УСТАНОВКА ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ И УДАЛЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ АЗОТА И ФОСФОРА СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 1997 года по МПК C02F3/02 

Изобретение относится к биохимической очистке хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу сточных вод и может быть использовано при очистке стоков малых населенных пунктов и небольших производств, а также в микробиологической промышленности.

Известна установка для биохимической очистки сточных вод, содержащая цилиндроконический корпус, разделенный перегородками на камеры аэрации и отстаивания, биофильтр, камеру смешения, циркуляционный насос, технологические трубопроводы, аэрационные колонны и колпаки в зоне аэрации [1]
К недостаткам этой установки относится следующее: не решены вопросы задержания грубодисперсных взвесей и песка, удаления соединений азота и фосфора, отдувки газообразного азота, сохранения жизнедеятельности микроорганизмов биомассы в биофильтре и постоянная работа циркуляционного насоса.

Целью изобретения является повышение экономичности, надежности и степени очистки сточных вод.

Указанная цель достигается тем, что в установке для биологической очистки и удаления соединений азота и фосфора сточных вод применена цилиндроконическая песколовка с тангенциальным подводом исходных стоков, оборудованная съемной сеткой с прозорами 2-6 мм, клапаном с подъемным рычагом и отводящим трубопроводом, который подсоединен к камере смешения устройства с биофильтром, аэротенком отстойником, циркуляционным насосом и распределительной системой устройства с денитрификатором и фильтром. В свою очередь камера смешения соединена с денитрификатором и фильтром. В свою очередь камера смешения соединена с всасывающим трубопроводом насоса через сифонирующий трубопровод, а к напорному трубопроводу насоса подключен трубопровод подачи иловой смеси в распределительную систему устройства с денитрификатором и фильтром. Последний соединен трубопроводом с приемной камерой трубы для водоструйной эжекции воздуха, установленной над контактным резервуаром.

На чертеже изображена технологическая схема установки для биологической очистки и удаления соединений азота и фосфора.

Установка включает цилиндроконическую песколовку 1 со съемной фильтровальной сеткой 2, тангенциально подсоединенным патрубком 3 подвода исходных стоков, клапаном 4, соединенным штоком 5 с подъемным рычагом 6, и отводящим трубопроводом 7, подсоединенным в камере смешения 8 устройства 9, состоящего из биофильтра 10, системы орошения 11, сборного поддона 12, труб 13 водоструйной эжекции воздуха (аэрационных колонн), аэротенка 14, колпака 15, отстойника 16 и циркуляционного насоса 17. Трубопровод 7 подсоединен также к распределительной системе 18 денитрификатора 19. В свою очередь камера смешения 8 соединена с всасывающим трубопроводом 20 через сифронирующий трубопровод 21 и с трубопроводом 22. Трубопровод 23 отвода очищенных вод из отстойника 16 и трубопровод 24 подвода иловой смеси от напорного трубопровода 25 тоже подключены к распределительной системе 18 денитрификатора 19, имеющего плоскостную или ершовую загрузку 25 и сблокированного с фильтром 26 из минералов, в состав которых входят вещества, способные адсорбировать соединения фосфатов (кальцит, аргонит, известняк). Установка содержит также приемную камеру 27, трубу 28 для водоструйной эжекции и контактной резервуар 29.

Установка работает следующим образом.

Исходные сточные воды через патрубок 3 подаются в корпус тангенциальной песколовки 1, где происходит осаждение песка в ее нижней части и задержание грубодисперсных взвесей с фракциями менее 6 мм фильтровальной сеткой 2. Сброс осадка производится периодически с помощью рычага 6, опускающего шток 5 с клапаном 4. Сточные воды после предварительной обработки направляются по трубопроводу 7 в камеру смешения 8 устройства 9 для полной биологической очистки и в распределительную систему 18 денитрификатора 19. При заполнении камеры смешения до уровня (max) автоматически включается циркуляционный насос 17, который через всасывающий трубопровод 20 производит забор иловой смеси из аэротенка 14 и через сифонирующий трубопровод 21 забор жидкости из камеры смешения 8. При постоянной работе насоса забор жидкости из камеры смешения может производиться через трубопровод 22. Затем смесь стоков ила по напорному трубопроводу 25 подается в систему орошения 11 устройства 9. Жидкость, прошедшая через загрузку биофильтра 10, собирается сборным поддоном 12 и направляется в аэрационные колонны трубы 13, в которых образуются вихревые воронки и происходит процесс воздухововлечения. Часть пузырьков воздуха попадает под колпак 15, где образуется зона сжатого воздуха. При понижении уровня жидкости в камере смешения до отметки (min) насос 17 выключается. Вследствие движения части жидкости, находящейся в сифонирующей трубе, обратно в камеру смешения по трубе начинает поступать в камеру иловая смесь из аэротенка-отстойника. Так как устанавливаемый уровень (max) в камере смешения находится ниже уровня жидкости в аэротенке-отстойнике, то через определенные интервалы времени происходит заполнение камеры и включается насос. Включение насоса через заданные промежутки времени (от 60 до 90 мин) обеспечивают поддержание жизнедеятельности микрофлоры в биофильтре 10 и аэротенке 14 в периоды прекращения поступления стоков на установку. На время установки насоса снабжение кислородом микробиальных клеток осевшего ила осуществляется за счет поверхностной диффузии кислорода из зоны сжатого воздуха и аэрации пузырьками воздуха, выделяющимися из-под колпака 22. Выход воздуха обусловлен снижением давления под колпаком вследствие понижения уровня жидкости в аэротенке-отстойнике. При определенных технологических параметрах загрузки биофильтра 10, аэротенка 14 и отстойника 16 устройство 9 обеспечивает окисление органических загрязнений и нитрификацию аммиака. Наличие в биоценозе биофильтра анаэробных гетеротрофов и периодическое изменение концентрации кислорода в иловой смеси (установка работает в режиме прерывистой аэрации) способствует частичному восстановлению нитратов в газообразный азот. Однако устройство 9 не может обеспечить достаточное снижение концентрации нитратов для сбора очищенных вод в водоемы. Поэтому в технологическую схему установки включен денитрификатор с плоскостной или ершовой загрузкой 25, на которой развиваются факультативные анаэробы, осуществляющие дальнейшее восстановление нитратов в молекулярный азот. Для создания нормального режима денитрификации в качестве органического субстрата в установке используется органический углерод исходных сточных вод и активного ила.

Денитрификатор 19 работает следующим образом.

Вода из отстойника 16 поступает по трубопроводу 23 в распределительную систему 18, куда подаются также по трубопроводу 7 стоки из устройства для предварительной обработки песколовки 1 и по трубопроводу 24 иловая смесь из напорного трубопровода 25. Ориентировочное соотношение потоков составляет (30-40) (2-5) (0,5-2). Вода, прошедшая слой загрузки 25, затем направляется в сблокированный с денитрификатором фильтр 26. При контакте очищенной воды с загрузкой из кальцитов, аргонитов или ракушечников происходит извлечение остаточных концентраций фосфатов. Далее очищенная вода направляется в приемную камеру 27 и сливается через трубу 28 для водоструйной эжекции воздуха 28 в контактный резервуар 29. Вследствие интенсивного контакта воды с воздухом происходит отдувка молекулярного азота и насыщение ее кислородом.

Изобретение позволяет повысить надежность и стабильность работы установки за счет сокращения суточного периода работы циркуляционного насоса до 12-16 ч и исключения автоматических устройств (реле времени) для включения насоса в периоды прекращения поступления стоков, снизить энергетические затраты; сократить время на эксплуатацию. Обслуживание установки может производиться периодически 1 человеком из расчета 1-1,5 ч рабочего времени в 2-3 сут. Оптимальная область применения установок очистка сточных вод от коммунальных объектов и небольших сельскохозяйственных производств с расходом стоков 25-100 м³/сут.

Использование: биохимическая очистка хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу сточных вод и может быть использовано в малых населенных пунктах, базах отдыха, санаториях, больницах, а также в микробиологической промышленности. Сущность изобретения: установка включает цилиндроконическую песколовку с тангенциальным подводом исходных стоков, оборудованную схемной сеткой с прозорами 2-6 мм, клапаном с подъемным рычагом и отводящим трубопроводом. Установка включает камеру смешения, устройство с биофильтром, аэротенком - отстойником и циркуляционный насос, а также устройство с денитрификатором и фильтром. Камера смешения соединена с всасывающим трубопроводом насоса через сифонирующий трубопровод. К напорному трубопроводу насоса подключен трубопровод подачи иловой смеси в распределительную систему устройства с денитрификатором и фильтром. Последний соединен трубопроводом с приемной камерой трубы для водоструйной эжекции воздуха, установленной над контактным резервуаром. Преимущества: простота эксплуатации при использовании единственного насоса в технологической схеме, максимальное использование кислорода воздуха в процессе очистки, быстрое восстановление работоспособности установки при аварийных остановках, снижение энергетических и эксплуатационных затрат, малая площадь застройки и глубокая очистка сточных вод. 1 ил.

Установка для биологической очистки и удаления соединений азота и фосфора сточных вод, содержащая камеру смешения, циркуляционный насос, биофильтр с системой орошения, аэротенк-отстойник с водоструйной аэрацией и технологические трубопроводы, отличающаяся тем, что она снабжена цилиндроконической песколовкой с тангенциальным подводом стоков, съемной сеткой, имеющей отверстия 2 6 мм, клапаном с подъемным рычагом и отводящим трубопроводом, денитрификатором с распределительной системой, фильтром для сорбции фосфатов и контактным резервуаром, отводящий трубопровод присоединен к камере смешения и к распределительной системе денитрификатора, камера смешения снабжена сифонным трубопроводом, присоединенным к всасывающему трубопроводу циркуляционного насоса, напорный трубопровод которого присоединен к системе орошения биофильтра и распределительной системе денитрификатора.