КОМПАКТНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ГЛУБОКОЙ БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 1996 года по МПК C02F3/12 

Изобретение относится к биохимической очистке сточных вод и может быть использовано для глубокой и полной очистки сточных вод малых населенных пунктов, коттеджей и отдельно стоящих домов.

Известно устройство для биохимической очистки сточных вод, представляющее собой аэрационный, циркуляционный, окислительный канал [1] Форма сооружения вытянутая в плане и кольцевая с торцевых концов. Аэроканал содержит перегородку и аэраторы, и обеспечивает полную биологическую обработку сточных вод активным илом при продленной аэрации. Однако известное сооружение не очищает сточные воды до необходимой степени очистки и не высок выход избыточного ила.

Известна установка для биохимической очистки сточных вод, представляющая также циркуляционный окислительный канал с аэраторами в его середине и вторичным отстойником [2] Однако известная установка не обеспечивает необходимой степени очистки по БПК и взвешенным веществам, например, рыбохозяйственные нормы по БПК 3 мг/л, а в аэроканале 15-25 мг/л. Кроме того, продолжительность очистки слишком велика (1-2 сут), и при нормах водоотведения 0,25-0,30 м³/сут · чел. объем очистного сооружения велик и металлоемок.

Целью изобретения является повышение интенсивности процесса очистки и степени очистки при уменьшении габаритов установки.

Это достигается тем, что установка для биохимической очистки сточных вод, содержащая циркуляционный канал, встроенный внутри него (в плане) вторичный отстойник, аэраторы, трубопроводы подачи исходных сточных вод и отвода чистой воды и избыточного ила, снабжена биофильтром в виде модуля тонкослойного отстаивания с трубопроводами подачи воды из циркуляционного канала и отвода воды из верхней части биофильтра в нижнюю часть вторичного отстойника, резервуаром чистой воды с эжектором для озонирования и для обеззараживания, микрофильтром, через который вода из вторичного отстойника подается в резервуар чистой воды, трубопроводом для возврата активного ила из нижней части вторичного отстойника в циркуляционный канал перед аэратором, который выполнен в виде водовоздушного эжектора. Кроме того, вход в трубопровод, подающий воду из циркуляционного канала в биофильтр, расположен против течения в циркуляционном канале, а выход трубопровода, подающего возвратный активный ил в циркуляционный канал, расположен вдоль потока по направлению движения воды для осуществления автоматического подсоса активного ила.

На фиг. 1 изображена установка в продольном разрезе; на фиг. 2 установка в плане.

Компактная установка для глубокой биохимической очистки сточных вод содержит циркуляционный канал 1, в прямолинейной части которого примерно на высоте 1/3 от днища установлен аэратор-эжектор 2, служащий для аэрации сточных вод и обеспечения необходимой скорости движения воды в канале. Подача исходной сточной воды происходит по трубопроводу 3, вход которого расположен вблизи днища канала за эжектором. Трубопровод 4 с вентилем 5 предназначен для возврата активного ила в циркуляционный канал, и выпускной конец его расположен по направлению течения воды в канале. Активный или забирается из нижней части вторичного отстойника 6, в котором расположены также две трубы 7 для подачи воды из верхней части биофильтра 8 в нижнюю часть вторичного отстойника. В верхней части этого отстойника расположен микрофильтр 9, через который проходит вода и очищается от взвесей и затем поступает в резервуар чистой воды 10. В этом резервуаре размещен трубопровод 11, подающий сточную воду из верхней части циркуляционного канала в резервуар 12, служащий входом в биофильтр 8. Из резервуара 12 из его нижней части сточная вода с активным илом с помощью водяного насоса (не показан) подается в эжектор 2. В резервуаре 10 чистой воды установлен эжектор 13, который запитывается чистой водой из нижней части этого резервуара и с помощью водяного насоса 14 и в который подается озоновоздушная смесь из озонатора 15. На трубопроводе 4 до вентиля 5 имеется ответвление трубопровод 16 с вентилем 17, служащие для удаления избыточного ила из вторичного отстойника.

Компактная установка для глубокой биохимической очистки сточных вод работает следующим образом.

Исходная вода по трубопроводу 3 поступает в циркуляционный канал 1, куда через эжектор 2 поступает сточная вода с повышенной концентрацией ила из резервуара 12. При этом сточная вода в водовоздушном эжекторе насыщается кислородом воздуха и выходит из него со скоростью, превышающей 1,0 м/с. За счет этого сточная вода в циркуляционном канале начинает двигаться (циркулировать) по направлению, указанному на фиг. 2 стрелками. Скорость движения сточной воды в канале определяется его объемом, потерями гидравлическими в нем относительно движения, энергией и импульсов, передаваемым сточной воде выходящей из эжектора, находящейся в канале 1. Характеристики эжектора и водяного насоса выбираются исходя из того, чтобы обеспечить необходимую скорость движения воды в канале, но не менее 0,3 м/с, и обеспечить достаточную степень насыщения сточных вод кислородом воздуха не менее 2,0 мг/л. На выходе из эжектора вода насыщена воздухом при давлении, превышающем атмосферное (стандартное давление в эжекторе 1,5-4,0 атм), поэтому в циркуляционном канале происходит выделение избыточного ила и воздуха в виде пузырьков, которые, поднимаясь вверх, способствуют лучшему насыщению воды кислородом воздуха. Кроме того, вертикальная составляющая скорости движения сточных вод в канале обеспечивает хорошее перемешивание воды. Циркулирующая в канале 1 сточная вода через трубопровод 11 поступает в резервуар 12. При этом, так как вход трубопровода 11 направлен навстречу потоку в канале 1, в нем создается небольшой подпор, приводящий к тому, что уровень воды, самотеком поступающей под тонкослойный модуль биофильтра 8 и далее во вторичный отстойник 6, не ниже, чем в канале 1. Благодаря этому имеет место эффективная автоматическая без дополнительных затрат энергии подача активного ила (возвратный активный ил) из вторичного отстойника 6 в канал 1. В циркуляционном канале за счет аэробного процесса с помощью активного ила происходит биологическая очистка сточных вод. Благодаря тому, что большая часть активного ила из вторичного отстойника 6 и весь активный ил из резервуара 12, где он оседает из тонкослойного модуля биофильтра 8, возвращается в канал 1, в последнем концентрация активного ила является оптимальной 10-20 г/л. При такой концентрации активного ила суммарная скорость биопроцессов в канале 1 возрастает, и следовательно, пропорционально возрастает интенсивность очистки сточных вод, сокращается время аэрации в 3-5 раз, следствием чего является сокращение объема циркуляционного канала, то есть его размеров. Часть воды, поступившей в резервуар 12, подается через водяной насос (не показан) в эжектор 2, а другая часть поднимается вверх по тонкослойному модулю биофильтра 8. При этом на пластины модуля эффективно оседают взвешенные частицы активного ила и загрязнений сточных вод, и вода очищается от взвешенных частиц, а также биологическим путем за счет аэробных процессов между активным илом, как взвешенным в виде частиц, так и осевшим на пластинах модуля биофильтра 8. Сползающий с пластин активный ил попадает в резервуар 12, из которого через эжектор 2 поступает в канал 1. Из верхней части биофильтра 8 вода самотеком по трубам 7 поступает во вторичный отстойник 6, где дополнительно очищается от взвешенных частиц ила и загрязнений. Тщательно вода очищается в микрофильтре 9, откуда самотеком поступает в резервуар чистой воды 10. В этом резервуаре расположен эжектор 13, в который подается чистая вода из нижней части этого резервуара через водяной насос 14, а также озоновоздушная смесь из озонатора 15. Благодаря озонированию вода обеззараживается и дополнительно очищается, после чего подается потребителю. На обработку воды подается озон из расчета 2-20 г O₃/м³ воды. Доза озона позволяет насытить кислородом очищенную воду до величины не менее 6,0 г О₂/м³ воды и зависит от степени загрязнений исходной воды и требований, предъявляемых к очищенной воде. Очищенная вода удаляется из верхней части резервуара 10. Избыточный ил, полностью минерализованный, удаляется по трубопроводу 16 через вентиль 15.

Компактная установка для глубокой биохимической очистки сточных вод может быть использована для очистки хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу сточных вод при расходах от 1,0 до 10000 м³/сут, то есть в пересчете на население от 4-5 человек (отдельный дом) до 50000 человек (малый город).

В конструктивном выполнении основной объем занимает циркуляционный канал, глубина которого зависит от производительности установки и составляет от 0,7 до 4,0 м. Объем канала в предложенной установке в 3-5 раз меньше и во столько же раз меньше время аэрации. При этом на выходе из очистной установки характеристики очищенной воды позволяют сбрасывать ее в водоемы рыбохозяйственного назначения. Так при объеме циркуляционного канала 2,9 м³ (основные габариты установки) и показателях исходной воды БПК-300 мг/л, С_взв 280 мг/л, общий азот 50 мг/л, аммонийный азот 30 мг/л после очистки в установке предложенной конструкции очищенная вода имеет следующие показатели: БПК 3,0 мг/л; С_взв 2,0 мг/л; общий азот 8,0 мг/л и аммонийный азот 0,3 мг/л.

Использование: полная и глубокая биохимическая очистка сточных вод малых населенных пунктов и отдельно стоящих домов. Сущность изобретения: компактная установка содержит циркуляцинный окислительный канал 1, в который встроен вторичный отстойник 6, биофильтр 8, резервуар чистой воды 10 с эжектором 13 для озонирования и обеззараживания очищенной воды, микрофильтр 9 для очистки воды от взвесей и аэратор в виде эжектора, обеспечивающего циркуляцию и перемешивание обрабатываемой воды в канале. Вход трубопровода 11, подающего воду из канала в биофильтр 8, расположен в канале против направления движения воды в нем для обеспечения подпора, необходимого для организации самотека воды в установке. Трубопровод 4 с вентилем 5 обеспечивает подачу возвратного активного ила в циркуляционный канал, выход этого трубопровода расположен по направлению движения воды. На выходе очищенной воды из установки ее характеристики позволяют сбрасывать ее в водоемы рыбохозяйственного назначения. 3 з. п. ф - лы, 2 ил.

1. Компактная установка для глубокой биохимической очистки сточных вод, содержащая циркуляционный окислительный канал, расположенный внутри него вторичный отстойник, аэратор и трубопроводы подачи исходной воды, удаления очищенной воды и избыточного ила, отличающаяся тем, что она снабжена биофильтром в виде тонкослойного модуля отстаивания с трубопроводами подачи в него воды из циркуляционного канала и отвода из него воды в нижнюю часть вторичного отстойника, резервуаром чистой воды с эжектором для озонирования и обеззараживания воды в нем, микрофильтром, расположенным в верхней части вторичного отстойника и сообщенным с резервуаром чистой воды, трубопроводом для возврата активного ила из нижней части вторичного отстойника в циркуляционный канал, а аэратор выполнен в виде водовоздушного эжектора. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что вход трубопровода подачи исходной сточной воды расположен вблизи днища циркуляционного канала за аэратором по направлению движения воды. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что вход трубопровода, подающего воду из циркуляционного канала в биофильтр, расположен против направления движения воды в нем. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что выход трубопровода для возврата активного ила в циркуляционный канал расположен по направлению движения воды в нем.