результате отстаивания водно-иловой смеси (с низкой концентрацией иловых частиц) образуется биопленка. Для ее удаления на уровне перелива 9 установлен U-образный эрлифт 14 откачки биопленки в аэробную зону 3 аэротенка 2.

Для поддержания высокой концентрации активного ила (не менее 6,0 г/л) выгрузку (при необходимости) следует производить не чаще чем один раз в год. Откачка избыточного ила производится из анаэробной зоны 4 аэротенка 2 посредством эрлифта 13. Откаченный избыточный ил может использоваться в качестве экологически чистого удобрения, а биологически очищенные сточные воды - для поливных нужд.

Таким образом, выполнение вторичного отстойника в виде независимой герметичной емкости со смонтированными на ней аэраторами и системой транспорта, а также с возможностью размещения в герметичном корпусе, при этом анаэробная зона и вторичный отстойник функционально связаны посредством канального отстойника, причем канальный отстойник выполнен путем совмещения дегазатора, снабженного отводом, и успокоителя потока, снабженного биофильтром, при этом дегазатор выполнен в виде колена с углом 30°-50°, горизонтальная часть которого образует приемную камеру, а в наклонной части размещена перегородка на половину диаметра прохода с возможностью образования каналов для рециркуляции избыточного ила через отвод в аэробную зону аэротенка и прохождения водно-иловой смеси через успокоитель потока с биофильтром во вторичный отстойник, при этом успокоитель потока выполнен в виде вертикально расположенной h-образной трубы с переходом от меньшего диаметра к большему, при этом устройство биологической очистки дополнительно снабжено накопителем очищенной воды, выполненным с возможностью размещения во вторичном отстойнике, позволяет модернизировать существующие локальные устройства биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод объектов ИЖС, а также способствует интенсификации процесса илоотделения и, как следствие, повышению эффективности очистки сточных вод. Технология, реализуемая в предлагаемом устройстве, характеризуется высокой степенью очистки сточных вод и малоотходностью, что обусловлено процессами самоокисления ила. Небольшое количество образуемого глубоко минерализованного избыточного ила представляет собой высокоэффективное органоминеральное удобрение, а биологически очищенные сточные воды могут использоваться на поливные нужды.

Claims

Устройство биологической очистки сточных вод, содержащее герметичный корпус, включающий аэротенк, состоящий из аэробной и анаэробной зон, вторичный отстойник, подвод сточных вод и отвод очищенной воды, канальный отстойник, придонные мелко- и крупнопузырчатые аэраторы соответственно аэробной и анаэробной зон, а также систему транспорта, содержащую эрлифты откачки, циркуляции и рециркуляции ила и биопленки, оборудование для перемещения жидкостей и газов с необходимыми трубопроводами, отличающееся тем, что вторичный отстойник выполнен в виде независимой герметичной емкости со смонтированными на ней аэраторами и системой транспорта, а также с возможностью размещения в герметичном корпусе, при этом анаэробная зона и вторичный отстойник функционально связаны посредством канального отстойника, причем канальный отстойник выполнен путем совмещения дегазатора, снабженного отводом, и успокоителя потока, снабженного биофильтром, при этом дегазатор выполнен в виде колена с углом 30°-50°, горизонтальная часть которого образует приемную камеру, а в наклонной части размещена перегородка на половину диаметра прохода с возможностью образования каналов для рециркуляции избыточного ила через отвод в аэробную зону аэротенка и прохождения водно-иловой смеси через успокоитель потока с биофильтром во вторичный отстойник, при этом успокоитель потока выполнен в виде вертикально расположенной h-образной трубы с переходом от меньшего диаметра к большему, при этом устройство биологической очистки дополнительно снабжено накопителем очищенной воды, выполненным с возможностью размещения во вторичном отстойнике.