RU2414434C1

RU2414434C1 - Method of continuous biological treatment of effluents and installation to this end

Info

Publication number: RU2414434C1
Application number: RU2009137398A
Authority: RU
Inventors: Юрий Олегович Бобылев (RU); Юрий Олегович Бобылев
Original assignee: Юрий Олегович Бобылев
Priority date: 2009-10-09
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2011-03-20

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention concerns effluents treatment equipment. Effluents are fed in receiving aeration tank 1 comprising aeration system 2 and active sludge. Organic refuse ferments 37 are decomposed. Fine inorganic fraction is removed from receiving aeration tank 1 and primary settler 3 by sand pump 5. Effluents are fed via overflow channel 8 into main aeration tank 7 for effluent to flow along spiral around submerged wed 12. Effluents overflow from chamber aerobic zone into anoxidic zone passes via top holes of web 12, while that from anoxidic zone into aerobic zone occurs via bottom holes of said web. As high-concentration living precipitate accumulates in chamber anoxidic zone, direction of spiral motion is changed into opposite one. Before discharge, purified water is fed into settler 27.

EFFECT: higher efficiency of effluents treatment.

8 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к установкам для глубокой очистки сточных вод высокой производительности, используемых в промышленных и бытовых поточных очистных сооружениях для биологической активационной очистки сточных вод активным илом во взвешенном состоянии.The invention relates to installations for deep wastewater treatment of high performance, used in industrial and domestic in-line treatment plants for biological activation wastewater treatment with activated sludge in suspension.

Известна установка биологической очистки сточных вод, содержащая устройство предварительной очистки, ступенчатый аэротенк с аэрационными системами и носителями прикрепленной микрофлоры, вторичный отстойник с бункером-накопителем илового осадка и патрубком его отвода (см. патент на изобретение RU №2304083, С02F 3/12, oпубл. в 2007 г.). Эффективность известной установки и способ очистки, который в ней реализован, недостаточны для получения очищенной воды в поточном режиме для больших очистных сооружений.A known installation of biological wastewater treatment, containing a pre-treatment device, a step aeration tank with aeration systems and carriers of attached microflora, a secondary sump with a silt sludge storage hopper and a branch pipe for its discharge (see patent for invention RU No. 2304083, С02F 3/12, publ. . in 2007). The effectiveness of the known installation and the cleaning method that is implemented in it are insufficient to produce purified water in a continuous mode for large treatment plants.

Известно устройство для очистки сточных вод, содержащее закрытый корпус, в котором расположены уравнивающий отсек с активным илом, входным патрубком и аэраторами, сообщающийся с ним перепускным каналом активационный отсек с установленным в его придонной части мелкопузырчатым аэратором, сообщающийся с активационным отсеком посредством главного насоса аэротенк, в котором также установлен мелкопузырчатый аэратор, связанный с аэротенком посредством илового насоса отсек стабилизации ила с расположенной в нем аэратором-мешалкой и связанный с аэротенком посредством циркуляционного насоса выходной отсек с фильтром, расположенным перед выпускным патрубком, при этом отсек стабилизации ила соединен с уравнивающим отсеком переливным трубопроводом, а все аэраторы и выполненные в виде эрлифтов насосы соединены с компрессором через пневмораспределители, связанные с блоком управления, причем выходная часть уравнивающего отсека перед перепускным каналом отделена от его входной части наклонной задерживающей решеткой, по обе стороны от которой в придонной части отсека установлены аэраторы-мешалки, аэротенк сообщен с активационным отсеком рециркуляционным насосом, выполненным в виде эрлифта, при этом в аэротенке установлен связанный с блоком управления датчик кислорода в жидкости, а на трубопроводе подачи воздуха в мелкопузырчатый аэратор, расположенный в придонной части аэротенка, установлен клапан, также связанный с блоком управления, при этом расположенный в выходном отсеке фильтр выполнен в виде каркасного фильтра ультрафильтрационной очистки (см. патент на изобретение RU №2355649, С02F 3/02, oпубл. в 2009 г.). Это компактное устройство предназначено для коттеджей и транспортных средств. При его невысокой производительности не представляется возможным использование в городских очистных сооружениях.A device for wastewater treatment is known, comprising a closed housing in which a leveling compartment with activated sludge, an inlet pipe and aerators is located, an activation compartment connected to it by a bypass channel with a fine-bubble aerator installed in its bottom part, communicating with the activation compartment through the main aeration tank pump, in which a fine-bubble aerator is also installed, connected to the aeration tank through a sludge pump, the sludge stabilization compartment with the mixer aerator located in it and connected the outlet compartment with the filter, located in front of the outlet pipe, is connected to the aeration tank by means of a circulation pump, while the sludge stabilization compartment is connected to the equalizing compartment by an overflow pipe, and all aerators and pumps made in the form of airlifts are connected to the compressor through pneumatic distributors connected to the control unit, and the outlet part of the equalizing compartment in front of the bypass channel is separated from its input part by an inclined delaying grating, on both sides of which in the bottom part of the compartment is installed The aerators are agitators, the aeration tank is connected to the activation compartment by a recirculation pump made in the form of an airlift, while the oxygen sensor in the liquid is connected to the control unit in the aeration tank, and a valve is installed on the air supply pipe to the fine bubble aerator located in the bottom part of the aeration tank, also associated with the control unit, while the filter located in the output compartment is made in the form of a frame filter for ultrafiltration cleaning (see Patent for invention RU No. 2355649, С02F 3/02, publ. in 2009). This compact device is designed for cottages and vehicles. With its low productivity it is not possible to use in urban wastewater treatment plants.

Известна установка очистки сточных вод, содержащая емкость, в которой размещены первичный отстойник, аэротенк с носителем прикрепленной микрофлоры и системой аэрации, вторичный отстойник, систему рециркуляции активного ила, системы удаления очищенной воды и илового осадка, причем носитель прикрепленной микрофлоры выполнен в виде параллельных штор из тканевого или пленочного материала, к нижней части которых прикреплены фиксирующие натяжные грузы, верхней своей частью шторы закреплены к подвижной раме, которая через блоки тросами соединена с уравновешивающими грузами, а между вторичным отстойником и системой удаления очищенной воды установлен источник ультрафиолетового излучения, при этом аэротенк установки разделен по ходу движения сточных вод перегородками по меньшей мере на две части, оснащен по меньшей мере двумя подвижными рамами с носителями прикрепленной микрофлоры, уравновешивающие грузы выполнены в виде полых колпаков, установленных в кессонах с очищенной водой, установка дополнительно содержит самоочищающуюся решетку, расположенную в верхней части емкости перед первичным отстойником, воздушный ресивер, который через воздухораспределители соединен раздельно с системами аэрации и уравновешивающими грузами каждой подвижной рамы, а сами воздухораспределители оснащены дополнительными выпускными патрубками с клапанами (см. патент на изобретение RU №2130901, С02F 3/12, oпубл. в 1999 г.). Способ очистки сточных вод, реализованный в разделенном на две части аэротенке, дает возможность микрофлоре более эффективно поочередно воздействовать на сточные воды то в одной части аэротенка, то в другой. Однако реализованный в конструкции аэротенка способ не предусматривает увеличение пути и времени воздействия сточных вод с активным илом без изменения габаритов установки, что снижает эффективность очистки и повышает энергозатраты установки.A known wastewater treatment plant comprising a container in which a primary sump, an aeration tank with a carrier of attached microflora and an aeration system, a secondary sump, a system for recirculating activated sludge, a system for removing purified water and sludge, the carrier of attached microflora is made in the form of parallel curtains from fabric or film material, to the lower part of which fixing tension weights are attached, the upper part of the curtains is fixed to a movable frame, which through blocks is connected by cables inene with balancing weights, and a source of ultraviolet radiation is installed between the secondary sump and the purified water removal system, while the aeration tank of the unit is divided along the wastewater by at least two partitions, equipped with at least two movable frames with carriers of attached microflora, balancing the loads are made in the form of hollow hoods installed in caissons with purified water, the installation additionally contains a self-cleaning grate located in the upper part of the tank spine before the primary settler, the air tank, which is connected through the air distributors separately with aeration systems and balance weights each movable frame and diffusers themselves equipped with additional discharge nozzles with valves (see. Patent for invention RU No. 2130901, С02F 3/12, publ. in 1999). The wastewater treatment method implemented in aeration tank divided into two parts enables microflora to more effectively alternate wastewater alternately in one part of the aeration tank and then in the other. However, the method implemented in the design of the aeration tank does not provide for an increase in the path and time of exposure to wastewater with activated sludge without changing the dimensions of the installation, which reduces the cleaning efficiency and increases the energy consumption of the installation.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению являются способ очистки сточных вод, содержащих расщепляемые вещества, включающий непрерывную обработку сточных вод на ступени механической подготовительной очистки с использованием осадительного резервуара для отделения тяжелого материала, разделение на первой и второй ступенях флотации, на которых происходит отделение пены твердого материала, образованной при использовании водно-газовых смесителей, ступень биологической очистки, при этом ступень механической подготовительной очистки включает сепаратор крупного твердого материала и сепаратор мелкого твердого материала, биологическую очистку осуществляют путем аэробной и последующей анаэробной очистки с многократной циркуляцией на каждой отдельной ступени очистки, регулируемой в ходе процесса через байпасы, причем сточную воду, циркулирующую на аэробной ступени очистки, смешивают с подаваемой из водно-газового смесителя смесью технического кислорода и осветленной воды, при этом прохождение сточной воды через отдельные ступени обработки контролируют и регулируют при помощи чувствительных элементов и устройства управления процессом, и устройство для очистки сточных вод, содержащее ступень механической подготовительной очистки в виде осадительного резервуара для тяжелого материала, флотаторы первой и второй ступеней, водно-газовые смесители, установку биологической очистки, сепараторы крупного и мелкого твердого материала, сборный резервуар, выпускной резервуар для осветленной воды и перепускной трубопровод, представляющий собой байпас, идущий от выпускного резервуара для осветленной воды к сборному резервуару, при этом установка биологической очистки имеет ступень аэробной и ступень анаэробной биологической очистки, а водно-газовые смесители соединены с перепускным трубопроводом (см. патент на изобретение RU №2126366, С02F 3/12, oпубл. в 1999 г.). Известный способ имеет недостатки, связанные с повышенным расходом осветленной воды, которая используется как добавка для очистителя сточных вод, и как следствие приводит к неоправданно повышенному расходу энергоносителей. Известное устройство более универсально, чем предыдущие технические решения, но имеет сложную конструкцию, приводящую к сбоям в очистных сооружениях, предназначенных для обработки больших объемов сточных вод.The closest technical solution to the claimed invention is a method of treating wastewater containing degradable substances, including continuous treatment of wastewater at the stages of mechanical preparatory treatment using a precipitation tank to separate heavy material, separation at the first and second stages of flotation, which separates solid foam material formed using water-gas mixers, a biological treatment stage, while a mechanical purification includes a separator of coarse solid material and a separator of fine solid material, biological treatment is carried out by aerobic and subsequent anaerobic treatment with multiple circulation at each individual stage of treatment, regulated during the process through bypasses, and the wastewater circulating in the aerobic stage of treatment is mixed with supplied from a water-gas mixer with a mixture of technical oxygen and clarified water, while the passage of waste water through separate stages of processing roller and regulate using sensitive elements and a process control device, and a wastewater treatment device containing a mechanical preparatory treatment stage in the form of a precipitation tank for heavy material, first and second stage flotators, water-gas mixers, biological treatment plant, coarse and fine solid material, a collection tank, an outlet tank for clarified water and a bypass pipe, which is a bypass coming from the outlet tank To the clarified water to the collection tank, the biological treatment has a setting step of aerobic and anaerobic biological purification stage, and the gas-water mixers are connected with an overflow conduit (see. Patent for invention RU No. 2126366, С02F 3/12, publ. in 1999). The known method has disadvantages associated with an increased consumption of clarified water, which is used as an additive for a wastewater purifier, and as a result leads to unreasonably increased energy consumption. The known device is more versatile than previous technical solutions, but has a complex structure, leading to malfunctions in wastewater treatment plants designed to handle large volumes of wastewater.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи повышения эффективности очистки сточных вод за счет увеличения производительности установки, повышения качества очистки, интенсификации процессов воздействия на сточные воды и расширения способов воздействия активного ила на сточные воды при их непрерывном спиралеобразном движении и периодическом переходе из аэробной зоны в аноксидную зону и обратно.The present invention is directed to solving the technical problem of increasing the efficiency of wastewater treatment by increasing the productivity of the installation, improving the quality of treatment, intensifying the processes of exposure to wastewater and expanding the methods of exposure of activated sludge to wastewater during their continuous spiral motion and periodic transition from aerobic to anoxic zone and back.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в способе непрерывной интенсивной биологической очистки сточных вод, включающем предварительную обработку сточных вод в приемном аэротенке с предварительной биологической очисткой сточных вод, сепарацией и удалением твердой фракции, основную биологическую очистку активным илом при аэрации сточных вод в аэробной фазе и отсутствии аэрации в аноксидной фазе, подачу отработанного активного ила на стабилизацию и отвод очищенных вод, основную биологическую очистку сточных вод осуществляют в основном аэротенке путем образования продольно расположенных камер, связанных между собой в верхней и нижней зонах, направляя сточные воды перетоком по спирали из одной камеры в другую за счет создания аэробной зоны в одной камере и аноксидной зоны в другой камере с осуществлением процессов нитрификации сточных вод в аэробной фазе и процессов денитрификации образующихся нитратов и нитритов в аноксидной фазе, причем перетекание сточных вод из аэробной зоны в аноксидную зону осуществляют в верхней части камер под воздействием аэрации сточных вод в аэробной зоне, создающей дисбаланс уровня сточных вод по высоте за счет уменьшения плотности водо-воздушной смеси, а перетекание сточных вод из аноксидной зоны в аэробную зону осуществляют в нижней части камер под воздействием разрежения в нижней части аэробной зоны, при этом изменение направления спирального движения сточных вод на противоположное производят выключением аэрации в аэробной зоне и включением аэрации в аноксидной зоне после накопления в аноксидной зоне с дефицитом кислорода высококонцентрированного живого осадка активного ила и нарастания в нем процессов отмирания. В приемном аэротенке из сточных вод выделяют и удаляют мелкую неорганическую фракцию, а перед подачей сточных вод в основной аэротенк выделяют и удаляют крупную неорганическую фракцию. Отработанный активный ил удаляют из приемного аэротенка в стабилизатор, производят минерализацию биомассы с уменьшением органической составляющей активного ила, а затем подают на обезвоживание.The solution of the technical problem is achieved by the fact that in the method of continuous intensive biological wastewater treatment, including pretreatment of wastewater in a receiving aeration tank with preliminary biological wastewater treatment, separation and removal of solid fraction, the main biological treatment with activated sludge during wastewater aeration in the aerobic phase and the absence of aeration in the anoxide phase, the supply of spent activated sludge for stabilization and disposal of treated water, the main biological wastewater treatment exist in the main aeration tank by forming longitudinally arranged chambers, interconnected in the upper and lower zones, directing wastewater in a spiral flow from one chamber to another by creating an aerobic zone in one chamber and an anoxic zone in another chamber with the implementation of wastewater nitrification processes in the aerobic phase and denitrification of the formed nitrates and nitrites in the anoxide phase, and the wastewater flows from the aerobic zone to the anoxide zone in the upper part of the chambers under the influence of by aeration of wastewater in the aerobic zone, creating an imbalance in the level of wastewater in height due to a decrease in the density of the air-water mixture, and wastewater from the anoxide zone to the aerobic zone is carried out in the lower part of the chambers under the influence of rarefaction in the lower part of the aerobic zone, the opposite direction of the spiral movement of wastewater is produced by turning off aeration in the aerobic zone and turning on aeration in the anoxic zone after the accumulation of highly concentrated oxygen deficient in the anoxic zone This living sediment of activated sludge and the growth of dying processes in it. In the intake aeration tank, a small inorganic fraction is isolated and removed from the wastewater, and a large inorganic fraction is isolated and removed before the wastewater is fed into the main aeration tank. The spent activated sludge is removed from the intake aeration tank to the stabilizer, the biomass is mineralized with a decrease in the organic component of the activated sludge, and then it is dehydrated.

А также тем, что в установке непрерывной интенсивной биологической очистки сточных вод, содержащей приемный аэротенк с аэраторами, первичным отстойником и системой выделения и удаления твердой неорганической фракции, связанный горизонтальным каналом эрлифта избыточного активного ила со стабилизатором активного ила и каналом перетока с основным аэротенком, включающим продольные аэраторы и транспортирующие системы активного ила и связанным с вторичным отстойником, основной аэротенк выполнен двухкамерным с продольно расположенной между камерами погружной перегородкой, выполненной с продольно расположенными отверстиями в верхней и нижней зонах и образующей продольные камеры управляемой активации, связанные между собой отверстиями в нижней и верхней зонах погружной перегородки, с возможностью зональной аэрации в одной из камер при спиральном движении сточных вод из одной камеры в другую, а аэраторы расположены продольно в обеих камерах и снабжены переключателем воздушного потока. Первичный отстойник расположен в задней зоне приемного аэротенка, выполнен со щелевым отверстием в нижней зоне для нижнего поступления предварительно обработанных в приемном аэротенке сточных вод и связан каналом перетока с основным аэротенком, а система выделения и удаления твердой фракции снабжена насосом песчаной пульпы, расположенным в нижней зоне первичного отстойника под его щелевым отверстием, при этом вертикальный канал эрлифта избыточного активного ила для подачи в стабилизатор расположен в нижней части первичного отстойника над щелевым отверстием. Система выделения и удаления твердой фракции снабжена транспортером для крупного мусора, выполненным в виде ступенчатой подвижной решетки, расположенной в зоне канала перетока. Вторичный отстойник выполнен двухкамерным, при этом камеры вторичного отстойника расположены с разных сторон погружной перегородки и снабжены общим транспортером рециркуляционного активного ила, связанным с приемным аэротенком.And also by the fact that in the installation of continuous intensive biological wastewater treatment, containing a receiving aeration tank with aerators, a primary sump and a system for separating and removing solid inorganic fraction, connected by a horizontal airlift channel of excess activated sludge with an activated sludge stabilizer and an overflow channel with a main aeration tank, including longitudinal aerators and transporting systems of activated sludge and associated with a secondary sump, the main aeration tank is made two-chamber with a longitudinally located I am waiting for the cameras with an immersion partition made with longitudinally located openings in the upper and lower zones and forming longitudinal chambers of controlled activation, interconnected with holes in the lower and upper zones of the immersion partition, with the possibility of zone aeration in one of the chambers with spiral movement of wastewater from one chamber to the other, and the aerators are located longitudinally in both chambers and are equipped with an air flow switch. The primary sedimentation tank is located in the rear zone of the intake aeration tank, is made with a slot in the lower zone for lower inflow of wastewater pretreated in the reception aeration tank and is connected by the overflow channel to the main aeration tank, and the solid fraction separation and removal system is equipped with a sand pulp pump located in the lower zone primary settler under its slot hole, while the vertical airlift channel of excess activated sludge for feeding into the stabilizer is located at the bottom of the primary settler over the slotted hole. The system for separating and removing solid fractions is equipped with a conveyor for large debris, made in the form of a stepwise movable grate located in the zone of the overflow channel. The secondary sump is made of two chambers, while the chambers of the secondary sump are located on different sides of the immersion wall and are equipped with a common conveyor of recirculated activated sludge associated with the receiving aeration tank.

Стабилизатор активного ила снабжен либо низкооборотной механической мешалкой, либо крупнопузырчатым аэратором, расположенными в его нижней зоне.The activated sludge stabilizer is equipped with either a low-speed mechanical stirrer or a large-bubble aerator located in its lower zone.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 схематично изображена установка непрерывной интенсивной биологической очистки сточных вод. На фиг.2 - основной аэротенк, поперечное сечение. На фиг.3 - фрагмент погружной перегородки с отверстиями.The invention is illustrated by drawings. Figure 1 schematically shows the installation of continuous intensive biological wastewater treatment. Figure 2 - main aeration tank, cross section. Figure 3 is a fragment of a submersible partition with holes.

Установка непрерывной интенсивной биологической очистки сточных вод включает приемный аэротенк 1 с преимущественно придонной системой 2 аэрации, первичным отстойником 3, расположенным в задней зоне приемного аэротенка 1 и системой выделения и удаления твердой неорганической фракции из сточных вод. Первичный отстойник 3 имеет щелевое отверстие 4 в нижней зоне для нижнего поступления в него предварительно обработанных путем аэрации и воздействия активным илом сточных вод из приемного аэротенка 1. Система выделения и удаления твердой неорганической фракции снабжена насосом 5 песчаной пульпы, расположенным в нижней зоне первичного отстойника 3 под его щелевым отверстием 4. Трубы 6 придонной системы 2 аэрации могут быть расположены продольно или поперечно движению сточных вод. Первичный отстойник 3 приемного аэротенка 1 связан с основным аэротенком 7 каналом 8 перетока. Канал 8 перетока может быть оснащен транспортером 9 для удаления более крупной, чем песок, неорганической фракции с небольшим удельным весом (легкого мусора), выполненный в виде ступенчатой подвижной решетки.Installation of continuous intensive biological wastewater treatment includes a receiving aeration tank 1 with a predominantly bottom aeration system 2, a primary sump 3 located in the rear zone of a receiving aeration tank 1 and a system for isolating and removing solid inorganic fraction from wastewater. The primary sump 3 has a slot 4 in the lower zone for lower entry into it of pretreated by aeration and exposure to activated sludge wastewater from the intake aeration tank 1. The system for the extraction and removal of solid inorganic fraction is equipped with a sand pulp pump 5 located in the lower zone of the primary sump 3 under its slotted opening 4. Pipes 6 of the bottom aeration system 2 can be located longitudinally or transversely to the movement of wastewater. The primary sump 3 receiving aerotank 1 is connected with the main aeration tank 7 channel 8 flow. The overflow channel 8 can be equipped with a conveyor 9 for removing a larger inorganic fraction with a small specific gravity (sand) (light garbage), made in the form of a stepped movable grate.

Основной аэротенк 7 выполнен двухкамерным в продольном направлении (по ходу движения сточных вод). Камеры 10 и 11 управляемой активации основного аэротенка 7 образованы продольно расположенной погружной перегородкой 12. В нижней зоне камер 10 и 11 продольно расположены придонные аэраторы 13 и 14 соответственно.The main aeration tank 7 is made two-chamber in the longitudinal direction (in the direction of the wastewater). The chambers 10 and 11 of the controlled activation of the main aeration tank 7 are formed by a longitudinally located immersion wall 12. In the lower zone of the chambers 10 and 11, bottom aerators 13 and 14 are longitudinally located.

Придонные аэраторы 13 и 14 связаны с воздуходувкой 15 посредством систем распределения 16 и 17, воздуховодов 18 и 19 и переключателя 20 воздуха. Погружная перегородка 12 либо имеет продольно расположенные внизу отверстия 21 и расположенные вверху отверстия 22, либо установлена с зазором 23 ко дну аэротенка 7 таким образом, чтобы ее нижняя кромка не касалась дна аэротенка 7, а верхняя кромка была на уровне сточных вод, но ниже верхнего уровня аэротенка 7 с зазором 24 к верхней кромке аэротенка 7. Такое расположение и выполнение погружной перегородки 12 позволяет получить камеры 10 и 11 управляемой активации, связанные между собой либо отверстиями 21 и 22 в нижней и верхней зонах погружной перегородки 12 (либо нижним зазором 23 и верхним зазором 24), с возможностью зональной аэрации в одной из камер 10 или 11 при спиральном движении сточных вод из одной камеры в другую. Аэротенк 7 снабжен транспортирующей системой рециркуляции активного ила, включающей эрлифты 25, расположенные в каждой камере 10 и 11 в зонах формирования осадка активного ила и связанные с самотечным каналом 26 рециркуляции активного ила, выходной конец которого расположен над приемным аэротенком 1. Аэротенк 7 оснащен двумя вторичными отстойниками 27, расположенными в камерах 10 и 11. Отстойники 27 оснащены стоками 28 для выхода очищенной (осветленной) воды. Насос 5 песчаной пульпы связан с приемником 29 песка. Транспортер 9 крупного легкого мусора связан с приемником 30 мусора. Приемный аэротенк 1 связан со стабилизатором 31 посредством трубопровода 32 с эрлифтом 33 избыточного активного ила для подачи в стабилизатор 31. Входное отверстие эрлифта 33 расположено в нижней части первичного отстойника 3 над щелевым отверстием 4. Стабилизатор 31 оснащен мешалкой 34 и насосом 35 стабилизированного ила на обезвоживание. Вместо мешалки 34 может быть использован крупнопузырчатый аэратор (не показано). Вторичные отстойники 27 могут быть выполнены с нижними щелевыми отверстиями 36.Bottom aerators 13 and 14 are connected to the blower 15 via distribution systems 16 and 17, ducts 18 and 19, and an air switch 20. The immersion wall 12 either has holes 21 longitudinally located at the bottom and holes 22 located at the top, or is installed with a gap 23 to the bottom of the aeration tank 7 so that its lower edge does not touch the bottom of the aeration tank 7, and the upper edge is at the level of wastewater, but lower than the upper the level of the aeration tank 7 with a gap 24 to the upper edge of the aeration tank 7. This arrangement and implementation of the immersion partition 12 allows you to get cameras 10 and 11 controlled activation, interconnected by holes 21 and 22 in the lower and upper zones of the immersion partition delivery 12 (or lower clearance 23 and upper clearance 24), with the possibility of zonal aeration in one of the chambers 10 or 11 with a spiral movement of wastewater from one chamber to another. The aeration tank 7 is equipped with a transporting activated sludge recirculation system, including airlifts 25 located in each chamber 10 and 11 in the zones of formation of activated sludge and connected to a gravity channel 26 of activated sludge recirculation, the outlet end of which is located above the receiving aeration tank 1. Aeration tank 7 is equipped with two secondary sumps 27 located in chambers 10 and 11. Sumps 27 are equipped with drains 28 for the release of purified (clarified) water. The sand pulp pump 5 is connected to a sand receiver 29. The conveyor 9 of large light garbage is connected to the receiver 30 of the garbage. The intake aeration tank 1 is connected to the stabilizer 31 via a pipe 32 with an airlift 33 of excess activated sludge for feeding into the stabilizer 31. The airlift inlet 33 is located in the lower part of the primary settler 3 above the slot 4. The stabilizer 31 is equipped with a mixer 34 and a stabilized sludge dewatering pump 35 . Instead of a stirrer 34, a coarse bubble aerator (not shown) can be used. Secondary sedimentation tanks 27 can be made with lower slotted holes 36.

Способ непрерывной интенсивной биологической очистки сточных вод заключается в следующем. В приемном аэротенке 1 производят предварительную обработку сточных вод активным илом с придонной аэрацией. Сточные воды, попадающие в приемный аэротенк 1, подвергают различным видам воздействия: фрагменты 37 органического мусора разлагают с помощью активного ила, подаваемого в приемный аэротенк 1 транспортирующей системой рециркуляции активного ила, включающей эрлифты 25 и самотечный канал 26, из аэротенка 7, и пузырьков воздуха, подаваемых через систему 2 аэрации, создающих эффект «кипения» и способствующих процессам «разбивания» фрагментов 37 органического мусора и окисления органических веществ. А также в приемном аэротенке 1 и первичном отстойнике 3 осуществляют сепарацию и удаление мелкой неорганической фракции насосом 5 песчаной пульпы. В канале 8 перетока перед подачей сточных вод в основной аэротенк 7 при необходимости выделяют и удаляют легкую неорганическую фракцию посредством транспортера 9.The method of continuous intensive biological wastewater treatment is as follows. In the receiving aeration tank 1 pretreatment of wastewater with activated sludge with bottom aeration. Wastewater entering the intake aeration tank 1 is subjected to various types of exposure: fragments 37 of organic debris are decomposed using activated sludge supplied to the receiving aeration tank 1 with a transporting activated sludge recirculation system, including airlifts 25 and a gravity channel 26, from aeration tank 7, and air bubbles fed through the aeration system 2, creating the effect of "boiling" and contributing to the processes of "breaking" fragments 37 of organic debris and the oxidation of organic substances. And also in the intake aeration tank 1 and the primary settler 3 carry out the separation and removal of the small inorganic fraction by the pump 5 of the sand pulp. In the overflow channel 8, before supplying wastewater to the main aeration tank 7, if necessary, a light inorganic fraction is separated and removed by means of a conveyor 9.

Через канал 8 перетока в основной аэротенк 7 попадают сточные воды, содержащие мелкодисперсные органические частицы. Сточные воды в основном аэротенке 7 совершают продольное спиралеобразное движение вокруг погружной перегородки 12 в продольно расположенных камерах 10 и 11, связанных между собой отверстиями 22 и 21 или зазорами 24 и 23 в верхней и нижней зонах перегородки 12. При включении аэрации в камере 10 создается аэробная зона с эффектом «кипения», способствующим уменьшению плотности жидкости и увеличению ее объема, возникает дисбаланс уровня сточных вод по высоте погружной перегородки 12. «Вскипающие» сточные воды устремляются через верхний зазор 24 перегородки 12 (либо через верхние отверстия 22) в камеру 11, где отсутствует аэрация. Таким образом в камере 10 создается аэробная зона с осуществлением процессов нитрификации сточных вод в фазе аэрации, а в камере 11 создается аноксидная зона с осуществлением процессов денитрификации образовавшихся в аэробной зоне нитратов и нитритов. Перетекание сточных вод из аноксидной зоны камеры 11 в аэробную зону камеры 10 происходит в нижней части камер 10 и 11 через нижние зазоры 23 (либо через нижние отверстия 21) перегородки 12 под воздействием разрежения в нижней части аэробной зоны. В процессе такой работы аэротенка 7 сточные воды многократно попадают из камеры 10 в камеру 11 над перегородкой 12 и обратно под перегородкой 12, совершая продольное спиралеобразное движение из аэробной зоны в аноксидную и обратно. В аэробной зоне камеры 10, где происходит процесс нитрификации, микроорганизмы (бактерии) активного ила, питаясь находящимися в сточных водах органическими веществами, преобразуют их в более простые соединения - нитриты и нитраты с выделением чистой воды. В аноксидной зоне камеры 11 над придонными аэраторами 14, в которые в это время не подается воздух, постепенно накапливается высококонцентрированный живой осадок. По мере накопления живого осадка в нем нарастают процессы самоокисления (избирательного лизиса), т.е. более «сильные» микроорганизмы выделяют ферменты для окисления более «слабых». Над зоной 32 возникает дефицит кислорода и начинается процесс денитрификации сточных вод, т.е. разложение нитратов и нитритов до молекулярного азота. Часть микроорганизмов активного ила направляют на рециркуляцию в приемный аэротенк 1. По мере увеличения количества высококонцентрированного живого осадка в аноксидной зоне камеры 11 в нем начинают нарастать процессы отмирания активного ила. На этом заканчивается первый цикл работы аэротенка 7. В этот момент выключают придонные аэраторы 13 в камере 10 и включают придонные аэраторы 14 в камере 11, при этом происходит изменение направления спиралеобразного движения сточных вод на противоположное, т.к. все процессы меняются местами. С этой минуты начинается второй цикл работы аэротенка 7. В камере 11 формируют аэробную зону за счет активной аэрации сточных вод, а в камере 10 - аноксидную зону с дефицитом кислорода.Through the overflow channel 8, wastewater containing finely dispersed organic particles enters the main aeration tank 7. Wastewater in the main aeration tank 7 makes a longitudinal spiral motion around the immersion wall 12 in the longitudinally located chambers 10 and 11, interconnected by openings 22 and 21 or by gaps 24 and 23 in the upper and lower zones of the wall 12. When aeration is turned on, aerobic is created in the chamber 10 zone with the effect of "boiling", contributing to a decrease in the density of the liquid and increase its volume, there is an imbalance in the level of wastewater along the height of the immersion partition 12. "Boiling" wastewater rushes through the upper clearance 24 moles 12 (or through the upper holes 22) into the chamber 11, where there is no aeration. Thus, in the chamber 10 an aerobic zone is created with the implementation of nitrification processes of wastewater in the aeration phase, and in the chamber 11 an anoxic zone is created with the denitrification of nitrates and nitrites formed in the aerobic zone. The flow of wastewater from the anoxide zone of the chamber 11 to the aerobic zone of the chamber 10 occurs in the lower part of the chambers 10 and 11 through the lower gaps 23 (or through the lower holes 21) of the partition 12 under the influence of rarefaction in the lower part of the aerobic zone. In the process of such operation of the aeration tank 7, wastewater repeatedly flows from the chamber 10 into the chamber 11 above the partition 12 and back under the partition 12, making a longitudinal spiral motion from the aerobic zone to the anoxic zone and vice versa. In the aerobic zone of chamber 10, where the nitrification process takes place, microorganisms (bacteria) of activated sludge, feeding on organic substances in wastewater, convert them into simpler compounds - nitrites and nitrates with the release of pure water. In the anoxic zone of the chamber 11 above the bottom aerators 14, into which air is not supplied at this time, a highly concentrated live sediment gradually accumulates. As living sediment accumulates, self-oxidation (selective lysis) processes increase in it, i.e. more “strong” microorganisms secrete enzymes for the oxidation of weaker ones. Oxygen deficiency occurs over zone 32 and the process of denitrification of wastewater begins, i.e. decomposition of nitrates and nitrites to molecular nitrogen. Some microorganisms of activated sludge are sent for recycling to the receiving aerotank 1. As the amount of highly concentrated living sediment in the anoxic zone of chamber 11 increases, the processes of dying of activated sludge begin to increase in it. This ends the first cycle of operation of the aeration tank 7. At this moment, the bottom aerators 13 in the chamber 10 are turned off and the bottom aerators 14 in the chamber 11 are turned on, and the direction of the spiral motion of the wastewater is reversed, because all processes change places. From this minute, the second cycle of the aeration tank 7 begins. In the chamber 11, an aerobic zone is formed due to the active aeration of the wastewater, and in the chamber 10, an oxygen-deficient anoxide zone.

Каждый цикл осуществляется по следующей схеме. В первом периоде цикла, который длится от 30 минут до 4 часов, включают посредством переключателя 20 систему распределения 16 с придонными аэраторами 13. В камере 10 аэротенка 7 начинается интенсивное взаимодействие активного ила с воздухом и органическими частицами сточных вод и их нитрификация. Работа придонных аэраторов 13 обеспечивает надежное и тщательное растворение кислорода воздуха для использования его активным илом при окислении разлагагощихся органических загрязнений. В результате такого интенсивного окисления биологические фрагменты 37 разлагаются на нитраты, нитриты и воду. Сточные воды под действием аэраторов 13 вспениваются и перетекают в камеру 11 над перегородкой 12 (в зазор 24 либо в отверстия 22), при этом внизу, под перегородкой 12 (в зазоре 23 либо в отверстия 21) начинается «подсос» сточных вод из камеры 11 в камеру 10. Эти процессы способствуют тому, что сточные воды начинают совершать продольное (вдоль аэротенка 7) спиралеобразное движение по часовой стрелке вокруг перегородки 12. По мере накопления живого осадка в аноксидной зоне в нем нарастают процессы самоокисления (избирательного лизиса), при отсутствии аэрации возникает дефицит кислорода и идет процесс разложения нитратов и нитритов до молекулярного азота. Накопленный в аноксидной зоне активный ил направляют на рециркуляцию в приемный аэротенк 1 эрлифтами 24 и самотечным каналом 26.Each cycle is carried out as follows. In the first period of the cycle, which lasts from 30 minutes to 4 hours, a distribution system 16 with bottom aerators 13 is turned on via switch 20. In chamber 10 of aeration tank 7, intensive interaction of activated sludge with air and organic wastewater particles and their nitrification begins. The work of bottom aerators 13 provides reliable and thorough dissolution of oxygen in the air for use with activated sludge in the oxidation of decomposed organic pollutants. As a result of such intense oxidation, biological fragments 37 decompose into nitrates, nitrites, and water. Wastewater under the action of aerators 13 foams and flows into the chamber 11 above the partition 12 (into the gap 24 or into the openings 22), while below, under the partition 12 (in the gap 23 or into the openings 21), “sewage” from the chamber 11 begins into the chamber 10. These processes ensure that the wastewater begins to make a longitudinal (along the aeration tank 7) spiral movement clockwise around the partition 12. As the living sediment accumulates in the anoxide zone, self-oxidation (selective lysis) processes increase in it, in the absence of aeration tion, oxygen deficiency occurs and the process of decomposition of nitrates and nitrites to molecular nitrogen. The activated sludge accumulated in the anoxic zone is sent for recycling to the receiving aerotank 1 by airlifts 24 and a gravity channel 26.

Во втором периоде цикла, который также длится от 30 минут до 4 часов, включают посредством переключателя 20 систему распределения 17 с придонными аэраторами 14, выключая аэраторы 13. В зоне накопления (в предыдущем цикле) активного ила в камере 11 происходит интенсивное взаимодействие оставшегося после удаления рециркуляционной системой с эрлифтом 25 и самотечным каналом 26 (наиболее «сильного») активного ила с воздухом и органическими частицами сточных вод. Теперь сточные воды вспениваются в камере 11 и перетекают в камеру 10 над перегородкой 12, а внизу, под перегородкой 12 происходит «подсос» сточных вод из камеры 10 в камеру 11. При этом сточные воды по-прежнему совершают продольное (вдоль аэротенка 7) спиралеобразное движение, но теперь уже против часовой стрелки вокруг перегородки 12. В аноксидной зоне камеры 10 над придонными аэраторами 13, в которые в это время не подается воздух, формируется высококонцентрированный живой осадок. И теперь в камере 10 нарастают процессы самоокисления (избирательного лизиса), возникает дефицит кислорода и начинается процесс денитрификации нитратов и нитритов сточных вод. Накопленный в камере 10 активный ил отправляют рециркуляционной системой с эрлифтом 25 в приемный аэротенк 1. Полный цикл обработки сточных вод в аэротенке 7 длится от 1 часа до 8 часов. Попавшая в отстойник 27 вода может содержать небольшое количество «живого» активного ила, выпадающего на дно и подаваемого системой рециркуляции в приемный аэротенк 1, а на сток 28 перетекает очищенная осветленная вода.In the second period of the cycle, which also lasts from 30 minutes to 4 hours, a distribution system 17 with bottom aerators 14 is turned on via switch 20, turning off the aerators 13. In the accumulation zone (in the previous cycle) of activated sludge in chamber 11, an intensive interaction of the remaining after removal recirculation system with airlift 25 and gravity channel 26 (the most "strong") activated sludge with air and organic wastewater particles. Now the wastewater foams in the chamber 11 and flows into the chamber 10 above the partition 12, and below, under the partition 12 there is a “suction” of wastewater from the chamber 10 into the chamber 11. At the same time, the wastewater is still longitudinal (along the aeration tank 7) spiral movement, but now already counterclockwise around the partition 12. In the anoxic zone of the chamber 10 above the bottom aerators 13, into which air is not supplied at this time, a highly concentrated live sediment is formed. And now in the chamber 10, the processes of self-oxidation (selective lysis) increase, oxygen deficiency occurs and the process of denitrification of nitrates and nitrites of wastewater begins. The activated sludge accumulated in the chamber 10 is sent by a recirculation system with airlift 25 to the receiving aeration tank 1. The full cycle of wastewater treatment in aeration tank 7 lasts from 1 hour to 8 hours. The water entering the sump 27 may contain a small amount of "live" activated sludge falling to the bottom and supplied by the recirculation system to the intake aeration tank 1, and purified clarified water flows to the drain 28.

Такой способ движения сточных вод увеличивает эффективность воздействия активного ила на биологические фрагменты, увеличивает время контакта активного ила с биологическими фрагментами сточных вод, а смена циклов исключает образование застойных зон в камерах 10 и 11. В стабилизаторе 31 под воздействием низкооборотной механической мешалки 34 либо крупнопузырчатого аэратора происходит минерализация биомассы с удалением углерода из активного ила, которую затем подают на обезвоживание. Полученная минерализованная до оптимальных параметров масса является хорошим удобрением со сбалансированным сочетанием минеральных и органических веществ.This method of movement of wastewater increases the effectiveness of the action of activated sludge on biological fragments, increases the contact time of activated sludge with biological fragments of wastewater, and the change of cycles eliminates the formation of stagnant zones in chambers 10 and 11. In the stabilizer 31 under the influence of a low-speed mechanical mixer 34 or a large-bubble aerator mineralization of biomass occurs with the removal of carbon from activated sludge, which is then fed to dehydration. The resulting mineralized to optimal parameters mass is a good fertilizer with a balanced combination of mineral and organic substances.

Цикличное включение придонных аэраторов 13 и 14 в камерах 10 и 11 аэротенка 7, формирование аэробной и аноксидной зон в камерах 10 и 11 аэротенка 7 управляемой активации с последующей сменой цикла способствует активизации процессов переработки органических веществ в сточных водах, обеспечивает их глубокую очистку, позволяет регулировать скорость движения сточных вод и производительность аэротенка 7, удлиняя путь прохождения сточных вод вдоль аэротенка 7 за счет создания цикличных спиралеобразных продольных потоков, изменения состояния активного ила и увеличения периода активного воздействия на органические вещества. Использование данных способа и системы в городских условиях позволит улучшить качество очистки сточных вод в промышленных масштабах, исключить загрязнение больших территорий отстойниками и очистными сооружениями сточных вод, т.к. дает возможность эффективно очищать большие объемы сточных вод в достаточно компактных установках.The cyclic inclusion of bottom aerators 13 and 14 in chambers 10 and 11 of aeration tank 7, the formation of aerobic and anoxic zones in chambers 10 and 11 of controlled activation aeration tank 7 with the subsequent change of cycle contributes to the activation of the processing of organic substances in wastewater, ensures their deep cleaning, allows you to adjust the speed of movement of wastewater and the productivity of the aeration tank 7, lengthening the path of the passage of wastewater along the aeration tank 7 by creating cyclic spiral-shaped longitudinal flows, changing the state of the asset th sludge and increase the period of active influence on organic materials. The use of the data of the method and system in urban conditions will improve the quality of wastewater treatment on an industrial scale, to eliminate the pollution of large areas with sedimentation tanks and wastewater treatment plants, because makes it possible to effectively treat large volumes of wastewater in fairly compact installations.

Таким образом, заявленное изобретение решает техническую задачу повышения эффективности очистки сточных вод за счет увеличения производительности установки, повышения качества очистки, интенсификации процессов воздействия на сточные воды и расширения способов воздействия активного ила на сточные воды при их непрерывном спиралеобразном движении и периодическом переходе из аэробной зоны в аноксидную зону и обратно.Thus, the claimed invention solves the technical problem of increasing the efficiency of wastewater treatment by increasing the productivity of the plant, improving the quality of treatment, intensifying the processes of exposure to wastewater and expanding the methods of exposure of activated sludge to wastewater during their continuous spiral motion and periodic transition from the aerobic zone to anoxic zone and back.

Claims

1. The method of continuous intensive biological wastewater treatment, including pretreatment of wastewater in a receiving aeration tank with preliminary biological wastewater treatment, separation and removal of solid fraction, the main biological treatment with activated sludge during wastewater aeration in the aerobic phase and the absence of aeration in the anoxide phase, the supply of spent activated sludge for stabilization and disposal of treated water, while the main biological wastewater treatment is carried out mainly in the aeration tank by forming chambers located in one of the upper and lower zones, directing wastewater in a spiral flow from one chamber to another by creating an aerobic zone in one chamber and an anoxic zone in another chamber with the implementation of nitrification of wastewater in the aerobic phase and denitrification processes the formation of nitrates and nitrites in the anoxide phase, and the flow of wastewater from the aerobic zone to the anoxide zone is carried out in the upper part of the chambers under the influence of aeration of wastewater in the aerobic zone, creating a dis the wastewater level is balanced in height by reducing the density of the water-air mixture, and the wastewater flows from the anoxide zone to the aerobic zone in the lower part of the chambers under the influence of rarefaction in the lower part of the aerobic zone, while the spiral direction of the wastewater is reversed turning off aeration in the aerobic zone and turning on aeration in the anoxic zone after the accumulation in the anoxic zone with oxygen deficiency of highly concentrated live sludge of activated sludge and growth in it Processes dying.

2. The method of continuous intensive biological wastewater treatment according to claim 1, characterized in that a small inorganic fraction is isolated and removed from the wastewater in a receiving aeration tank, and a larger inorganic fraction is separated and removed before the wastewater is supplied to the main aeration tank .

3. The method of continuous intensive biological wastewater treatment according to claim 1, characterized in that the spent activated sludge is removed from the receiving aeration tank into the stabilizer, the biomass is mineralized with a decrease in the organic component of the activated sludge, and then fed to dehydration.

4. Installation of continuous intensive biological wastewater treatment, containing a receiving aeration tank with aerators, a primary sump and a system for separating and removing solid inorganic fraction, connected by a horizontal airlift channel of excess activated sludge with a stabilizer of activated sludge and a flow channel with a main aeration tank, including longitudinal aerators and a conveying activated sludge recirculation system and associated with a secondary sump, while the main aeration tank is made two-chamber with a longitudinal arrangement between the chambers by an immersion baffle made with longitudinally located openings in the upper and lower zones and forming longitudinal chambers of controlled activation, interconnected by openings in the lower and upper zones of the immersion baffle, with the possibility of zone aeration in one of the chambers with spiral movement of wastewater from one chambers to the other, and aerators are located longitudinally in both chambers and are equipped with an air flow switch.

5. The installation of continuous intensive biological wastewater treatment according to claim 4, characterized in that the primary sump is located in the rear zone of the intake aeration tank, made with a slot in the lower zone for the lower flow of wastewater pretreated in the reception aeration tank and connected to the main flow channel aeration tank, and the system for the separation and removal of solid fractions is equipped with a sand pulp pump located in the lower zone of the primary sump under its slot hole, while the vertical airlift channel excess activated sludge for supply to the stabilizer is located in the lower part of the primary settler above the slot hole.

6. Installation of continuous intensive biological wastewater treatment according to claim 4, characterized in that the system for the separation and removal of solid fractions is equipped with a conveyor for large garbage, made in the form of a stepwise movable grate located in the area of the overflow channel.

7. Installation of continuous intensive biological wastewater treatment according to claim 4, characterized in that the secondary sump is made of two-chamber, while the chambers of the secondary sump are located on different sides of the immersion wall and are equipped with a common recirculated activated sludge conveyor associated with the receiving aeration tank.

8. Installation of continuous intensive biological wastewater treatment according to claim 4, characterized in that the activated sludge stabilizer is equipped with either a low-speed mechanical stirrer or a coarse bubble aerator located in its lower zone.