WO2010090551A1 - Установка для биохимической очистки сточных вод - Google Patents

Установка для биохимической очистки сточных вод Download PDF

Info

Publication number
WO2010090551A1
WO2010090551A1 PCT/RU2010/000026 RU2010000026W WO2010090551A1 WO 2010090551 A1 WO2010090551 A1 WO 2010090551A1 RU 2010000026 W RU2010000026 W RU 2010000026W WO 2010090551 A1 WO2010090551 A1 WO 2010090551A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
aeration
air
trays
pipes
columns
Prior art date
Application number
PCT/RU2010/000026
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Владимир Петрович КОЛЕСНИКОВ
Дмитрий Владимирович КОЛЕСНИКОВ
Original Assignee
Kolesnikov Vladimir Petrovich
Kolesnikov Dmitry Vladimirovich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from RU2009103724A external-priority patent/RU2390503C1/ru
Priority claimed from RU2009143268A external-priority patent/RU2422379C1/ru
Application filed by Kolesnikov Vladimir Petrovich, Kolesnikov Dmitry Vladimirovich filed Critical Kolesnikov Vladimir Petrovich
Publication of WO2010090551A1 publication Critical patent/WO2010090551A1/ru
Priority to ARP110100172 priority Critical patent/AR079937A1/es
Priority to US13/065,089 priority patent/US8685235B2/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/04—Aerobic processes using trickle filters
    • C02F3/043—Devices for distributing water over trickle filters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/12—Activated sludge processes
    • C02F3/24—Activated sludge processes using free-fall aeration or spraying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2203/00—Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2203/006—Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage details of construction, e.g. specially adapted seals, modules, connections
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the invention relates to the treatment of domestic and industrial wastewater with an organic pollutant content according to BOD from 50 to 50,000 mg / dm 3 , and suspended solids from 50 to 5,000 mg / dm 3 and can be used in wastewater treatment, for example, residential houses, towns, cities, canneries, meat plants, fish factories, dairies, livestock farms, chemical and microbiological industry enterprises, etc.
  • a device for biochemical wastewater treatment comprising a biofilter located above a sump aeration tank with fluid supply pipes for jet aeration, attached to a biofilter collecting pan, a mixing chamber and a circulation pump (USSR Author's Certificate N ° 1020379,
  • the operation of the device is as follows: the wastewater after pre-treatment (removal of coarse impurities) is sent to the mixing chamber, which also receives a sludge mixture from the aeration tank-sump under hydrostatic pressure. Next, a mixture of wastewater and sludge cir-
  • the advantage of this device is: a high degree of wastewater treatment due to the combination of the oxidizing and sorption properties of the biocenosis of the biofilter and the microflora of activated sludge of the aeration tank; the use of a simple low-pressure pump as the main equipment and low energy costs (up to 0.5 kW / kg kg removed BGG).
  • the use of one combined device in the form of a single unit is irrational for wastewater treatment for the production ranges of 100 - 50,000 m / day, since the process of adjusting the hydrodynamic operation mode of the structure is complicated and it is impossible to turn off individual elements during repair.
  • the closest set of essential features to the claimed invention is the installation for biochemical wastewater treatment, given in the description of the patent of the Russian Federation JTs 2220915, MKI CO2 FZ / 02, publ. 01/10/2004
  • the uniformity of irrigation of the biofilter of the combined device depends not only on the shutoff valves on the supply lines of the mixture of wastewater and sludge into the trays, but also on the availability of devices for damping the pressure when supplying liquid to the trays, since when the liquid enters the initial sections, a sharp wave movement occurs.
  • the irrigation capacity of the biofilter load at the minimum energy cost for supplying liquid to the irrigation system depends both on the height from the upper ends of the drain pipes to the reflecting discs 1 - 1.5 m and the straightening protrusions in the pipes, but also on the distances between the trays and the distances between the drain pipes.
  • the dimensions of the drain pipes of 4 to 10 diameters indicated in this patent ensure the compactness of the falling liquid jets and the variety of trajectories of reflection of liquid droplets.
  • the water-jet aeration unit in the combined device provides effective oxygen saturation of the liquid and mixing of the contents of the aeration tank only at certain diameters of aeration columns and certain ratios between the heights of the bosom above the surface and the heights of the deepened parts of the columns. The right choice of parameters minimizes the energy costs of wastewater treatment.
  • the efficiency of the air-treatment process into the columns is affected by the conditions of the mixture of wastewater and sludge entering the collectors, the horizontal distances between the upper edges of the aeration columns and the accuracy of the installation of the upper edges of the aeration columns by the water level.
  • the presence of straightening protrusions in the form of spirals in the upper part of the columns increases the contamination of the columns in the presence of long-fiber impurities.
  • the prototype installation of biochemical wastewater treatment indicates that the lower ends of the pipes are evenly spaced above the flat part of the bottom of the aeration tank with a height of 0.2 - 0.3 m above it.
  • the average temperature of wastewater in Russian cities during the cold season ranges from 15 - 17 0 C, the water temperature in medium and small villages is 9 - 14 0 C.
  • the temperature of the liquid during processing falls by 1 - 3 0 C, in aeration tanks with extended aeration mode by 4 - 9 0 C, which leads to a slowdown or complete cessation of the biological treatment process.
  • high temperatures of wastewater and air and direct sunlight contribute to an increase in the treated liquid to 35 0 C and higher, which also negatively affects the solubility of air and the speed of the cleaning process.
  • the task set by the developers of the new plant for biochemical wastewater treatment was to create such a plant that would improve environmental safety and which would include, in particular, reducing the sanitary protection zone around the plant.
  • the essence of the invention lies in the fact that the installation for biochemical wastewater treatment, containing a device for fine mechanical treatment, a sand trap, a chamber for mixing wastewater with sludge with a circulation pump and a combined biological treatment device, including a biofilter with a flat charge, an irrigation system, prefabricated trays and collectors to which aeration columns with water-jet aeration are connected, buried in aeration zones, an artificial loading bioreactor, an excess sludge treatment device and device for the treatment of used air in a combined biological treatment unit with a capacity of 5 to 15,000 m 3 / cit.
  • the biofilter irrigation system includes trays with drain pipes and reflective disks, the distance from the upper ends of the drain pipes of the trays to the disk reflectors is 0.8 - 1.5 m, and the distance between the centers of the trays and the distance between the axes of the pipes in the trays is 0.6 - 1.4 m, and also with a diameter of aeration columns of 25 to 100 mm, their height above the liquid level in aeration tanks-settlers is 1.2 - 3.5 m, and the depth of the hole under the liquid level is 1.5 - 4 m, while the distance between the trimmings of the columns in the upper parts is 50 - 200 mm, and the distance between their lower trimmings in the aeration zone is 0.5 - 2 m.
  • the essence of the invention lies in the fact that the length of the nozzles at the beginning of the trays is in the range from four to six diameters, and at the end of the trays from two to four diameters, while the diameter of the reflective discs is 80 - 200 mm, and on pipelines of supplying a mixture of wastewater and sludge to the biofilter irrigation trays, valves are installed and, additionally, gates are mounted at the beginning of the trays, and in front of the initial drain pipes, guide plates are installed.
  • the essence of the invention lies in the fact that in the drain pipes of the irrigation systems of biofilters and in the pipes of the upper parts of the aeration columns, recesses are made in the form of spirals with a length of 1 to 1.5 turns and a height not exceeding 0.7 of the diameter of the pipe .
  • the essence of the invention lies in the fact that helium-neon tubes are installed on the trays of the biofilter irrigation system lasers to stimulate microflora growth, nitrification and denitrification processes.
  • the essence of the invention lies in the fact that the planar loading is made of corrugated sheets of fiberglass and / or ceramoplast with the inclusion of metal and mineral particles in them or applying a layer of metal compounds to the loading surface using the electro-acoustic spraying method.
  • the invention consists in the fact that the drain collector of the biofilter pan is equipped with a jet reflector, the upper part of the aeration columns is made in the form of nozzles screwed into the couplings attached to the bottom of the collector, and the collector is equipped with a hatch for mounting the nozzles and cleaning the pipes .
  • the essence of the invention lies in the fact that for diameters of aeration columns from 25 to 100 mm, the height of the lower edges of the columns above the bottom is 0.05 - 0.4 m, and the distance from the bottom of the extreme aeration columns to the angle of articulation of the flat and conical parts the bottom of the aeration tank settler is 0.5 - 1, 2 m.
  • the invention consists in the fact that the length of the lower leg of the conical part of the aeration tank settler is half the width of the settling zone plus 0.1 - 1.0 m, height from bottom of the conical part of the partition separating the aeration and from a stable zone to the bottom of 0.5 - 1.5 m.
  • the essence of the invention lies in the fact that along the outer perimeter of the partition separating the biofilter from the room of the aeration tank settler, at a distance of 0.5 - 1.5 m each holes are made from each other or valves for air bypass are installed.
  • the essence of the invention lies in the fact that it consists of two to four combined biological treatment devices connected to a common mixing chamber by the pipes for removing sludge from aeration tanks-settlers, and the pressure pipe of the mixing chamber circulation pump is connected to biofilter irrigation systems combined biological treatment devices.
  • the essence of the invention lies in the fact that in the bioreactor the lower loading layer consists of plane loads of various configurations, plastic cartridges or hard filling elements, and the loading of the upper layer is made of blocks consisting of plastic rods with distances between them from 1 to 3 mm and assembled in blocks using flat sheets.
  • the essence of the invention lies in the fact that the pipelines for discharging excess sludge from combined biological treatment devices are connected to a thickener, which, in turn, is connected to the condensed sludge discharge pipe with a belt filter press, and the dehydrated cake removal device with a filter -press is connected to the conveyor belt, with microwave emitters placed sequentially above it, and the sediment removal line from the conveyor is connected to the granulator, where the feed line of organic and mineral additives is also connected.
  • the essence of the invention lies in the fact that for its productivity up to 10000 m 3 / cyt. air ducts from combined biological treatment devices, excess sludge treatment devices, bioreactors, rooms for fine mechanical cleaning and sand traps are connected in series with a pocket cell filter, a folded cell filter and a UV unit with ozone-free and ozone-forming lamps. And finally, the essence of the invention lies in the fact that for its productivity of more than 10,000 mVsut.
  • air ducts are connected to the suction pipe of a high-pressure fan, the pressure duct of which, in turn, is connected to the irrigation chamber of an air treatment device equipped with an irrigation system, which is connected to a circulation pump, the suction pipe of which is connected to the bubbling part of the device, over which the nozzle part of the device is located filled with artificial loading, prefabricated pallet into which direct air supply pipes are mounted, filled in the lower part with small diameter pipes tra, with a height above the liquid surface of 0.7 - 1.3 m and buried by 0.4 - 0.7 m in the bubbler liquid, and a drain pan with water-jet air ejection pipes installed at a height of 0.6 - 1.2 m above the liquid and buried in the liquid by 1 - 2 m; a tank with a solution of sodium hypochlorite, a tank with an odorant solution and an air duct connected in turn to a droplet separator, which is connected in series to an activated carbon filter and a UV disinfection unit, are connected
  • FIG.l- schematically shows an installation for biochemical wastewater treatment
  • FIG. 2 shows, on an enlarged scale, a section through the biofilter shown in FIG. one
  • FIG. 3 is a section through AA in FIG. 2
  • FIG. 4 shows, on an enlarged scale, a sectional view of the biofilter prefabricated pan and the drain pan shown in FIG. one
  • FIG. 5 is a section BB in FIG. four
  • FIG. 6 shows, on an enlarged scale, the arrangement of aeration columns and the arrangement of an aeration tank-settler
  • FIG. 7 loading of the bioreactor (axonometry); in FIG.
  • FIG. 8 is a flow diagram of a device for processing excess sludge
  • FIG. 9 is a technological diagram of a device for processing used air for facilities with a capacity of up to 10,000 m 3 / cit .
  • FIG. 10 is a flow diagram of a device for processing used air for structures with a capacity of more than 10,000 mV
  • FIG. 11 is an enlarged view showing a section through a direct air supply pipe.
  • the claimed installation consists of a sewage supply pipe 1 connected to a fine mechanical treatment device 2, which, in turn, is connected by a pipe to a vertical sand trap 3.
  • a collecting tray of a vertical sand trap 3 is connected by a discharge pipe to the mixing chamber of 4 combined biological devices purification 5.
  • Devices of combined biological treatment 5 consist of biofilters 6 with flat high-speed loading 7, equipped with irrigation systems 8, prefabricated pallets 9 and drain collectors 10.
  • Aeration columns 11 are connected to the drain collectors 10, which are buried in the aeration zones 12 of the aeration tanks-settlers 13. On the partition,
  • aeration tanks-sumps 13 aeration zones 12 are interlocked with the sludge zones 15.
  • sludge discharge pipes 16 are installed uniformly spaced pipes 17.
  • the sludge discharge pipelines 16 are connected to the mixing chamber 4, in which the circulation pump 18 is installed.
  • the pressure pipe 19 is simultaneously connected to the irrigation systems of 8 combined devices 5 ovannoy biological purification and processing device iz
  • the collecting chutes located in the settling zones 15 are connected by gravity to the bioreactors 21.
  • the bioreactors include an aeration chamber 22 with a water-jet aerator 23 and a pump 24.
  • the pump 24 is connected by a pressure pipe
  • Combined biological treatment devices 5 and bioreactors 21 are connected by air ducts 29 to the device for processing
  • the design of the biofilter 6 irrigation system includes a pressure pipe with a valve 31, distribution trays 32 with gates 33, drain pipes 34 and reflective disks 35.
  • the length of the drain pipes decreases from beginning to end distribution trays and varies from six to two of their diameters.
  • directional plates 36 are installed in front of the initial drain pipes 34.
  • Helium-neon lasers 37 are mounted on trays 32.
  • Couplings 38 are welded to the bottom of the collector 10, into which aeration columns 11 are screwed from below, and pipes 39 are screwed on top. During hydraulic tests in clean water, the nozzles mark the water level, then they are unscrewed and chamfered, and then they are again screwed into the couplings 38.
  • recesses are made in the form of spirals.
  • the collector is equipped with a jet reflector 40 and a flap 41.
  • the loading of the bioreactor 21 is made of blocks with elements in the form of rods 42, the distances between which are within 1-3 mm. Elements 42 are connected and secured using PLANE SHEETS 43.
  • the excess sludge treatment device 20 consists of a thickener 44, which is connected by a condensed sludge removal pipeline to a belt filter press 45.
  • the dehydrated cake removal device is connected to the conveyor belt 46, above which the microwave emitters 47 are located.
  • the sediment removal line from the conveyor is connected to the granulator 48 where the feed line for organic and mineral additives is also supplied.
  • Used air treatment device 30 for structures with a capacity of up to 10,000 m 3 / cit. consists of a pocket filter 49, a folded filter 50 and a UV unit with ozone-free and ozone-forming lamps 51.
  • Used air treatment device 30 for structures with a capacity of more than 10,000 m 3 / cit. includes air ducts 29, which are connected to the suction pipe of the veins high pressure tiller (VVD) 52.
  • the pressure air duct VVD 52 is connected to the irrigation chamber 53 of the air treatment device 30.
  • the device 30 is equipped with an irrigation system 54, which is connected to a circulation pump 55, the suction pipe of which is connected to its bubbler portion 56
  • a nozzle part 57, filled with artificial loading, as well as a collection tray 58, into which direct air supply pipes 59 are mounted, are placed above the bubbling part 56.
  • Direct air supply pipes 59 are filled in their lower part with small pipes a- meter 60.
  • Pipes 60 are arranged above the liquid surface at a height of 0,7 - 1,3 m and recessed by 0.4 - 0.7 m in bubble liquid portion.
  • Pipes for water-jet air ejection 61 of the collector 62 are installed at a height of 0.6 - 1, 2 m above the liquid and buried in the liquid by 1 - 2 m.
  • Tank 63 with a solution of sodium hypochlorite and a tank with a solution of water are connected to the air treatment device 30 welt 64 and duct 65.
  • the duct 65 is connected to a droplet separator 66, which is connected in series to an activated carbon filter 67 and a UV disinfection unit 68.
  • the described biochemical wastewater treatment plant operates as follows.
  • Wastewater through pipeline 1 is fed into a device 2 of fine mechanical treatment with 2-4 mm openings, where coarse suspensions are retained. Then the wastewater enters the vertical sand trap 3, where sand is deposited. Next, the wastewater enters the mixing chamber 4, and then into the combined biological treatment devices 5. Under the hydrostatic pressure, 16 sludge from the aeration zones 12 enters the mixing chamber 4 under gravity pressure. To the biochemical wastewater treatment plant used, from two to four combined biological treatment devices are used, it is performed with one circulation pump 18. This condition is based on design considerations for the construction of treatment facilities, the control of hydrodynamic fluid flows in biofilters and aeration tanks, and also temporary shutdown individual elements.
  • the wastewater is pumped through the pressure pipe 19 through the circulation pump 18 to the irrigation systems 8 biofilters 6 and the excess sludge treatment device 20.
  • the valves 31 installed on the pressure pipes the wastewater flow rate is adjusted to each distribution tray 32.
  • the sludge mixture enters the narrow distribution trays 32 in the initial sections, especially during the period when the circulation pump 18 is turned on, a sharp wave-like movement in the trays occurs, and liquid overflow is possible spines through the edges.
  • the quenching of the pressure and the equalization of the fluid flow in the trays is carried out using the sliders 33. Due to the high fluid velocities at the beginning of the trays, it is difficult to drain the fluid into the first drain pipes 34.
  • flow guiding plates are installed in front of the initial pipes Ki 36, which contribute to the discharge of fluid into the holes of the nozzles.
  • a uniform flow of liquid through the nozzles is regulated by changing the height of the nozzles above the bottoms of the trays. In this case, it is necessary to strive to reduce the length of the nozzles, as this reduces the amount of biomass attached to the drainage path, and, accordingly, increases the throughput of the nozzles.
  • the recommended length of the nozzles installed at the beginning of the trays is 6 - 4 diameters, at the end of 4 - 2 diameters.
  • the compactness of the falling jets of liquid is facilitated by recesses 40 in the drain pipes 34, made in the form of spirals 1 - 1.5 turns with a height of less than 0.7 diameter.
  • the optimal ratio between the energy costs for the operation of the irrigation system and the uniformity of irrigation is determined by the following system parameters: when the distance from the upper ends of the drain pipes of the irrigation system trays to the reflective discs is 0.8 - 1.5 m, the distance between the centers of the trays and the distance between the axes of the pipes within 0.6 - 1.4 m.
  • biofilters 6 when using a flat load 7 with varying roughness (equivalent roughness in the upper zone of sheets 1.6 - 2; in the lower - 0.02 - OD), a layer of eplennoy biomass up to 10 mm thick, in which besides microflora performing sorption and oxidation of an organic substrate (60 - 80% of the dissolved organics), nitriles fitsiruyuschie develop and denitrifying microorganisms.
  • the simultaneous occurrence of nitri-denitrification processes provides a high degree of degradation of nitrogen-containing contaminants in the installation.
  • the inclusion of 7 metal and mineral particles in the composition of the loading material increases the electrokinetic effect, which consists in increasing the potential of the adsorption layer of the loading.
  • Molecules of reacting substances are sorbed on active loading centers, their concentration becomes higher, which positively affects the adhesion adhesion of the surface layer.
  • the combination of structural, mechanical, kinetic and electrical factors stabilizes the processes of nitri - denitrification, which increases the degree of degradation of nitrogen-containing contaminants in the installation.
  • the mixture of wastewater and sludge that passed through the loading of 7 biofilters 6 is collected using prefabricated pallets 9 and sent to the drain collectors 10.
  • Fugitive discharge of liquid, insufficient distance between the centers of the upper edges of the aeration columns 11, deviations in the heights of the nozzles above the bottoms of the collectors causes chaotic fluid movement, resulting in reduced efficiency of the process of air entrainment in aeration columns. Therefore, in the upper part of the collectors, it is necessary to install flow guiding reflectors 40, which are hit and merge down the fluid flows.
  • the quenching of the pressure contributes to a uniform flow of fluid to the upper edges of the aeration columns. Further, during operation, a uniform discharge of fluid through all nozzles is ensured.
  • the recommended distance between the cuts in the upper part of the columns with a diameter of 25 - 100 mm within 50 - 200 mm helps to reduce the turbulence of flows in the liquid and its uniform distribution between the columns.
  • the exact installation of the upper edges of the columns according to the water level is made by screwing and unscrewing the pipes 39 and removing the chamfers.
  • the formation of well-developed vortex funnels for sucking air into the aeration columns 11 is facilitated by the internal recesses in the nozzles 39, which are in the form of spirals, since they stabilize the formation of circular rotations (clockwise) when draining the liquid into the pipes.
  • the optimal the height of the application of slices ranges from 0.5 diameter.
  • the installation of the nozzles 39 and the cleaning of the aeration columns 11 is carried out through the hatches 41.
  • the efficiency of the process of mass transfer of air oxygen to a liquid and mixing of the contents of the aeration zone depends on the following main factors: diameter of aeration columns, liquid throughput (m / h), correlation between the height of aeration columns above a liquid and the height of the buried part of columns, depth of aeration zone, and arrangement parameters columns in the aeration zone and configuration of the aeration tank settler.
  • the internal diameters of aeration columns are recommended to be taken within 40 - 70 mm. It is possible to use diameters of 25 - 40 mm for small ranges of plant capacities, but in this case, the flow rate m 3 / h and the amount of air drawn in negatively affect the appearance of fouling ⁇ 1,5 1.5 mm on the inside of the biocenosis pipes, due to with which, it is necessary to periodically clean the columns.
  • the use of diameters of 70 - 100 mm i.e., passage through high flow columns
  • K 3 mass transfer coefficient within the pipe capacity
  • the recommended estimated flow rate (m 3 / h) of liquid through the columns should be at least half the sum of the minimum and maximum flow rates at which vortex funnels are formed.
  • the height of the upper part of the columns is recommended to be taken within 2 - 3.5 m
  • the height of the deepened part of the columns is 2.5 - 4 m
  • the height of the lower edges of the columns above the bottom is 0.15 - 0.4 m.
  • the distance from the bottom of the conical part of the partition separating the aeration and settling zones to the bottom should be 0.5 - 1.5 m .
  • Oxidation is carried out in the reaction volume of the aeration tank the rest of the organic pollutants (20 - 40%) at low loads on sludge "0.1 g-BGH / g sludge- cit, mineralization of spent biomass from the loading of the biofilter.
  • the sludge ash content in developed nitrification and denitrification processes is 33 - 42%, the average specific moisture resistance is 38 - 45-10 "10 cm / g.
  • Excess sludge contains carbon, nitrogen, phosphorus and trace elements, has a high degree of mineralization, good moisture loss, and is not susceptible to decay. and therefore, after additional processing it can be used as fertilizer.
  • the excess sludge output from 5 is sent through the pressure pipe 19 to the excess sludge treatment device 20.
  • the sludge is supplied automatically during periods of pre
  • the excess sewage at 20 can also be discharged directly from the aeration zone 12.
  • the purified water from the settling zone 15 enters the collection trays and is discharged into the bioreactors of deep wastewater treatment 21, where in the aeration chamber 22 additional saturation of water with dissolved oxygen is carried out using water-jet aerators 23 and circulation pumps 24.
  • the pumps 24 are equipped with flexible hoses that allow you to adjust the depth loading. Next, the water moves through the layers 27, 28 of flooded filters.
  • the load 27 of the bioreactor 21 can be used planar loading of various configurations used in su existing biological filters, elements of hard filling charges, which have a high specific surface ("100 - 150 m 2 / m 3 ) and exclude the possibility of siltation zones.
  • the attached microflora formed on surface 27 carries out sorption and oxidation of residual organic pollutants, and further transformation of nitrogen-containing compounds.
  • the biochemical processes are provided with the necessary oxygen by means of a pump 24 and a water-jet aerator 23.
  • the liquid entering the bioreactor 21 contains suspended solids (claps of dead sludge). When water moves through the load 27, the amount of suspended solids increases due to separation of mineralized microflora from the loading surface.
  • Retention of pop-up substances is carried out by filtering the fluid through the biocenosis of fouling, which forms on the loading surface 27. With the thickness of the attached biomass ⁇ 1 1–1.5 mm, the distances between the rods 42 within 2–3 mm are covered by immobilized microflora. Elements 42 are formed into loading units 29 by means of flat sheets 43. Water passing through the loading 29 is sent to the collection trays of the bioreactor 21.
  • the bioreactors 21 are partially emptied and the charge is regenerated using the irrigation system 26 and pump 24. Then the pump is lowered into the pit of the bioreactor and the liquid is pumped through the pipe 25 to the mixing chamber 4.
  • Excess biomass from combined biological treatment devices 5 and sediment from bioreactors 21 are sent via line 19 to the excess sludge treatment device 20.
  • the moisture content of the excess sludge is reduced to 96 - 98%.
  • the sediment is sent to the belt filter press 45, where the humidity drops to 75 - 80%, and then the cake is fed to the conveyor 46 under the microwave emitters 47.
  • the pathogenic microflora located in the treated sediment perishes, and the surviving microorganisms lose the possibility of reproduction.
  • the conveyor unloads the sediment into granulator 48, where the sediment is mixed with organic and mineral additives, which provide the necessary agrochemical properties and give the final product a marketable appearance.
  • Granules are cylinders ready for use as an organic fertilizer.
  • the features of the combined biological treatment device make it possible to bring the air oxygen utilization coefficient to 20% due to its multiple circulation together with the processed liquid. This is achieved as follows: outdoor air and air from auxiliary facilities naturally enter the biofilter room and, due to air intake in aeration columns, moves from top to bottom through the biofilter 6 of column 11 and floats above the aeration zone 12. Further, the used air is partially removed for further processing at 20, partially bypasses through valves or openings 14 into the biofilter room for further participation in the mass transfer of oxygen. The organized movement of pop-up air bubbles prevents moisture condensation on the walls and ceiling of biofilter rooms in combined biological treatment devices.
  • Air from rooms with fine mechanical cleaning devices and sand traps, as well as air from rooms above aeration tanks-settlers of combined biological treatment devices for the range of sewage treatment plant capacities up to 10,000 m 3 / cit. is directed by a fan 52 into a pocket filter 49, in which the bulk of the liquid droplets are retained (about 66%), from where a folded cell 50 enters the filter, which traps microorganisms up to 0.3 microns in size (99.97% efficiency), and then UV installation with ozone-free and ozone-forming lamps 51. Ozone-forming lamps 51 are turned on in emergency situations.
  • air is supplied to the nozzle part 57 of the device, where it is in gas scrubbing mode and is contacted with a solution of sodium hypochlorite supplied through an irrigation system 54. During irrigation and movement of air and drops of sodium hypochlorite solution Interfacial contact occurs through artificial loading of the nozzle 57.
  • air through direct supply pipes 59 is forced into the bubbler portion 56 of device 30, where secondary contact of air bubbles with the solution takes place.
  • the presence in the lower part of the pipes 59, mounted pipes of small diameter 60, provides for the separation of the outgoing air flow into small bubbles, which increases the effect of interfacial contact.
  • the pop-up air through duct 65 is directed into the drop compartment 66.
  • the solution is circulated by means of a pump 55.
  • Subsequent bubbling of air bubbles provides mixing of the contents of the bubbler portion 56 and intensive updating of the contact surface of the gas-liquid phases of the entire volume.
  • filters with activated carbon 67 are additionally included in the technological scheme of air treatment, which, in combination with an odorant, completely eliminate the appearance of unpleasant odors. Removal of a small amount of small drops of hypochlorite from droplet separator 66 will prevent the formation of activated microflora loading in the pores. In the post-accident period, warm-up is performed (load regeneration). Air after filters with coal is also directed to UV disinfection units 68.
  • the claimed biochemical treatment device provides 97 - 99% of the effect of treatment of domestic wastewater with an organic matter content of up to 1000 mg BGHp. O 2 / DM 3 and suspended solids up to 400 mg / DM 3 . It is efficient to use the installation for the treatment of low concentrated wastewater (less than 100 mg / l according to BOD), since a layer of suspended sludge is maintained in the sedimentation zone by replenishing the spent biomass from the biofilters. It is advisable to use combined biological treatment devices in multi-stage schemes for wastewater treatment of canneries, meat plants, dairies, fish factories, livestock farms, and enterprises of the chemical and microbiological industry.

Abstract

Изобретение относится к очистке хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод и может быть использовано при очистке производственных сточных вод. Установка для биохимической очистки сточных вод содержит устройство тонкой механической очистки, песколовку, камеру смешения сточных вод с илом с циркуляционным насосом. Устройство комбинированной биологической очистки включает биофильтр с плоскостной загрузкой, систему орошения, сборные поддоны и стокосборники, к которым подсоединены аэрационные колонны с водоструйной аэрацией, заглубленные в аэрационные зоны. Система орошения биофильтров включает лотки со сливными патрубками и отражательные диски. Расстояние от верхних торцов сливных патрубков лотков до дисковых отражателей составляет 0,8 - 1,5 м. Расстояние между центрами лотков и расстояние между осями патрубков в лотках составляет 0,6 - 1,4 м. При диаметре аэрационных колонн от 25 до 100 мм их высота над уровнем жидкости в аэротенках-отстойниках составляет 1,2 - 3,5 м, а высота заглубления под уровень жидкости составляет 1,5 - 4 м. Расстояние между обрезами колонн в верхней части составляет 50 - 200 мм, а расстояние между нижними их обрезами в аэрационной зоне 0,5 - 2 м.

Description

УСТАНОВКА ДЛЯ БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД.
5 ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к очистке хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод с содержанием органических загрязнений по БПКп от 50 до 50000 мг/дм3, а взвешенных веществ от 50 до 5000 мг/ дм3 и может быть использовано при очистке сточных ю вод, например, жилых домов, поселков, городов, консервных заводов, мясокомбинатов, рыбозаводов, молокозаводов, животноводческих ферм, предприятий химической и микробиологической промышленности и т. п.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
15 Известно устройство для биохимической очистки сточных вод, содержащее биофильтр, размещенный над аэротенком-отстойником с подающими трубами для струйной аэрации жидкости, прикрепленными к сборному поддону биофильтра, камеру смешения и циркуляционный насос (Авторское свидетельство СССР N° 1020379,
20 МКИ CO2 FЗ/02, опубл. 30.05.1983г.). Работа устройства заключается в следующем: сточные воды после предварительной обработки (удаление грубодисперсных примесей) направляются в камеру смешения, куда поступает также под гидростатическим напором иловая смесь из аэротенка-отстойника. Далее смесь сточных вод и ила цир-
25 кулирует с помощью насоса через биофильтр, подающие трубы (аэрационные колонны) и аэротенк-отстойник. Биохимическое окисление загрязнений осуществляется биоценозом, прикрепленным к загрузке биофильтра и микроорганизмами активного ила в аэротен- ке-отстойнике. При орошении и прохождении через биофильтр ило- зо вая смесь насыщается кислородом воздуха. Дополнительное насыщение жидкости кислородом в аэротенке и перемешивание его со- держимого осуществляется за счет процесса воздухововлечения в подающих трубах, движения газожидкостных потоков и при подъеме пузырьков воздуха. Достоинством данного устройства является: высокая степень очистки сточных вод за счет сочетания окислитель- ных и сорбционных свойств биоценоза биофильтра и микрофлоры активного ила аэротенка; использования в качестве основного оборудования простого низконапорного насоса и низкие энергетические затраты (до 0,5 кВт/ на кг снятого БГЖ). Вместе с тем, применение одного комбинированного устройства в виде единого блока нера- ционально при очистке сточных вод для диапазонов производитель- ностей 100 - 50000 м /сут., так как усложняется процесс регулировки гидродинамического режима работы сооружения и невозможно отключение отдельных элементов на время ремонта.
Известна также установке для биохимической очистки высоко- концентрированных сточных вод по патенту РФ Ns 2139257, МКИ CO2 FЗ/02, опубл. 10.10.1999г., в которой применен биореактор для доочистки сточных вод с искусственной загрузкой, обеспечивающей дальнейшую трансформацию азотсодержащих загрязнений и задержание всплывающих хлопьев ила. Однако предлагаемая конструк- ция загрузки сложна в изготовлении.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению (прототипом) является установка для биохимической очистки сточных вод, данная в описании к патенту РФ JTs 2220915, МКИ CO2 FЗ/02, опубл. 10.01.2004г. Равномерность орошения биофильтра комбинированного устройства зависит не только от запорной арматуры на линиях подачи смеси сточных вод и ила в лотки, но и от наличия устройств для гашения напора при подаче жидкости в лотки, так как при поступлении жидкости на начальных участках возникает резкое волновое движение. Равномер- ность орошения загрузки биофильтра при минимальных энергетических затратах на подачу жидкости в систему орошения зависит как от высоты от верхних обрезов сливных патрубков до отражательных дисков 1 - 1,5 м и выправляющих выступов в патрубках, но также от расстояний между лотками и расстояний между сливными патрубками. Указанные в данном патенте размеры сливных патрубков 4 - 10 диаметров обеспечивают компактность падающих струй жидкости и разнообразие траекторий отражения капель жидкости. Вместе с тем, при появлении на внутренней поверхности патрубков слоя прикрепленной микрофлоры (β « 1,5 мм) при диаметре патрубков 20 - 35 мм и их длине свыше шести диаметров, а также из-за выправляющих выступов резко снижается пропускная способность патрубков и повышается вероятность их засорения, что требует частой прочистки. Эффективность окисления органических загрязнений в биофильтрах комбинированных устройств зависит от конструктивного устройства загрузки. Плоскостная загрузка выполнена в виде блоков из гофрированных листов с шестью зонами различной шероховатости, что создает оптимальные условия для наращивания биомассы в верхней части загрузки и исключает заиление в средней и нижней части. Вместе с тем использование искусственных материалов (стеклопластика, керамопласта и т.п.) для изготовления плоскостных загрузок не обеспечивает нарастания достаточного слоя биомассы на поверхности материала из-за низкого электрокинетического потен- пиала, т.е. притяжения за счет межмолекулярных сил. Узел водоструйной аэрации в комбинированном устройстве обеспечивает эффективное насыщение жидкости кислородом и перемешивание содержимого аэротенка только при определенных диаметрах аэраци- онных колонн и определенных соотношениях между высотами ко- лонн над поверхностью и высотами заглубленных частей колонн. Правильный выбор параметров минимизирует энергетические затраты на очистку сточных вод. На эффективность процесса воздуховов- лечения в колонны влияют условия поступления смеси сточных вод и ила в стокосборники, горизонтальные расстояния между верхними обрезами аэрационных колонн и точность установки верхних обрезов аэрационных колонн по уровню воды. Наличие выправляющих выступов в виде спиралей в верхней части колонн повышает засо- ряемость колонн при наличии длинноволокнистых загрязнений. В установке-прототипе биохимической очистки сточных вод указано, что нижние концы труб равномерно расставлены над плоской частью днища аэротенка с высотой 0,2 - 0,3 м над ним. Вместе с тем, при минимальных энергетических затратах на циркуляцию иловой смеси, поддержание активной биомассы в аэрационной зоне во взвешенном состоянии, исключение возможности залегания и загнивания ила зависит как от принятого диаметра аэрационных колонн и соотношения высот аэрационных колонн, так и от расстояний между нижними обрезами колонн, расстояний от концов колонн до угла сочленения плоской и конической части днища и равномерного отвода ила.
В осадке сточных вод в оптимальном соотношении находятся углерод, азот, фосфор и микроэлементы. Но возможность использования осадка в качестве удобрения сдерживается жизнестойкостью гельминтов и появлением неприятных запахов при внесении его в почву. Применение установок СВЧ обеспечивает полную дегельминтизацию осадка. Избыточный ил, удаляемый из комбинированных устройств, имеет оптимальное соотношение биогенных элементов, хорошую влагоотдачу и высокую степень минерализации. Отсутствие первичного отстаивания в комбинированном устройстве, блокиро- вание аэротенка и вторичного отстойника исключает возможность дальнейшего появления неприятных запахов, в отличие от традиционных сооружений, в осадке которых остаются гнилостные ферменты. Основными факторами, оказывающими влияние на биологиче- скую очистку сточных вод, является температура исходных сточных вод и наружного воздуха. Средняя температура сточных вод в городах России в холодное время колеблется в пределах 15 - 17 0C, температура вод в средних и небольших поселках 9 - 14 0C. В аэротен- ках с обычным режимом аэрации при температуре воздуха минус 10 - 20 0C, температура жидкости за время обработки падает на 1 - 3 0C, в аэротенках с продленным режимом аэрации на 4 - 9 0C, что приводит к замедлению или полному прекращению процесса биологической очистки. В странах с жарким климатом высокие температуры сточных вод и воздуха и прямые солнечные лучи способствуют повышению обрабатываемой жидкости до 350C и выше, что также отрицательно сказывается на растворимости воздуха и скорости процесса очистки. Выполнение очистных сооружений канализации в закрытом исполнении частично решает проблемы охлаждения или нагрева жидкости, но основным направлением оптимизации темпе- ратурного режима работы сооружений и снижения энергозатрат на обработку воздуха является повышение коэффициента использования кислорода воздуха. В процессе очистки сточных вод в аэротенках образуется огромное количество газовых пузырей, разрыв которых сопровождается образованием капель, которые уносятся в атмо- сферу, захватывая и патогенную микрофлору. Таким образом, происходит загрязнение воздуха возбудителями инфекционных и инвазионных заболеваний. Для дезинфекции и дезодорации использованного в технологических процессах воздуха установки должны быть снабжены устройствами для обработки воздуха. В трех — четы- рехступенчатых схемах обработки воздуха на очистных сооружениях канализации г. Монако, Ницца, Антиб используется мокрая очистка с помощью гипохлорита, каустической соды, а устранение дур- нопахнущих запахов осуществляется с помощью озона, в связи с чем, процесс очистки воздуха является дорогостоящим в эксплуатации.
Задача, которую поставили перед собой разработчики новой установки для биохимической очистки сточных вод, состояла в создание такой установки, которая позволила бы повысить экологиче- скую безопасность и которая включала бы в себя, в частности, сокращение санитарно-защитной зоны вокруг установки.
Техническим результатом, достигнутым в процессе решения поставленной перед разработчиками задачи, явилось повышение эффективности и стабильности её работы. Повышение эффективно- сти и стабильности работы установки предопределило снижение энергетических затрат на очистку сточных вод, дезинфекцию и дезодорацию использованного воздуха. Вместе с тем, установка позволила также утилизировать отходы с получением гранулированных удобрений. РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Сущность изобретения состоит в том, что установка для биохимической очистки сточных вод, содержащая устройство тонкой механической очистки, песколовку, камеру смешения сточных вод с илом с циркуляционным насосом и устройство комбинированной биологической очистки, включающее биофильтр с плоскостной загрузкой, систему орошения, сборные поддоны и стокосборники, к которым подсоединены аэрационные колонны с водоструйной аэрацией, заглубленные в аэрационные зоны, биореактор с искусственной загрузкой, устройство обработки избыточного ила и устройство для обработки использованного воздуха, в устройстве комбинированной биологической очистки производительностью от 5 до 15000 м3/cyт. система орошения биофильтров включает лотки со сливными патрубками и отражательные диски, причём расстояние от верхних торцов сливных патрубков лотков до дисковых отражателей составляет 0,8 - 1 ,5 м, а расстояние между центрами лотков и расстояние между осями патрубков в лотках составляет 0,6 - 1,4 м, а также тем, что при диаметре аэрационных колонн от 25 до 100 мм их высота над уровнем жидкости в аэротенках-отстойниках составляет 1,2 - 3,5 м, а высота заглубления под уровень жидкости составляет 1,5 - 4 м, при этом расстояние между обрезами колонн в верхней части составляет 50 - 200 мм, а расстояния между нижними их обрезами в аэрационной зоне 0,5 - 2 м.
Кроме того, сущность изобретения состоит и в том, что длина патрубков в начале лотков находится в пределах от четырёх до шести их диаметров, а в конце лотков от двух до четырёх диаметров, при этом диаметр отражательных дисков составляет 80 — 200 мм, а на трубопроводах подачи смеси сточных вод и ила в лотки орошения биофильтра установлены задвижки и дополнительно в начале лотков смонтированы шиберы, а перед начальными сливными патрубками установлены струенаправляющие пластинки.
Вместе с тем, сущность изобретения состоит и в том, что в сливных патрубках систем орошения биофильтров и в патрубках верхних частей аэрационных колонн выполнены выемки в виде спи- ралей длиной от 1 до 1,5 оборота и высотой, не превышающей 0,7 диаметра патрубка.
Вместе с тем, сущность изобретения состоит и в том, что на лотках системы орошения биофильтра установлены гелий-неоновые лазеры для стимуляции роста микрофлоры, процессов нитрификации и денитрификации.
Вместе с тем, сущность изобретения состоит и в том , что плоскостная загрузка выполнена из гофрированных листов стеклопла- стика и/или керамопласта с включением в их состав металлических и минеральных частиц или нанесения на поверхность загрузки слоя соединений металла с помощью электроакустического метода напыления.
Кроме того, сущность изобретения состоит и в том, что стокос- борник поддона биофильтра оборудован струенаправляющим отражателем, верхняя часть аэрационных колонн выполнена в виде патрубков, вкручиваемых в муфты, прикреплённые к днищу стокосбор- ника, а стокосборник снабжён лючком для монтажа патрубков и прочистки труб. Кроме того, сущность изобретения состоит и в том, что для диаметров аэрационных колонн от 25 до 100 мм высота нижних обрезов колонн над днищем составляет 0,05 - 0,4 м, а расстояние от низа крайних аэрационных колонн до угла сочленения плоской и конической частей днища аэротенка-отстойника составляет 0,5 - 1 ,2 м. Кроме того, сущность изобретения состоит и в том, что длина нижнего катета конической части аэротенка-отстойника составляет половину ширины отстойной зоны плюс 0,1 - 1,0 м, высота от низа конической части перегородки, разделяющей аэрационную и отстойную зону до днища 0,5 - 1,5 м. Вместе с тем, сущность изобретения состоит и в том, что по внешнему периметру перегородки, отделяющей помещение биофильтра от помещения аэротенка-отстойника, на расстоянии 0,5 - 1,5 м друг от друга выполнены отверстия или установлены клапаны для перепуска воздуха. Вместе с тем, сущность изобретения состоит и в том, что она состоит из двух - четырёх устройств комбинированной биологической очистки, соединенных с общей камерой смешения трубопроводами отвода ила из аэротенков-отстойников, а напорный трубопро- вод циркуляционного насоса камеры смешения соединен с системами орошения биофильтров устройств комбинированной биологической очистки.
Вместе с тем, сущность изобретения состоит и в том, что в биореакторе нижний слой загрузки состоит из плоскостных загрузок различной конфигурации, пластмассовых картриджей или жестких засыпных элементов, а загрузка верхнего слоя выполнена из блоков, состоящих из пластмассовых стержней с расстояниями между ними от 1 до 3 мм и собранными в блоки с помощью плоских листов.
Вместе с тем, сущность изобретения состоит и в том, что тру- бопроводы отвода избыточного ила от устройств комбинированной биологической очистки подсоединены к сгустителю, который, в свою очередь, соединен трубопроводом отвода уплотненного ила с ленточным фильтр-прессом, устройство отвода обезвоженного кека с фильтр-пресса подключено к ленте конвейера, с размещенными над ней последовательно СВЧ-излучателями, а линия отвода осадка с конвейера подключена к гранулятору, куда подведена также линия подачи органических и минеральных добавок.
Кроме того, сущность изобретения состоит и в том, что для её производительности до 10000 м3/cyт. воздуховоды от устройств ком- бинированной биологической очистки, устройства обработки избыточного ила, биореакторов, помещений устройств тонкой механической очистки и песколовок последовательно соединены с фильтром ячейковым карманным, фильтром ячейковым складчатым и УФ- установкой с безозоновыми и озонообразующими лампами. И наконец, сущность изобретения состоит и в том, что для её производительности свыше 10000 мVсут. воздуховоды подсоединены к всасывающему патрубку вентилятора высокого давления, напорный воздуховод которого, в свою очередь, подключен к камере орошения устройства обработки воздуха, снабженного системой орошения, которая соединена с циркуляционным насосом, всасывающий патрубок которого подсоединен к барботажной части устройства, над которой размещена насадочная часть устройства, заполненная искусственной загрузкой, сборный поддон, в который вмонтированы трубы прямой подачи воздуха, заполненные в нижней части трубами малого диаметра, с высотой над поверхностью жидкости 0,7 - 1,3 м и заглубленные на 0,4 - 0,7 м в жидкость барботажной части, и стокосборник с трубами водоструйной эжекции воздуха, установленными на высоте 0,6 - 1,2 м над жидкостью и заглуб- ленные в жидкость на 1 - 2 м; к устройству обработки воздуха подсоединены бак с раствором гипохлорита натрия, бак с раствором одоранта и воздуховод, соединенный, в свою очередь, с каплеотде- лителем, который последовательно подключен к фильтру с активированным углем и установке УФ-обеззараживания. Доказательства возможности осуществления заявляемой установки для биохимической очистки сточных вод с реализацией указанного назначения приводятся ниже на конкретном примере. Этот характерный пример ни в коей мере не ограничивает другие различные варианты исполнения изобретения, а только лишь поясняет его СУЩНОСТЬ.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР ЧЕРТЕЖЕЙ
Приведённая в качестве конкретного примера изобретения установка для биохимической очистки сточных вод поясняется графически, где: на фиг.l- схематично изображена установка для биохимической очистки сточных вод; на фиг. 2 - в увеличенном масштабе дан разрез биофильтра, показанного на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез A-A на фиг. 2; на фиг. 4 - в увеличенном масштабе приведён разрез сборного поддона биофильтра и стокосборника, показанных на фиг. 1 ; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - показана в увеличенном масштабе расстановка аэрацион- ных колонн и устройство аэротенка-отстойника; на фиг. 7 - загрузка биореактора (аксонометрия); на фиг. 8 - технологическая схема устройства обработки избыточного ила; на фиг. 9 - технологическая схема устройства обработки использо- ванного воздуха для сооружений производительностью до 10 000 м3/cyт.; на фиг. 10 - технологическая схема устройства обработки использованного воздуха для сооружений производительностью свыше 10000 мVсут.; на фиг. 11 - в увеличенном масштабе показан разрез труб прямой подачи воздуха.
ЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ Заявленная установка состоит из трубопровода подачи сточных вод 1, подсоединенного к устройству тонкой механической очистки 2, которое, в свою очередь, подсоединено трубопроводом к вертикальной песколовке 3. Сборный лоток вертикальной песколовки 3 соединен отводным трубопроводом с камерой смешения 4 устройств комбинированной биологической очистки 5. Устройства комбинированной биологической очистки 5 состоят из биофильтров 6 с пло- скостной загрузкой 7, снабженных системами орошения 8, сборными поддонами 9 и стокосборниками 10. К стокосборникам 10 подсоединены аэрационные колонны 11, которые заглублены в аэраци- онные зоны 12 аэротенков-отстойников 13. На перегородке, отде-
5 ляющей помещение биофильтра от помещения аэротенка- отстойника, предусмотрена установка клапанов или отверстий для перепуска воздуха 14. В аэротенках-отстойниках 13 аэрационные зоны 12 сблокированы с отстойными зонами 15. По периметру плоской части днища аэрационных зон 12 установлены трубопроводы ю отвода ила 16 с равномерно расставленными патрубками 17. Трубопроводы отвода ила 16 соединены с камерой смешения 4, в которой установлен циркуляционный насос 18. Напорный трубопровод 19 одновременно подключен к системам орошения 8 устройств комбинированной биологической очистки 5 и к устройству обработки из-
15 быточного ила 20.
Размещенные в отстойных зонах 15 сборные лотки соединены самотечным трубопроводом с биореакторами 21. Биореакторы включают камеру аэрации 22 с водоструйным аэратором 23 и насосом 24. В свою очередь, насос 24 соединен напорным трубопрово-
20 дом 25 с водоструйным аэратором 23, камерой смешения 4 и системой орошения 26 биореактора. Камера аэрации 22 отделена перегородкой от затопленного фильтра с двухслойной загрузкой 27, 28. Устройства комбинированной биологической очистки 5 и биореакторы 21 подсоединены воздуховодами 29 к устройству для обработ-
25 ки использованного воздуха 30.
В конструкцию системы орошения биофильтра 6 входят напорный трубопровод с задвижкой 31, распределительные лотки 32 с шиберами 33, сливными патрубками 34 и отражательными дисками 35. Длина сливных патрубков уменьшается от начала до конца рас- пределительных лотков и изменяется от шести до двух их диаметров. Перед начальными сливными патрубками 34 установлены струенаправляющие пластинки 36. На лотках 32 смонтированы гелий-неоновые лазеры 37. Ко дну стокосборника 10 приварены муфты 38, в которые снизу вкручены аэрационные колонны 11, а сверху патрубки 39. В период проведения гидравлических испытаний на чистой воде на патрубки наносят отметку уровня воды, затем их выкручивают и снимают с них фаску, а затем их снова вкручивают в муфты 38. В пат- рубках 39 выполнены выемки в форме спиралей. Стокосборник снабжен струенаправляющим отражателем 40 и лючком 41.
Загрузка биореактора 21 выполнена из блоков с элементами в виде стержней 42, расстояния между которыми находятся в пределах 1 - 3 мм. Элементы 42 соединяются и фиксируются с помощью пло- СКИХ ЛИСТОВ 43.
Устройство обработки избыточного ила 20 состоит из сгустителя 44, который соединен трубопроводом отвода уплотненного ила с ленточным фильтр-прессом 45. Устройство отвода обезвоженного кека подключено к ленте конвейера 46, над которой размещены СВЧ-излучаrели 47. Линия отвода осадка с конвейера подключена к гранулятору 48, куда подведена также линия подачи органических и минеральных добавок.
Устройство обработки использованного воздуха 30 для сооружений, производительностью до 10 000 м3/cyт. состоит из фильтра ячейкового карманного 49, фильтра ячейкового складчатого 50 и УФ-установки с безозоновыми и озонообразующими лампами 51.
Устройство обработки использованного воздуха 30 для сооружений производительностью свыше 10 000 м3/cyт. включает воздуховоды 29, которые подсоединены к всасывающему патрубку вен- тилятора высокого давления (ВВД) 52. Напорный воздуховод ВВД 52, в свою очередь, подключен к камере орошения 53 устройства обработки воздуха 30. Устройство 30 снабжено системой орошения 54, которая соединена с циркуляционным насосом 55, всасывающий патрубок которого подсоединен к его барботажной части 56. Над барботажной частью 56 размещена насадочная часть 57, заполненная искусственной загрузкой, а также сборный поддон 58, в который вмонтированы трубы прямой подачи воздуха 59. Трубы прямой подачи воздуха 59 в нижней их части заполнены трубами малого диа- метра 60. Трубы 60 расположены над поверхностью жидкости на высоте 0,7 - 1,3 м и заглублены на 0,4 - 0,7 м в жидкость барботажной части. Трубы водоструйной эжекции воздуха 61 стокосборника 62 установлены на высоте 0,6 - 1 ,2 м над жидкостью и заглублены в жидкость на 1 — 2 м. К устройству обработки воздуха 30 подсоеди- нены бак 63 с раствором гипохлорита натрия, бак с раствором одо- ранта 64 и воздуховод 65. Воздуховод 65 соединен, в свою очередь, с каплеотделителем 66, который последовательно подключен к фильтру с активированным углем 67 и установке УФ- обеззараживания 68. Работает описанная установка биохимической очистки сточных вод следующим образом.
Сточные воды по трубопроводу 1 подают в устройство 2 тонкой механической очистки с прозорами 2 — 4 мм, где происходит задержание грубодисперсных взвесей. Затем сточные воды поступают в вертикальную песколовку 3, где осуществляется осаждение песка. Далее сточные воды поступают в камеру смешения 4, а затем в устройства комбинированной биологической очистки 5. В камеру смешения 4 под гидростатическим давлением поступает по самотечным трубопроводам 16 ил из аэрационных зон 12. В случае, если в опи- сываемой установке биохимической очистки сточных вод применено от двух до четырёх устройств комбинированной биологической очистки, то её выполняют с одним циркуляционным насосом 18. Это условие исходит из конструктивных соображений строительства очистных сооружений, управления гидродинамическими потоками жидкости в биофильтрах и аэротенках-отстойниках, а также временного отключения отдельных элементов. При большем количестве устройств комбинированной биологической очистки, имея один циркуляционный насос 18, крайне сложно регулировать гидродина- мический режим работы биофильтров и аэротенков-отстойников. Полупроизводственные исследования показали, что при количестве устройств комбинированной биологической очистки от четырёх до шести целесообразно выполнять камеру смешения блока очистных сооружений с двумя одновременно работающими насосами, и разде- лять их перегородками с щитовыми затворами.
Из камеры смешения 4 сточные воды по напорному трубопроводу 19 с помощью циркуляционного насоса 18 перекачивают в системы орошения 8 биофильтров 6 и устройство обработки избыточного ила 20. С помощью задвижек 31, установленных на напорных трубопроводах, производят регулировку расхода сточных вод в каждый распределительный лоток 32. При поступлении иловой смеси в узкие распределительные лотки 32 на начальных участках, особенно в период включения циркуляционного насоса 18, возникает резкое волнообразное движение в лотках, и возможен перелив жидкости через кромки. Гашение напора и выравнивание потока жидкости в лотках осуществляют с помощью шиберов 33. Из-за высоких скоростей жидкости в начале лотков затруднен слив жидкости в первые сливные патрубки 34. Для снижения турбулентности потоков перед начальными патрубками установлены струенаправляющие пластин- ки 36, которые способствуют сливу жидкости в отверстия патрубков.
Регулировка равномерного излива жидкости через патрубки производится путем изменения высоты патрубков над днищами лот- ков. При этом необходимо стремиться к уменьшению длины патрубков, так как это сокращает количество прикрепленной биомассы на пути слива жидкости, и, соответственно, повышает пропускную способность патрубков. Рекомендуемая длина патрубков, устанавливаемых в начале лотков 6 — 4 диаметров, в конце 4 - 2 диаметра. По- вышению компактности падающих струй жидкости способствуют выемки 40 в сливных патрубках 34, выполненных в форме спиралей 1 — 1,5 оборота с высотой менее 0,7 диаметра.
Оптимальное соотношение между энергетическими затратами на работу системы орошения и равномерностью орошения опреде- ляет следующие параметры системы: при расстоянии от верхних торцов сливных патрубков лотков системы орошения до отражательных дисков 0,8 - 1,5 м расстояния между центрами лотков и расстояния между осями патрубков принимаются в пределах 0,6 - 1,4 м. В биофильтрах 6 при использовании плоскостной загрузки 7 с изменяющейся шероховатостью (эквивалентная шероховатость в верхней зоне листов 1,6 - 2; в нижней - 0,02 - ОД) образуется слой прикрепленной биомассы толщиной до 10 мм, в которой помимо микрофлоры, осуществляющей сорбцию и окисление органического субстрата (60 - 80 % растворенной органики), развиваются нитри- фицирующие и денитрифицирующие микроорганизмы. Одновременное протекание процессов нитри -денитрификации обеспечивает высокую степень деградации азотсодержащих загрязнений в установке. Включение в состав материала загрузки 7 металлических и минеральных частиц повышает электрокинетический эффект, который заключается в увеличении потенциала адсорбционного слоя загрузки. В процессе проведения полупроизводственных испытаний экс- периментальных образцов модулей загрузки было установлено, что слой иммобилизованной микрофлоры (2 - 3 мм) на листах из стеклопластика с нанесенным слоем металлической стружки и керамзита, тогда как на листах без покрытия он практически отсутствовал. Более плотное скопление биомассы (толщиной до 5 - 7 мм) наблю- далось на листах с электроакустическим напылением (ЭЛАН) соединений металла, вследствие имплантации в поверхностный слой загрузки различных соединений, таких как карбиды, карбонитриды, интерметаллиды и т.д. На обрастание загрузки биомассой оказало влияние увеличение степени шероховатости по Ra . Нанесенные на поверхность плоскостной загрузки металлические вкрапления являются также катализаторами, повышающими динамическую активность микроорганизмов. На активных центрах загрузки сорбируются молекулы реагирующих веществ, их концентрация становится выше, что положительно сказывается на адгезионном сцеплении поверхно- стного слоя. Сочетание структурно-механического, кинетического и электрического факторов стабилизирует процессы нитри - денитрификации, что повышает степень деградации азотсодержащих загрязнений в установке.
Обработка лазерным излучением циркулирующей смеси сточ- ных вод и активного ила в лотках системы орошения биофильтров с помощью ГНЛ 37 в сканирующем режиме оказывает стимулирующее действие на рост бактерий активной биомассы и, особенно, на рост нитрифицирующих и денитрифицирующих микроорганизмов. Экспериментальное облучение ила ГНЛ с длиной волны 632,8 нм в течение 3-х минут выявило увеличение числа бактерий через 1 час после обработки в 5,9 раз. Повышение биологической активности микроорганизмов снижает негативное влияние перегрузки микрофлоры при резком увеличении органических и гидравлических на- грузок на установку.
Смесь сточных вод и ила, прошедшая через загрузку 7 биофильтров 6, собирают с помощью сборных поддонов 9 и направляют в стокосборники 10. Неорганизованный слив жидкости, недостаточное расстояние между центрами верхних обрезов аэрационных ко- лонн 11, отклонения в высотах патрубков над днищами стокосбор- ников вызывает хаотичное движение жидкости, в результате чего снижается эффективность процесса воздухововлечения в аэрационных колоннах. Поэтому в верхней части стокосборников необходимо устанавливать струенаправляющие отражатели 40, о которые ударяются и сливаются вниз потоки жидкости. Гашение напора способствует равномерному поступлению жидкости к верхним обрезам аэрационных колонн. В дальнейшем при эксплуатации обеспечивается равномерный слив жидкости через все патрубки. Рекомендуемое расстояние между обрезами в верхней части колонн диаметром 25 - 100 мм в пределах 50 - 200 мм способствует снижению турбулентности потоков в жидкости и равномерному распределению ее между колоннами. Точную установку верхних обрезов колонн по уровню воды производят путем ввинчивания и вывинчивания патрубков 39 и снятием при этом фасок. Образованию хорошо развитых вихревых воронок для засасывания воздуха в аэрационные колонны 11 способствуют внутренние выемки в патрубках 39, имеющие форму спиралей, так как они стабилизируют процесс образования круговых вращений (по часовой стрелке) при сливе жидкости в трубы. Как показали полупроизводственные исследования, оптимальная высота нанесения нарезок колеблется в пределах 0,5 диаметра. Установку патрубков 39 и прочистку аэрационных колонн 11 осуществляют через лючки 41.
Эффективность процесса массопередачи кислорода воздуха в жидкость и перемешивания содержимого аэрационной зоны зависит от следующих основных факторов: диаметра аэрационных колонн, пропускного расхода жидкости (м /ч), соотношения между высотой аэрационных колонн над жидкостью к высоте заглубленной части колонн, глубины аэрационной зоны, параметров расстановки колонн в аэрационной зоне и конфигурации аэротенка-отстойника.
Внутренние диаметры аэрационных колонн рекомендуется принимать в пределах 40 - 70 мм. Возможно использование диаметров 25 - 40 мм для малых диапазонов производительностей установок, но в этом случае на величину пропускного расхода м3/ч и коли- чество вовлекаемого воздуха негативно сказывается на появление на внутренней части труб биоценоза обрастания β « 1,5 мм, в связи с чем, необходимо периодически производить прочистку колонн. Применение диаметров 70 - 100 мм (т.е. пропуск через колонны больших расходов) обеспечивает также высокий коэффициент мас- сопередачи (K3) в пределах пропускной способности труб (например, при dy 70 мм q = 9 - 19 м3/ч), но снижает эффективность перемешивания всего объема аэрационной зоны. Для обеспечения достаточного ударного воздействия водовоздушных факелов о днище рекомендуемый расчетный пропускной расход (м3/ч) жидкости через колон- ны должен быть не менее половины сумм величин минимальных и максимальных пропускных расходов, при которых образуются вихревые воронки.
Исходя из оптимальных величин: энергетических затрат на циркуляцию жидкости через биофильтр - аэрационные колонны - аэротенк — камеру смешения, строительной высоты очистных сооружений и условий обслуживания аэрационных колонн рекомендуемая высота колонн над уровнем жидкости в аэротенке для диапазона производительностей устройств комбинированной биологиче- ской очистки 5 - 50 м3/cyт. составляет 1,2 - 1,8 м, при этом высоту заглубленной части колонн рекомендуется принимать в пределах 1,5
— 2 м, а высоту нижних обрезов колонн над днищем в пределах 0,05
— 0,2 м; для диапазона производительностей устройств 100 — 15000 м3/cyт. высоту верхней части колонн рекомендуется принимать в пределах 2 - 3,5 м, высоту заглубленной части колонн - 2,5 - 4 м, а высоту нижних обрезов колонн над днищем 0,15 - 0,4 м. При выполнении указанных параметров расстановки колонн ударное воздействие водовоздушных факелов, выходящих из нижних концов аэрационных колонн, о днище аэрационной зоны, гидродинамиче- ское движение потоков жидкостей и всплытие пузырьков воздуха исключает возможность залегания и загнивания активного ила.
При седиментации хлопков ила в отстойной зоне 15 аэротенка- отстойника 13 возможно возникновение застойных зон по периметру сочленения конической и плоской части днища аэротенка с даль- нейшим загниванием и всплытием отмершего ила. Поэтому рекомендуется, чтобы минимальное расстояние от нижних концов крайних колонн диаметром 25 — 50 мм до угла не превышало 0,5 — 0,7 м, а для диаметров 50 - 100 мм не превышало 0,7 — 1,3 м. Длина нижнего катета конической части отстойной зоны 15 должна составлять половину ширины отстойной зоны плюс 0,1 - 1,0 м. При этом расстояние от низа конической части перегородки, разделяющей аэра- ционную и отстойную зоны, до днища должно составлять 0,5 - 1,5 м. При указанных параметрах обеспечивается эффективное перемешивание содержимого аэрационной зоны 12. Равномерный отвод ила на циркуляцию по трубопроводу 16 через патрубки 17, нижние концы которых расположены на расстоянии 0,05 - 0,3 м от угла сочленения днища аэрационной и отстойной зоны, препятствует застаиванию и залеганию ила по периметру аэрационной зоны 12. В реакционном объеме аэротенка-отстойника осуществляется окисление остальной части органических загрязнений (20 - 40 %) при низких нагрузках на ил « 0,1 г-БГЖ/гилa-cyт, минерализация отработанной биомассы с загрузки биофильтра. Зольность ила при развитых процессах нитрификации и денитрификации составляет 33 — 42 %, среднее удельное сопротивление влагоотдачи 38 - 45-10"10 см/г. Избыточный ил содержит углерод, азот, фосфор и микроэлементы, имеет высокую степень минерализации, хорошую влагоотдачу, неподвержен загниванию и поэтому после дополнительной обработки может быть использован в качестве удобрения. Выводимый из 5 избыточный ил направляется по напорному трубопроводу 19 в устройство обработки избыточного ила 20. Подача ила осуществляется автоматически в периоды прекращения поступления исходной сточной жидкости на устройства комбинированной биологической очистки. Отвод избыточного ила в 20 может осуществляться также непосредственно из аэрационной зоны 12. Очищенная вода из отстойной зоны 15 поступает в сборные лотки и отводится в биоректоры глубокой доочистки сточных вод 21, где в камере аэрации 22 осуществляется дополнительное насыщение воды растворенным кислородом с помощью водоструйных аэраторов 23 и циркуляционных насосов 24. Насосы 24 снабжены гибкими шлангами, позволяющими регулировать глубину погружения. Далее вода движется через слои 27, 28 затопленных фильтров. В качестве загрузки 27 биореактора 21 могут быть использованы плоскостные загрузки различной конфигурации, применяемые в су- ществующих биологических фильтрах, элементы жестких засыпных загрузок, обладающие высокой удельной поверхностью («100 - 150 м2/м3) и исключающие возможность возникновения зон заиливания. Образующаяся на поверхности 27 прикрепленная микрофлора осу- ществляет сорбцию и окисление остаточных органических загрязнений, и дальнейшую трансформацию азотсодержащих соединений. Обеспечение биохимических процессов необходимым кислородом воздуха производится с помощью насоса 24 и водоструйного аэратора 23. В поступающей в биореактор 21 жидкости содержатся взве- шенные вещества (хлопки отмершего ила). При движении воды через загрузку 27 количество взвешенных веществ увеличивается за счет отрыва от поверхности загрузки минерализованной микрофлоры. Задержание всплывающих веществ осуществляется за счет фильтрации жидкости через биоценоз обрастаний, формирующийся на поверхности загрузки 27. При толщине слоя прикрепленной биомассы β « 1 - 1,5 мм расстояния между стержнями 42 в пределах 2 - 3 мм перекрываются иммобилизованной микрофлорой. Элементы 42 формируются в блоки загрузки 29 с помощью плоских листов 43. Вода, прошедшая через загрузку 29, направляется в сборные лотки биореактора 21.
По мере накопления взвешенных веществ, производится частичное опорожнение биореакторов 21 и регенерация загрузки с помощью системы орошения 26 и насоса 24. Затем насос опускается в приямок биореактора и производится откачка жидкости по трубо- проводу 25 в камеру смешения 4.
Избыточная биомасса из устройств комбинированной биологической очистки 5 и осадок из биореакторов 21 направляются по трубопроводу 19 в устройство обработки избыточного ила 20. В сгустителе 44 влажность избыточного ила снижается до 96 — 98 %. Да- лее осадок направляется в ленточный фильтр-пресс 45, где влажность снижается до 75 - 80 %, а затем кек подается на конвейер 46 под СВЧ - излучатели 47. При движении и рыхлении осадка по конвейеру под двумя - тремя последовательно установленными СВЧ излучение воздействует на ил, в результате чего погибает находящаяся в обрабатываемом осадке патогенная микрофлора, а оставшиеся в живых микроорганизмы теряют возможность репродукции. Далее конвейер производит выгрузку осадка в гранулятор 48, где осуществляется смешение осадка с органическими и минеральными добавками, которые обеспечивают необходимые агрохимические свойства и придают конечному продукту товарный вид. Гранулы представляют собой цилиндры, готовые к применению в качестве органического удобрения.
Особенности устройства комбинированной биологической очистки позволяют довести коэффициент использования кислорода воздуха до 20 % за счет его многократной циркуляции совместно с обрабатываемой жидкостью. Это достигается следующим образом: наружный воздух и воздух от вспомогательных сооружений поступает естественным путем в помещение биофильтра и за счет возду- хововлечения в аэрационных колоннах движется сверху вниз через биофильтр 6 колонны 11 и всплывает над аэрационной зоной 12. Далее используемый воздух частично удаляется на дальнейшую обработку в 20, частично перепускается через клапаны или отверстия 14 в помещение биофильтра для дальнейшего участия в процессе мас- сопередачи кислорода. Организованное движение всплывающих пузырьков воздуха препятствует конденсации влаги на стенах и потолке помещений биофильтров в устройствах комбинированной биологической очистки. Воздух от помещений с устройствами тонкой механической очистки и песколовок, а также воздух из помещений над аэротенка- ми-отстойниками устройств комбинированной биологической очистки для диапазона производительностей очистных сооружений ка- нализации до 10 000 м3/cyт. направляется вентилятором 52 в фильтр ячейковый карманный 49, в котором осуществляется задержание основной массы капель жидкости (около 66 %), откуда поступает в фильтр ячейковый складчатый 50, задерживающий микроорганизмы размером до 0,3 мкм (эффективность 99,97 %), и затем в УФ- установку с безозоновыми и озонообразующими лампами 51. Озо- нообразующие лампы 51 включаются при аварийных ситуациях.
Воздух от помещений с устройствами тонкой механической очистки и песколовок, а также воздух из помещений над аэротенка- ми-отстойниками устройств комбинированной биологической очи- стки для диапазона производительностей очистных сооружений канализации свыше 10 000 м3/cyт. забирается вентилятором высокого давления 52 и направляется в устройство обработки воздуха 30. Вначале воздух подается в насадочную часть 57 устройства, где осуществляется в режиме газопромывателя его контакт с раствором гипохлорита натрия, подаваемого через систему орошения 54. При орошении и движении воздуха и капель раствора гипохлорита натрия через искусственную загрузку насадочной части 57 происходит межфазный контакт. Далее воздух через трубы прямой подачи 59 продавливается в барботажную часть 56 устройства 30, где осущест- вляется вторичный контакт пузырьков воздуха с раствором. Наличие в нижней части труб 59, вмонтированных труб малого диаметра 60, обеспечивает разделение выходящего потока воздуха на мелкие пузырьки, что способствует повышению эффекта межфазного контакта. Всплывший воздух по воздуховоду 65 направляется в каплеотде- литель 66. Циркуляция раствора производится с помощью насоса 55. При сливе жидкости по сборному поддону 58 в стокосборник 62 и далее в трубы водоструйной эжекции воздуха 61 происходит засасывание в трубах части поступившего в 30 воздуха (0,5 - 0,7 м3/м3). Последующее всплывание пузырьков воздуха обеспечивает перемешивание содержимого барботажной части 56 и интенсивное обновление поверхности контакта фаз газ - жидкость всего объема. Подпитка новым раствором производится из бака с гипохлоритом 63. На аварийный случай предусматривается подача одоранта из бака 64. Воздух после мокрой очистки по воздуховоду 65 поступает в капле- отделитель 66. Далее воздух направляется для окончательной обработки в установки УФ-обеззараживания 68.
При неполадках в процессах биохимической очистки сточных вод возможны нарушения технологического режима и, как следст- вне, возникновение неприятных запахов. Поэтому для аварийного периода работы очистных сооружений в технологическую схему обработки воздуха дополнительно включены фильтры с активированным углем 67, которые в сочетании с одорантом полностью исключат появление неприятных запахов. Вынос незначительного количе- ства мелких капель гипохлорита из каплеотделителя 66 предотвратит образование в порах активированной загрузки микрофлоры. В послеаварийный период производится прогревание (регенерация загрузки). Воздух после фильтров с углем также направляется в установки УФ-обеззараживания 68. ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
Как показали полупроизводственные испытания заявляемое устройство биохимической очистки обеспечивает 97 - 99 % эффекта очистки хозяйственно-бытовых сточных вод при содержании орга- нических веществ по БГЖп до 1000 мг. O2/дм3 и взвешенных веществ до 400 мг/дм3. Эффективно использование установки для очистки низкоконцентрированных сточных вод (менее 100 мг/л по БПКп), так как за счет пополнения отработанной биомассы с биофильтров поддерживается слой взвешенного ила в отстойной зоне. Целесообразно использовать устройства комбинированной биологической очистки в многоступенчатых схемах при очистке сточных вод консервных заводов, мясокомбинатов, молокозаводов, рыбозаводов, животноводческих ферм, предприятий химической и микробиологической промышленности. В технологических схемах очист- ки концентрированных сточных вод с содержанием органических загрязнений по БГЖп до 5000 мгO2/дм и взвешенных веществ до 1000 мг/дм3 рекомендуется применять биокоагуляторы и 2-х — 3-х ступенчатую очистку на последовательно соединенных устройствах комбинированной биологической очистки. При концентрации орга- нических загрязнений по БПКп от 3000 до 50000 мгO2/дм3 и взвешенных веществ до 5000 мг/дм3 в технологическую схему очистки дополнительно включают анаэробные биореакторы с гранулированным илом.
Применение в установке биохимической очистки положитель- ных свойств биологических фильтров с плоскостной загрузкой, работающих в оптимальном режиме - получение 60 - 80 % эффекта очистки, высокий КПД (до 0,85), комбинированного способа аэрации (пленочное насыщение жидкости кислородом воздуха в загрузке биофильтра в сочетании с водоструйной аэрацией), необходимого для обеспечения 40 - 20 % эффекта очистки активным илом в реакционном объеме аэротенка-отстойника, позволяет снизить энергетические затраты на биохимический процесс очистки в 3 раза в сравнении с традиционными аэрационными сооружениями. Длительное сохранение жизнедеятельности микрофлоры в биофильтре при перерывах в работе более 3-х часов позволяет восстановить активный ил в течение 1 - 1,5 суток. Вертикальное размещение биофильтров, блокировка аэротенков и отстойников обеспечивает сокращение площади застройки в 2 - 3 раза. Получаемое в устройстве обработки избыточного ила готовое гранулированное удобрение является ценным продуктом, так как содержит в своем составе азот (до 3 %), фосфор (до 2 %), калий (до 2 %), углерод (до 30 %) и микроэлементы. Более высокий коэффициент использования кислорода воздуха в устройстве комбинирован- ной биологической очистки позволяет уменьшить в 3 - 5 раз количество наружного, холодного или горячего воздуха, для биологических процессов очистки, в связи с чем, оптимизируется температурный режим очистки, и уменьшаются энергозатраты на дальнейшую обработку воздуха. При этом размер санитарно-защитной зоны в зависи- мости от производительности сооружений уменьшен до 30 - 70 м.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ.
1. Установка для биохимической очистки сточных вод, содержащая устройство тонкой механической очистки, песколовку, каме-
5 ру смешения сточных вод с илом с циркуляционным насосом и устройство комбинированной биологической очистки, включающее биофильтр с плоскостной загрузкой, систему орошения, сборные поддоны и стокосборники, к которым подсоединены аэрационные колонны с водоструйной аэрацией, заглубленные в аэрационные зо- ю ны, отличающаяся тем, что в устройстве комбинированной биологической очистки производительностью от 5 до 15000 м3/cyт. система орошения биофильтров включает лотки со сливными патрубками и отражательные диски, причём расстояние от верхних торцов сливных патрубков лотков до дисковых отражателей составляет 0,8 - 1,5
15 м, а расстояние между центрами лотков и расстояние между осями патрубков в лотках составляет 0,6 - 1,4 м, а также тем, что при диаметре аэрационных колонн от 25 до 100 мм их высота над уровнем жидкости в аэротенках-отстойниках составляет 1,2 - 3,5 м, а высота заглубления под уровень жидкости составляет 1,5 - 4 м, при этом
20 расстояние между обрезами колонн в верхней части составляет 50 — 200 мм, а расстояния между нижними их обрезами в аэрационной зоне 0,5 - 2 м.
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что длина патрубков в начале лотков находится в пределах от четырёх до шести их диа-
25 метров, а в конце лотков от двух до четырёх диаметров, при этом диаметр отражательных дисков составляет 80 - 200 мм, а на трубопроводах подачи смеси сточных вод и ила в лотки орошения биофильтра установлены задвижки и дополнительно в начале лотков смонтированы шиберы, а перед начальными сливными патрубками зо установлены струенаправляющие пластинки.
3. Установка по п. I5 отличающаяся тем, что в сливных патрубках систем орошения биофильтров и в патрубках верхних частей аэрационных колонн выполнены выемки в виде спиралей длиной от 1 до 1,5 оборота и высотой, не превышающей 0,7 диаметра патрубка. 5
4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что на лотках системы орошения биофильтра установлены гелий-неоновые лазеры для стимуляции роста микрофлоры, процессов нитрификации и денит- рификации.
5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что плоскостная за- ю грузка выполнена из гофрированных листов стеклопластика и/или керамопласта с включением в их состав металлических и минеральных частиц или нанесения на поверхность загрузки слоя соединений металла с помощью электроакустического метода напыления.
6. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что стокосборник 15 поддона биофильтра оборудован струенаправляющим отражателем, верхняя часть аэрационных колонн выполнена в виде патрубков, вкручиваемых в муфты, прикреплённые к днищу стокосборника, а стокосборник снабжён лючком для монтажа патрубков и прочистки труб.
20 7. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что для диаметров аэрационных колонн от 25 до 100 мм высота нижних обрезов колонн над днищем составляет 0,05 - 0,4 м, а расстояние от низа крайних аэрационных колонн до угла сочленения плоской и конической частей днища аэротенка-отстойника составляет 0,5 - 1,2 м.
25 8. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что длина нижнего катета конической части аэротенка-отстойника составляет половину ширины отстойной зоны плюс 0,1 - 1,0 м, высота от низа конической части перегородки, разделяющей аэрационную и отстойную зону до днища 0,5 - 1,5 м.
9. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что по внешнему периметру перегородки, отделяющей помещение биофильтра от помещения аэротенка-отстойника, на расстоянии 0,5 — 1,5 м друг от друга выполнены отверстия или установлены клапаны для перепуска
5 воздуха.
10. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она состоит из двух - четырёх устройств комбинированной биологической очистки, соединенных с общей камерой смешения трубопроводами отвода ила из аэротенков-отстойников, а напорный трубопровод циркуля- ю ционного насоса камеры смешения соединен с системами орошения биофильтров устройств комбинированной биологической очистки.
11. Установка по п. 1 , отличающаяся тем, что она дополнительно включает биореактор с искусственной загрузкой, нижний слой которого состоит из плоскостных загрузок различной конфигу-
15 рации, пластмассовых картриджей или жестких засыпных элементов, а загрузка верхнего слоя выполнена из блоков, состоящих из пластмассовых стержней с расстояниями между ними от 1 до 3 мм и собранными в блоки с помощью плоских листов.
12. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она дополни- 20 тельно включает устройство обработки избыточного ила, трубопроводы отвода которого от устройств комбинированной биологической очистки подсоединены к сгустителю, который, в свою очередь, соединен трубопроводом отвода уплотненного ила с ленточным фильтр-прессом, устройство отвода обезвоженного кека с фильтр-
25 пресса подключено к ленте конвейера, с размещенными над ней последовательно СВЧ-излучателями, а линия отвода осадка с конвейера подключена к гранулятору, куда подведена также линия подачи органических и минеральных добавок.
13. Установка по п. 11 и 12, отличающаяся тем, что для её производительности до 10000 м3/cyт. она дополнительно включает устройство для обработки использованного воздуха, а воздуховоды от устройств комбинированной биологической очистки, устройства
5 обработки избыточного ила, биореакторов, помещений устройств тонкой механической очистки и песколовок последовательно соединены с фильтром ячейковым карманным, фильтром ячейковым складчатым и УФ-установкой с безозоновыми и озонообразующими лампами. ιо 14. Установка по п. 11 и 12, отличающаяся тем, что для её производительности свыше 10000 м3/cyт. воздуховоды от устройств комбинированной биологической очистки, устройства обработки избыточного ила, биореакторов, помещений устройств тонкой механической очистки и песколовок подсоединены к всасывающему пат-
15 рубку вентилятора высокого давления, напорный воздуховод которого, в свою очередь, подключен к камере орошения устройства обработки воздуха, снабженного системой орошения, которая соединена с циркуляционным насосом, всасывающий патрубок которого подсоединен к барботажной части устройства, над которой разме-
20 щена насадочная часть устройства, заполненная искусственной загрузкой, сборный поддон, в который вмонтированы трубы прямой подачи воздуха, заполненные в нижней части трубами малого диаметра, с высотой над поверхностью жидкости 0,7 - 1,3 м и заглубленные на 0,4 - 0,7 м в жидкость барботажной части, и стокосборник
25 с трубами водоструйной эжекции воздуха, установленными на высоте 0,6 - 1,2 м над жидкостью и заглубленные в жидкость на 1 — 2 м; к устройству обработки воздуха подсоединены бак с раствором гипо- хлорита натрия, бак с раствором одоранта и воздуховод, соединенный, в свою очередь, с каплеотделителем, который последовательно подключен к фильтру с активированным углем и установке УФ- обеззараживания.
PCT/RU2010/000026 2009-02-04 2010-01-20 Установка для биохимической очистки сточных вод WO2010090551A1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ARP110100172 AR079937A1 (es) 2010-01-20 2011-01-19 Instalacion para la limpieza profunda bioquimica de las aguas residuales
US13/065,089 US8685235B2 (en) 2009-02-04 2011-03-14 Integrated sewage treatment plant

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009103724 2009-02-04
RU2009103724A RU2390503C1 (ru) 2009-02-04 2009-02-04 Установка для биохимической очистки сточных вод
RU2009143268 2009-11-23
RU2009143268A RU2422379C1 (ru) 2009-11-23 2009-11-23 Установка для биохимической очистки сточных вод

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2010/000481 Continuation-In-Part WO2012033423A1 (ru) 2009-02-04 2010-09-09 Установка для глубокой биохимической очистки сточных вод

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
AU2010224357A Division AU2010224357A1 (en) 2009-02-04 2010-09-21 Integrated sewage treatment plant
US13/065,089 Continuation-In-Part US8685235B2 (en) 2009-02-04 2011-03-14 Integrated sewage treatment plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010090551A1 true WO2010090551A1 (ru) 2010-08-12

Family

ID=42542273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2010/000026 WO2010090551A1 (ru) 2009-02-04 2010-01-20 Установка для биохимической очистки сточных вод

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2010090551A1 (ru)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104150707A (zh) * 2014-07-25 2014-11-19 中国环境科学研究院 一种生物转盘处理污水的装置和方法
CN104147908A (zh) * 2014-07-25 2014-11-19 李英军 生物膜反应器-生物除臭塔组合装置及处理臭气的方法
CN106277298A (zh) * 2016-08-16 2017-01-04 广西福达环保科技有限公司 地埋式内嵌载体固化微生物的悬浮床污水处理系统
CN106746190A (zh) * 2016-12-06 2017-05-31 浙江工业大学 饮用水多载体生物除氨氮除浊设备及其处理方法
CN107043195A (zh) * 2017-02-22 2017-08-15 长沙亿纳环保科技有限公司 一种槟榔废水的处理方法
CN108275848A (zh) * 2018-03-27 2018-07-13 中节能工程技术研究院有限公司 一种废水处理集成装置及方法
CN111847678A (zh) * 2020-07-28 2020-10-30 杭州海科杭环科技有限公司 一种印染废水处理装置
CN113617189A (zh) * 2021-10-13 2021-11-09 南通汇佰川工程技术有限公司 一种污水上空臭气处理喷洒设备
CN113800624A (zh) * 2021-11-01 2021-12-17 广东昂为环保产业有限公司 一种增温氧型复合生物滤池
CN114314967A (zh) * 2021-12-30 2022-04-12 广东省水利水电第三工程局有限公司 一种用于超高氨氮污水处理装置及方法
CN115010251A (zh) * 2022-06-14 2022-09-06 江苏道科环境科技有限公司 一种新型上向流复合滤料反硝化生物滤池及其使用方法
CN117466438A (zh) * 2023-12-27 2024-01-30 安徽三番环保工程有限公司 一种深床反硝化滤池

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1020379A1 (ru) * 1981-03-30 1983-05-30 Ростовский-На-Дону Научно-Исследовательский Институт Ордена Трудового Красного Знамени Академии Коммунального Хозяйства Им.К.Д.Памфилова Устройство дл биохимической очистки сточных вод
GB2165831A (en) * 1984-10-18 1986-04-23 Boehnke Botho Effluent purification installation
RU2220915C2 (ru) * 2001-01-17 2004-01-10 Колесникова Надежда Владимировна Установка для биохимической очистки сточных вод

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1020379A1 (ru) * 1981-03-30 1983-05-30 Ростовский-На-Дону Научно-Исследовательский Институт Ордена Трудового Красного Знамени Академии Коммунального Хозяйства Им.К.Д.Памфилова Устройство дл биохимической очистки сточных вод
GB2165831A (en) * 1984-10-18 1986-04-23 Boehnke Botho Effluent purification installation
RU2220915C2 (ru) * 2001-01-17 2004-01-10 Колесникова Надежда Владимировна Установка для биохимической очистки сточных вод

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104147908A (zh) * 2014-07-25 2014-11-19 李英军 生物膜反应器-生物除臭塔组合装置及处理臭气的方法
CN104150707B (zh) * 2014-07-25 2016-01-20 中国环境科学研究院 一种生物转盘处理污水的装置和方法
CN104150707A (zh) * 2014-07-25 2014-11-19 中国环境科学研究院 一种生物转盘处理污水的装置和方法
CN106277298A (zh) * 2016-08-16 2017-01-04 广西福达环保科技有限公司 地埋式内嵌载体固化微生物的悬浮床污水处理系统
CN106746190B (zh) * 2016-12-06 2023-03-31 浙江工业大学 饮用水多载体生物除氨氮除浊设备及其处理方法
CN106746190A (zh) * 2016-12-06 2017-05-31 浙江工业大学 饮用水多载体生物除氨氮除浊设备及其处理方法
CN107043195A (zh) * 2017-02-22 2017-08-15 长沙亿纳环保科技有限公司 一种槟榔废水的处理方法
CN107043195B (zh) * 2017-02-22 2020-04-24 湖南亿纳环保科技有限公司 一种槟榔废水的处理方法
CN108275848A (zh) * 2018-03-27 2018-07-13 中节能工程技术研究院有限公司 一种废水处理集成装置及方法
CN111847678A (zh) * 2020-07-28 2020-10-30 杭州海科杭环科技有限公司 一种印染废水处理装置
CN113617189B (zh) * 2021-10-13 2021-12-21 南通汇佰川工程技术有限公司 一种污水上空臭气处理喷洒设备
CN113617189A (zh) * 2021-10-13 2021-11-09 南通汇佰川工程技术有限公司 一种污水上空臭气处理喷洒设备
CN113800624A (zh) * 2021-11-01 2021-12-17 广东昂为环保产业有限公司 一种增温氧型复合生物滤池
CN114314967A (zh) * 2021-12-30 2022-04-12 广东省水利水电第三工程局有限公司 一种用于超高氨氮污水处理装置及方法
CN115010251A (zh) * 2022-06-14 2022-09-06 江苏道科环境科技有限公司 一种新型上向流复合滤料反硝化生物滤池及其使用方法
CN115010251B (zh) * 2022-06-14 2023-12-05 江苏道科环境科技有限公司 一种上向流复合滤料反硝化生物滤池及其使用方法
CN117466438A (zh) * 2023-12-27 2024-01-30 安徽三番环保工程有限公司 一种深床反硝化滤池
CN117466438B (zh) * 2023-12-27 2024-03-12 安徽三番环保工程有限公司 一种深床反硝化滤池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010090551A1 (ru) Установка для биохимической очистки сточных вод
US8685235B2 (en) Integrated sewage treatment plant
CN101076498B (zh) 一种通气式生物过滤系统及其废水处理方法
US6217759B1 (en) Installation for biochemical sewage treatment
AU2010224357A1 (en) Integrated sewage treatment plant
CN105008013B (zh) 液态废弃物组成物的生物整治方法及设备
EP2468686A1 (de) Integriete Abwasseraufbereitungsanlage
EA023425B1 (ru) Установка для глубокой биохимической очистки сточных вод
CN102531287A (zh) 一种多级好氧-厌氧复合生物滤床
US8673615B2 (en) Enhanced photosynthesis and photocatalysis water treatment/biomass growth process
RU80843U1 (ru) Блок-модуль биологической очистки городских сточных вод в условиях сибири
CA2771997A1 (en) Integrated sewage treatment plant
BRPI1103172A2 (pt) estaÇço de tratamento de esgoto integrado
RU197539U1 (ru) Модульный биофильтр для очистки газов
RU2422379C1 (ru) Установка для биохимической очистки сточных вод
RU2390503C1 (ru) Установка для биохимической очистки сточных вод
CN210438573U (zh) 一种抑堵增氧型人工湿地系统
KR100237041B1 (ko) 미생물 담체를 다공성 상자에 충전한 살수여상식 오폐수 처리장치
KR101167599B1 (ko) 다공성여재를 충진한 자연 생태적 여과 및 흡착에 의한 질소, 인 고도처리장치
RU2238247C2 (ru) Установка микробиологической очистки сточных вод
CN105692898A (zh) 一种污水处理车
RU94569U1 (ru) Блочно-модульная канализационная очистная станция башенного типа с процессом anammox
CN201722260U (zh) 生态一体化好氧-潜流型湿地组合污水处理系统
RU2220915C2 (ru) Установка для биохимической очистки сточных вод
RU2770056C1 (ru) Способ микробиологической очистки сточных вод прудов-накопителей сельскохозяйственных предприятий

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1741/MUMNP/2010

Country of ref document: IN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10738798

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1)EPC EPO-FORM 1205A DATED 11/10/11

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10738798

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1