ОЧИСТНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ СТОЧНЫХ ВОД КОТТЕДЖЕЙ Российский патент 2005 года по МПК C02F9/14 C02F9/14 C02F1/52 C02F1/74 C02F3/10 C02F101/00 C02F103/00 

Изобретение относится к устройствам для глубокой очистки бытовых сточных вод от отдельно стоящих зданий типа коттеджей, баз отдыха, больниц, санаториев и т.д. и может быть использовано для подготовки сточных вод к повторному использованию для нужд полива растений, моек и других потребностей отдельно расположенного жилья.

Известно использование септиков и полей подземной фильтрации [1] для очистки сточных вод отдельно стоящих объектов. Сооружения, входящие в это устройство, располагаются под землей, и управление их работой, качеством очищенной воды невозможно, особенно в условиях частого выпадения атмосферных осадков, плоского рельефа местности.

Известно использование вращающихся биобарабанов для биологической очистки небольших количеств сточных вод [2]. Однако в связи с ужесточением нормативов на содержание в очищенных сточных водах, направляемых в поверхностные водотоки, биогенных элементов, растворенных органических примесей и взвешенных веществ, комплектование очистных установок для отдельно стоящих объектов типа коттеджей одними биобарабанами недостаточно.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является установка для биологической очистки бытовых сточных вод [3], включающая септик-отстойник, устройство для биологической очистки осветленных сточных вод на аэрируемой загрузке аэротенка с прикрепленными микроорганизмами и вторичного отстойника с эрлифтным устройством для отведения осадка в септик-отстойник, капельный биофильтр с загрузкой удельным весом 0,8-0,95 г/м³, водосборное устройство, совмещенное с камерой погружного насоса, и устройство для обеззараживания воды, смонтированное над насосом.

Недостатками известного устройства являются: нестабильность работы эрлифта по перекачке осадка в септик-отстойник, заиляемость кольцевого перфорированного трубопровода, подающего сточную жидкость на капельный биофильтр, неполное обеззараживание очищенной воды при повышенном выносе взвешенных веществ из капельного биофильтра, регенерация загрузки которого не предусмотрена, а лампы ультрафиолетового облучения расположены в зоне оседания взвешенных веществ очищенной сточной жидкости.

В основу изобретения поставлена задача снижения энергоемкости устройства, упрощения эксплуатации и исключения необходимости постоянного присутствия эксплуатационного персонала возле очистной установки за счет полной автоматизации ее работы, повышения качества очищенной сточной жидкости до уровня требований сброса в рыбохозяйственные водоемы или на грунт суходолов.

Решается поставленная задача выполнением аэрируемой загрузки аэротенка подвижной, в виде вращающихся биобарабанов, снабженных на внешней образующей колес черпаками, аэротенк состоит из двух, последовательно включенных в работу, отсеков, со своими биобарабанами и черпаками, каждый отсек оборудован тонкослойным илоотделителем и перепускными трубами возврата иловой смеси в отсек, подачи сточной жидкости на последующую ступень очистки и отвода избыточного активного ила в септик-отстойник, для доочистки и обеззараживания очищаемой жидкости установка снабжена тремя, последовательно сообщенными перепускными лотками, отсеками, оснащенными тремя видами зернистой каталитической фильтрующей загрузки, первая из которых состоит из катализатора катан-III, гранул органических комплексов металлов переменной валентности, введенных в массу полимерного носителя (полиэтилен высокого давления) крупностью зерен 10...15 мм, выполнена слоем в отсеке 1,0 м, вторая - состоит из катализатора АК-1, гранул цилиндрической формы коричневого цвета, в состав которых входят следующие компоненты: пиритный огарок, оксид меди (II), оксид цинка, оксид кальция, гидроксид калия, нефтяной кокс, стекло, глина, выполнена слоем 900 мм и третья, состоящая из гранул катализатора АК-С пластинчатой формы крупностью зерен 3...5 мм, состоящих из компонентов катализатора АК с добавкой оксида серебра, выполнена слоем 800 мм.

Учитывая отсутствие загрязняющихся узлов и энергозатрат на обеззараживание, а также наличие более специфических биоценозов по ступеням очистки сточных вод, каталитических загрузок в отсеках доочистки сточных вод, обеспечивается выполнение поставленной задачи повышения степени очистки, снижения энергозатрат и повышения надежности эксплуатации.

Проведенные патентные исследования показали, что ни в патентной, ни в научно-технической литературе нет сведений про очистные установки с такой совокупностью отличительных признаков снабжения, исполнения, взаимного расположения, конструктивных особенностей установки, какая приведена в формуле изобретения, что позволяет утверждать, что предлагаемая установка отвечает условию патентоспособности \новизна\.

Сравнительный анализ приспособлений, используемых в известных технических решениях, в том числе в прототипе, показывает на существенность отличительных признаков предлагаемого решения. Преимущества, которые достигаются новой конструкцией установки, свидетельствуют о том, что задачи, которые решаются, выполнены на изобретательском уровне, поскольку их набор и исполнение не вытекают очевидно из известных в данной области техники решений и поэтому отвечают критерию патентоспособности \изобретательский уровень\.

Предлагаемая установка поясняется чертежом.

Очистная установка включает: сороудерживающую корзину 1, двух- или трехкамерный септик-отстойник 2, емкость 3 с биобарабанами 5, снабженными черпаками 4, водоприемными лотками 6 и тонкослойными илоотделителями 7. Илоотделитель 7 второй ступени биобарабанов 5 сообщен трубопроводом 8 с электрифицированной запорной арматурой 13, управляемой контроллером с септиком-отстойником 2. Из илоотделителя 7 второй ступени биобарабанов 5 осветленная вода поступает на фильтрационную колонку 10, заполненную катализатором первого вида, в верхнюю ее часть. Пройдя катализатор, сток перетекает в колонку 11 с катализатором второго вида, непрерывно аэрируемым воздухом от воздуховода 14, далее сток направляется в колонку 12, заполненную катализатором третьего вида и продуваемую воздухом от воздуховода 14, пройдя которую, отводится по трубе 16 в ближайший поверхностный водоток. Колонка 10 один раз в сутки промывается очищенной водой, накапливаемой в резервуаре 15 чистой воды, заполняемом с помощью эрлифта из колонки 12. Промывная вода подается из резервуара 15 по трубопроводу 9, снабженному запорно-регулирующей арматурой 13, управляемой контроллером.

Предлагаемая очистная установка работает следующим образом: сточные воды от коттеджей по дворовой канализационной сети поступают в смотровом колодце в сороудерживающую корзину 1, где освобождаются от крупных, не растворимых в воде отбросов. Затем через затопленный ввод сток поступает в первую камеру септика-отстойника 2, где из сточных вод выделяются взвешенные вещества и плавающие примеси. Плавающие примеси образуют на поверхности воды слой жира, запирающий поступление в воду из атмосферного воздуха кислорода. В камерах септика-отстойника 2 протекают анаэробные биологические процессы, обеспечивающие деструкцию синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ). Из септика-отстойника 2 сток самотеком перетекает в резервуар 3 с биобарабанами 5. В баке резервуара 3 имеются два биобарабана 5, разобщенные друг от друга сплошной перегородкой. В каждом биобарабане 5 на внешней образующей закреплены черпаки 4, поднимающие сточную жидкость из поддона биобарабана 5 в сливной лоток 6 и далее в тонкослойный илоотделитель 7. В первом биобарабане уровень воды переменный, а во втором постоянный. Из поддона илоотделителя 7 второй ступени биобарабана 5 предусмотрен сброс иловой смеси в первую камеру септика-отстойника 2 через электрифицированную запорную арматуру 13 по трубопроводу 8. Уровень воды в камерах септика-отстойника 2 и поддоне первого биобарабана 5 может изменяться на величину, которая позволяет на вторую ступень биобарабанов 5 подавать сток постоянным среднечасовым расходом. Величина расхода регулируется наклоном черпака к горизонтальной плоскости. Из илоотделителя 7 второй ступени биобарабанов 5 осветленный сток самотеком перетекает в колонку 10 скорого фильтра с фильтрацией стока сверху вниз через зернистый катализатор марки первого вида. Фильтрат отводится в колонку 11 с другим катализатором. А по мере заиления катализатора первого вида в колонке 10 его промывают очищенной водой по трубопроводу 9 с запорной арматурой 13 из резервуара 15 чистой воды подачей воды снизу вверх с одновременной подачей воздуха от воздуховода 14.

Промывная вода по трубопроводу перетекает из колонки 10 в илоотделитель 7 и сбрасывается по трубопроводу 8 в первую камеру септика-отстойника 2. Из колонки 11 обрабатываемая вода перетекает в колонку 12 с катализатором третьего вида. Катализаторы и обрабатываемая вода в колонках 11 и 12 непрерывно барботируются воздухом от воздухопровода 14. Из колонки 12 часть воды эрлифтом подается в резервуар 15, а остальной сток отводится по трубопроводу 16 через резервуар очищенной воды 17 в ближайший поверхностный водоток.

Снабжение очистной установки для сточных вод коттеджей камерным септиком-отстойником не менее чем на 2,5-суточное время пребывания обусловлено необходимостью обеспечения анаэробной деструкции сложных, трудноокисляемых веществ, например СПАВ, выравнивания состава сточных вод во времени. Отдельно стоящие дома имеют специфику состава сточных вод. Если в доме идет большая стирка одежды, белья, то единовременно в канализацию поступает много СПАВ, которые смывают биопленку прикрепленных микроорганизмов, ухудшают массоперенос кислорода в воду и резко снижают эффективность очистки сточных вод.

Исследования авторов показали, что в септике-отстойнике СПАВ разрушаются в течение первых двух суток и их вредное воздействие на работу аэробных сооружений устраняется.

Задействование камер септиков-отстойников и первой ступени аэробного биореактора в качестве усреднителей расходов сточных вод позволяет уменьшить глубину варьирования высоты слоя жидкости и в септике-отстойнике, и в первой ступени аэробного биореактора, что стабилизирует их работу, а в конечном итоге способствует достижению поставленной цели - повышению качества очищенной воды до требуемого уровня.

Снабжение аэробных биобарабанов с ершовой насадкой черпаками подъема воды позволяет снизить энергозатраты и упростить процесс переброски иловых смесей, рециркуляцию сточных вод, отведение избыточной биомассы на анаэробную стабилизацию.

Выполнение обеззараживающего устройства в виде фильтров с каталитической загрузкой из зернистого материала исключает необходимость дозирования реагентов, а это упрощает эксплуатацию и исключает необходимость постоянного присутствия эксплуатационного персонала, способствует повышению степени автоматизации работы очистной установки.

Использование в очистной установке трех видов катализаторов позволяет существенно повысить качество очищенной сточной воды, особенно по содержанию азота аммония и азота нитритов, величине ХПК и БПК, специфическим органическим соединениям: СПАВ и нефтепродуктам.

Источники информации

1. Установки для очистки сточных вод. Справочник. (Под ред. Л.С.Скворцова). - М.: Региональное отделение \Проблемы внедрения современных технологий РАЕН, 2001. - С.58-59.

2. А.с. СССР №1271016. 4 C 02 F 3/30, 17.05.1982 г. Устройство для биологической очистки воды. Куликов Н.И. и др.

3. Патент №2137720 С1. 7 C 02 F 3/06, 1999 г. Установка для биологической очистки бытовых сточных вод. Богатеев И.А., Нечаев И.А.

Изобретение относится к устройствам для глубокой очистки бытовых сточных вод от отдельно стоящих зданий типа коттеджей, баз отдыха, больниц, санаториев, и может быть использовано для подготовки сточных вод к повторному использованию для нужд полива растений, моек и других потребностей отдельно расположенного жилья. Очистная установка для сточных вод коттеджей включает септик, биореактор с сообществами прикрепленных и свободноплавающих микроорганизмов, содержащий два вращающихся барабана с лотками перетока иловой смеси, тонкослойные илоотделители и поддоны, а также закрепленные на колесах вращающихся барабанов черпаки, устройство доочистки, выполненное в виде фильтровальной колонки с зернистым катализатором первого вида, бак очищенной воды, обеззараживающее устройство, выполненное в виде двух фильтровальных колонок, заполненных катализаторами второго и третьего вида, содержащих воздуховоды для барботажа, сбросной трубопровод и электрифицированную, управляемую командно-электрическим прибором задвижку. Камеры септика и первая ступень биореактора выполнены с возможностью усреднения расходов воды. Технический результат: снижение энергоемкости устройства, упрощение эксплуатации, полная автоматизация и повышение качества очищенной сточной жидкости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Очистная установка для сточных вод коттеджей, включающая септик, биореактор с сообществами прикрепленных и свободноплавающих микроорганизмов и обеззараживающее устройство, отличающаяся тем, что камеры септика и первая ступень биореактора выполнены с возможностью усреднения расходов воды, биореактор содержит два вращающихся барабана с лотками перетока иловой смеси, тонкослойные илоотделители и поддоны, а также закрепленные на колесах вращающихся барабанов черпаки, при этом илоотделитель, расположенный после второго биобарабана, соединен со сбросным трубопроводом, снабженным электрифицированной, управляемой командно-электрическим прибором задвижкой, устройство доочистки выполненно в виде фильтровальной колонки с зернистым катализатором первого вида, периодически промываемым подачей очищенной воды из бака очищенной воды в обратном направлении фильтрации сточной воды с перетоком ее в илоотделитель второго биобарабана посредством сбросного трубопровода, соединенный с первой камерой септика, а обеззараживающее устройство выполнено в виде двух фильтровальных колонок, заполненных катализаторами второго и третьего вида, содержащих воздуховоды для барботажа.2. Очистная установка по п.1, отличающаяся тем, что бак очищенной сточной воды выполнен с возможностью пополнения запаса промывной воды при помощи эрлифта из фильтрационной колонки с катализатором третьего вида, расположен над колонкой с катализатором первого вида и снабжен электрифицированной задвижкой, связанной с командно-электрическим прибором на сбросном трубопроводе.