[1]Полезная модель относится к установкам для очистки хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу промышленных сточных вод в аноксидных и аэробных условиях от органических веществ, соединений азота и фосфора, с доочисткой до норм сброса в водоем рыбохозяйственного назначения и обеззараживанием очищенной воды
[2]Известна установка для обработки сточных вод (патент РФ №29928, МПК C02F 3/30, опублик. 10.06.2003 г.), содержащая контейнер, в котором располагаются установленные последовательно блоки: анаэробного биореактора, аэробного биореактора, отстойника, биореактора доочистки и камеры обеззараживания. Анаэробный биореактор выполнен с пирамидальным дном для сбора осадка и снабжен трубопроводом отвода осадка и центральной не доходящей до дна перегородкой, образующей камеру биосорбции, лотком с регулируемым водосливом и загрузкой для прикрепленной микрофлоры, выполненной из мелкопористого полимерного материала, и центральной перегородкой, расположенной по периферии, камерой биосорбции, снабженной в нижней части аэратором и соединенной с трубопроводом подачи воды на очистку. Аэробный биореактор на входе снабжен струенаправляющей, не доходящей до дна перегородкой и аэраторами. Отстойник с пирамидальным дном для сбора активного ила, снабжен струенаправляющей не доходящей до дна перегородкой, эрлифтом с трубопроводом рециркуляции активного ила, соединенным с камерой биосорбции и аэробным биореактором, блоком тонкослойных элементов в верхней части. Биореактор доочистки снабжен струенаправляющей не доходящей до дна перегородкой, загрузкой для прикрепленной микрофлоры, аэраторами и соединен с камерой обеззараживания, которая выполнена в виде лотка с расположенными над ним одним и более ультрафиолетовыми излучателями, и соединена с трубопроводом отвода очищенной и обеззараженной воды. Аэраторы, камеры биосорбции, анаэробный биореактор, аэробный биореактор и биореактор доочистки соединены с системой пневматической аэрации.
[3]Недостатком известной установки является низкая эффективность очистки, обусловленная отсутствием усреднения суточной неравномерности потока стоков, что негативным образом отражается на работе анаэробного и аэробного биореакторов, а также отсутствием доочистки и обезвоживания избыточного ила.
[4]Известна также установка для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод (патент РФ №98997, МПК C02F 3/30, опублик. 10.11.2010 г.), включающей в себя: усреднение стока, три ступени очистки аэробными микроорганизмами, ступень денитрификации микроорганизмами, отстойник, мембранную очистку, фильтрацию и облучение УФ-излучением. Очищаемый сток после усреднения проходит последовательно через две ступени очистки аэробными микроорганизмами. Во второй ступени нитрификатора благодаря низким нагрузкам развиваются нитрифицирующие культуры, окисляющие аммонийный азот до нитритного и далее до нитратного. В глубине загрузок с биоценозом микроорганизмов в условиях недостатка кислорода развиваются денитрифицирующие микроорганизмы, поэтому уже во второй ступени начинается денитрификация стока.
[5]Недостатками этой установки является отсутствие системы аэрации и перемешивания, а также средств для удаления плавающего ила и удаления фосфатов, что не обеспечивает необходимой степени очистки сточных вод.
[6]Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является установка очистки сточных вод (патент РФ №81721, МПК C02F 3/12, опублик. 27.03.2009 г.), содержащая решетчатый контейнер, блок гидроциклонов, усреднитель потока воды, аноксидный реактор с загрузкой, аэротенк с загрузкой, осветлитель со взвешенным слоем осадка, биофильтр, биосорбер, обеззараживатель, узел дозирования реагента, трубопроводы, насосы, компрессор, запорные и регулирующие элементы, установленные на трубопроводах, трубопровод подвода стоков соединенный со входом усреднителя потока воды, трубопровод отвода очищенной воды соединеннный с выходом обеззараживателя, решетчатый блок и блок гидроциклонов расположеных в усреднителе потока воды, связанным с аноксидным реактором и через соответствующую перегородку с аэротенком, разделенным на две части перегородкой с донным перепуском, при этом аэротенк связан посредством трубопровода, проходящего через разделительную перегородку, с осветлителем, который связан через соответствующий трубопровод, проходящим через разделительную перегородку, с биофильтром, связанным в свою очередь через трубопровод, проходящим через соответствующую разделительную перегородку, с биосорбером, связанным с обеззараживателем, узел дозирования реагента связан с трубопроводом подачи сточной воды из усреднителя в аноксидный реактор, при этом аэротенк и биофильтр оборудованы системой аэрации, содержащий компрессор, выход которого соединен через соответствующие трубопроводы с аэраторами. Аноксидный реактор содержит мелкопузырчатый аэратор, осветлитель оборудован эрлифтом для возврата активного ила в аноксидный реактор, усреднитель потока воды оборудован системой гидравлического перемешивания, а биофильтр, осветлитель и аноксидный реактор оборудованы системой удаления промывной воды и избыточного активного ила.
[7]Известное устройство обладает недостаточной эффективностью очистки из-за недостаточной аэрации потока очищаемой жидкости и из-за отсутствия возможности обезвоживания избыточного ила.
[8]Технический результат, заключающийся в повышении эффективности очистки за счет повышения степени аэрации в нескольких функциональных узлах устройства и с обеспечением обезвоживания избыточного ила достигается в установке для очистки сточных вод, содержащей решетчатый контейнер для сбора и удаления сора и крупнодисперсных примесей, связанный с усреднителем потока воды, денитрификатор, аэротенк с загрузкой и донными эрлифтами, отстойники, биофильтр, биосорбер, обеззараживатель, аэробный стабилизатор, дозаторы реагента, связанные с биофильтром, трубопроводы, насосы, воздуховод с компрессорами, запорные и регулирующие элементы, установленные на трубопроводах, при этом трубопровод подвода стоков соединен через решетчатый контейнер со входом усреднителя потока воды, а трубопровод отвода очищенной воды соединен с выходом обеззараживателя, аэротенк и биофильтр выполнены с обеспечением аэрации от воздуховода посредством упомянутых компрессоров, тем, что усреднитель потока воды выполнен двухсекционным, при этом в первой секции упомянутого усреднителя расположена песколовка, а во второй секции расположены насосы для подачи очищаемой жидкости в денитрификатор, а между денитрификатором и аэротенком установлена перегородка с донным перепуском жидкости, аэротенк связан с отстойником, оборудованным донными и поверхностными эрлифтами и соединенным посредством соответствующих трубопроводов с аэробным стабилизатором и биофильтром, оснащенным дополнительно поверхностным эрлифтом, связанным через промежуточную емкость с биосорбером, выход которого соединен с обеззараживателем.
[9]Указанный технический результат достигается также тем, что биофильтр выполнен секционным, а каждая секция которого содержит промывочный насос, а на воздуховоде установлен воздушный дроссельный элемент, связанный с усреднителем потока воды.
[10]Кроме того, установка содержит обезвоживатели осадка, один из которых связан с песколовкой, а другой - с аэробным стабилизатором, причем на воздуховоде установлен воздушный дроссельный элемент, связанный с усреднителем потока воды.
[11]Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена функциональная схема устройства.
[12]Установка содержит решетчатый контейнер 1 для сбора и удаления сора и крупнодисперсных примесей, связанный с усреднителем 2 потока воды, состоящим из секций 3 и 4, денитрификатор 5, аэротенк 6 с загрузкой 7, отстойник 8, аэробный стабилизатор 9, биофильтр 10, биосорбер 11, обеззараживатель 12, дозаторы 13 реагента, связанные с биофильтром 10, входной трубопровод 14, выходной трубопровод 15, промежуточные трубопроводы 16-23, воздуховод 24 с воздушными компрессорами 25, насосы 27-30, запорные и регулирующие элементы 31-41, установленные на трубопроводах 16-22 и воздуховоде 24, дроссельные элементы 42, 43 и эрлифты 44 - 47 (на чертеже обведены пунктирной линией).
[13]В первой секции 3 усреднителя 2 расположена песколовка 48, предназначенная для удаления песка, прошедшего из решетчатого контейнера 1.
[14]Во второй секции 4 расположены насосы 27 (рабочий и резервный) для подачи очищаемой жидкости в денитрификатор 5 и дроссельные элементы 42.
[15]Между денитрификатором 5 и аэротенком 6 установлена перегородка 49, предназначенная для обеспечения донного перепуска жидкости.
[16]Установка содержит также промежуточную емкость 50 для сбора очищенной поды после фильтрации, обезвоживатели 51 и 52 осадка, вентили 53, установленные на выходе воздушных компрессоров 25, и электромагнитный расходомер 54 воды для учета объема прошедшей через установку воды.
[17]Трубопровод 14 соединен через решетчатый контейнер 1 со входом усреднителя 2 потока воды, а выходной трубопровод 15 отвода очищенной воды соединен через расходомер 54 и запорные элементы 41 с выходом обеззараживателя 12.
[18]Аэротенк 6 и биофильтр 10 выполнены с обеспечением аэрации от воздуховода 24 посредством воздушных компрессоров 25 (основной и резервный).
[19]Усреднитель 2, денитрификатор 5, аэротенк 6 и аэробный стабилизатор 9 оснащены системами аэрации от воздушных компрессоров 25.
[20]Аэротенк 6 связан с отстойником 8, соединенным посредством соответствующих трубопроводов через аэробный стабилизатор 9 с биофильтром 10, связанным через промежуточную емкость 41 с биосорбером 11, выход которого соединен с обеззараживателем 12.
[21]Усреднитель 2 оборудован эрлифтом 44, аэротенк - эрлифтом 45, отстойник 8 - эрлифтом 46, а биофильтр 10 - поверхностным эрлифтом 47.
[22]Секционный биофильтр 10 содержит плавающую загрузку (заштрихована) и оборудована промывными насосами 28 для каждой секции.
[23]Биосорбер 11 оснащен сорбирующей загрузкой (заштрихована).
[24]В промежуточной емкости 50 расположен насос 30 для перекачки воды от биофильтра 10 в биосорбер 11.
[25]Насос 29 предназначен для отвода ила от аэробного стабилизатора 9 по трубопроводу 21 в обезвоживатель 52.
[26]Дроссельный элемент 34 установлен на воздушном трубопроводе 20 перед входом в усреднитель 2.
[27]Все емкости и узлы установки соединены между собой технологическими трубопроводами с запорно-регулирующей арматурой и снабжены аварийными переливами (на чертеже не показаны).
[28]Установка работает следующим образом.
[29]Очистка стоков осуществляется в следующей последовательности:
[30]- удаление грубодисперсных механических примесей;
[31]- усреднение поступающих на очистку сточных вод по составу и расходу;
[32]- биологическая очистка сточных вод (анаэробный и двухступенчатый аэробный процессы, включая илоотделение и удаление избыточного ила из системы);
[33]- доочистка сточных вод;
[34]- обеззараживание очищенной воды.
[35]Сточные воды по трубопроводу 14 подаются в решетчатый контейнер 1, где крупнодисперсные примеси размерами частиц более 10 мм собираются и удаляются в места обработки твердых бытовых и промышленных отходов.
[36]После механической очистки поток очищаемой воды самотеком направляется в первую секцию 3 усреднителя 2, где с помощью песколовки 48 происходит сбор и отделение крупных фракций.
[37]В усреднителе 2 происходит смешение сточных вод различной концентрации и выравнивание неравномерности поступления.
[38]С целью предупреждения выпадения взвеси и для перемешивания сточных вод предусмотрен барботаж с применением среднепузырчатой аэрации. Отделенные песколовкой 48 крупные минеральные примеси с помощью эрлифта 44 (включение эрлифта и регулировка производительности производится соответствующим запорным элементом 31) и направляются в обезвоживатель 51 осадка мешочного типа.
[39]Отделившаяся во время обезвоживания жидкость стекает в дренажный лоток, далее в дренажный колодец (на чертеже не показаны). Собранный в мешки обезвоженный осадок утилизируется как твердые отходы.
[40]Из первой секции 3 через донный перелив сток поступает во вторую секцию 4 усреднителя 2.
[41]Далее насосами 27 вода по трубопроводу 16 подается в денитритрификатор 6, где подвергается биологической обработке в обедненной кислородом зоне. Производительность насосов 27 для подачи стока в денитрификатор 5 задается дроссельными элементами 42.
[42]В денитрификаторе 6 происходит смешение сточной воды с активным илом. В нем же установлена встроенная загрузка 7 типа «Контур» для закрепления иммобилизированного ила. Встряхивание осаждаемого ила с загрузки 7 осуществляется с помощью кратковременного включения среднепузырчатой аэрации открытием запорных элементов 32 (обычно 1 раз в месяц).
[43]Для поддержания стабильной аэрации независимо от уровня сточной воды в усреднителе 2 служит дроссельный элемент 43, регулирующий расход воздуха.
[44]В результате смешения со стоком рециркуляционной воды из отстойника 8, богатой оксидами азота, начинают протекать процессы денитрификации и частичного окисления легкоокисляемой органики. Пополнение микроорганизмов в денитрификаторе 5 и поступление азота нитритов и нитратов происходит за счет перекачивания эрлифтами 45, 46 обводненного активного ила из аэротенка 6 и отстойника 8.
[45]Прошедшая аэрацию сточная вода самотеком поступает в отстойник 8, где подвергается отстаиванию, в ходе которого ил, находящийся в стоке, осаждается на дно. При этом итоговая обводненность осажденных иловых масс снижается с 99,6% до 98%.
[46]Очистка сточной воды в аэротенке 6 осуществляется методом окисления органических загрязнений в аэробных условиях (происходит насыщение кислородом). Насыщение сточных вод кислородом осуществляется мелкопузырчатой аэрацией.
[47]Для обеспечения необходимого рецикла часть очищаемой воды вместе с осажденным илом из отстойника 8 посредством эрлифта 46 по трубопроводу повторно направляется в денитрификатор 4, где смешивается с поступающей на вход денитрификатора воды из усреднителя 2.
[48]В процессе рециркуляции сточной воды происходит насыщение очищаемой воды кислородом воздуха. В процессе биофильтрации происходит удаление проскоков выносимого из отстойника 8 активного ила и осуществляется доочистка.
[49]Включение и регулировка производительности эрлифта 46 производится соответствующими запорными и регулирующими поток элементами 32. Избыточный ил из отстойника 8 удаляется по трубопроводу 18 в аэробный стабилизатор 9.
[50]В аэробном стабилизаторе 9 ил подвергается интенсивной аэрации, затем насосом 29 по трубопроводу 21 перекачивается в обезвоживатель 52, в котором ил подвергается реагентной обработке по трубопроводу 23 с помощью соответствующего дозатора реагента 13.
[51]Обезвоженный ил собирается в мешки утилизируется.
[52]Из отстойника 8 очищаемая вода поступает по трубопроводу 17 в биофильтр 10, секции которого имеют общее надфильтровое пространство с обеспечением фильтрации сверху-вниз.
[53]Для удаления из воды соединений фосфора, с помощью дозаторов 13 вводится раствор реагента. Снижение ортофосфатов в процессе реагентной обработки происходит в результате химического взаимодействия вводимого реагента с ионами PO43-. В результате сорбции образуются хлопья нерастворимых соединений фосфора и гидроксидов металлов, выпадающих в осадок.
[54]Промывка секций биофильтра 10 осуществляется насосами 28 в автоматическом режиме в часы минимального поступления стока (настраивается при пусконаладке). Объем воды в надфильтровом пространстве биофильтра 10 обеспечивает достаточную промывку секций.
[55]Промывная вода отводится по трубопроводу 20 в усреднитель 2.
[56]Прошедшая очистку в биофильтре 10 вода самотеком перетекает в промежуточную емкость 50 (резервуар очищенной воды), из которой насосом 30 подается в биосорбер 11 с загрузкой цеолит, позволяющей произвести доочистку сточной воды от растворенных примесей и азота аммонийного с направлением фильтрации сверху-вниз.
[57]Таким образом, в биофильтре 10 и биосорбере 11 сточная вода проходит безнапорную фильтрацию через слои соответственно пенополистирольной загрузки и цеолита. В ходе процесса фильтрации из сточной воды удаляются ил и другие взвешенные примеси, присутствующие в незначительных количествах после прохождения отстойника 8.
[58]Далее вода самотеком поступает в обеззараживатель 12, в котором применяется ультрафиолетовое излучение.
[59]Очищенная и обеззараженная вода под остаточным давлением поступает через расходомер 54 по трубопроводу 15 на выход из установки.
[60]Порядок подготовки к работе и дозирование растворов реагента для дефосфотации следующий:
[61]В исходном состоянии емкости дозаторов не заполнены, насосы в дозаторах и мешалки (на чертеже не показаны) выключены
[62]В рабочем состоянии указанные емкости заполняется водой и в них засыпается порошок реагента, затем включается мешалка. После растворения реагента включаются насосы дозатора 13, подающие раствор реагента к биофильтру 10.
[63]Преимущество предлагаемой установки по отношению к наиболее близкому аналогу заключается в том, что в отстойнике 8 установлен эрлифт 46, что обеспечивает эффективный сбор и отвод плавающего ила и не допускает отрицательного влияния на работу очистной установки.
[64]При этом для поддержания стабильной аэрации на воздушном трубопроводе 24 установлено дроссельный элемент 43, ограничивающий расход воздуха на аэрацию усреднителя 2 при малом уровне стоков, но достаточный для аэрации потока сточной воды при максимальном ее уровне в усреднителе. Дополнительный эрлифт 47 для биофильтра 10 насыщает воду надфильтрового пространства кислородом и ускоряет окисление остаточных загрязнений и повышает интенсивность биофильтрационных процессов.
[65]Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает достижение указанного выше технического результата - повышение эффективности очистки сточных вод, а также сбор и удаление обезвоженного ила.
[66]Установка изготавливается на машиностроительном предприятии.
[67]Конструкция установки представляет собой сварную конструкцию из листовой стали, устанавливаемую на площадку с твердым покрытием с выверкой в горизонтальной плоскости с допустимым отклонением не более 2 мм на метр по длине и ширине.
[68]Внутренние поверхности защищены антикоррозийным покрытием.
