RU2489366C2

RU2489366C2 - Method of effluents biological treatment

Info

Publication number: RU2489366C2
Application number: RU2011142344/05A
Authority: RU
Inventors: Алексей Владимирович Горев; Сергей Геннадьевич Марков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ЭКОЛАЙН-БИО"
Priority date: 2011-10-19
Filing date: 2011-10-19
Publication date: 2013-08-10
Also published as: RU2011142344A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention may be used for treatment of domestic waters or similar effluents brought about by one or several residential or similar structures remote from drainage systems including treatment of effluents of cottages, settlements, camping sites, tourist centers, roadside cafes and motels In compliance with proposed method, effluents are fed into aeration chamber 8 with guide tube 9 whereto air is forced via diffuser 11 of aerator 10. Settled active silt is remove by vertical 7 for pumping exceed active silt while cleaned water is discharged by gravity via discharge pipe of annular spillway. Aeration chamber 8 has solid bottom 12 while diffuser 11 of aerator 10 is arranged there nearby. Guide tube 9 is shaped to inverse cone with respect to aeration chamber bottom. Guide tube lower end is located under solid bottom 12. Cleaned water and active slit discharge openings 3 are arranged above guide tube end in aeration chamber conical part. For pre-separation of solid inclusions from fine fractions, separator with polymer bed is used. Before discharge into sil, cleaned water is additionally cleaned at said-gravel filter.

EFFECT: simplified process, higher quality of treatment.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области очистки природных и сточных вод, и может быть использовано для очистки хозяйственно-бытовых или приравненных к ним по составу производственных сточных вод от одного или нескольких жилых объектов, отдаленных от существующих систем канализации, очистных сооружений, а именно для очистки сточных вод коттеджей и поселков, турбаз и кемпингов, придорожных кафе и гостиниц, АЗС, небольших предприятий и т.д.The invention relates to the field of purification of natural and waste water, and can be used for treatment of domestic water or equivalent to them in the composition of industrial wastewater from one or more residential facilities remote from existing sewage systems, treatment plants, namely, wastewater treatment cottages and villages, camp sites and campsites, roadside cafes and hotels, gas stations, small enterprises, etc.

Известен способ биологической очистки сточных вод путем прерывистого подвода жидкости на слой пористых крупнозернистых веществ по патенту СССР №11586, кл. 85 с 3/01, 1929 г., по которому очищаемую жидкость подводят на биологические желобчатые фильтры волнообразно, прерывая подвод на короткие моменты, в целях создания условий, при которых пористые тела могут быть, по спадении волны, пронизаны воздухом.A known method of biological wastewater treatment by intermittent fluid supply to a layer of porous coarse-grained substances according to USSR patent No. 11586, class. 85 from 3/01, 1929, according to which the liquid to be cleaned is fed into the biological grooved filters in a wave-like manner, interrupting the supply for short moments, in order to create conditions under which porous bodies can be penetrated by air upon wave decay.

Такой способ очистки относится к открытому способу и требует больших площадей, он больше подходит к финишной операции очистки, при таком способе невелика степень очистки сточных вод.This method of cleaning refers to the open method and requires large areas, it is more suitable for the finishing treatment, with this method the degree of wastewater treatment is small.

Известен процесс биологической очистки сточных вод по патенту СССР №1834857, кл. C02F 3/00, 3/02, 1993 г., по которому исходную воду подают в резервуар-усреднитель, где выравнивают по количественному и качественному составу, а затем подвергают обработке в устройстве биологической очистки - аэротенках или биофильтрах. Насосной станцией направляют биологически очищенную воду для доочистки в биосорберы, где предварительно очищенную воду фильтруют через слой сорбирующей загрузки. На поверхности пенополистирола при достаточной концентрации кислорода развиваются микроорганизмы, осуществляющие биокисление отсорбированных загрязнений. В верхнем слое активированного угля задерживается оставшаяся часть загрязнений и происходит их окисление. Очищенную в биосорберах воду подают в контактный резервуар, обеззараживают различными реагентами, хлором, озоном и др. Обеззараженную воду подают в дегазатор-накопитель, где в камеру аэрации подают через аэратор воздух для окисления и обдувки следов обеззараживания реагентов. На этой стадии вода является восстановленной с показателями на уровне умеренно-чистых естественных водоемов и пригодной для орошения. В систему подпочвенного орошения воду подают через магистральный разборный трубопровод и оросители игольчатого типа, которые могут быть установлены на площадях выращивания различных сельскохозяйственных культур, в том числе и технических культур, и декоративных насаждений.The known process of biological wastewater treatment according to USSR patent No. 1834857, class. C02F 3/00, 3/02, 1993, according to which the source water is supplied to the averaging tank, where it is leveled in quantitative and qualitative composition, and then subjected to treatment in a biological treatment device — aerotanks or biofilters. Pumping station sends biologically purified water for purification to biosorbers, where previously purified water is filtered through a layer of sorbent charge. On the surface of polystyrene foam with a sufficient oxygen concentration, microorganisms develop that carry out the biooxidation of the sorbed contaminants. In the upper layer of activated carbon, the remainder of the contaminants is retained and oxidized. The water purified in biosorbers is fed into a contact tank, disinfected with various reagents, chlorine, ozone, etc. The disinfected water is fed into a degasser-accumulator, where air is supplied to the aeration chamber through the aerator for oxidation and blowing of traces of disinfection of reagents. At this stage, the water is recovered with indicators at the level of moderately clean natural reservoirs and suitable for irrigation. Water is supplied to the subsurface irrigation system through a collapsible main pipeline and needle-type irrigators, which can be installed on the cultivation areas of various crops, including industrial crops, and ornamental plantings.

Однако это очень сложный, трудоемкий и дорогостоящий технологический процесс, требующий больших материальных затрат.However, this is a very complex, time-consuming and expensive technological process, requiring large material costs.

Известен процесс биологической очистки сточных вод по патенту Российской Федерации №32774, кл. C02F 3/02, 2003 г., принятый заявителем за прототип, по которому осуществляют подачу сточных вод посредством патрубка подачи в аэрационную камеру с направляющей трубой, в которую посредством диффузора аэратора подают воздух для смешивания его со сточной водой, осажденный при обработке активный ил удаляют посредством стояка для откачки избыточного активного ила, а очищенную воду самотеком удаляют через выходной патрубок водослива.The known process of biological wastewater treatment according to the patent of the Russian Federation No. 32774, class. C02F 3/02, 2003, adopted by the applicant for the prototype, according to which wastewater is supplied by means of a supply pipe to the aeration chamber with a guide pipe into which air is supplied by means of an aerator diffuser to mix it with wastewater, the activated sludge deposited during processing is removed by means of a riser for pumping excess activated sludge, and purified water by gravity is removed through the outlet of the weir.

Однако такой способ не дает достаточной степени очистки сточных вод, позволяющей дальнейшее их использование.However, this method does not provide a sufficient degree of wastewater treatment, allowing their further use.

Технической задачей изобретения является создание несложного технологического процесса биологической очистки сточных вод, позволяющего не только очистить сточные воды с высокой степенью очистки, но и дающего возможность дальнейшего использования их, например, для полива садово-огородного хозяйства.An object of the invention is the creation of a simple technological process of biological wastewater treatment, which allows not only to treat wastewater with a high degree of purification, but also making it possible to further use them, for example, for irrigation of a garden farm.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом решении аэрационную камеру выполняют с глухим днищем, а диффузор аэратора размещают вблизи глухого днища, направляющую трубу выполняют в форме обратного конуса по отношению к конической части аэрационной камеры, нижний торец направляющей трубы размещают над глухим днищем аэрационной камеры и выше этого торца направляющей трубы, а в конической части аэрационной камеры выполняют отверстия для выхода очищенной воды и активного ила, при этом осуществляют предварительное отделение твердых включений от мелких фракций, после которого в зону разделения подают воздух посредством диффузора аэратора, где смешивают его с поступившей сточной водой, причем перед сбросом в грунт очищенной воде проводят доочистку на песчано-щебеночном фильтре, а предварительное отделение твердых включений от мелких фракций осуществляют с помощью полимерной загрузки для прикрепленного активного ила, посредством которой образуют биологический фильтр с предварительной очисткой.The problem is solved in that in the proposed solution, the aeration chamber is performed with a blank bottom, and the aerator diffuser is placed near the blank bottom, the guide tube is made in the form of an inverse cone with respect to the conical part of the aeration chamber, the lower end of the guide tube is placed over the blank bottom of the aeration chamber and above this end of the guide tube, and in the conical part of the aeration chamber, holes are made for the outlet of purified water and activated sludge, while preliminary separation of the solid inclusions from fine fractions, after which air is supplied to the separation zone through an aerator diffuser, where it is mixed with incoming wastewater, and before discharge into the ground the purified water is treated with a sand-gravel filter, and preliminary separation of solid inclusions from fine fractions is carried out with using a polymer charge for attached activated sludge, through which form a biological filter with pre-treatment.

Кроме того, песчано-щебеночный фильтр выполняют в виде фильтрационного колодца, или в виде кассеты, или в виде траншеи.In addition, the sand-gravel filter is performed in the form of a filtration well, or in the form of a cartridge, or in the form of a trench.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в том, что предлагаемый способ очистки позволяет с высокой степенью очистить сточные воды, дающей возможность дальнейшего их использования, в том числе за счет проводимой доочистки на песчано-щебеночном фильтре, за счет насыщения стоков кислородом воздуха. При этом создают благоприятную среду для развития аэробных микроорганизмов, которые, образуя ценозы в виде хлопьев активного ила, осуществляют биологическую деструкцию органических загрязнений, содержащихся в поступающих в установку сточных водах, что значительно улучшает очистку до возможности использования очищенной воды в хозяйстве.The technical result achieved by the invention lies in the fact that the proposed cleaning method allows a high degree of purification of wastewater, which makes it possible to use them further, including through post-treatment on a sand-gravel filter, due to the saturation of effluents with atmospheric oxygen. At the same time, they create a favorable environment for the development of aerobic microorganisms, which, forming cenoses in the form of flakes of activated sludge, carry out the biological degradation of organic pollutants contained in the wastewater entering the plant, which significantly improves the treatment to the extent that purified water can be used in the household.

На чертеже изображен общий вид установки в рабочем положении, используемой для осуществления предлагаемого способа.The drawing shows a General view of the installation in the working position used to implement the proposed method.

Установка биологической очистки сточных вод содержит корпус 1 с горловиной 2 и крышкой 3, закрывающей горловину 2. Корпус 1 выполнен цилиндрическим, в верхней части которого размещен патрубок подачи 4 сточных вод и водослив 5 очищенной воды, а в его нижней части выполнен отстойник 6 в виде конуса. Внутри корпуса 1 вертикально установлен стояк 7 для откачки избыточного активного ила. Верхний торец стояка 7 выведен в горловину 2. В корпусе 1, соосно с ним, установлена аэрационная камера 8 цилиндрической формы с конической нижней частью и направляющей трубой 9, которая выполнена в форме обратного конуса по отношению к конической части аэрационной камеры 8. В аэрационной камере 8 помещен аэратор 10 с диффузором 11 и установлен в направляющей трубе 9, которая установлена по оси корпуса 1.The biological wastewater treatment plant comprises a housing 1 with a neck 2 and a cover 3 covering the neck 2. The housing 1 is cylindrical, in the upper part of which there is a sewage supply pipe 4 and a spillway 5 of purified water, and a settler 6 is made in its lower part in the form cone. Inside the housing 1, a riser 7 is vertically mounted for pumping excess activated sludge. The upper end of the riser 7 is brought out to the neck 2. In the housing 1, coaxially with it, an aeration chamber 8 of cylindrical shape with a conical lower part and a guide tube 9 is installed, which is made in the form of an inverse cone with respect to the conical part of the aeration chamber 8. In the aeration chamber 8 placed an aerator 10 with a diffuser 11 and is installed in the guide pipe 9, which is installed along the axis of the housing 1.

Аэрационная камера 8 выполнена с глухим днищем 12, а диффузор 11 аэратора 10 установлен вблизи глухого днища 12 аэрационной камеры 8. Нижний торец направляющей трубы 9 приподнят над глухим днищем 12 аэрационной камеры 8 и выше этого торца направляющей трубы 9 в конической части аэрационной камеры 8 выполнены отверстия 13 для выхода очищенной воды и активного ила.The aeration chamber 8 is made with a deaf bottom 12, and the diffuser 11 of the aerator 10 is installed near the deaf bottom 12 of the aeration chamber 8. The lower end of the guide tube 9 is raised above the deaf bottom 12 of the aeration chamber 8 and above this end of the guide tube 9 in the conical part of the aeration chamber 8 openings 13 for the release of purified water and activated sludge.

Ниже патрубка подачи 4 сточных вод и водослива 5 очищенной воды в верхней части аэрационной камеры 8 установлен отделитель 14 твердых включений от мелких фракций, который выполнен в виде полимерной загрузки для прикрепленного активного ила и образует биологический фильтр с предварительной очисткой сточных вод. Патрубок подачи 4 сточных вод пропущен во внутрь аэрационной камеры 8 через корпус 1 на его верхней цилиндрической части. Водослив 5 выполнен кольцевым, установлен по окружности внутри отстойника 6 ниже патрубка подачи 4 сточных вод и выведен наружу. По всей боковой поверхности кольцевого водослива 5 с определенным шагом выполнены отверстия 15 для забора очищенной воды с выходом в патрубок 16 кольцевого водослива 5.Below the supply pipe 4 of wastewater and weir 5 of purified water in the upper part of the aeration chamber 8 there is a separator 14 of solid inclusions from fine fractions, which is made in the form of a polymer charge for attached activated sludge and forms a biological filter with preliminary wastewater treatment. The sewage supply pipe 4 is passed into the inside of the aeration chamber 8 through the housing 1 on its upper cylindrical part. The spillway 5 is made annular, installed around the circumference inside the sump 6 below the nozzle for supplying 4 wastewater and brought out. Along the entire lateral surface of the annular spillway 5, holes 15 are provided with a certain step for the intake of purified water with an outlet to the nozzle 16 of the annular spillway 5.

Способ биологической очистки сточных вод осуществляют следующим образом.The method of biological wastewater treatment is as follows.

Сточные воды по патрубку подачи 4 сточных вод поступает вовнутрь установки, а именно в аэрационную камеру 8. Одновременно подают воздух в аэратор 10, который через диффузор 11 поступает вовнутрь направляющей трубы 9, где происходит постоянное и полное смешивание кислорода воздуха со сточной водой. Это позволяет размножаться различным аэробным организмам, которые биологически расщепляют загрязнения стоков.Wastewater through the supply pipe 4 of the wastewater enters the inside of the installation, namely, into the aeration chamber 8. At the same time, air is supplied to the aerator 10, which through the diffuser 11 enters the inside of the guide pipe 9, where there is a constant and complete mixing of air oxygen with wastewater. This allows various aerobic organisms to multiply, which biologically break down sewage pollution.

Причем аэрационную камеру 8 выполняют с глухим днищем 12, а диффузор 11 аэратора 10 размещают вблизи глухого днища 12, направляющую трубу 9 выполняют в форме обратного конуса по отношению к нижней конической части аэрационной камеры 8. Нижний торец направляющей трубы 9 размещают над глухим днищем 12 аэрационной камеры 8.Moreover, the aeration chamber 8 is performed with a deaf bottom 12, and the diffuser 11 of the aerator 10 is placed near the deaf bottom 12, the guide tube 9 is made in the form of an inverse cone with respect to the lower conical part of the aeration chamber 8. The lower end of the guide tube 9 is placed over the deaf bottom 12 of the aeration cameras 8.

При этом осуществляют предварительное отделение твердых включений от мелких фракций с помощью полимерной загрузки для прикрепленного активного ила, выполненной в виде отделителя, посредством которой образуют биологический фильтр с предварительной очисткой. После этого в зону разделения подают воздух посредством диффузора 11 аэратора 10, где смешивают его с поступающей сточной водой, дополнительно измельчают твердые включения до фракции активного ила 17, который затем направляют в отстойник 6, используют его повторно, посредством чего улучшают очистку воды, освобождая ее от вновь поступивших биологических включений.In this case, preliminary separation of solid inclusions from fine fractions is carried out using a polymer charge for attached activated sludge, made in the form of a separator, by means of which a biological filter with preliminary treatment is formed. After that, air is supplied to the separation zone through the diffuser 11 of the aerator 10, where it is mixed with incoming wastewater, solid inclusions are further crushed to a fraction of activated sludge 17, which is then sent to the settling tank 6, reused, thereby improving water purification, freeing it from newly received biological inclusions.

Таким образом, в направляющей трубе 9 наблюдается процесс гравитации, который вызывает частичный выход частиц активного ила и очищенной воды из аэрационной камеры 8 через отверстия 13, подъем очищенной воды вверх к кольцевому водосливу 5 и осаждение частиц активного ила на дно отстойника 6. Так как в аэрационную камеру 8 поступает новая порция сточной воды, то она вытесняет активный ил 17 из аэрационной камеры 8 в отстойник 6. Активный ил 17 осаживается на дно отстойника 6, откуда он опять возвращается в аэрационную камеру 8.Thus, in the guide pipe 9, a gravity process is observed, which causes a partial exit of activated sludge particles and purified water from the aeration chamber 8 through openings 13, the purified water rises up to the annular spillway 5 and the activated sludge particles are deposited on the bottom of the settling tank 6. Since Since a new portion of wastewater enters the aeration chamber 8, it displaces the activated sludge 17 from the aeration chamber 8 into the sump 6. The active sludge 17 is deposited on the bottom of the sump 6, from where it again returns to the aeration chamber 8.

Очищенная сточная вода, медленно поднимаясь по отстойнику 6, попадает в кольцевой водослив 5 через отверстия 15, выполненные по всей окружности кольцевого водослива 5 и вытекает через выходной патрубок 16 в систему внешней канализации. Здесь, перед сбросом в грунт очищенной воде проводят доочистку на песчано-щебеночном фильтре, который выполняют в виде фильтрационного колодца, или в виде фильтрационной кассеты, или в виде фильтрующей траншеи.The purified wastewater, slowly rising along the sump 6, enters the annular spillway 5 through openings 15 made around the entire circumference of the annular spillway 5 and flows through the outlet pipe 16 into the external sewage system. Here, before being discharged into the ground, purified water is treated with a sand-gravel filter, which is performed in the form of a filtration well, or in the form of a filtration cartridge, or in the form of a filtering trench.

Накопленный избыточный активный ил 17 удаляют путем откачки со дна отстойника 6 через стояк 7 при помощи насоса или асбойлера.The accumulated excess activated sludge 17 is removed by pumping from the bottom of the sump 6 through the riser 7 using a pump or an asboiler.

Использование предложенного технического решения позволило создать несложный технологический процесс биологической очистки, позволяющий очищать сточные воды с высокой степенью очистки посредством насыщения стоков кислородом воздуха, за счет чего создается благоприятная среда для развития аэробных микроорганизмов, которые, образуя ценозы в виде хлопьев активного ила, осуществляют биологическую деструкцию органических загрязнений, содержащихся в поступающих в установку сточных водах, что значительно улучшает очистку до возможности использования очищенной воды в хозяйстве.Using the proposed technical solution, it was possible to create an uncomplicated biological treatment process that allows wastewater to be treated with a high degree of purification by saturating the effluent with atmospheric oxygen, thereby creating a favorable environment for the development of aerobic microorganisms, which, forming cenoses in the form of activated sludge flakes, carry out biological destruction organic pollutants contained in the wastewater entering the plant, which significantly improves treatment to the extent possible and the use of purified water on the farm.

Claims

1. The method of biological wastewater treatment, according to which the wastewater is supplied through a supply pipe to the aeration chamber with a guide pipe into which air is supplied by means of an aerator diffuser to mix it with wastewater, the activated sludge deposited during processing is removed by a riser to pump out excess active sludge, and purified water by gravity is removed through the outlet pipe of the annular spillway, characterized in that the aeration chamber is performed with a blank bottom, and the aerator diffuser is placed t near the deaf bottom, the guide pipe is made in the form of an inverse cone with respect to the lower part of the aeration chamber, the lower end of the guide pipe is placed above the deaf bottom of the aeration chamber and above this end of the guide pipe holes are made in the conical part of the aeration chamber for the outlet of purified water and activated sludge in this case, preliminary separation of solid inclusions from fine fractions is carried out, after which air is supplied to the separation zone by means of an aerator diffuser, where it is mixed with incoming waste water, wherein prior to discharge into the ground purified water is conducted to additional cleaning sand and a gravel filter and a preliminary separation of solids from the fines is carried out using the polymer loading of the activated sludge attached to, form through which a biological filter for pretreatment.

2. The method according to claim 1, characterized in that the sand-gravel filter is made in the form of a filtration well, or in the form of a cartridge, or in the form of a trench.