СПОСОБ ОДНОРЕЗЕРВУАРНОЙ САМОТЕЧНОЙ АЭРОБНОЙ ГЛУБОКОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД И ОДНОРЕЗЕРВУАРНАЯ УСТАНОВКА С СООБЩАЮЩИМИСЯ КАМЕРАМИ ДЛЯ САМОТЕЧНОЙ АЭРОБНОЙ ГЛУБОКОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 2011 года по МПК C02F3/02 

Изобретение относится к установкам для глубокой аэробной биологической очистки сточных вод, используемых в промышленных и бытовых поточных очистных сооружениях для биологической активационной очистки сточных вод активным илом во взвешенном состоянии.

Известна установка биологической очистки сточных вод, содержащая устройство предварительной очистки, ступенчатый аэротенк с аэрационными системами и носителями прикрепленной микрофлоры, вторичный отстойник с бункером-накопителем илового осадка и патрубком его отвода (см. патент на изобретение RU №2304083, С02F 3/12, оп. в 2007 г.). Известная установка и способ очистки, который в ней реализован, предполагают наличие перепадов высоты сточных вод в сопрягаемых резервуарах установки, что приводит к возникновению напряжений в стенках сопрягаемых резервуаров и к необходимости использования насосных систем для перекачки жидкостей. Это усложняет систему и увеличивает трудоемкость обслуживания установки.

Известно устройство для очистки сточных вод, содержащее закрытый корпус, в котором расположены уравнивающий отсек с активным илом, входным патрубком и аэраторами, сообщающийся с ним перепускным каналом активационный отсек с установленным в его придонной части мелкопузырчатым аэратором, сообщающийся с активационным отсеком посредством главного насоса аэротенк, в котором также установлен мелкопузырчатый аэратор, связанный с аэротенком посредством илового насоса отсек стабилизации ила с расположенной в нем аэратором-мешалкой и связанный с аэротенком посредством циркуляционного насоса выходной отсек с фильтром, расположенным перед выпускным патрубком, при этом отсек стабилизации ила соединен с уравнивающим отсеком переливным трубопроводом, а все аэраторы и выполненные в виде эрлифтов насосы соединены с компрессором через пневмораспределители, связанные с блоком управления, причем выходная часть уравнивающего отсека перед перепускным каналом отделена от его входной части наклонной задерживающей решеткой, по обе стороны от которой в придонной части отсека установлены аэраторы-мешалки, аэротенк сообщен с активационным отсеком рециркуляционным насосом, выполненным в виде эрлифта, при этом в аэротенке установлен связанный с блоком управления датчик кислорода в жидкости, а на трубопроводе подачи воздуха в мелкопузырчатый аэратор, расположенный в придонной части аэротенка, установлен клапан, также связанный с блоком управления, при этом расположенный в выходном отсеке фильтр выполнен в виде каркасного фильтра ультрафильтрационной очистки (см. патент на изобретение RU №2355649, С02F 3/02, оп. в 2009 г.). Это компактное устройство и способ очистки сточных вод предназначены для коттеджей и транспортных средств и предусматривают максимальное использование сообщающихся резервуаров с самотечным переливом жидкостей, но при его невысокой производительности не представляется возможным использование в городских очистных сооружениях.

Известна установка очистки сточных вод, содержащая емкость, в которой размещены первичный отстойник, аэротенк с носителем прикрепленной микрофлоры и системой аэрации, вторичный отстойник, система рециркуляции активного ила, системы удаления очищенной воды и илового осадка, причем носитель прикрепленной микрофлоры выполнен в виде параллельных штор из тканевого или пленочного материала, к нижней части которых прикреплены фиксирующие натяжные грузы, верхней своей частью шторы закреплены к подвижной раме, которая через блоки тросами соединена с уравновешивающими грузами, а между вторичным отстойником и системой удаления очищенной воды установлен источник ультрафиолетового излучения, при этом аэротенк установки разделен по ходу движения сточных вод перегородками по меньшей мере на две части, оснащен по меньшей мере двумя подвижными рамами с носителями прикрепленной микрофлоры, уравновешивающие грузы выполнены в виде полых колпаков, установленных в кессонах с очищенной водой, установка дополнительно содержит самоочищающуюся решетку, расположенную в верхней части емкости перед первичным отстойником, воздушный ресивер, который через воздухораспределители соединен раздельно с системами аэрации и уравновешивающими грузами каждой подвижной рамы, а сами воздухораспределители оснащены дополнительными выпускными патрубками с клапанами (см. патент на изобретение RU №2130901, С02F 3/12, оп. в 1999 г.). Способ очистки сточных вод, реализованный в разделенном на две части аэротенке, дает возможность микрофлоре более эффективно поочередно воздействовать на сточные воды то в одной части аэротенка, то в другой. Однако данный аэротенк содержит несколько резервуаров с большими перепадами высоты сточных вод в сопрягаемых резервуарах, что приводит к возникновению напряжений в стенках сопрягаемых резервуаров и к необходимости использования насосных систем для перекачки жидкостей. Эта сложная система имеет высокую трудоемкость обслуживания установки.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению являются способ очистки сточных вод, содержащих расщепляемые вещества, включающий непрерывную обработку сточных вод на ступени механической подготовительной очистки с использованием осадительного резервуара для отделения тяжелого материала, разделение на первой и второй ступенях флотации, на которых происходит отделение пены твердого материала, образованной при использовании водно-газовых смесителей, ступень биологической очистки, при этом ступень механической подготовительной очистки включает сепаратор крупного твердого материала и сепаратор мелкого твердого материала, биологическую очистку осуществляют путем аэробной и последующей анаэробной очистки с многократной циркуляцией на каждой отдельной ступени очистки, регулируемой в ходе процесса через байпасы, причем сточную воду, циркулирующую на аэробной ступени очистки, смешивают с подаваемой из водно-газового смесителя смесью технического кислорода и осветленной воды, при этом прохождение сточной воды через отдельные ступени обработки контролируют и регулируют при помощи чувствительных элементов и устройства управления процессом, и устройство для очистки сточных вод, содержащее ступень механической подготовительной очистки в виде осадительного резервуара для тяжелого материала, флотаторы первой и второй ступеней, водно-газовые смесители, установку биологической очистки, сепараторы крупного и мелкого твердого материала, сборный резервуар, выпускной резервуар для осветленной воды и перепускной трубопровод, представляющий собой байпас, идущий от выпускного резервуара для осветленной воды к сборному резервуару, при этом установка биологической очистки имеет ступень аэробной и ступень анаэробной биологической очистки, а водно-газовые смесители соединены с перепускным трубопроводом (см. патент на изобретение RU №2126366, С02F 3/12, оп. в 1999 г.). Известный способ имеет недостатки, связанные с повышенным расходом осветленной воды, которая используется как добавка для очистителя сточных вод, и, как следствие, приводит к неоправданно повышенному расходу энергоносителей. Известное устройство более универсально, чем предыдущие технические решения, но имеет сложную конструкцию, включающую дополнительные насосные системы и байпасы, что может привести к сбоям в очистных сооружениях, предназначенных для обработки больших объемов сточных вод.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи уменьшения энергозатрат на обработку сточных вод, исключения запаха, упрощения конструкции очистного сооружения и повышения его надежности при повышении эффективности очистки сточных вод за счет использования однорезервуарной емкости с сообщающимися смежными камерами и самотечным движением сточных вод между ними, повышения качества очистки, интенсификации процессов воздействия на сточные воды и расширения способов воздействия активного ила на сточные воды.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в способе однорезервуарной самотечной аэробной глубокой биологической очистки сточных вод, включающем подачу предварительно обработанной и очищенной от мусора и песка сточной воды в приемный аэротенк, дальнейшую биологическую обработку сточных вод в приемном аэротенке, основную глубокую биологическую очистку активным илом в основном аэротенке при аэрации сточных вод с чередованием зон с избытком и дефицитом растворенного кислорода в аэробной и аноксидной фазах путем управляемой аэрации, отбор и рециркуляцию избыточного активного ила из основного аэротенка в приемный аэротенк, подачу отработанного активного ила на стабилизацию и отвод очищенных вод из вторичного отстойника, при этом подачу сточных вод из приемного аэротенка в основной аэротенк и из основного аэротенка во вторичный отстойник осуществляют самотеком, а окончательную очистку сточных вод и отделение от активного ила осуществляют во вторичном отстойнике посредством поверхностного сбора очищенной воды с помощью плавающих скиммеров, а отвод очищенных вод осуществляют самотеком, причем отбор части активного ила на рециркуляцию производят в основном аэротенке на протяжении всего периода основной биологической очистки в аноксидной зоне при отключенной аэрации, а рециркуляцию излишков активного ила в приемный аэротенк осуществляют самотеком. Основную биологическую очистку сточных вод осуществляют в основном аэротенке путем образования продольно расположенных камер, связанных между собой в верхней и нижней зонах, направляя сточные воды перетоком по спирали из одной камеры в другую за счет создания аэробной зоны в одной камере и аноксидной зоны в другой камере с осуществлением процессов нитрификации сточных вод в аэробной фазе и процессов денитрификации образующихся нитратов и нитритов в аноксидной фазе, причем перетекание сточных вод из аэробной зоны в аноксидную зону осуществляют в верхней части камер под воздействием аэрации сточных вод в аэробной зоне, создающей дисбаланс уровня сточных вод по высоте за счет уменьшения плотности водо-воздушной смеси, а перетекание сточных вод из аноксидной зоны в аэробную зону осуществляют в нижней части камер под воздействием разрежения в нижней части аэробной зоны, при этом изменение направления спиралеобразного движения сточных вод на противоположное производят выключением аэрации в аэробной зоне и включением аэрации в аноксидной зоне после накопления в аноксидной зоне с дефицитом кислорода высококонцентрированного живого осадка активного ила и нарастания в нем процессов самоокисления и отмирания. В дополнительном резервуаре производят предварительную подготовку сточных вод посредством обработки активным илом и аэрации, производят длительную биодеградацию органического мусора, производят удаление неразложившегося мусора с последующим удалением твердой мелкой неорганической фракции. В застойных зонах приемного аэротенка выделяют и длительно подвергают биодеградации органическую фракцию мусора с небольшим удельным весом.

А также тем, что в однорезервуарной установке с сообщающимися камерами для самотечной аэробной глубокой биологической очистки сточных вод, содержащей расположенные в общем резервуаре приемный аэротенк с системой аэрации, связанный каналами придонного перетока с основным аэротенком, расположенные вдоль продольных боковин общего резервуара вторичные отстойники, связанные каналами придонного перетока с основным аэротенком, и установленные между основным аэротенком и вторичными отстойниками каналы рециркуляции активного ила, при этом основной аэротенк выполнен двухкамерным с продольно расположенной между камерами погружной складной перегородкой, выполненной с возможностью перетока сточных вод в верхней и нижней зонах и образующей продольные камеры управляемой активации, причем камеры основного аэротенка снабжены автономными системами аэрации и автономными эрлифтами для рециркуляции активного ила, а вторичные отстойники снабжены автономными эрлифтами для рециркуляции активного ила и системой сбора очищенной воды, выполненной в виде погружных плавающих скиммеров, при этом каналы для отвода очищенной воды расположены в верхней боковой зоне каналов для рециркуляции активного ила. Системы аэрации приемного и основного аэротенков выполнены в виде погружных плавающих воздуходувок, снабженных воздухозаборниками и связанных с придонными аэраторами. Погружные плавающие скиммеры выполнены с утолщенным днищем с утяжелением, верхними отверстиями для сбора очищенной воды и нижними отверстиями для ее стока, снабжены поплавками, расположенными в верхней зоне скиммеров, и гибкими шлангами, связанными с отверстиями для стока очищенной воды, выходной конец которых расположен в зоне каналов для вывода очищенной воды. Установка снабжена дополнительным резервуаром для предварительной подготовки сточных вод, включающим емкость предварительной обработки с придонными аэраторами, связанную в нижней зоне перегородки с насосной камерой, снабженной насосом для транспортировки подготовленных сточных вод на первичную очистку, при этом в верхней зоне емкости предварительной обработки расположен выходной конец трубопровода подачи сточных вод и выходной конец трубопровода дополнительной рециркуляции активного ила, при этом выходной конец трубопровода для транспортировки сточных вод на первичную очистку расположен в зоне улавливателя мусора, связанного с песколовкой, с установленным в ее нижней зоне насосом песчаной пульпы со взмучивающей головкой. Улавливатель мусора выполнен в виде ступенчатой подвижной решетки. Каналы для рециркуляции активного ила снабжены придонными аэраторами.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 схематично изображена установка с резервуаром для непрерывной самотечной биологической очистки сточных вод. На фиг.2 - то же, сечение А-А на фиг.1. На фиг.3 - то же, сечение Б-Б на фиг.1. На фиг.4 - дополнительный резервуар для предварительной подготовки сточных вод.

Однорезервуарная установка с сообщающимися камерами для самотечной аэробной глубокой биологической очистки сточных вод включает расположенные в основном общем резервуаре, выполненном в виде перевернутой усеченной пирамиды, сообщающиеся между собой приемный аэротенк 1 с преимущественно придонной системой 2 аэрации и основной аэротенк 3, разделенные перегородкой 4 с придонными отверстиями 5 для перетока сточных вод из приемного аэротенка 1 в основной аэротенк 3. Трубы 6 придонной системы 2 аэрации приемного аэротенка 1 могут быть расположены продольно или поперечно движению сточных вод. Основной аэротенк 3 выполнен двухкамерным в продольном направлении (по ходу движения сточных вод). Камеры 7 и 8 управляемой активации основного аэротенка 3 образованы продольно расположенной погружной перегородкой 9. Погружная перегородка 9 расположена с зазором ее торцевой кромки 10 к перегородке 4 в передней по ходу движения сточных вод зоне и выполнена складной из двух шарнирно связанных между собой панелей 11 и 12. Нижняя панель 12 погружной перегородки 9 шарнирно связана с днищем 13 основного аэротенка 3. В верхней зоне верхняя панель 11 связана с поплавковыми механизмами 14 гибкими тягами 15.

В нижней зоне камер 7 и 8 расположены включаемые в разное время придонные аэраторы 16 и 17 соответственно. Придонные аэраторы 16 и 17 связаны с погружными плавающими воздуходувками 18, оснащенными поплавками 19 и заборниками воздуха 20. Погружная перегородка 9 либо имеет продольно расположенные в нижней зоне панелей 12 отверстия 21, либо установлена с зазором к днищу 13 аэротенка 3 таким образом, чтобы нижняя кромка нижней панели 12 не касалась днища 13 аэротенка 3. Верхняя кромка верхней панели 11 перегородки 9 находится ниже уровня сточных вод. Такое расположение и выполнение погружной перегородки 9 позволяет получить камеры 7 и 8 управляемой активации, связанные между собой в нижней и верхней зонах погружной перегородки 9 с возможностью зональной аэрации в одной из камер 7 или 8 при спиралеобразном движении сточных вод из одной камеры в другую.

Однорезервуарная установка с сообщающимися камерами для самотечной глубокой биологической очистки сточных вод снабжена вторичными отстойниками 22 и 23, расположенными параллельно камерам 7 и 8 и связанными с аэротенком 3 придонными отверстиями перетока 24, расположенными в задней торцевой перегородке 25 между аэротенком 3 и сообщающимся каналом 26 вторичных отстойников 22 и 23. Основной аэротенк 3 снабжен системой рециркуляции активного ила, выполненной в виде боковых каналов 27 и 28, расположенных между камерами 7 и 8 и вторичными отстойниками 22 и 23. Выходной конец каналов 27 и 28 находится в приемном аэротенке 1. Каналы 27 и 28 системы рециркуляции активного ила снабжены эрлифтами 29 и 30, входы которых расположены в камерах 7 и 8 основного аэротенка 3 вдоль стенок каналов 27 и 28, и эрлифтами 31 и 32, входы которых расположены во вторичных отстойниках 22 и 23 также вдоль стенок каналов 27 и 28. Выходы эрлифтов 29, 30, 31 и 32 расположены над каналами 27 и 28. Все емкости резервуара: аэротенк 1, аэротенк 3, вторичные отстойники 22 и 23, каналы 27 и 28 имеют самовыравнивающийся уровень сточных вод, не создающий избыточного давления на смежные стенки емкостей.

Установка оснащена каналами 33 и 34 для выхода очищенной (осветленной) воды, расположенными внутри каналов 27 и 28 в их верхней боковой зоне, около стенок, примыкающих к вторичным отстойникам 22 и 23. А вторичные отстойники 22 и 23 снабжены расположенными на поверхности сточных вод частично погружными плавающими скиммерами 35 с поплавками 36, связанными гибкими самотечными трубопроводами 37 с каналами 33 и 34 для выхода очищенной воды. Скиммеры 35 имеют утолщенное днище с утяжелителями и выполнены со входными отверстиями 38, расположенными в их верхней зоне, и выходными отверстиями 39, расположенными в нижней зоне скиммеров 35 и связанными посредством трубопроводов 37 с каналами 33 и 34 для вывода очищенной воды за пределы установки. Выходные концы трубопроводов 37 скиммеров 35 имеют возможность регулировки по высоте входа в каналы очищенной воды. Это позволяет регулировать нижний рабочий уровень и, следовательно, производительность системы по объему очищенных сточных вод. Каналы 27 и 28 снабжены дополнительными эрлифтами 40 для отвода отработанного избыточного ила за пределы установки. Входы эрлифтов 40 расположены в нижней зоне каналов 27 и 28, а выходы связаны с системой утилизации отработанного ила, включающей сепаратор 41 и осушитель 42.

Установка с резервуаром для самотечной аэробной биологической очистки сточных вод имеет дополнительный резервуар 43 для предварительной подготовки сточных вод, включающий емкость 44 первичной обработки с придонными аэраторами 45, связанную в нижней зоне перегородки 46 с насосной камерой 47, в которой на кронштейне 48 посредством муфты 49 установлен насос 50 для транспортировки подготовленных сточных вод на первичную очистку. В верхней зоне емкости 44 резервуара 43 расположен выходной конец трубопровода 51 подачи сточных вод и выходной конец трубопровода 52 дополнительной рециркуляции активного ила. Сверху резервуар 43 закрыт крышкой. Трубопровод 53 для транспортировки сточных вод на первичную очистку связан с улавливателем 54, сборником 55 и приемником 56 мусора. Улавливатель 54 выполнен в виде ступенчатой подвижной решетки с прозором менее 3 мм и связан с песколовкой 57, в нижней зоне которой расположен насос 59 песчаной пульпы со взмучивающей головкой, связанный с приемником 60 песка. В верхней зоне песколовки 57 расположен трубопровод 61 для подачи предварительно очищенных сточных вод в приемный аэротенк 1. Приемный аэротенк 1 в этом случае снабжен эрлифтом 62 для рециркуляции активного ила в емкость 44 посредством трубопровода 52. Приемный аэротенк 1 может быть дополнительно оснащен гребенчатыми улавливателями 63 мусора, установленными с возможностью перемещения по направляющим 64. Емкость 44 первичной обработки сточных вод может быть снабжена средством для сбора пены (не показано), образующейся при интенсивной аэрации сточных вод и скапливающейся около стенки емкости 44 в «мертвой» зоне.

Способ однорезервуарной самотечной аэробной глубокой биологической очистки сточных вод заключается в следующем. В емкости 44 дополнительного резервуара 43 производят предварительную обработку сточных вод активным илом и придонными аэраторами 45. Активный ил подают в емкость 44 посредством трубопровода 52 дополнительной рециркуляции активного ила из приемного аэротенка 1. Придонные аэраторы 45 создают воздушную завесу около перегородки 46, оттесняя пену с мусором, находящимся в сточных водах во взвешенном состоянии, к стенке емкости 44 в «мертвую зону», где она длительно обрабатывается активным илом. Насосом 50, расположенным в насосной камере 47, предварительно обработанные сточные воды подают на первичную очистку. Улавливателем 54 выделяют мусор, а песколовкой 57 - мелкую твердую фракцию. Очищенные от мусора сточные воды подают в приемный аэротенк 1, где органические фрагменты подвергают воздействию активного ила, подаваемого в приемный аэротенк 1 через каналы 27 и 28 транспортирующей системы рециркуляции активного ила из основного аэротенка 3 в приемный аэротенк 1, и пузырьков воздуха, подаваемых через систему 2 аэрации, создающих эффект «кипения» и способствующих процессам «разбивания» органических фрагментов, разложения и окисления органических веществ. В застойных зонах приемного аэротенка 1 выделяют и длительно подвергают биодеградации органическую фракцию мусора с небольшим удельным весом.

Через придонные отверстиями 5 в перегородке 4 сточные воды перетекают из приемного аэротенка 1 в основной аэротенк 3. Сточные воды в основном аэротенке 3 совершают продольное спиралеобразное движение вокруг складной погружной перегородки 9 в продольно расположенных камерах 7 и 8, сообщающихся между собой в верхней и нижней зонах перегородки 9. При включении аэрации в камере 7 создается аэробная зона с эффектом «кипения», способствующим уменьшению плотности жидкости и увеличению ее уровня, возникает дисбаланс уровня сточных вод по верхней грани погружной перегородки 9. «Вскипающие» сточные воды отклоняют верхнюю панель 11 перегородки 9 и перетекают в камеру 8, где отсутствует аэрация. Таким образом в камере 7 создается аэробная зона с осуществлением процессов нитрификации и окисления загрязнений сточных вод в фазе аэрации, а в камере 8 создается аноксидная зона с осуществлением процессов денитрификации образовавшихся в аэробной зоне нитратов и нитритов. Перетекание сточных вод из аноксидной зоны камеры 8 в аэробную зону камеры 7 происходит в нижней части камер 7 и 8 под перегородкой 9 под воздействием разрежения в нижней части аэробной зоны. В процессе такой работы аэротенка 3 сточные воды многократно попадают из камеры 7 в камеру 8 над перегородкой 9 и обратно под перегородкой 9, совершая продольное спиралеобразное движение из аэробной зоны в аноксидную и обратно. Часть микроорганизмов активного ила направляют на рециркуляцию в приемный аэротенк 1 с помощью эрлифтов 29 и 30, входы которых расположены в камерах 7 и 8 основного аэротенка 3 вдоль стенок каналов 27 и 28 на определенной высоте, определяющей концентрацию активного ила в основном аэротенке 3, и с помощью эрлифтов 31 и 32, входы которых расположены во вторичных отстойниках 22 и 23 также вдоль стенок каналов 27 и 28. Выходы эрлифтов 29, 30, 31 и 32 расположены над каналами 27 и 28. Во время циркуляции сточных вод из аэробной зоны камеры 7 в аноксидную зону камеры 8 и обратно включают эрлифты 30 и 32. По мере увеличения количества высококонцентрированного живого осадка в аноксидной зоне камеры 8 начинают нарастать процессы отмирания и самоокисления активного ила. На этом заканчивается первый цикл работы аэротенка 3.

Затем выключают придонные аэраторы 16 в камере 7 и включают придонные аэраторы 17 в камере 8, при этом происходит изменение направления спиралеобразного движения сточных вод на противоположное, т.к. все процессы меняются местами. С этой минуты начинается второй цикл работы аэротенка 3. В камере 8 формируют аэробную зону за счет активной аэрации сточных вод, а в камере 7 - аноксидную зону с дефицитом кислорода. В этот момент для подачи активного ила на рециркуляцию включают эрлифты 29 и 31. Каждый цикл длится от 30 минут до 4 часов. Полный цикл обработки сточных вод в аэротенке 3 длится от 1 часа до 8 часов. Попавшая из основного аэротенка 3 во вторичные отстойники 22 и 23 через придонные отверстия перетока 24, расположенные в задней торцевой перегородке 25, вода может содержать небольшое количество «живого» активного ила, выпадающего на дно и подаваемого эрлифтами 31 и 32 системы рециркуляции в приемный аэротенк 1. С помощью входных отверстий 38, расположенных в верхней зоне плавающих скиммеров 35, осветленная вода с поверхности вторичных отстойников 22 и 23 втекает и собирается внутри скиммеров 35, а затем по мере наполнения вытекает через выходные отверстия 39, расположенные в нижней зоне скиммеров 35 и связанные посредством трубопроводов 37 с каналами 33 и 34 для вывода очищенной воды за пределы установки. При этом уровень входа очищенной воды в скиммер 35 определяет нижний рабочий уровень сточных вод установки.

Спиралеобразное движение сточных вод в основном аэротенке 3 увеличивает эффективность воздействия активного ила на биологические фрагменты, увеличивает время контакта активного ила с загрязнениями сточных вод, а смена циклов исключает образование застойных зон в камерах 7 и 8 и обеспечивает эффективное снижение скорости нарастания избыточного активного ила. Цикличное включение придонных аэраторов 16 и 17 в камерах 7 и 8 аэротенка 3, формирование аэробной и аноксидной зон в камерах 7 и 8 аэротенка 3 управляемой активации с последующей сменой цикла способствует активизации процессов переработки органических веществ в сточных водах, обеспечивает их глубокую очистку, позволяет регулировать скорость движения сточных вод и производительность аэротенка 3, удлиняя путь прохождения сточных вод вдоль аэротенка 3 за счет создания цикличных спиралеобразных продольных потоков, изменения состояния активного ила и увеличения периода активного воздействия на органические вещества.

Благодаря тому что все сообщающиеся емкости основного резервуара: аэротенк 1, аэротенк 3, вторичные отстойники 22 и 23, каналы 27 и 28 имеют самовыравнивающийся уровень сточных вод, не создающий избыточного давления на смежные стенки емкостей, упрощается конструкция установки, уменьшается количество потребляемой энергии. В основном резервуаре установки не использованы энергопотребители для перекачки сточных вод: а энергоэкономичные эрлифты 29, 30, 31, 32, 40 и 62 предназначены только для транспортировки активного ила. Сбор осветленной воды скиммерами 35 происходит самотеком и не требует расхода энергии. Т.к. сброс сточных вод в установку происходит неравномерно в течение суток, то общий уровень в емкостях основного резервуара имеет переменный характер: может повышаться при поступлении порции сточных вод и постепенно понижаться до нижнего рабочего уровня по мере равномерного удаления очищенной воды через скиммеры 35. Скиммеры 35 опускаются вместе с уровнем воды во вторичных отстойниках 22 и 23. Как только уровень сточных вод при его понижении во вторичных отстойниках 22 и 23 достигает определенного значения, соответствующего уровню расположения выходного конца трубопровода 37 в каналах 33 и 34, скиммеры 35 заполняются водой и из них перестает поступать очищенная вода, благодаря чему в установке поддерживается тот минимальный уровень сточных вод, который обеспечивает жизнедеятельность активного ила до поступления новой порции сточных вод. Изменением уровня расположения выходного канала трубопровода 37 можно регулировать нижний рабочий уровень сточных вод во всей установке, изменяя при этом общую производительность системы.

Использование данного способа и системы позволит улучшить качество очистки сточных вод в бытовых установках и в промышленных масштабах при уменьшении расхода энергии на ее обработку и повышении надежности ее работы, исключить загрязнение больших территорий первичными отстойниками и иловыми полями, удалить «дурной» запах и сократить общую площадь очистных сооружений сточных вод, т.к. дает возможность эффективно очищать большие объемы сточных вод в достаточно компактных установках.

Таким образом, технический результат, достигаемый с использованием заявленного изобретения, заключается в уменьшении стоимости строительства очистного сооружения, снижении энергозатрат на обработку 1 кубометра сточных вод до уровня 0,4 кВт/час, упрощении конструкции очистного сооружения и повышении его надежности при повышении эффективности очистки сточных вод за счет использования однорезервуарной емкости с сообщающимися смежными камерами и самотечным движением сточных вод между ними, экологический результат достигается повышением качества очистки, интенсификации процессов воздействия на сточные воды и расширением способов воздействия активного ила на сточные воды, исключением «дурного» запаха и сокращением санитарно-защитных зон, исключением иловых полей и первичных отстойников, резким снижением органического мусора для утилизации и снижением степени его опасности, вторичным использованием песка из песколовок в качестве строительного материала, долговечностью очистного сооружения, определяемой использованием полимерных материалов с высокой устойчивостью к гидролизу.

Изобретение относится к очистке промышленных и бытовых сточных вод. Предварительно очищенные от мусора и песка сточные воды подают в приемный аэротенк, в котором осуществляют их биологическую обработку. Основную глубокую биологическую очистку активным илом проводят в основном аэротенке 3 при аэрации сточных вод с чередованием зон с избытком и дефицитом растворенного кислорода в аэробной и аноксидной фазах путем управляемой аэрации. Окончательную очистку сточных вод и отделение от активного ила осуществляют во вторичном отстойнике 23 посредством поверхностного сбора очищенной воды с помощью плавающих скиммеров 35. Отвод очищенных вод осуществляют самотеком. Изобретение позволяет уменьшить энергозатраты, упростить конструкцию и повысить надежность очистного сооружения, повысить качество очистки, 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ однорезервуарной самотечной аэробной глубокой биологической очистки сточных вод, включающий подачу предварительно биологически обработанной и очищенной от мусора и песка сточной воды в приемный аэротенк, дальнейшую биологическую обработку сточных вод в приемном аэротенке, основную глубокую биологическую очистку активным илом в основном аэротенке при аэрации сточных вод с чередованием зон с избытком и дефицитом растворенного кислорода в аэробной и аноксидной фазах путем управляемой аэрации, отбор и рециркуляцию избыточного активного ила из основного аэротенка в приемный аэротенк, подачу отработанного активного ила на стабилизацию и отвод очищенных вод из вторичного отстойника, при этом подачу сточных вод из приемного аэротенка в основной аэротенк и из основного аэротенка во вторичный отстойник осуществляют самотеком, а окончательную очистку сточных вод и отделение от активного ила осуществляют во вторичном отстойнике посредством поверхностного сбора очищенной воды с помощью плавающих скиммеров, а отвод очищенных вод осуществляют самотеком, причем отбор части активного ила на рециркуляцию производят в основном аэротенке на протяжении всего периода основной биологической очистки в аноксидной зоне при отключенной аэрации, а рециркуляцию излишков активного ила в приемный аэротенк осуществляют самотеком.

2. Способ однорезервуарной самотечной аэробной глубокой биологической очистки сточных вод по п.1, отличающийся тем, что основную биологическую очистку сточных вод осуществляют в основном аэротенке путем образования продольно расположенных камер, связанных между собой в верхней и нижней зонах, направляя сточные воды перетоком по спирали из одной камеры в другую за счет создания аэробной зоны в одной камере и аноксидной (без аэрации) зоны в другой камере с осуществлением процессов нитрификации и окисления загрязнений сточных вод в аэробной фазе и процессов денитрификации образующихся нитратов и нитритов в аноксидной фазе, причем перетекание сточных вод из аэробной зоны в аноксидную зону осуществляют в верхней части камер под воздействием аэрации сточных вод в аэробной зоне, создающей дисбаланс уровня сточных вод по высоте за счет уменьшения плотности водо-воздушной смеси, а перетекание сточных вод из аноксидной зоны в аэробную зону осуществляют в нижней части камер под воздействием разрежения в нижней части аэробной зоны, при этом изменение направления спиралеобразного движения сточных вод на противоположное производят выключением аэрации в аэробной зоне и включением аэрации в аноксидной зоне после накопления в аноксидной зоне с дефицитом кислорода высококонцентрированного живого осадка активного ила и нарастания в нем процессов самоокисления и отмирания.

3. Способ однорезервуарной самотечной аэробной глубокой биологической очистки сточных вод по п.1, отличающийся тем, что в дополнительном резервуаре производят предварительную подготовку сточных вод посредством обработки активным илом и аэрации, производят длительную биодеградацию органического мусора, производят удаление неразложившегося мусора с последующим удалением твердой мелкой неорганической фракции.

4. Способ однорезервуарной самотечной аэробной глубокой биологической очистки сточных вод по п.1, отличающийся тем, что в застойных зонах приемного аэротенка выделяют и длительно подвергают биодеградации органическую фракцию мусора с небольшим удельным весом.

5. Однорезервуарная установка с сообщающимися камерами для самотечной аэробной глубокой биологической очистки сточных вод, содержащая расположенные в общем резервуаре приемный аэротенк с системой аэрации, связанный каналами придонного перетока с основным аэротенком, расположенные вдоль продольных боковин общего резервуара вторичные отстойники, связанные каналами придонного перетока с основным аэротенком, и установленные между основным аэротенком и вторичными отстойниками каналы рециркуляции активного ила, при этом основной аэротенк выполнен двухкамерным с продольно расположенной между камерами погружной складной перегородкой, выполненной с возможностью перетока сточных вод в верхней и нижней зонах и образующей продольные камеры управляемой активации, причем камеры основного аэротенка снабжены автономными системами аэрации и автономными эрлифтами для рециркуляции активного ила, а вторичные отстойники снабжены автономными эрлифтами для рециркуляции активного ила и системой сбора очищенной воды, выполненной в виде погружных плавающих скиммеров, при этом каналы для отвода очищенной воды расположены в верхней боковой зоне каналов для рециркуляции активного ила.

6. Однорезервуарная установка с сообщающимися камерами для самотечной аэробной глубокой биологической очистки сточных вод по п.5, отличающаяся тем, что системы аэрации приемного и основного аэротенков выполнены в виде погружных плавающих воздуходувок, снабженных воздухозаборниками и связанных с придонными аэраторами.

7. Однорезервуарная установка с сообщающимися камерами для самотечной аэробной глубокой биологической очистки сточных вод по п.5, отличающаяся тем, что погружные плавающие скиммеры выполнены с утолщенным днищем с утяжелителем, верхними отверстиями для сбора очищенной воды и нижними отверстиями для ее стока, снабжены поплавками, расположенными в верхней зоне скиммеров, и гибкими шлангами, связанными с отверстиями для стока очищенной воды, выходной конец которых расположен в зоне каналов для вывода очищенной воды, при этом уровень входа очищенной воды в скиммер определяет нижний рабочий уровень сточных вод установки, причем выходной конец трубопровода скиммера установлен с возможностью перестановки по высоте для регулирования общей производительности системы.

8. Однорезервуарная установка с сообщающимися камерами для самотечной глубокой биологической очистки сточных вод по п.5, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным резервуаром для предварительной подготовки сточных вод, включающим емкость предварительной обработки с придонными аэраторами, связанную в нижней зоне перегородки с насосной камерой, снабженной насосом для транспортировки подготовленных сточных вод на первичную очистку, при этом в верхней зоне емкости предварительной обработки расположен выходной конец трубопровода подачи сточных вод и выходной конец трубопровода дополнительной рециркуляции активного ила, при этом выходной конец трубопровода для транспортировки сточных вод на первичную очистку расположен в зоне улавливателя мусора, связанного с песколовкой, с установленным в ее нижней зоне насосом песчаной пульпы со взмучивающей головкой.

9. Однорезервуарная установка с сообщающимися камерами для самотечной аэробной глубокой биологической очистки сточных вод по п.8, отличающаяся тем, что улавливатель мусора выполнен в виде ступенчатой подвижной решетки для отсекания фракции размером более 1 мм.

10. Однорезервуарная установка с сообщающимися камерами для самотечной аэробной глубокой биологической очистки сточных вод по п.5, отличающаяся тем, что каналы для рециркуляции активного ила снабжены придонными аэраторами для регенерации активного ила.