RU94569U1 - Блочно-модульная канализационная очистная станция башенного типа с процессом anammox - Google Patents

Abstract

Блочно-модульная канализационная очистная станция башенного типа с процессом anammox, включающая резервуары многоступенчатой биологической очистки сточных вод сообществами микроорганизмов, прикрепленных на волокнистой ершовой насадке и в составе свободноплавающего активного ила, устройства, обеззараживающего осадки сточных вод, системы коммуникаций для подвода и отвода сточных вод, подачи воздуха, отвода накапливающихся осадков, этажную компановку резервуаров, оборудования и помещений для работы и пребывания обслуживающего персонала очистной станции, при этом на нижнем этаже размещены воздуходувки и обезвоживающие осадок устройства, воздухозаборные каналы, сообщенные с вентиляционными коробами, а на верхнем этаже вентиляторы и обеззараживающие отработанный воздух устройства перед выпуском его за пределы очистной станции, биокомпостеры для переработки в биокомпост обезвоженных осадков сточных вод с дозреванием и сушкой за счет использования теплоты нагретого в воздуходувках воздуха, отличающаяся тем, что для первой ступени биологической очистки сточных вод использованы высоконагруженные башенные аэротенки на неполную биологическую очистку до нитрификации аммонийного азота сточной воды с встроенными в них тонкослойными вторичными отстойниками, на второй ступени биологической очистки очистная станция снабжена аэробными биореакторами нитрификации половины расхода сточных вод с последующим сбором всего расхода сточных вод и обработки его в анаэробном биореакторе биоценозом микроорганизмов anammox, закрепленных на волокнистой насадке, анаэробные биореакторы снабжены системой оборудования и

Description

Полезная модель относится к устройствам для очистки сточных вод и переработки выделяемых осадков и может быть использована в коммунальном хозяйстве и на промышленных предприятиях

Известно использование «Способа биологической очистки сточных вод от аммонийного азота» [1] для существенного снижения энергозатрат на подачу воздуха для проведения процесса удаления из сточных вод аммонийного азота за счет задействования в процессе биологической очистки сточных вод анаэробных микроорганизмов anammox.

К сожалению, в известном способе [1] не детализирована конструкция устройства для ведения процесса anammox.

К тому же для удерживания бактерий применена волокнистая насадка типа «вiя», регенерация которой от продуктов жизнедеятельности микроорганизмов и минеральных примесей сточных вод невозможна.

Наиболее близкой по конструктивному оформлению, набору оборудования и комплектующих коммуникаций и резервуаров является комплектно-блочная модульная очистная станция [2], включающая резервуары многоступенчатой биологической очистки сточных вод сообществами прикрепленных на волокнистой ершовой насадке и свободноплавающих микроорганизмов активного ила, илоотделители и илоуплотнители, устройства, обезвоживающие осадки сточных вод и коммуникации для подвода и отвода сточных вод, подачи воздуха, отвода накапливающихся осадков. Очистная станция выполнена в виде, по меньшей мере, четырехэтажного здания башенного типа с обособленным расположением биореакторов и снабжена воздуходувками, размещенными на нижнем этаже и сообщенными воздухозаборными каналами с вентиляционной камерой, проходящей снизу доверху через все этажи очистной станции и оборудованной поэтажными вентиляционными каналами. Станция также оборудована вентиляторами, отводящими влажный отработанный воздух через обеззараживающее устройство за пределы здания, снабжена биокомпостерами для переработки обеззараженных осадков сточных вод, дозревания и сушки их за счет использования теплоты нагретого в воздуходувке воздуха.

В известном устройстве весь азот аммонийный исходных сточных вод подвергается окислению нитрифицирующими бактериями в аэробных биореакторах в присутствии растворенного в воде кислорода в концентрации не менее 3…4 мг/л, что требует больших энергозатрат. Затем полученные нитраты должны быть восстановлены до молекулярного азота в денитрификаторах биоценозом гетеротрофных бактерий в присутствии или при наличии органических веществ в количестве, в 3 раза превышающем содержание азота в нитратах.

Задача полезной модели - уменьшение объемов емкостных сооружений, снижение энергозатрат на глубокую очистку сточных вод от азота аммонийного и органических веществ, упрощение процесса очистки сточных вод и уменьшение длин коммуникаций для ведения процесса очистки сточных вод.

Поставленные задачи решаются тем, что блочно-модульная канализационная очистная станция башенного типа с процессом anammox, включающая резервуары многоступенчатой биологической очистки сточных вод сообществами прикрепленных на волокнистой ершовой насадке и свободноплавающих микроорганизмов активного ила, илоотделители и илоуплотнители, устройства, обезвоживающие осадки сточных вод и коммуникации для подвода и отвода сточных вод, подачи воздуха, отвода накапливающихся осадков. Очистная станция выполнена в виде, по меньшей мере, четырехэтажного здания башенного типа с обособленным расположением биореакторов и снабжена воздуходувками, размещенными на нижнем этаже и сообщенными воздухозаборными каналами с вентиляционной камерой, проходящей снизу доверху через все этажи очистной станции и оборудованной поэтажными вентиляционными каналами. Станция также оборудована вентиляторами, отводящими влажный отработанный воздух через обеззараживающее устройство за пределы здания, снабжена биокомпостерами для переработки обеззараженных осадков сточных вод, дозревания и сушки их за счет использования теплоты нагретого в воздуходувке воздуха; на первой ступени биологической очистки использует высоконагружаемые башенные аэротенки на неполную биологическую очистку до нитрификации азота аммонийного сточной воды с встроенными в них тонкослойными вторичными отстойниками, на второй ступени биологической очистки очистная станция снабжена аэробными биореакторами нитрификации половины расхода сточных вод с последующим сбором всего расхода сточных вод и обработки его в анаэробном биореакторе биоценозом микроорганизмов anammox, закрепленных на волокнистой насадке, анаэробные биореакторы снабжены системой оборудования и реагентного хозяйства для поддержания в них pH на уровне 7,5…8,0 и остаточной карбонатной щелочности не менее 1 мг-экв/л в обработанной сточной воде, при этом аэробные биореакторы нитрификации в каждой секции размещены между отсеками анаэробных биореакторов и снабжены поверхностными водосливами по перегородкам, разделяющим отсеки анаэробных биореакторов и нитрификаторов, оборудованы донными перепускными трубами для отвода анаэробнообработанных сточных вод в аэробные биореакторы доочистки сточных вод и барботерами регенерации волокнистой ершовой насадки воздухом.

Проведенные патентные исследования показали, что ни в патентной, ни в научно-технической литературе нет сведений при очистные станции такой конструкции и комплектация, какая предложена в формуле полезной модели, что дает основание утверждать, что предлагаемая очистная станция отвечает критерию патентоспособности «новизна».

Сравнительный анализ приспособлений, которые используются в известных технических решениях и в том числе в прототипе, показал на существенные признаки, отличающие предлагаемое решение.

Преимущества, которые достигаются, свидетельствуют о том, что задачи, которые решаются, выполнены на изобретательском уровне, поскольку они не вытекают, очевидно, из известных в данной области техники решений и поэтому отвечают критерию патентоспособности «изобретательский уровень».

Предлагаемая блочно-модульная канализационная очистная станция башенного типа с процессом anammox поясняется чертежами, где на Фиг.1 приведен план первого этажа здания очистной станции с помещениями воздуходувной, цехов обезвоживания осадков, биокомпостирования, дозревания и сушки, административно-бытового корпуса и биореакторов очистки сточных вод; на Фиг.2 приведена технологическая схема очистки сточных вод; на Фиг.3 приведен продольный разрез здания по одной секции биореакторов очистки и доочистки сточных вод; на Фиг.4 приведен продольный разрез очистной станции по помещениям: воздуходувной, цехов подготовки, обезвоживания, биокомпостирования, дозревания и сушки осадков сточных вод, административно-бытовых и хозяйственных.

Обозначения на чертежах следующие:

1 и 1^/. Отсеки усреднителей расходов сточных вод;

2. Решетки с ящиком для отбросов;

3. Песколовки с баком для песка;

4. Делительная камера;

5. Высоконагружаемые аэротенки;

6. Кассета с волокнистой ершовой насадкой;

7. Воздуховоды;

8. Тонкослойный вторичный отстойник;

9. Делитель потоков сточных вод;

10. Погружной насос возвратного активного ила;

11. Воздуходувная;

12. Цех механического обезвоживания осадков сточных вод;

13. Цех биокомпостирования, дозревания и сушки осадков сточных вод;

14. Администротивно-бытовой блок;

15. Нитрификатор;

16. Анаэробный биореактор;

17. Вентилятор;

18. Абсорбционная колонна;

19. Узел ультрафиолетового обеззараживания воздуха из помещения биореакторов очистки и доочистки сточных вод;

20. Помещение над емкостями биореакторов;

21. Кран-балка в помещении 20;

22. Барботеры аэрации или регенерации;

23. Коммуникации воздуха от воздуходувной 11;

24. Вентиляционная камера;

25. Вентиляционные каналы;

26. Помещение реагентов и реагентное хозяйство;

27. Помещение приготовления смеси обезвоженного осадка сточных вод, измельченных растительных отходов и готового биокомпоста, бункеров с измельченными растительными отходами и готовым биокомпостом;

28. Грузовой лифт;

29. Контейнеры со смесью обезвоженных осадков сточных вод, измельченными растительными отходами и готовым биокомпостом;

30. Буры для взрыхления смеси в контейнерах 29;

31. Бункер с измельченными растительными отходами;

32. Бункер с готовым биокомпостом;

33. Шнек для дозирования измельченных растительных отходов;

34. Шнек для дозирования готового компоста;

35. Шнек для дозирования обезвоженного осадка;

36. Смеситель осадков сточных вод, готового биокомпоста и измельченных растительных отходов;

37. Оборудование ультрафиолетового обеззараживания доочищенных сточных вод;

38. Биореактор аэробной доочистки сточных вод;

39. Коммуникации возвратного активного ила;

40. Трубы перетока сточных вод из анаэробных биореакторов в биореакторы аэробной доочистки сточных вод;

41. Водосливы нитрификаторов;

42. Коммуникации осветленных доочищенных сточных вод;

43. Фильтры доочистки сточных вод;

44. Коммуникации обеззараженных доочищенных сточных вод;

45. Коммуникации избыточного активного ила;

46. Коммуникации регенерационных вод;

47. Фугат;

48. Коммуникации обезвоженного осадка сточных вод;

49. Насос подачи сточных вод из усреднителей расходов;

50. Теплообменники на воздуховодах сжатого воздуха;

51. Воздухозаборные каналы воздуходувок воздуходувной 11;

52. Воздуходувка;

53. Ворота;

54. Мастерская;

55. Химбаклаборатории;

56. Склады химреагентов и посуды;

57. Помещение бытовок;

58. Помещение дежурного персонала;

59. Помещение начальника очистной станции;

60. Центрифуга;

61. Бак с флокулянтом;

62. Бак со сгущенным избыточным активным илом;

63. Лестничная клетка;

64. Стеллажи для контейнеров со смесью компостируемых отходов;

65. Кран-балка в помещении 11 воздуходувной;

66. Кран-балка в помещении 12 цеха механического обезвоживания осадков;

67. Кран-балка в помещении оборудования для механической очистки сточных вод (решеток 2 и песколовок 3) и узла обезвреживания отработанного воздуха;

68. Наружная лестница;

69. Емкость сгущения регенерационных вод в виде тонкослойного отстойника - илоотделителя;

70. Коммуникации отвода сгущенных осадков из емкости 69 в бак 62 со сгущенным избыточным активным илом;

71. Трубопровод отвода осветленных регенерационных вод в усреднитель 1 расходов;

72. Коммуникации регулирования состава сточных вод, подаваемых в отсеки анаэробных биореакторов 16;

73. Трубопровод подачи коагулянта с флокулянтом для связывания фосфатов в биореакторы 38 аэробной доочистки сточных вод;

74. Резервуар чистой воды;

75. Резервуар сбора регенерационных вод;

76. Насос перекачки регенерационных вод;

77. Насос промывочных вод фильтров.

Блочно-модульная канализационная очистная станция башенного типа с процессом anammox (Фиг.1-4) выполнена в виде 4-х - этажного здания с каркасом из металла или железобетона с кровлей многоскатной или плоской, внутри которого размещены емкости: усреднителей 1 и 1¹ в два отсека по каждой секции; высоконагружаемых аэротенков 5 со встроенными тонкослойными вторичными отстойниками 8; нитрификаторов 15; анаэробных биореакторов 16 с кассетами 6 с волокнистой ершовой насадкой для удерживания прикрепленных микроорганизмов; делителя 9 потоков сточных вод половинным расходом в нитрификаторы 15, а второй половиной в анаэробные биореакторы 16. После нитрификаторов общим потоком сточной воды снова объединяются в анаэробных биореакторах 16, из которых по трубам 40 перетекают в биореакторы 38 доочистки. После биореакторов 38 доочистки сточных вод в две ступени с кассетами 6 с волокнистой ершовой насадкой сток направляется в фильтры 43 доочистки сточных вод. В здании очистной станции имеются помещения: воздуходувной 11; цеха 12 механического обезвоживания осадков сточных вод; цеха 13 биокомпостирования, дозревания и сушки смеси обезвоженных осадков сточных вод и измельченных растительных отходов; административно-бытового корпуса 14 (с мастерской 54, химлабораторией 55, складом 56 химреактивов и посуды, помещениями бытовок 57, помещением 58 дежурного персонала, помещением 59 начальника очистной станции); решеток 2 с ящиком сбора отбросов; песколовок 3 с баком сбора песка, делительной камерой 4 для задействования усреднителей 1 расходов посредством включения в работу погружных насосов 49; помещением для вентиляторов 17, подающих воздух от емкостей очистки сточных вод на абсорбционную колонну 18 и узел 19 ультрафиолетового обеззараживания воздуха помещения 20 над емкостями; при этом помещение 20 оснащено кран-балкой 21 для обслуживания биореакторов в период ремонтных и монтажных работ коммуникациями 23 подвода воздуха от воздуходувной 11 по воздуховодам 7 к барботерам 22 аэрации очищаемой сточной воды. Воздух к воздуходувной 11 собирается вентканалами 25 к венткамере 24 из всех помещений здания очистной станции до воздухозаборных каналов 51, что обеспечивает и производить вентиляцию помещений, и направлять этот воздух в биореакторы для проведения его очистки иловой смесью от примесей, поступающих в него в помещениях здания очистной станции.

В здании очистной станции над помещением воздуходувной 11 размещено помещение 26 реагентов и реагентного хозяйства, а над цехом 12 механического обезвоживания осадков сточных вод, кран-балкой 66, цехом 13 биокомпостирования, дозревания и сушки осадков, занимающего все 4 этажа, располагается помещение 27 приготовления смеси обезвоженного ссадка сточных вод измельченных растительных отходов и готового биокомпоста с бункерами 31 с измельченными растительными отходами, бурами 30 для взрыхления смеси бункерами 32 с готовым биокомпостом для затаривания ее в контейнеры 29 с и выдерживания на стеллажах 64. В помещение 27 обезвоженные осадки, готовый биокомпост и измельченные растительные отходы подают с помощью грузового лифта 28, а приготовление смеси осуществляют с помощью смесителя 36, в который компоненты смеси дозируют: шнеком 33 измельченные растительные отходы, шнеком 34 готовый биокомпост, шнеком 35 обезвоженный осадок сточных вод.

Взрыхление смеси в контейнерах 29 производят установкой электрифицированных буров 30. Для обеззараживания доочищенных сточных вод применяют оборудование 37 ультрафиолетового облучения сточной воды. Регенерацию ершовой насадки в анаэробных биореакторах 16 осуществляют с помощью барботеров 22 подачи воздуха. Переброску сгущенного возвратного активного ила производят по коммуникациям 39, а анаэробнообработанной сточной воды по коммуникациям 40 в биореакторы 38 доочистки сточных вод. Осветленная сточная вода отводится из биореакторов доочистки 38 сточных вод в фильтры 43 доочистки, а осветленная очищенная сточная вода из фильтров 43 доочистки проходит обеззараживания в оборудовании 37 ультрафиолетового облучения воды. Доочищенные и обеззараженные сточные воды отводят по коммуникациям 44. Сгущенный избыточный активный ил подают на смешение с реагентами и на обезвоживание в центрифуги 60 по коммуникациям 45 через бак 62, где он смешивается с реагентом из бака 61 с раствором флокулянта. Регенерационную воду из биореакторов доочистки выводят по коммуникациям 46 в резервуар 75 сбора регенерационных вод и насосом 75 перекачивают на осветление в емкость 69 тонкослойного илоотделителя, осветленная вода из которого отводится по коммуникациям 71 в усреднитель 1 расходов, а сгущенный осадок по трубопроводу 70 направляется в бак 62 на смешивание с избыточным активным илом. Фугат 47 от цеха 12 механического обезвоживания осадков сточных вод на центрифугах 60 возвращают на очистку в высоконагружаемый аэротенк 5, а обезвоженный осадок по коммуникациям 48 затаривают с помощью шнеков 35 в смесители 36.

Для промывки фильтров 43 доочистки сточных вод предусмотрен резервуар 74 чистой воды и промывочный насос 77 подачи воды из резервуара 74. Для связывания фосфатов из помещения реагентов 26 предусмотрена подача по трубопроводу 73 коагулянта с флокулянтом в биореакторы 38 доочистки сточных вод. Регулирование pH сточных вод и содержание карбонатов в анаэробном биореакторе 16 осуществляют подачей реагентов по коммуникациям 72 из помещения 26.

Завоз измельченных растительных отходов и вывоз готового биокомпоста производят через ворота 53, а разгрузку и погрузку машин осуществляют с задействованием кран-балки 65 в помещении воздуходувной 11, кран-балки 66 в помещении цеха 12 мехобезвоживания осадков сточных вод.

Монтаж, демонтаж решеток 2, песколовок 3, удаление ящиков с отбросами и баков с песком, а также узла обезвреживания воздуха от биореакторов выполняют с помощью кран-балки 67.

Для помещений административно-бытового блока предусмотрена лестничная клетка 63, а вход в помещение 20 емкостей очистки сточной воды предусмотрен через грузовой лифт 28, из помещения химбаклаборатории 55 и по наружной лестнице 68.

В соответствии с технологической схемой, приведенной на Фиг.2, блочно-модульная канализационная очистная станция башенного типа с процессом anammox работает следующим образом.

Неочищенная сточная вода от канализационной насосной станции объекта канализования поступает в здание блочно-модульной очистной станции на решетки 2 и песколовки 3, где освобождается от отбросов крупностью более 5 мм, так как прозоры в решетке 2 равны 5 мм. Отбросы попадают в ящик отбросов (Фиг.3) и после их заполнения перемещаются на своих инвентарных колесах к грузовому лифту 28 или с помощью кран-балки 67 опускаются через специальный проем в перекрытии в помещение 11 воздуходувной, где погружаются непосредственно в кузов автомобиля для вывоза на полигон твердых бытовых отходов или мусороперерабатывающие предприятия. Процеженная сточная вода поступает в песколовки 3, где освобождается от песка. Песок шнеком удаляется в бак сбора песка, а затем поток стоков в делительной камере 4 усредненным расходом направляется в высоконагружаемый аэротенк 5, а избыток стекает в усреднители 1 (Фиг.1) расходов сточных вод, откуда погружным насосом 49 закачивается в часы минимального притока в делительную камеру 4. Емкости высоконагружаемых аэротенков 5 оснащены системой барботеров 22 аэрации, запитанных воздуховодами 23 от воздуходувок 52 помещения 11 воздуходувной, коммуникациями 39 подвода сгущенного возвратного активного ила и коммуникациями подвода фугата 47 от цеха 12 механического обезвоживания осадков сточных вод, а также встроенными тонкослойными вторичными отстойниками 8, оснащенными погружным насосом 10 подачи возвратного и избыточного активного ила, и кассетами 6 с волокнистой ершовой насадкой. Тонкослойные вторичные отстойники 8 при гидравлической нагрузке на полочное пространство 6…7,5 м³/м²ч обеспечивают удерживание в высоконагружаемых аэротенках 5 концентрации свободноплавающего активного ила не более 2 кг/м³ по сухому и до 1,5 кг/м³ по беззольному веществу. До 10% объема высоконагружаемых аэротенков 5 занимают кассеты 6 с волокнистой ершовой насадкой. Ершовая насадка обеспечивает добавку еще не менее 1 кг/м³ биомассы прикрепленных микроорганизмов по беззольному веществу. С общей биомассой 2,5 кг/м³ в аэротенках 5 достигается окислительная мощность до 90 гБПК/м³ч и высокая стабильность работы аэротенков 5 при ведении неполной биологической очистки до БПК_П=30…50 гO²/м³ без протекания процессов нитрификации азота аммонийного. Убыль содержания азота аммонийного в осветленной сточной воде после тонкослойных вторичных отстойников 8 по сравнению с его количеством в исходной сточной воде происходит исключительно за счет его потребления на прирост активного ила. Эта убыль составляет до 30% от начальной концентрации.

Поток сточных вод из тонкослойных вторичных отстойников 8 собирается в делителях 9 потоков, где распределяется на три направления. Первое направление - подача сточных вод в нитрификаторы 15, заполненные кассетами 6 с волокнистой ершовой насадкой, второе и третье направления, суммарно равные по объему первому направлению, обеспечивают подачу сточных вод в отсеки анаэробных биореакторов 16, также заполненные кассетами 6 с волокнистой ершовой насадкой.

В нитрификаторах 15 имеются барботеры 22, сообщенные воздуховодами 7 с воздуходувками 52 воздуходувной И. Биоценоз прикрепленных на насадке нитрифицирующих бактерий при непрерывной аэрации и поддержании концентрации растворенного в воде кислорода на уровне 3…4 гO₂/м³ обеспечивает окисление азота аммонийного до нитритов и нитратов и расходование азота на прирост нитрифицирующих микроорганизмов. Подача стоков в нитрификаторы 15 производится рассредоточено по объему в придонную часть емкостей. Из нитрификаторов 15 обработанная сточная вода перетекает через поверхностные водосливы 41 в отсеки анаэробных биореакторов 16 встречными потоками к потокам сточной воды, поступающей в анаэробные биореакторы 16 из делителя 9.

Таким образом, в анаэробные биореакторы 16 поступают из нитрификаторов 15 сточные воды, содержащие нитриты и нитраты, практически полностью очищенные от органических растворенных веществ и азота аммонийного, а из делителя 9 таким же образом поступают сточные воды, не содержащие нитриты и нитраты, но имеющие азот аммонийный и небольшое (30…50 мгБПК/л) количество растворенных органических веществ. В заявляемой полезной модели предусмотрено дозирование в делитель 9 и, следовательно, в анаэробные биореакторы 16 щелочных реагентов и реагенты, содержащих карбонаты по трубопроводу 72 из помещения 26 приготовления и дозирования реагентов. По условиям работы бактерий anammox pH очищаемой сточной воды должно быть на уровне 7,5…8,0, а поскольку бактерии anammox автотрофы, то для их прироста нужны биогенные элементы, в том числе карбонаты.

Поскольку при нитрификации азота аммонийного карбонаты могут улетучиваться в форме CO₂ (углекислоты), то требуется их добавка в анаэробные биореакторы 16 до уровня содержания не менее 1 мг-экв/л. В верхней зоне анаэробных биореакторов 16 при отсутствии аэрации начинается потребление на окисление остаточных количеств органических веществ растворенного в воде кислорода, а затем нитратов биоценозом прикрепленных на ершовой насадке кассет 6 гетеротрофных бактерий. Однако ввиду ограниченного по соотношению с количеством нитратов содержания органических веществ (в смеси нитратов до 40 г/м³, а БПК_П до 20 гO₂/м³), поэтому нитраты восстанавливаются до нитритов. Ниже в кассетах 6 на ершовой насадке удерживаются бактерии anammox, способные работать по реакции , тем самым выводя из сточных вод в газообразную форму и нитриты, и азот аммонийный. По мере зарастания ершовой насадки и биомассой микроорганизмов, и механическими примесями сточных вод, и продуктами жизнедеятельности биоценозов анаэробные биореакторы 16 подлежат регенерации с помощью барботажа воздухом через барботеры 22, сообщенные воздуховодами 7 с воздуходувками 52.

За счет донных перетоков трубами 40 сорванные частицы обрастаний ершовой насадки выходят в биореакторы 38 доочистки сточных вод откуда с регенерационными водами выводятся по коммуникациям 46 в накопительную емкость 75 и далее погружным насосом 76 в емкость 69 в виде тонкослойного илоотделителя. Дальше сгущенный ил подается в бак 62 со сгущенным избыточным активным илом аэротенков 5, и затем вместе с ним на механическое обезвоживание.

Поступающая из отсеков анаэробных биореакторов 16 в биореакторы 38 доочистки сточная вода еще содержит остаточные количества нитритов, азота аммонийного и бактериальный вынос, поэтому в биореакторах 38 доочистки сточных вод также установлены кассеты 6 с волокнистой ершовой насадкой, барботеры 22 аэрации и регенерации. Процесс доочистки организован в 2 ступени. На первой ступени идет собственно биологическая доочистка, а во вторую ступень из помещения 26 реагентного хозяйства подается по трубопроводу 73 смесь коагулянта с флокулянтом для связывания фосфатов сточных вод в нерастворимые в воде соединения и задержания их на ершовой насадке и далее в фильтрах 43 доочистки сточных вод на загрузке из дробленного угля - антрацита (пуролата). Пуролат выбран не случайно вместо песка, т.к. фосфаты прочно кольматируют песок, но не закрепляются на частицах угля, а легко отмываются при регенерации фильтров. Регенерация фильтров 43 доочистки сточных вод осуществляется водовоздушной промывкой с использованием воды резервуара 74 чистой воды и насоса 77 подачи промывочных вод вместе с воздухом от барботеров 22 регенерации. Промывная вода по коммуникациям 46 отводится в резервуар 75 регенерационных вод и далее перекачивается в илоотделители 69 с раздельным отводом осветленной воды в усреднитель 1 и сгущенного осадка в бак 62.

Доочищенная сточная вода из фильтров 43 доочистки отводится в оборудование 37 с лампами ультрафиолетового облучения для обеззараживания доочищенной сточной воды и отвода по коммуникациям 44 обеззараженных доочищенных сточных вод для выпуска в водоем-приемник очищенных сточных вод.

Смесь сгущенного избыточного активного ила и осадка регенерационных вод с флокулянтом подают на центрифугу 60 (Фиг.4), из которой фугат 47 возвращают в высоконагружаемый аэротенк 5, а кек по коммуникациям 48 обезвоженного осадка сточных вод подают в контейнеры 29. Далее в смесителе 36 в помещении 27 с помощью шнеков 33, 34, 35 соответственно из бункеров 31, 32 и контейнеров 29 с бурами 30 взрыхления производят тщательное перемешивание компонентов: обезвоженного активного ила, измельченных растительных отходов и готового биокомпоста с доведением влажности смеси до уровня 70…75%, которая оптимальна для биокомпостирования в аэробных условиях.

Смесь выгружают из смесителя 36 в новый пустой контейнер 29, снабженный барботерами ввода воздуха в смесь, колесами для горизонтального перемещения вручную этого контейнера 29 на стеллажи 64 в помещение 13 биокомпостирования, дозревания и сушки осадков сточных вод. Помещение 13 снабжено грузовым лифтом 28, с помощью которого можно поднимать контейнеры 29 по мере протекания процессов биокомпостирования со стеллажей 64 первого этажа на второй, третий и выше для дозревания и сушки смеси в этих контейнерах 29. На первом этаже помещения 13 контейнеры 29 находятся не менее 10 суток и ежесуточно в них производят рыхление смеси с помощью бура 30, чтобы не происходило слеживание смеси и поддерживалась аэробность среды внутри смеси от поступающего воздуха по коммуникациям 23.

За счет прокладки напорных воздуховодов коммуникаций 23 от воздуходувок 52 из воздуходувной 11 вначале на верхний ярус стеллажей 64 в помещении 13, а оттуда по нисходящим трубам до первого этажа и снабжения этих нисходящих труб горячих воздуховодов коммуникаций 23 теплообменниками 50 в помещении 13 температура внутреннего воздуха растет с первого этажа до верхнего яруса стеллажей 64 и тем самым создаются условия для сушки смеси в контейнерах 29. Двухмесячное выдерживание смеси по стеллажам 64 в контейнерах 29 позволяет снизить влажность смеси до 55…60%, что вследствие потери влаги и протекания процессов биокомпостирования позволяет снизить почти вдвое и объем, и вес смеси. Готовая смесь биокомпоста из контейнеров 29 с верхних стеллажей 64 опускается с помощью грузового лифта 28 как в помещение 27 для пополнения бункера 32 готовым биокомпостом, так и в помещение 11 для выгрузки готового биокомпоста в кузов автомобиля, поставляющего его потребителям через ворота 53.

Испытания метода биокомпостирования смеси осадков сточных вод с измельченными растительными отходами (опилками) в условиях Сочинского региона в воздуходувной Центральной очистной станции г.Сочи с использованием теплоты сжатого воздуха напорных воздуховодов и саморазогрева смеси от протекания аэробных биологических процессов биокомпостирования показало, что температура смеси возрастает до 50…60°С и в готовом биокомпосте отсутствуют жизнеспособные яйца гельминтов, патогенные микроорганизмы и паразиты, т.е. обеспечивается обеззараживание осадка сточных вод.

Воздух в воздуходувную 11 собирается с помощью вентиляционных каналов 25 вначале в вентиляционную камеру 24, а затем в воздухозаборные каналы 51 воздуходувок 52. Этим обеспечивается воздухообмен как в помещениях 12 и 13 цехов обезвоживания и биокомпостирования осадков сточных вод, помещениях 26 и 27 приготовления растворов реагентов и компостируемой смеси, помещений, где размещены решетки 2, с ящиками отбросов, песколовки 3 с баками песка и помещений административно-бытового корпуса 14: мастерской 54, химлаборатории 55 и складов 56, бытовок 57, дежурного персонала 58 и начальника очистной станции 59.

Воздух из помещения 20 с кран - балкой 21 с помощью вентилятора 17 забирается и пропускается через абсорбционную колонку 18, где освобождается от углекислоты и микробных и вирусных аэрозолей, а затем пропускается через узел 19 ультрафиолетового обеззараживания перед выпуском наружу здания очистной станции.

Перемещение оборудования и контейнеров с готовым биокомпостом производится в автомобили или из них с помощью кран-балок 65 и 66 в помещения воздуходувной 11 и цеха 12 механического обезвоживания осадков.

Для входа, выхода или эвакуации обслуживающего персонала здание очистной станции имеет ворота 53, лестничную клетку 63, наружную лестницу 68 и грузовой лифт 28.

Решение поставленных в изобретении задач гарантируется в части создания комфортных гигиенических условий труда обслуживающего персонала наличием системы вентиляции во всех помещениях, где работают люди.

В части сокращения земли, отводимой под очистную станцию; гарантированно можно сокращать санитарно-защитную зону очистной станции, т.к. очищается и обеззараживается воздух, выходящий из биореакторов очистки сточных вод и помещений, где размещены усреднители и устройства для механической очистки сточных вод, предусмотрена переработка и обеззараживание осадков сточных вод в безвредный и не имеющий запаха биокомпост. Снижение удельных затрат электроэнергии на единицу объема очищаемых сточных вод и переработку осадков достигается за счет рационального использования тепла, выделяющегося при работе воздуходувок, тепловой энергии сжатого воздуха, а также за счет уменьшения удельного расхода воздуха на единицу объема биореакторов при увеличении слоя воды в биореакторах. Так при глубине слоя воды в 2,6 м использование кислорода воздуха в 3 раза ниже, чем при глубине слоя воды 8,5 м, а это значит нужно подавать в 3 раза меньше воздуха на единицу объема сточной воды. При этом коэффициент полезного действия воздуходувок высоконапорных ниже, чем низконапорных не более, чем на 10…15%

Башенное выполнение биореакторов сокращает втрое площадь зеркала воды в биореакторах, а это упрощает и снижает затраты на отвод воздуха и на затраты электроэнергии у вентиляторов, продавливающих отработанный воздух через абсорбционные колонны и обеззараживающие устройства. Решение поставленных в полезной модели задач уменьшения объемов емкостных сооружений и снижения энергозатрат достигнуто исключительно за счет использования процесса anammox, т.к. нитрификации подвергается только половина сточных вод (это сокращает объемы биореакторов) и окисляется кислородом воздуха половина азота аммонийного (что сокращает энергозатраты на подачу воздуха). Упрощение процесса очистки сточных вод достигнуто за счет исключения переброски больших объемов иловых смесей для проведения нитри-денитрификации. Это уменьшает и длины коммуникаций для глубокого удаления из сточных вод соединений азота.

Claims (1)

1. Блочно-модульная канализационная очистная станция башенного типа с процессом anammox, включающая резервуары многоступенчатой биологической очистки сточных вод сообществами микроорганизмов, прикрепленных на волокнистой ершовой насадке и в составе свободноплавающего активного ила, устройства, обеззараживающего осадки сточных вод, системы коммуникаций для подвода и отвода сточных вод, подачи воздуха, отвода накапливающихся осадков, этажную компановку резервуаров, оборудования и помещений для работы и пребывания обслуживающего персонала очистной станции, при этом на нижнем этаже размещены воздуходувки и обезвоживающие осадок устройства, воздухозаборные каналы, сообщенные с вентиляционными коробами, а на верхнем этаже вентиляторы и обеззараживающие отработанный воздух устройства перед выпуском его за пределы очистной станции, биокомпостеры для переработки в биокомпост обезвоженных осадков сточных вод с дозреванием и сушкой за счет использования теплоты нагретого в воздуходувках воздуха, отличающаяся тем, что для первой ступени биологической очистки сточных вод использованы высоконагруженные башенные аэротенки на неполную биологическую очистку до нитрификации аммонийного азота сточной воды с встроенными в них тонкослойными вторичными отстойниками, на второй ступени биологической очистки очистная станция снабжена аэробными биореакторами нитрификации половины расхода сточных вод с последующим сбором всего расхода сточных вод и обработки его в анаэробном биореакторе биоценозом микроорганизмов anammox, закрепленных на волокнистой насадке, анаэробные биореакторы снабжены системой оборудования и реагентного хозяйства для поддержания в них pH на уровне 7,5…8,0 и остаточной карбонатной щелочности не менее 1 мг-экв/л в обработанной сточной воде, при этом аэробные биореакторы нитрификации в каждой секции размещены между отсеками анаэробных биореакторов и снабжены поверхностными водосливами по перегородкам, разделяющим отсеки анаэробных биореакторов и нитрификаторов, оборудованы донными перепускными трубами для отвода анаэробнообработанных сточных вод в аэробные биореакторы доочистки сточных вод и барботерами регенерации волокнистой ершовой насадки воздухом.