RU2181344C2

RU2181344C2 - Plant for and method of biological purification of impurities and sewage water

Info

Publication number: RU2181344C2
Application number: RU98121516/12A
Authority: RU
Inventors: Кванг Соо Ким; Хи Чул Чой; Чай Сунг Ги; Кьюнг Хо Ли; Донг Кун Ким; Чанг Со Ли; Ин Хо Хванг
Original assignee: Корея Инститьют оф Констракшн Текнолоджи; Ханкоок Дзунгсоо Индастриз Ко., Лтд.
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2002-04-20
Also published as: KR19990075503A; JPH11277091A; JP3336410B2; CN1096425C; CN1229768A; MY122110A; KR100273913B1

Abstract

FIELD: biological purification of sewage. SUBSTANCE: plant has aeration reservoir for receiving and aeration of sewage water and sediments, and device for generating air bubbles to provide sewage water delivered for purification with air and/or oxygen in form of air bubbles. Plant has oxygen-free and anaerobic reservoir installed at outer side of aeration reservoir for removal of nitrogen and extraction of phosphorous from liquid with sediment in suspension, and settler installed from outer side of oxygen-free and anaerobic reservoir for settling sediment suspended in liquid. According to invention, each stage of purification, namely, oxidation of organic substances, removal of nitrogen and phosphorus under oxygen free and anaerobic conditions and settling of microorganism are carried out in one multiple-tube reactor. EFFECT: reduced overall dimensions of construction, provision of optimum conditions for effective removal of organic substances, nitrogen and phosphorus at minimum distance of running of sewage water. 23 cl, 4 tbl, 1 dwg, 2 ex

Description

Настоящее изобретение относится к установке и способу биологической очистки нечистот и сточных вод, а более конкретно относится к установке и способу очистки нечистот и сточных вод, когда с помощью микроорганизмов каждую из стадий - реакцию окисления органического вещества, удаление азота и фосфора в безкислородных и анаэробных условиях и осаждение микроорганизмов - можно осуществлять в одном реакторе, имеющем многотрубную конструкцию. The present invention relates to a plant and method for the biological treatment of sewage and wastewater, and more specifically relates to a plant and method for treating sewage and wastewater, when, using microorganisms, each of the stages is an oxidation reaction of an organic substance, removal of nitrogen and phosphorus under anoxic and anaerobic conditions and precipitation of microorganisms - can be carried out in a single reactor having a multi-tube design.

Как правило, при биологической очистке нечистот и сточных вод установка включает аэрационный резервуар для окисления органических веществ, содержащихся в нечистотах и сточных водах, и отстойник для осаждения микроорганизмов, выросших в аэрационном резервуаре в процессе реакции окисления, и удаления осадка, выпавшего в форме ила. Чтобы удалить из нечистот и сточных вод азот и фосфор, а также органические вещества, очистная установка может также включать резервуар для денитрификации и анаэробный резервуар, установленные рядом с аэрационным резервуаром в компоновке пересекающихся потоков. Typically, in the biological treatment of sewage and wastewater, the installation includes an aeration tank for oxidizing organic substances contained in sewage and wastewater, and a sump for sedimentation of microorganisms grown in the aeration tank during the oxidation reaction and the removal of sludge in the form of sludge. To remove nitrogen and phosphorus, as well as organic substances from sewage and sewage, the treatment plant may also include a denitrification tank and an anaerobic tank installed next to the aeration tank in a cross flow arrangement.

Однако в процессе очистки сточных вод в обычно используемом сооружении существует ряд проблем и недостатков. Такое обычное очистное сооружение для биологической очистки требует большой площади для размещения, поскольку каждый его резервуар должен устанавливаться в компоновке пересекающихся потоков по отношению к другому резервуару, а это дорогостоящая конструкция, поскольку конструкция каждого резервуара выполняется определенным образом. However, there are a number of problems and disadvantages in the wastewater treatment process in a commonly used facility. Such a conventional biological treatment plant requires a large area for placement, since each tank must be installed in a cross-flow arrangement with respect to another tank, and this is an expensive design, since each tank is constructed in a specific way.

Кроме того, в обычном аэрационном резервуаре в донной его части для генерации и обеспечения относительно многочисленных пузырьков воздуха устанавливается аэродиффузорная труба, имеющая комбинированную (керамика, полотно и смола) пористую пластину или патрубок, причем посредством этого к микроорганизмам в аэрационном резервуаре подается кислород. Однако так как скорость расхода кислорода выше скорости подачи воздуха, когда в резервуаре для обработки плотность микроорганизмов поддерживается на высоком уровне, этот способ не может обеспечить достаточное количество кислорода для реакции окисления в очистном резервуаре, причем в итоге возникает дефицит растворенного кислорода. Поэтому в случае, когда требуется очищать сточные воды с высоким содержанием органических веществ, плотность микроорганизмов в резервуаре для обработки нельзя поддерживать на уровне выше 4000 мг/л из-за ограничения коэффициента массообмена кислорода. In addition, in an ordinary aeration tank in its bottom part to generate and provide relatively numerous air bubbles, an air diffuser pipe is installed that has a combined (ceramic, canvas and resin) porous plate or pipe, whereby oxygen is supplied to microorganisms in the aeration tank. However, since the oxygen consumption rate is higher than the air supply rate, when the density of microorganisms in the processing tank is maintained at a high level, this method cannot provide enough oxygen for the oxidation reaction in the treatment tank, and as a result, there is a deficit of dissolved oxygen. Therefore, in the case when it is required to treat wastewater with a high content of organic substances, the density of microorganisms in the treatment tank cannot be maintained at a level above 4000 mg / l due to the limitation of the oxygen mass transfer coefficient.

Более того, так как вторичный отстойник обычного очистного сооружения размещается независимо, на расстоянии от аэрационного резервуара, необходимо устанавливать насос для возвращения осадка из отстойника в аэрационный резервуар и скребок для предупреждения забивания взвешенным отстоем обратного трубопровода сооружения. В этом случае должны дополнительно потребоваться довольно сложные и дорогостоящие механические и электронные устройства, относящиеся к этому скребку и перекачивающему насосу. Moreover, since the secondary sump of a conventional sewage treatment plant is located independently, at a distance from the aeration tank, it is necessary to install a pump to return sludge from the sump to the aeration tank and a scraper to prevent clogging by suspended sludge of the return pipe of the structure. In this case, rather complicated and expensive mechanical and electronic devices related to this scraper and transfer pump should be additionally required.

С другой стороны, в обычном способе с активным илом, чтобы удалить органические вещества из сточных вод, устанавливается только аэрационный резервуар как реакционный бак для окислительной обработки органических веществ. Однако при способе A²/О (анаэробные-бескислородные-аэробные условия) и способе Bardenpho (анаэробные-бескислородные-аэробные-бескислородные-аэробные условия) для извлечения фосфора и удаления азота из сточных вод в анаэробных условиях размещают анаэробный резервуар и резервуар для денитрификации в дополнение к аэротенку. В этом случае для удаления нитратного азота, генерированного в аэрационном резервуаре, в резервуаре для денитрификации необходимо устанавливать внутренний циркуляционный насос для возвращения жидкости со взвешенным отстоем из аэрационного резервуара в резервуар для денитрификации, расход которой может быть в 2~6 раз больше количества сточных вод, поступающих на очистку. Кроме того, может потребоваться несколько мешалок в каждом реакционном резервуаре, например в анаэробном резервуаре, в резервуаре для денитрификации. Поэтому в случае, когда кроме удаления органических веществ еще осуществляют процессы удаления азота и фосфора, технологические операции и механическая конструкция становятся более сложными по сравнению с обычным способом с активным илом.On the other hand, in the conventional activated sludge process, in order to remove organic matter from wastewater, only an aeration tank is installed as a reaction tank for the oxidative treatment of organic substances. However, in the A ² / O method (anaerobic-oxygen-free-aerobic conditions) and the Bardenpho method (anaerobic-oxygen-free-aerobic-oxygen-free aerobic conditions), an anaerobic tank and a denitrification tank are placed in anaerobic conditions to extract phosphorus and remove nitrogen from wastewater addition to aeration tank. In this case, to remove nitrate nitrogen generated in the aeration tank, an internal circulation pump must be installed in the denitrification tank to return the liquid with suspended sludge from the aeration tank to the denitrification tank, the flow rate of which can be 2 ~ 6 times the amount of wastewater, entering for cleaning. In addition, several mixers may be required in each reaction vessel, for example, in an anaerobic tank, in a denitrification tank. Therefore, in the case when, in addition to the removal of organic substances, the processes of nitrogen and phosphorus removal are also carried out, the technological operations and the mechanical design become more complicated compared to the usual method with activated sludge.

Как установлено выше, так как реакционные резервуары обычного сооружения для биологической очистки устанавливаются на одной и той же площадке, т.е. каждый реактор, такой как резервуар для денитрификации для удаления азота в условиях отсутствия кислорода, анаэробный резервуар для извлечения фосфора, отстойник для осаждения в нем ила и т.п., устанавливаются соответственно отдельно один от другого, очистная установка занимает большую монтажную площадь. Кроме того, так как в каждом реакционном резервуаре надо установить мешалку, обратный насос, скребок и т.п., и передвижение осадка к каждому реактору должно осуществляться с помощью насоса, механическая конструкция установки становится еще сложнее, и, таким образом, требуются высокие расходы на оборудование. As stated above, since the reaction tanks of a conventional biological treatment plant are installed on the same site, i.e. each reactor, such as a denitrification tank for nitrogen removal in the absence of oxygen, an anaerobic phosphorus recovery tank, a settling tank for sludge deposition in it, etc., are installed separately from each other, and the treatment plant occupies a large installation area. In addition, since a stirrer, a return pump, a scraper, etc., must be installed in each reaction tank, and the sludge must be transported to each reactor using a pump, the mechanical design of the installation becomes even more complicated, and thus, high costs are required on equipment.

Кроме того, при очистке сильно уплотненного органического вещества способ подачи воздуха в обычном очистном сооружении имеет ограничение коэффициента массообмена кислорода между воздухом и микроорганизмами, когда скорость расходования кислорода микроорганизмами в аэрационном резервуаре выше скорости подачи воздуха. Следовательно, в обычном очистном сооружении затруднительно поддерживать концентрацию микроорганизмов в аэрационном резервуаре на высоком уровне. In addition, when cleaning highly condensed organic matter, the air supply method in a conventional treatment plant has a limitation of the oxygen mass transfer coefficient between air and microorganisms when the oxygen consumption rate by microorganisms in the aeration tank is higher than the air supply speed. Therefore, in a conventional sewage treatment plant, it is difficult to maintain the concentration of microorganisms in the aeration tank at a high level.

Наиболее близким к установке для биологической обработки нечистот и сточных вод является установка, включающая анаэробный резервуар, аэрационный резервуар и отстойник, используемые для биологической денитрификации и дефосфоризации в одном реакторе. Известная установка выполнена компактной, поэтому монтажная площадь для размещения установки значительно уменьшается. Однако, поскольку установка имеет множество труб для прохождения нечистот и сточных вод, а также насос с постоянной подачей для возвращения осадка, возникают проблемы из-за сложности, следовательно, стоимость изготовления установки значительно увеличивается (Korean Patent N 132937, kl. С 02 F 3/30). Closest to the installation for the biological treatment of sewage and wastewater is a plant that includes an anaerobic tank, aeration tank and sump, used for biological denitrification and dephosphorization in one reactor. The known installation is compact, so the installation area for installation is significantly reduced. However, since the installation has many pipes for the passage of sewage and sewage, as well as a pump with a constant supply for the return of sludge, problems arise due to complexity, therefore, the cost of manufacturing the installation increases significantly (Korean Patent N 132937, kl. C 02 F 3 /thirty).

Краткое изложение сущности изобретения
Соответственно, настоящее изобретение предназначено для решения описанных выше проблем, и основной задачей настоящего изобретения является установка и способ очистки нечистот и сточных вод биологическим путем, содержащая реакционный бак, объем которого, кроме того, может быть меньше объема известного из уровня техники, а плотность микроорганизмов в реакционном баке может поддерживаться на уровне 10000 мг/л или выше за счет улучшения коэффициента массообмена кислорода с микроорганизмами, что осуществляется посредством генерации исключительно мелких пузырьков воздуха или растворенного кислорода с использованием мембраны, такой как при микрофильтрации (выполненной с порами диаметром 0,1~ 100 мкм) и при ультрафильтрации (сформированной с порами диаметром 1,5~10 мкм), причем таким образом увеличивается эффективность контакта между пузырьками воздуха и микроорганизмами в реакционном резервуаре.Summary of the invention
Accordingly, the present invention is intended to solve the problems described above, and the main objective of the present invention is an apparatus and method for purifying sewage and wastewater biologically, containing a reaction tank, the volume of which, in addition, may be less than the volume of the prior art, and the density of microorganisms in the reaction tank can be maintained at the level of 10,000 mg / l or higher due to the improvement of the mass transfer coefficient of oxygen with microorganisms, which is carried out by generating an exception small air bubbles or dissolved oxygen using a membrane, such as during microfiltration (performed with pores with a diameter of 0.1 ~ 100 μm) and ultrafiltration (formed with pores with a diameter of 1.5 ~ 10 μm), thereby increasing the contact efficiency between air bubbles and microorganisms in the reaction tank.

Также другой задачей изобретения является установка и способ очистки нечистот и сточных вод посредством биологического воздействия, которые могут обеспечить оптимальные внешние условия для эффективного удаления органических веществ, азота и фосфора из сточных вод при минимальном расстоянии перемещения сточных вод, которые очищают. Минимальное расстояние перемещения достигается за счет улучшения размещения реакционных резервуаров таким образом, что каждый реакционный резервуар размещается по принципу "один в другом", причем таким образом получается множество отдельных пространств между соседними резервуарами, причем каждое пространство имеет аэробные условия или бескислородные и анаэробные условия. Another objective of the invention is the installation and method of purification of sewage and wastewater through biological exposure, which can provide optimal external conditions for the effective removal of organic substances, nitrogen and phosphorus from wastewater with a minimum distance of movement of wastewater that is treated. The minimum distance of movement is achieved by improving the placement of the reaction tanks in such a way that each reaction tank is placed on a one-to-one basis, thereby producing many separate spaces between adjacent tanks, each space having aerobic conditions or anoxic and anaerobic conditions.

Далее, еще одной задачей изобретения является установка и способ очистки нечистот и сточных вод посредством биологического воздействия, когда конструкция намного проще, а резервуары размещены значительно эффективнее, чем в известном уровне техники, так что смешанный диспергированный в жидкости осадок в аэрационном резервуаре можно продвинуть вверх пузырьками воздуха, образованными в аэрационном резервуаре, и легко перелить в бескислородный и анаэробный резервуар, в отличие от подобных операций в известном уровне техники. Further, another objective of the invention is the installation and method of purification of sewage and wastewater through biological exposure, when the design is much simpler, and the tanks are placed much more efficiently than in the prior art, so that the mixed sediment dispersed in a liquid in the aeration tank can be advanced upward by bubbles air formed in the aeration tank and can easily be poured into an oxygen-free and anaerobic tank, in contrast to similar operations in the prior art.

Чтобы осуществить указанные выше задачи, установка настоящего изобретения для биологической очистки нечистот и сточных вод включает аэрационный резервуар для приема сточных вод, поступающих на очистку, и активного ила и окисления органических веществ, содержащихся в сточных водах, устройство для генерации пузырьков воздуха, которое размещается в дне аэрационного резервуара, для обеспечения поступающих на очистку сточных вод и осадка, поступивших в этот резервуар, воздухом и/или кислородом для окислительной реакции в форме пузырьков воздуха, причем пузырьки воздуха вырываются из устройства для генерации пузырьков воздуха и обладают движущей силой, достаточной для подъема и циркуляции в аэрационном резервуаре жидкости со взвешенным осадком; бескислородный и анаэробный резервуар, размещенный с наружной стороны аэрационного резервуара, для приема жидкости со взвешенным осадком, перетекающей из этого резервуара в пространство, образованное между аэрационным резервуаром и бескислородным и анаэробным резервуаром, и последующего осуществления удаления азота и извлечения фосфора из жидкости со взвешенным осадком посредством биологического воздействия, и отстойник, который размещен с наружной стороны бескислородного и анаэробного резервуара, для приема жидкости с диспергированным осадком, поступившей в отстойник после циркуляции в аэрационном резервуаре и бескислородном и анаэробном резервуаре, в пространстве, образованном между бескислородным и анаэробным резервуаром и отстойником, и последующего осаждения осадка, диспергированного в жидкости. To achieve the above objectives, the installation of the present invention for the biological treatment of sewage and wastewater includes an aeration tank for receiving wastewater entering the treatment, and activated sludge and oxidation of organic substances contained in the wastewater, a device for generating air bubbles, which is located in at the bottom of the aeration tank, to provide air and / or oxygen for the wastewater and sludge entering the tank to be cleaned with air and / or oxygen for the oxidation reaction in the form of bubbles in zduha, and air bubbles escape from the apparatus for generating air bubbles and possess a driving force sufficient for lifting and circulating the liquid in the aeration tank with suspended sediment; an oxygen-free and anaerobic tank located on the outside of the aeration tank for receiving liquid with suspended sediment flowing from this tank into the space formed between the aeration tank and an oxygen-free and anaerobic tank, and then removing nitrogen and extracting phosphorus from the suspended sediment by biological exposure, and a sump, which is placed on the outside of the oxygen-free and anaerobic reservoir, for receiving liquid with dispersion sediment entering the sump after circulation in the aeration tank and an oxygen-free and anaerobic tank, in the space formed between the anoxic and anaerobic tanks and sump, and subsequent sedimentation of the precipitate dispersed in the liquid.

Кроме того, чтобы осуществить поставленные задачи, способ биологической очистки нечистот и сточных вод по настоящему изобретению включает стадии приема поступающих на очистку сточных вод, из которых с помощью решетки удаляют относительно крупные твердые и инородные примеси, формирования в аэрационном резервуаре с помощью устройства для генерации пузырьков воздуха мелких пузырьков воздуха и обеспечения поступивших на очистку сточных вод и осадка воздухом и/или кислородом, переливания поступающей на очистку воды и осадка аэрационного резервуара и передача их в бескислородный и анаэробный резервуар, извлечения фосфора и удаления азота из сточных вод со взвешенным осадком поступивших в бескислородный и анаэробный резервуар, возвращения осадка из отстойника и бескислородного и анаэробного резервуара в аэрационный резервуар и последующего окисления и удаления органических веществ, азота и поглощения фосфора микроорганизмами, которые полностью не удалились на указанных стадиях и еще остаются в возвратном осадке смешивания осадка, образовавшегося в аэрационном резервуаре после осуществления стадии возврата, с поступающими на очистку сточными водами, поступающими в аэрационный резервуар из открытого пространства, и последующего кругового прохождения сточных вод со взвешенным осадком вновь по указанным стадиям, и разделения микроорганизмов из сточных вод со взвешенным осадком поступивших в отстойник после осуществления стадии смешивания, на находящиеся в жидкой и твердой фазе и последующего осаждения осадка и выгрузки очищенной воды в открытое пространство через водослив. In addition, in order to achieve the objectives, the method of biological treatment of sewage and wastewater of the present invention includes the steps of receiving wastewater coming from the treatment, from which relatively large solid and foreign impurities are removed by means of a grill, formation in an aeration tank using a device for generating bubbles air of small air bubbles and providing the wastewater and sludge received for treatment with air and / or oxygen, transfusion of water and sludge received for treatment tank and transferring them to an oxygen-free and anaerobic tank, extracting phosphorus and removing nitrogen from wastewater with suspended sludge received in an oxygen-free and anaerobic tank, returning the sediment from the sump and oxygen-free and anaerobic tank to the aeration tank and subsequent oxidation and removal of organic substances, nitrogen and absorption of phosphorus by microorganisms that have not completely removed at the indicated stages and still remain in the return sludge of mixing the sludge formed in the aeration tank after the return stage, with the wastewater entering the aeration tank coming into the aeration tank from the open space, and the subsequent circular passage of wastewater with suspended sludge again at the indicated stages, and the separation of microorganisms from the wastewater with suspended sediment entering the sump after the stage mixing, being in the liquid and solid phase and subsequent sedimentation of sediment and discharge of purified water into the open space through the spillway.

Краткое описание чертежа
Указанные выше и другие задачи, особенности и преимущества настоящего изобретения будут понятнее из последующего подробного описания с учетом прилагаемого чертежа, на котором приводится схематическое изображение конструкции настоящего изобретения.Brief Description of the Drawing
The above and other objectives, features and advantages of the present invention will be clearer from the following detailed description, taking into account the attached drawing, which shows a schematic diagram of the construction of the present invention.

Подробное описание предпочтительного варианта воплощения изобретения
В соответствии с изобретением установка для биологической очистки нечистот и сточных вод, включает аэрационный резервуар 2, бескислородный и анаэробный резервуар 3 и отстойник 4.Detailed Description of a Preferred Embodiment
In accordance with the invention, a biological treatment plant for sewage and wastewater includes an aeration tank 2, an oxygen-free and anaerobic tank 3 and a sump 4.

В аэрационном резервуаре 2 имеется внутреннее пространство, в которое поступает активный ил и поступающие на очистку сточные воды, из которых удаляются относительно крупные диспергированные твердые и посторонние вещества, и затем осуществляется контакт поступающих на очистку сточных вод с пузырьками воздуха, подаваемыми через аэродиффузионную трубу 5. В донной части аэрационного резервуара 2 установлена пористая пластина 5 аэродиффузионной трубы для генерации мелких пузырьков воздуха путем сильного выталкивания окружающего воздуха, подаваемого нагнетателем (будет описан позднее) во внутреннее пространство резервуара 2. Нагнетатель воздуха или компрессор 11 присоединены к концу аэродиффузора 5 для подачи окружающего воздуха. В этом случае пузырьки воздуха, вырывающиеся из аэродиффузионной трубы 5, передают жидкости со взвешенным осадком (или смешанной жидкости из ила и поступающих на очистку сточных вод) подъемное усилие, причем таким образом создается возможность для перелива жидкости со взвешенным осадком из аэрационного резервуара 2. In the aeration tank 2 there is an internal space into which activated sludge and wastewater entering the treatment stream enter, from which relatively large dispersed solids and foreign substances are removed, and then the wastewater treatment stream contacts the air bubbles supplied through the air diffusion pipe 5. In the bottom part of the aeration tank 2, a porous plate 5 of the air diffusion pipe is installed to generate small air bubbles by strongly pushing out the surrounding air, odavaemogo supercharger (to be described later) into the interior of the tank 2. A blower or compressor 11 are connected to the end aerodiffuzora 5 for supplying ambient air. In this case, air bubbles escaping from the air diffusion pipe 5 transmit a liquid with suspended sediment (or mixed liquid from the sludge and wastewater treatment) a lifting force, and this creates the opportunity for overflow of liquid with suspended sediment from the aeration tank 2.

В предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения существует необходимость в поддержании плотности микроорганизмов на высоком уровне, когда в аэрационный резервуар 2 поступают, например, сточные воды или фекальные вещества, поступившие из места накопления. В этом случае вместо аэродиффузора 5 можно использовать мембрану, например, для микрофильтрации или ультрафильтрации. Также в верхней части аэрационного резервуара 2 установлен насос 8 для перемешивания жидкости с диспергированным осадком с водой для придания дополнительного циркулирующего усилия жидкости с диспергированным осадком в случае, когда выталкивание пузырьков воздуха через мембрану не способно вызвать движущего усилия, достаточного для обеспечения подъема жидкости с диспергированным осадком и перелива из резервуара 2. In a preferred embodiment of the present invention, there is a need to maintain the density of microorganisms at a high level when, for example, wastewater or faecal matter from the accumulation site enters the aeration tank 2. In this case, instead of the air diffuser 5, a membrane can be used, for example, for microfiltration or ultrafiltration. Also, in the upper part of the aeration tank 2, a pump 8 is installed for mixing the liquid with the dispersed sediment with water to give an additional circulating force to the liquid with the dispersed sediment in the case when the expulsion of air bubbles through the membrane is not able to cause a motive force sufficient to ensure the lifting of the liquid with the dispersed sediment and overflow from tank 2.

Аэрационный резервуар 2 установлен внутри бескислородного и анаэробного резервуара 3, имеющего диаметр больший, чем у аэрационного резервуара 2. В пространстве, образованном между аэрационным резервуаром 2 и бескислородным и анаэробным резервуаром 3, поступающие на очистку сточные воды и ил с высокой концентрацией нитратного азота, которые выходят из аэрационного резервуара 2, поступают в пространство за счет движущей силы пузырьков воздуха, вырывающихся из аэродиффузора 5, принимаются и очищаются здесь, т.е. в пространстве осуществляется удаление азота и извлечение фосфора посредством биологического воздействия. На внутренней стенке бескислородного и анаэробного резервуара 3 крепится множество плоских элементов 7, расположенных зигзагом, так что поступающие на очистку сточные воды и ил, переливающиеся из аэрационного резервуара 2 и поступающие в бескислородный и анаэробный резервуар 3, сталкиваются с плоскими элементами 7 и таким образом перемешиваются эффективнее до однородного состояния. The aeration tank 2 is installed inside an oxygen-free and anaerobic tank 3, which has a larger diameter than the aeration tank 2. In the space formed between the aeration tank 2 and the oxygen-free and anaerobic tank 3, wastewater and sludge with a high concentration of nitrate nitrogen, which they leave the aeration tank 2, enter the space due to the driving force of air bubbles escaping from the air diffuser 5, are received and cleaned here, i.e. in space, nitrogen is removed and phosphorus is extracted through biological exposure. On the inner wall of the oxygen-free and anaerobic tank 3, a plurality of flat elements 7 are arranged, arranged in a zigzag, so that the wastewater and sludge coming into the water from the aeration tank 2 and entering the oxygen-free and anaerobic tank 3 encounter the flat elements 7 and are thus mixed more effective until smooth.

Как указано выше, аэрационный резервуар 2 и бескислородный и анаэробный резервуар 3 представляют собой два цилиндрических тела, у которых открыты верхняя и нижняя концевые части, установленные одно внутри другого коаксиально, а затем закрепленные с предварительно образованным зазором между ними посредством множества поддерживающих элементов 9. В приведенном выше описании указывается, что резервуары 2 и 3 выполнены с цилиндрическим корпусом с круговым сечением, но такая конструкция не является ограничительной, и два резервуара 2 и 3 могут быть выполнены с использованием корпуса-фургона с многоугольным или овальным поперечным сечением. As indicated above, the aeration tank 2 and the oxygen-free and anaerobic tank 3 are two cylindrical bodies in which the upper and lower end parts are open, installed one inside the other coaxially, and then fixed with a pre-formed gap between them by means of many supporting elements 9. B the above description indicates that the tanks 2 and 3 are made with a cylindrical body with a circular cross section, but this design is not restrictive, and two tanks 2 and 3 can yt performed using the wagon body with a polygonal or oval cross section.

Оба резервуара 2 и 3 закреплены также внутри отстойника 4 цилиндрической формы, у которого закрыта нижняя часть и открыта верхняя часть, с помощью множества других поддерживающих элементов 14 таким же способом, как при установке двух резервуаров 2 и 3. В пространство, образованное между отстойником 4 и бескислородным и анаэробным резервуаром 3, подается жидкость со взвешенным осадком, которая циркулирует через аэрационный резервуар 2 и бескислородный и анаэробный резервуар 3. Затем осадок из жидкости со взвешенным осадком осаждается в отстойнике 4. Both reservoirs 2 and 3 are also fixed inside the cylindrical settler 4, with the lower part closed and the upper part open, using many other supporting elements 14 in the same way as when installing two reservoirs 2 and 3. In the space formed between the settler 4 and an oxygen-free and anaerobic tank 3, a liquid with suspended sediment is supplied, which circulates through the aeration tank 2 and an oxygen-free and anaerobic tank 3. Then the sediment from the liquid with suspended sediment is deposited in ike 4.

В настоящем изобретении нижняя часть каждого резервуара выполнена со стенкой, сужающейся с уклоном 1/10~1/20. Поэтому, так как нижняя стенка корпуса аэрационного резервуара 2 принимает форму канала для потока, расширяющегося вверх, переливающийся через отверстие в донной части бескислородного и анаэробного резервуара 3 осадок и осадок на дне отстойника 4 могут получить поднимающее их усилие от инерционной силы пузырьков воздуха, вырывающихся из аэродиффузора 5, причем они, таким образом, эффективно движутся вверх и проходят в аэрационный резервуар 2. In the present invention, the lower part of each tank is made with a wall tapering with a slope of 1/10 ~ 1/20. Therefore, since the lower wall of the casing of the aeration tank 2 takes the form of a channel for a flow expanding upward, overflowing through the hole in the bottom of the oxygen-free and anaerobic tank 3, the sediment and sediment at the bottom of the sump 4 can receive their lifting force from the inertial force of air bubbles escaping from air diffuser 5, and they, thus, effectively move up and pass into the aeration tank 2.

Так как осадок в отстойнике 4 абсорбирует газообразный азот или пузырьки воздуха и его коэффициент площади поверхности возрастает, причем поэтому он поднимается внутри отстойника, что нежелательно, в средней части внутреннего пространства между бескислородным и анаэробным резервуаром 3 и отстойником 4, как показано на чертеже, закрепляется сетка 13 для предотвращения всплывания в отстойнике 4 осадка с его возросшим коэффициентом площади поверхности. По наружному краю верхней части отстойника 4 установлен водослив 6 для выпуска очищенной воды из установки после временного приема очищенной воды, слившейся из отстойника 4. Верхний край отстойника 4 накрыт крышкой 15 для предотвращения попадания в резервуары дождевой воды, инородных веществ, и т.п. Since the sediment in the sump 4 absorbs gaseous nitrogen or air bubbles and its surface area coefficient increases, and therefore it rises inside the sump, which is undesirable, in the middle part of the inner space between the anoxic and anaerobic tanks 3 and sump 4, as shown in the drawing, is fixed mesh 13 to prevent flooding in the sedimentation tank 4 sediment with its increased surface area coefficient. A spillway 6 is installed along the outer edge of the upper part of the sump 4 to discharge the purified water from the unit after a temporary intake of purified water discharged from the sump 4. The upper edge of the sump 4 is covered with a lid 15 to prevent rainwater, foreign substances from entering the tanks, etc.

Далее будет описываться технологический процесс по настоящему изобретению с описанной выше конструкцией со ссылками на чертеж. Next, the process of the present invention will be described with the above construction with reference to the drawing.

Если поступающие на очистку сточные воды 1, из которых с помощью решетки (не показана) удалены относительно крупные взвешенные частицы твердых и посторонних веществ, проходят в аэрационный резервуар 2, эти сточные воды (или впускаемая вода) смешиваются с илом, поднятым в аэрационном резервуаре 2 движущей силой пузырьков воздуха, вырывающихся из аэродиффузионной трубы 5, и становятся жидкостью со взвешенным осадком. Затем жидкость со взвешенным осадком переливается из аэрационного резервуара 2 и проходит в бескислородный и анаэробный резервуар 3 в однородном состоянии, прежде чем органические вещества поступающих на очистку сточных вод окислятся в аэробных условиях в аэрационном резервуаре 2. В результате, органические вещества, содержащиеся в поступающих на очистку сточных водах, можно использовать в качестве источника углерода для реакции удаления азота и реакции извлечения фосфора в бескислородном и анаэробном резервуаре 3. If the wastewater arriving for treatment 1, from which relatively large suspended solids of solid and foreign substances are removed using a grate (not shown), pass into the aeration tank 2, these wastewaters (or inlet water) are mixed with sludge raised in the aeration tank 2 the driving force of air bubbles escaping from the air diffusion pipe 5, and become a liquid with suspended sediment. Then, the liquid with suspended sediment is poured from the aeration tank 2 and passes into the oxygen-free and anaerobic tank 3 in a homogeneous state before the organic substances entering the wastewater treatment are oxidized under aerobic conditions in the aeration tank 2. As a result, the organic substances contained in the sewage treatment, can be used as a carbon source for the nitrogen removal reaction and the phosphorus extraction reaction in anoxic and anaerobic tanks 3.

Жидкость со взвешенным осадком, которая переливается из аэрационного резервуара 2 и проходит в бескислородный и анаэробный резервуар 3, сталкивается с плоскими элементами 7, закрепленными на внутренней стенке бескислородного и анаэробного резервуара 3, и таким образом перемешивается более эффективно и до более однородного состояния. В пространстве между верхней и средней частями бескислородного и анаэробного резервуара 3 обеспечивается состояние отсутствия кислорода, при котором кислород израсходован микроорганизмами, и затем осуществляется реакция удаления азота, при которой нитратный азот, содержащийся в смешанной жидкости, восстанавливается до газообразного азота за счет использования в качестве источника углерода органических веществ, поступающих на очистку сточных вод. А в пространстве между средней и нижней частями бескислородного и анаэробного резервуара 3 в условиях, анаэробных из-за истощения растворенного кислорода, образуется нитратный азот, а затем осуществляется реакция извлечения фосфора из отсека с микроорганизмами за счет использования в качестве источника углерода органических веществ смешанной жидкости, которые еще остаются после использования при реакции удаления азота. На этот раз время пребывания в бескислородном и анаэробном резервуаре 3 устанавливается в пределах 1 часа в зависимости от скорости потока поступающих на очистку сточных вод. A liquid with suspended sediment, which is poured from the aeration tank 2 and passes into an oxygen-free and anaerobic tank 3, collides with flat elements 7 attached to the inner wall of an oxygen-free and anaerobic tank 3, and thus mixes more efficiently and to a more uniform state. In the space between the upper and middle parts of the anoxic and anaerobic tanks 3, there is a state of lack of oxygen in which oxygen is consumed by microorganisms, and then the nitrogen removal reaction is carried out, in which the nitrate nitrogen contained in the mixed liquid is restored to gaseous nitrogen by using nitrogen as a source carbon organic matter for wastewater treatment. And in the space between the middle and lower parts of the anoxic and anaerobic tanks 3 under conditions anaerobic due to the depletion of dissolved oxygen, nitrate nitrogen is formed, and then the phosphorus is extracted from the compartment with microorganisms due to the use of a mixed liquid as a carbon source, which still remain after use in the nitrogen removal reaction. This time, the residence time in an oxygen-free and anaerobic tank 3 is set within 1 hour depending on the flow rate of the wastewater entering the treatment.

Осадок, сливающийся через отверстие, выполненное в дне резервуара 2, и взвешенный осадок проходят в отстойник 4 и возвращаются в аэрационный резервуар 2 за счет движущейся силы пузырьков воздуха, вырывающихся из аэродиффузионной трубы 5. Так как нижняя стенка каждого резервуара имеет наклон вовнутрь с крутизной 1/10~1/20, и нижняя стенка аэрационного резервуара 2 образует расширяющийся вверх канал для потока, сливающийся осадок из бескислородного и анаэробного резервуара 3 и взвешенный осадок из отстойника 4 могут эффективно течь вверх в аэрационный резервуар 2, получая подъемную силу от движущейся силы пузырьков воздуха, вырывающихся из аэродиффузора 5. The sediment merging through the hole made in the bottom of the tank 2 and the suspended sediment pass into the sump 4 and return to the aeration tank 2 due to the moving force of the air bubbles escaping from the air diffusion pipe 5. Since the bottom wall of each tank has an inward inclination with a slope of 1 / 10 ~ 1/20, and the bottom wall of the aeration tank 2 forms an upwardly expanding flow channel, a confluent sediment from an oxygen-free and anaerobic tank 3, and a suspended sediment from sedimentation tank 4 can efficiently flow upward into the aeration onny tank 2 to obtain a lifting force from the moving force air bubbles escaping from aerodiffuzora 5.

После завершения описанного здесь процесса в аэрационном резервуаре 2 осуществляется реакция дополнительного окисления органических веществ, которые еще не удалены в бескислородном и анаэробном резервуаре 3, и азота, содержащегося в поступающих на очистку сточных водах, и также осуществляется реакция поглощения микроорганизмами фосфора, который извлекается в бескислородном и анаэробном резервуаре 3 и содержится в поступающих на очистку сточных водах. Ил из аэрационного резервуара 2 смешивается с поступающими на очистку сточными водами, и затем смешанная жидкость из ила и поступающих на очистку сточных вод (или жидкость со взвешенным осадком) сливается из резервуара 2 и снова проходит в бескислородный и анаэробный резервуар 3, благодаря движущей силе пузырьков воздуха, вырывающихся из аэродиффузора 5. Эта циркуляция непрерывно повторяется, и взвешенный осадок в отстойнике 4 периодически удаляется микроорганизмами, выросшими после поглощения органических веществ. After completion of the process described here in the aeration tank 2, the reaction of additional oxidation of organic substances that are not yet removed in the anoxic and anaerobic tanks 3, and nitrogen contained in the wastewater entering the treatment is carried out, and phosphorus is absorbed by the microorganisms, which is extracted in anoxic and anaerobic tank 3 and is contained in the wastewater coming for treatment. The sludge from the aeration tank 2 is mixed with the wastewater coming in for treatment, and then the mixed liquid from the sludge and the wastewater coming in for treatment (or liquid with suspended sludge) is drained from the tank 2 and again passes into the oxygen-free and anaerobic tank 3, due to the driving force of the bubbles air escaping from the air diffuser 5. This circulation is continuously repeated, and the suspended sediment in the sump 4 is periodically removed by microorganisms grown after absorption of organic substances.

В этот момент в аэрационном резервуаре 2 поддерживается время гидравлического удержания (HRT) в 4~8 часов, а также поддерживается соотношение F/M (загрузка/микроорганизм) равным 0,1 кг потребности биологического кислорода на кг смешанного раствора взвешенных частиц в сутки (BOD/MLSS). At this point, the hydraulic holding time (HRT) of 4 ~ 8 hours is maintained in the aeration tank 2, and the F / M ratio (load / microorganism) is maintained at 0.1 kg of biological oxygen demand per kg of mixed suspension of suspended particles per day (BOD) / MLSS).

Кроме того, при очистке сточных вод с высоким содержанием органических веществ, таких как сточные воды или фекальные вещества из места их накопления, режим в аэрационном резервуаре должен поддерживаться таким, чтобы иметь высокую плотность микроорганизмов. Это можно осуществить путем использования мембраны и обеспечения достаточного количества растворенного кислорода. Однако, если осадок из резервуаров 3 и 4 не получает достаточной силы для движения вверх в аэрационный резервуар 2 с помощью пузырьков воздуха, вырывающихся из мембраны, используется вешалка 8 для активации смешивания осадка из аэрационного резервуара 2 с поступающими на очистку сточными водами, причем посредством этого получается жидкость со взвешенным осадком с дополнительной движущей силой, необходимой для восхождения ее потока. В то же время, если плотность микроорганизмов в аэрационном резервуаре 2 находится на уровне 4000 мг/л или меньше, можно использовать обычный аэродиффузор 5, обеспечивая таким способом кислород для окисления органических веществ и движущую силу для жидкости со взвешенным осадком. In addition, when treating wastewater with a high content of organic substances, such as wastewater or fecal matter from the place of their accumulation, the regime in the aeration tank must be maintained so as to have a high density of microorganisms. This can be done by using a membrane and providing sufficient dissolved oxygen. However, if the sludge from reservoirs 3 and 4 does not receive sufficient force to move upward into the aeration tank 2 with air bubbles escaping from the membrane, a hanger 8 is used to activate the mixing of the sludge from the aeration tank 2 with the wastewater coming into treatment, and thereby a liquid with suspended sediment is obtained with an additional driving force necessary to ascend its flow. At the same time, if the density of microorganisms in the aeration tank 2 is at the level of 4000 mg / l or less, a conventional air diffuser 5 can be used, providing oxygen in this way for the oxidation of organic substances and a driving force for the liquid with suspended sediment.

Жидкость со взвешенным осадком, которая проходит в отстойник 4 после циркуляции через аэрационный резервуар 2 и бескислородный и анаэробный резервуар 3, пребывает в течение 2-3 часов в отстойнике 4, и таким образом микроорганизмы, прошедшие через аэрационный резервуар 2 и бескислородный и анаэробный резервуар 3, отделяются в твердое тело осадка и очищенную воду, а затем осадок оседает в отстойнике 4, а очищенная вода переливается через верх резервуара 4 и отводится через водослив 6. Liquid with suspended sediment, which passes into the sump 4 after circulation through the aeration tank 2 and an oxygen-free and anaerobic tank 3, remains for 2-3 hours in the sump 4, and thus the microorganisms that have passed through the aeration tank 2 and anoxic and anaerobic tanks 3 are separated into the sediment solid and purified water, and then the sediment settles in the sump 4, and the purified water overflows through the top of the tank 4 and is discharged through the spillway 6.

Далее будут описываться эксперименты для сравнения настоящего изобретения с обычной установкой. Next, experiments will be described to compare the present invention with a conventional installation.

Пример для сравнения 1
В этом эксперименте сравнивают величины концентраций растворенного кислорода, соответствующие плотности микроорганизмов, когда используется обычное аэродиффузионное приспособление (с аэродиффузионной трубой с керамическим диском), с величинами при использовании аэродиффузионного приспособления с мембраной из пористого волокна (полисульфоновая ткань с размером пор 0,2 мкм). При этом скорость потока воздуха на каждой установке составляет 30 мл/мин. Результаты эксперимента приводятся в табл. 1 (см. в конце описания). Как видно из табл.1, в случае, когда эксперимент осуществляют с использованием обычного аэродиффузионного приспособления, истинная концентрация растворенного кислорода в аэрационном резервуаре снижается ниже 2,5 мг/л, когда плотность микроорганизмов (MLSS) превышает 6000 мг/л. В то же время, в случае, когда эксперимент осуществляют с использованием аэродиффузионного приспособления с мембраной (как при микрофильтрации или ультрафильтрации), истинная концентрация растворенного кислорода в резервуаре 2 держится выше 2,5 мг/л в интервале плотности MLSS выше 6000 мг/л.Example for comparison 1
In this experiment, the values of the concentrations of dissolved oxygen corresponding to the density of microorganisms when using a conventional air diffusion device (with an air diffusion tube with a ceramic disk) are compared with the values when using an air diffusion device with a porous fiber membrane (polysulfone tissue with a pore size of 0.2 μm). Moreover, the air flow rate at each installation is 30 ml / min. The results of the experiment are given in table. 1 (see the end of the description). As can be seen from table 1, in the case when the experiment is carried out using a conventional aerodiffusion device, the true concentration of dissolved oxygen in the aeration tank decreases below 2.5 mg / L, when the density of microorganisms (MLSS) exceeds 6000 mg / L. At the same time, in the case when the experiment is carried out using an aerodiffusion device with a membrane (as in microfiltration or ultrafiltration), the true concentration of dissolved oxygen in tank 2 is kept above 2.5 mg / L in the MLSS density range above 6000 mg / L.

Следовательно, это показывает, что установка с мембранным аэродиффузором может увеличить коэффициент массообмена кислорода еще больше, чем обычная аэродиффузионная установка, причем таким образом допускается поддержание плотности микроорганизмов в аэрационном резервуаре 2 на высоком уровне. Therefore, this shows that the installation with a membrane air diffuser can increase the mass transfer coefficient of oxygen even more than a conventional air diffusion plant, and thus the density of microorganisms in the aeration tank 2 can be maintained at a high level.

Пример для сравнения 2
В этом эксперименте наряду с процессом по настоящему изобретению осуществляют стандартный процесс с активным илом и А²/О-процесс (включающий анаэробные, бескислородные и аэробные условия), чтобы сравнить эффективность удаления органических веществ, азота и фосфора по данному изобретению с эффективностью при традиционных способах.Example for comparison 2
In this experiment, along with the process of the present invention, a standard activated sludge process and an A ² / O process (including anaerobic, oxygen-free and aerobic conditions) are carried out in order to compare the removal efficiency of the organic substances, nitrogen and phosphorus of the present invention with the efficiency with conventional methods .

Также в этом эксперименте при каждом способе в качестве сточных вод, поступающих на очистку, используют сточные воды и фекальные вещества из места их накопления с высоким содержанием органических веществ, азота и фосфора. Скорость потока при очистке по каждому способу составляет 500 л/сутки, и каждый способ осуществляют в ряд. Also, in this experiment, with each method, wastewater and fecal substances from the place of their accumulation with a high content of organic substances, nitrogen and phosphorus are used as wastewater for treatment. The flow rate during cleaning for each method is 500 l / day, and each method is carried out in a row.

В табл.2 приводятся рабочие режимы, применяемые в данном эксперименте в каждом способе. Table 2 shows the operating modes used in this experiment in each method.

Как показывает табл. 2, при стандартном способе с активным илом и А²/О-способе устанавливается плотность микроорганизмов примерно 4000 мг/л, а в способе по настоящему изобретению в аэродиффузионном приспособлении используют мембрану из пористого волокна - полисульфоновую ткань с диаметром пор 0,2 мкм, и поддерживают плотность микроорганизмов 8000-10000 мг/л.As the table shows. 2, in the standard activated sludge and A ² / O method, the microorganism density is set to about 4000 mg / L, and the method of the present invention uses a porous fiber membrane, a polysulfone fabric with a pore diameter of 0.2 μm, in the air diffusion device, and maintain the density of microorganisms 8000-10000 mg / l.

В табл. 3 приводятся показатели изменения состава очищенной воды после осуществления соответственно стандартного способа с активным илом, А²/О-способа и способа по настоящему изобретению, являющиеся усредненными результатами работы по каждому способу в течение примерно 6 месяцев.In the table. 3 shows indicators of changes in the composition of purified water after the implementation of the standard method with activated sludge, A ² / O-method and the method of the present invention, respectively, which are the averaged results of work for each method for about 6 months.

В табл. 3 ХПК, TKN, NO₃-N, T-P и T-N соответственно обозначают химическую потребность в кислороде, общее содержание азота по Кьельдалю, нитратный азот, общее содержание фосфора, общее содержание азота.In the table. 3 COD, TKN, NO ₃ -N, TP and TN respectively indicate the chemical oxygen demand, total Kjeldahl nitrogen content, nitrate nitrogen, total phosphorus content, total nitrogen content.

Как показывает табл. 3, степень удаления органических веществ, азота и фосфора по способу А²/О, в котором в дополнение к процессу аэрации имеются анаэробный процесс и процесс денитрификации, превышает соответствующие показатели стандартного способа с активным илом. Степень удаления и органических веществ, и азота, и фосфора при способе по настоящему изобретению, при котором можно поддерживать плотность микроорганизмов на высоком уровне, значительно превосходит соответствующие показатели этих двух указанных способов.As the table shows. 3, the degree of removal of organic substances, nitrogen and phosphorus by method A ² / O, in which in addition to the aeration process there is an anaerobic process and a denitrification process, exceeds the corresponding parameters of the standard activated sludge method. The degree of removal of organic substances, and nitrogen, and phosphorus in the method of the present invention, in which the density of microorganisms can be maintained at a high level, significantly exceeds the corresponding indicators of these two indicated methods.

В табл. 4 приводятся индексы илообразования (SVI) и содержание фосфора в иле из аэрационного резервуара при каждом способе: стандартном способе с активным илом, А²/О - способе и способе по настоящему изобретению.In the table. 4 shows sludge formation indices (SVI) and phosphorus content in the sludge from the aeration tank in each method: the standard method with activated sludge, A ² / O - the method and method of the present invention.

Как показывает табл. 4, ил из аэрационного резервуара при способе по настоящему изобретению имеет наивысшее содержание фосфора, и SVI при способе по настоящему изобретению также лучше, чем SVI при других способах. As the table shows. 4, the sludge from the aeration tank in the method of the present invention has the highest phosphorus content, and the SVI in the method of the present invention is also better than the SVI in other methods.

По настоящему изобретению, с описанной выше конструкцией, можно получить следующие различные преимущества и эффекты. According to the present invention, with the construction described above, the following various advantages and effects can be obtained.

Так как содержание фосфора в иле при данном способе, когда повторяются анаэробный и аэробный режимы, находится в интервале 6-8%, в то время как при традиционном способе только в аэробном режиме это содержание составляет менее 2%, содержание минеральных веществ в иле по настоящему изобретению выше, чем при традиционном способе, и характеристики осаждения ила по настоящему изобретению лучше, чем при обычном способе. Since the phosphorus content in the sludge in this method, when the anaerobic and aerobic regimes are repeated, is in the range of 6-8%, while in the traditional method only in the aerobic mode this content is less than 2%, the mineral content in the sludge is truly the invention is higher than with the conventional method, and the sedimentation characteristics of the sludge of the present invention are better than with the conventional method.

В настоящем изобретении, поскольку реакционное пространство, за исключением резервуара для биологического воздействия, отделено от подаваемого воздуха, причем таким образом предотвращается вихревой поток от происходящего в пространстве, указанное пространство можно использовать в качестве отстойника. In the present invention, since the reaction space, with the exception of the reservoir for biological exposure, is separated from the supplied air, and thus the vortex flow from occurring in the space is prevented, this space can be used as a settling tank.

Кроме того, так как в настоящем изобретении вместо обычного аэродиффузионного приспособления, которое образует относительно большие пузырьки воздуха, используется мембрана, как при микрофильтрации или ультрафильтрации, которая может генерировать мелкие пузырьки воздуха, коэффициент массообмена кислорода по настоящему изобретению может значительно возрасти по сравнению с коэффициентом в известном уровне техники, поэтому по настоящему изобретению плотность микроорганизмов в реакционном резервуаре можно поддерживать на высоком уровне, и по настоящему изобретению можно эффективно очищать не только коммунально-бытовые сточные воды, но также фекальные вещества и сточные воды из места накопления, в которых более высокое содержание органических веществ, азота и фосфора, чем при обычном процессе. Эту очистку можно также осуществлять на той же площади, что и биологическую реакцию. In addition, since the present invention uses a membrane instead of a conventional air diffusion device that forms relatively large air bubbles, as in microfiltration or ultrafiltration, which can generate small air bubbles, the mass transfer coefficient of the oxygen of the present invention can increase significantly compared to prior art, therefore, according to the present invention, the density of microorganisms in the reaction tank can be maintained at a high level not, and the present invention can efficiently purify not only municipal sewage, but also fecal matter and sewage from storage locations in which a high content of organic substances, nitrogen and phosphorus, than in the conventional process. This purification can also be carried out on the same area as the biological reaction.

По настоящему изобретению, так как жидкость со взвешенным осадком перемещается между резервуарами за счет приобретения движущей силы от пузырьков воздуха, вырывающихся из мембраны, нет необходимости в насосе для перемещения осадка между резервуарами и в установке дополнительных технических средств, относящихся к этому насосу. According to the present invention, since the liquid with suspended sediment moves between the tanks due to the acquisition of driving force from air bubbles escaping from the membrane, there is no need for a pump to move the sediment between the tanks and to install additional technical equipment related to this pump.

Таким образом, реактор согласно настоящему изобретению является простым в конструктивном отношении, и стоимость изготовления такого реактора снижается. Thus, the reactor according to the present invention is structurally simple, and the manufacturing cost of such a reactor is reduced.

Следует отметить, что настоящее изобретение не ограничивается определенным вариантом его воплощения, описанным здесь в качестве наилучшего варианта, предпочтительного для осуществления настоящего изобретения, более точно - настоящее изобретение не ограничивается конкретными вариантами его воплощения, описанными в данном описании, и его объем определяется только прилагаемой формулой изобретения. It should be noted that the present invention is not limited to a specific embodiment, described herein as the best option, preferred for the implementation of the present invention, more precisely, the present invention is not limited to the specific embodiments described in this description, and its scope is determined only by the attached formula inventions.

Claims

1. Installation for the biological treatment of sewage and wastewater, containing an aeration tank for the oxidation of organic substances contained in sewage and wastewater, an oxygen-free and anaerobic tank for the extraction of phosphorus and nitrogen removal from wastewater under anaerobic conditions and a sump for sedimentation of microorganisms grown in aeration tank, characterized in that it further comprises a device for generating air bubbles mounted on the bottom of the aeration tank to ensure received in from the tank to the wastewater and sludge treatment with air and / or oxygen for the oxidation reaction, moreover, the air bubbles leaving the device for generating have the driving force sufficient to lift and circulate the liquid with suspended sediment in the aeration tank, while the oxygen-free and anaerobic tank is installed outside the aeration tank and is designed to receive liquid with suspended sediment leaving the aeration tank into the space formed between the aeration tank and eskislorodnym and anaerobic tank and settling tank is installed outside the anoxic and anaerobic tank and is intended for receiving a liquid with suspended sediment passing into the sump after circulation through the aeration tank in a space formed between anoxic and anaerobic tank and sump.

2. Installation according to claim 1, characterized in that it includes many flat elements fixed on the inner wall of an oxygen-free and anaerobic tank for efficient and uniform mixing of liquid with suspended sediment passing into an oxygen-free and anaerobic tank due to the collision of the flowing fluid with the flat elements.

3. Installation under item 1, characterized in that the aeration tank, oxygen-free and anaerobic tank and sump in the lower part taper inward with an inclination of 1 / 10-1 / 20.

4. Installation according to claim 1, characterized in that it includes a mixing device, which is installed in the upper part of the aeration tank to provide a circulating force that allows the sediment from the aeration tank to mix with the wastewater coming for treatment and pass upward in the tank.

5. Installation according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the device for generating air bubbles is made with a membrane having many small pores.

6. Installation according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the device for generating air bubbles is made with an air diffusion pipe.

7. Installation according to p. 5, characterized in that the membrane is a membrane for microfiltration and ultrafiltration.

8. Installation according to claim 1, characterized in that the aeration tank and the oxygen-free and anaerobic tanks are made in the form of a single body consisting of a coaxial multitube of circular or polygonal cross-section, with one pipe inside another, and the upper and lower parts open at each pipe .

9. The installation according to claim 1, characterized in that it includes a plurality of first support elements for positioning the aeration tank in the space inside the anoxic and anaerobic tanks so that a predetermined space is formed between the aeration tank and the oxygen-free and anaerobic tanks.

10. Installation according to claim 1, characterized in that it includes many second supporting elements for placing an oxygen-free and anaerobic tank in the space inside the sump in such a way that a predetermined space is formed between the oxygen-free and anaerobic tank and the sump.

11. Installation according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that it includes a device for preventing the emergence of sediment in the sump, when the purified water is discharged, which is installed in a predetermined position in the space between the sump and an oxygen-free and anaerobic tank.

12. Installation according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that it includes a spillway, which is installed at the top on the outer wall of the sump, for the release of purified water after its periodic stay.

13. Installation under item 1, characterized in that it includes a cover to prevent the ingress of rainwater or foreign substances, which is installed on the upper edge of the sump.

14. A method for the biological treatment of sewage and wastewater, including the steps of collecting wastewater, extracting phosphorus and removing nitrogen from wastewater with suspended sludge and returning the sludge from the sump and an oxygen-free and anaerobic tank to the aeration tank and subsequent oxidation and removal of organic substances, nitrogen and absorption of phosphorus by microorganisms, characterized in that it includes the formation of small air bubbles in the aeration tank by means of a device for generating air bubbles, providing falling to the treatment of wastewater and sludge in the aeration tank with air and / or oxygen, transfusion of water and sludge coming from the aeration tank to the oxygen-free and anaerobic tanks, mixing the sludge formed in the aeration tank after the stage of returning the sludge from the sump and oxygen-free and anaerobic tank into the aeration tank with wastewater coming for treatment passing into the aeration tank from an open space, the subsequent circulation of wastewater with suspended sediment again at the indicated stages, separation of the sediment and wastewater entering the sump after circulation through the aeration tank and an oxygen-free and anaerobic tank into solid and liquid phases, subsequent sedimentation of the sediment and the release of purified water into the open space through the weir.

15. The method according to p. 14, characterized in that the stage of formation of small air bubbles is carried out using an air diffusion tube in the case when the density of microorganisms in the reaction tanks is 4000 mg / l or less, or using a membrane with small pores, as for microfiltration or ultrafiltration, when the density of microorganisms is 4000 mg / l or more.

16. The method according to p. 14 or 15, characterized in that the stage of transfusion is carried out before the oxidation of organic substances entering the wastewater treatment under aerobic conditions in an aeration tank.

17. The method according to p. 14 or 15, characterized in that the stage of transfusion is carried out by circulating a liquid with suspended sediment from the aeration tank, allowing it to be transfused from the aeration tank using the driving force of air bubbles escaping from the air diffusion pipe.

18. The method according to p. 14 or 15, characterized in that the stage of transfusion is carried out using a device for mixing and providing a liquid with suspended sediment additional force to lift in the case when the driving force of the air bubbles is not enough.

19. The method according to p. 14 or 15, characterized in that the stage of extraction of phosphorus and nitrogen removal from wastewater is carried out by reducing nitrate nitrogen from a liquid with suspended sediment to nitrogen gas in the upper part of the anoxic and anaerobic tanks and removing nitrogen gas from it and by extracting phosphorus from the compartment with microorganisms under anaerobic conditions in the lower part of the anoxic and anaerobic tanks using organic substances as a source of carbon for purification GOVERNMENTAL water, which remain after nitrogen removal reaction.

20. The method according to p. 14 or 15, characterized in that the step of extracting phosphorus and removing nitrogen from the wastewater includes a process of more efficiently mixing the liquid with suspended sediment passing into an oxygen-free and anaerobic tank due to the collision of the passing liquid with flat elements installed on the inner wall of an oxygen-free and anaerobic tank.

21. The method according to p. 14 or 15, characterized in that the step of extracting phosphorus and removing nitrogen from the wastewater includes setting the residence time in an oxygen-free and anaerobic tank within 1 hour depending on the flow rate.

22. The method according to p. 14 or 15, characterized in that the return of the sediment from the sump and oxygen-free and anaerobic tank to the aeration tank is carried out by using the driving force of air bubbles escaping from the device for generating air bubbles.

23. The method according to p. 14 or 15, characterized in that the step of returning the sludge from the sump and an oxygen-free and anaerobic tank to the aeration tank comprises maintaining a hydraulic residence time in the aeration tank of 4-8 hours and a product / microorganism ratio of 0.1 kg biological oxygen needs / kg mixed suspension of suspended particles per day.