АЭРОБНЫЙ БИООКИСЛИТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК C02F3/32 

Изобретение относится к биологической очистке и может найти применение на сооружениях обработки поверхностного стока с территорий промышленных площадок, населенных мест, а также при очистке сточной жидкости, поступающей на сооружения биологической очистки со значительным коэффициентом неравномерности, или при доочистке стока, прошедшего первичную обработку.

Преимущественной областью применения данного изобретения является очистка сточной жидкости, содержащей биоразлагаемые компоненты.

Известен аэробный биоокислитель, включающий аэрируемый бассейн с продольной циркуляцией рабочей среды по замкнутому контуру, оборудованный струенаправляющим устройством, аэратором, впуском исходной сточной жидкости и выпуском очищенной сточной жидкости.

Факторами, снижающими качество очищенной сточной жидкости, является недостаток активной микрофлоры, ведущей очистку, которая, находясь в свободно плавающем состоянии, вымывается из сооружения потоком проходящей воды.

Аэробный биоокислитель, включающий аэрируемый бассейн с продольной циркуляцией рабочей среды по замкнутому контуру, оборудованный струенаправляющим устройством, аэратором, впуском исходной сточной жидкости и выпуском очищенной сточной жидкости, отличающийся тем, что аэробный биоокислитель дополнительно снабжен плантацией высшей водной растительности, охватываемой замкнутым циркуляционным потоком, при этом аэрируемый бассейн и плантация высшей водной растительности размещены в едином объеме с общим зеркалом воды, струенаправляющее устройство выполнено в виде дамбы с перепускным каналом, встроенным в дамбу на границе аэрируемого бассейна и плантации высшей водной растительности, разделяющей аэрируемый бассейн на две секции, сообщенные между собой посредством циркуляционного узла, представленного двумя смежными вертикальными камерами, ограниченными с внешних сторон двумя не доходящими до дна аэрируемого бассейна стенками и центральной разделительной стенкой, верхняя кромка которой расположена ниже зеркала воды, а аэратор выполнен в виде диспергаторов сжатого воздуха, размещенных в нижней части вертикальных камер циркуляционного узла.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении степени и надежности очистки сточных вод за счет более глубокого извлечения мелкодиспергированных и растворенных загрязнений, корректировки кислородного баланса и исключения возможности вторичного загрязнения очищенной сточной жидкости.

На фиг. 1 изображен аэробный биоокислитель в плане, включающий аэрируемый бассейн и плантацию высшей водной растительности; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 поперечный разрез циркуляционного узла; на фиг. 4 циркуляционный узел, план.

Предлагаемый аэробный биоокислитель включает аэрируемый бассейн 1, разделенный дамбой 2 с перепускным каналом 3 на секции 4 и 5, сообщенные между собой циркуляционным узлом 6, оборудованным двумя смежными вертикальными камерами 7 и 8, ограниченными с внешних сторон стенками 9 и 10, не доходящими до дна 11 аэрируемого бассейна с оставлением придонных щелей 12 и 13, и центральной разделительной стенкой 14, верхняя кромка 15 которой расположена ниже уровня зеркала воды; плантацию 16 высшей водной растительности с секциями 17 и 18; диспергаторы 19 сжатого воздуха, размещенные в нижней части циркуляционного узла, с подводом воздуха по воздухопроводам 20 с запорно-регулировочной арматурой 21; впуск 22 исходной сточной жидкости и выпуск 23 очищенной сточной жидкости.

Предлагаемое сооружение работает следующим образом.

Сточная жидкость, содержащая биоразлагаемые компоненты, по впуску 22 исходной сточной жидкости поступает в одно из отделений (секций) 4 или 5 аэрируемого бассейна 1, где входит в контакт с активной биологической средой, содержащей необходимые для функционирования аэробные микроорганизмы. Концентрации растворенного кислорода в жидкой среде поддерживаются на необходимом уровне в результате работы диспергаторов 19 сжатого воздуха, осуществляющих помимо этого замкнутую циркуляцию рабочей среды. Интенсивность продольной циркуляции зависит от величины перепада водовоздушной среды в циркуляционном узле 6 по отношению к зеркалу воды в сооружении. В реальных условиях такой перепад составляет 0,3.0,6 м. Рабочая глубина аэрируемого бассейна 1 порядка 2. 6 м позволяет за счет достаточного погружения диспергаторов 19 сжатого воздуха обеспечить интенсивный циркуляционный поток при небольших энергозатратах, а также способствует более эффективному растворению кислорода в жидкости из воздушных пузырьков. Помимо этого, такая рабочая глубина аэрируемого бассейна 1 обеспечивает благоприятный теплотехнический и технологический режимы работы в холодное время года (фиг. 1 и 2).

Активная биологическая среда, состоящая из экологически связанных популяций аэробной микрофлоры, простейших и высших организмов, способствует интенсивному биологическому расщеплению органических загрязнений и их ассимиляции.

Сточная вода, подвергшаяся биологической очистке в одной из секций 4 или 5 аэрируемого бассейна 1, имеющего облицовку днища и боковых откосов, медленно поступает на плантацию 16 высшей водной растительности, разделяясь на многочисленные мелкие потоки и струйки, проходящие между корней и нижней частью стеблей растений. Подводная часть плантации высшей водной растительности (ВВР) представляет собой биореактор, в котором прикрепленная микрофлора, ассимилирующая остаточные загрязнения, развивается в виде биопленки на корнях и подводной части стеблей растений. Поскольку этот процесс после использования ранее введенного в воду растворенного кислорода нуждается в его новых порциях, плантация ВВР должна иметь рабочую глубину не более 1,0 м, что обеспечивает реаэрацию атмосферного воздуха и проникновение кислорода в данные слои в результате ветровых колебаний стеблей растений.

В теплое время года эффективность работы ВВР как по окислению загрязнений, так и по обеззараживанию воды повышается за счет процесса фотосинтеза и интенсивного развития микроводорослей, дополнительно увеличивающих содержание растворенного кислорода.

Двигаясь через плантацию ВВР, ядро циркуляционного потока медленно огибает дамбу 2, приближаясь к аэрируемому бассейну и сужаясь по фронту. Так как скорость потока плавно увеличивается по мере этого приближения, в аэрируемый бассейн 1 поступает вода, содержащая избыточное количество взвеси, кусочки отмерших растений и прочие механические включения, которые оседают на дно аэрируемого бассейна, не доходя до места возврата циркуляционного потока в циркуляционный узел 6. Это позволяет осуществлять естественную промывку экосистемы плантации ВВР и поддерживать ее в рабочем состоянии. Осевший шлам, сосредоточенный на ограниченном пространстве части аэрируемого бассейна, по мере накопления удаляют механизированным путем и используют, например, для удобрения почвы. Наличие органического питания, сосредоточенного в районе развитой корневой системы ВВР, способствует ее бурному росту. При этом производственные загрязнения трансформируются в экологически чистую зеленую массу растений, баланс которой поддерживается одним из двух способов: прудовое разведение рыб карповых пород или устройство ферм водоплавающей птицы; съем зеленой массы на кормовые добавки.

В холодное время года плантация ВВР полностью или частично может покрываться коркой льда, сокращающей доступ атмосферного воздуха. Для компенсации этого используют перепускной канал 3, позволяющий увеличить интенсивность оборота циркуляционного потока через циркуляционный узел 6, чем достигается корректировка кислородного баланса процесса. В процессе работы поток воды через плантацию ВВР постепенно деформирует корневую систему растений, несколько сокращая активную поверхность прикрепленной микрофлоры. В связи с этим целесообразно периодически менять направление циркуляционного потока, выключая одни и включая другие диспергаторы 19 циркуляционного узла 6. Симметричная технологическая схема всего сооружения позволяет его успешно эксплуатировать в реверсивных режимах потока (фиг. 3 и 4).

Использование: биологическая очистка бытовых и промышленных сточных вод, содержащих биоразлагаемые компоненты. Сущность изобретения: аэробный биоокислитель имеет аэрируемый бассейн с плантацией высшей водной растительности, размещенной в замкнутом циркуляционном контуре. Струенаправляющее устройство выполнено в виде дамбы с перепускным каналом и делит аэрируеумый бассейн на две секции, сообщенные между собой циркуляционным узлом. Этот узел содержит две смежные вертикальные камеры, внешние стороны которых ограничены двумя не доходящими до дна аэрируемого бассейна стенками и центральной разделительной стенкой. Верхняя кромка центральной стенки расположена ниже зеркала воды в сооружении. Аэратор выполнен в виде диспергаторов сжатого воздуха, размещенных в нижней части циркуляционного узла. 4 ил.

АЭРОБНЫЙ БИООКИСЛИТЕЛЬ, содержащий аэрируемый бассейн с продольной циркуляцией рабочей среды по замкнутому контуру, оборудованный струенаправляющим устройством, аэратором, впуском исходной сточной жидкости и выпуском очищенной сточной жидкости, отличающийся тем, что аэробный биоокислитель дополнительно снабжен плантацией высшей водной растительности, охватываемой замкнутым циркуляционным потоком, при этом аэрирумый бассейн и плантация высшей водной растительности размещены в едином объеме с общим зеркалом воды, струенаправляющее устройство выполнено в виде дамбы с перепускным каналом, встроенным в дамбу на границе аэрируемого бассейна и плантации высшей водной растительности, разделяющей аэрируемый бассейн на две секции, сообщенные между собой посредством циркуляционного узла, представленного двумя смежными вертикальными камерами, ограниченными с внешних сторон двумя не доходящими до дна аэрируемого бассейна стенками и центральной разделительной стенкой, верхняя кромка которой расположена ниже зеркала воды, а аэратор выполнен в виде диспергаторов сжатого воздуха, размещенных в нижней части вертикальных камер циркуляционного узла.