СПОСОБ ЭФФЕКТИВНОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 2012 года по МПК C02F3/02 C02F3/12 

Изобретение относится к компактным индивидуальным биологическим системам очистки хозяйственно-бытовых сточных вод активным илом во взвешенном состоянии и может быть использовано в отдельно стоящих зданиях, например, коттеджах, приусадебных домах, школах, клубах и т.д., а также в небольших поселках.

Известны способ двухфазной очистки сточных вод, включающий подачу сточных вод в уравнивающий резервуар с активным илом, перекачку сырой воды из трубчатого фильтра уравнивающего резервуара и последующее поступление ее в активационный резервуар, из него в отстойник, а из отстойника в камеру с пористым фильтром, перекачку ила в камеру стабилизации ила и подачу воздуха в резервуары и камеры, остановку работы устройства и отвод полностью очищенной воды, причем в первую фазу осуществляют импульсное аэрирование путем нагнетания воздуха вовнутрь трубчатого фильтра и вокруг него, первой и третьей камер с циклической интенсивной аэрацией и активационного резервуара, перемешивание крупнопузырчатым аэратором ила в камере стабилизации ила, а во вторую фазу осуществляют перекачку сырой воды из трубчатого фильтра уравнивающего резервуара в первую камеру с циклической интенсивной аэрацией, совместно с работой эрлифта-рециркулятора по перекачке воды с илом из активационного резервуара в камеру стабилизации ила, импульсные аэрации уравнивающего резервуара, второй камеры с циклической интенсивной аэрацией, перетекание воды со взвешенным илом из камеры стабилизации ила в уравнивающий резервуар, аэрацию камеры с пористым фильтром, включают работу крупнопузырчатого аэратора отстойника, откачку загрязненной воды и пены из камеры с пористым фильтром в уравнивающий резервуар, при этом производительность по перекачке воды с илом из активационного резервуара посредством эрлифта-рециркулятора устанавливают больше, чем производительность по перекачке сырой воды из уравнивающего резервуара, а откачку воды из активационного резервуара производят до уровня обуславливающего работу эрлифта-регулятора, и устройство для его осуществления (см. патент на изобретение RU №2279407, С02F 3/02, оп. в 2006 г.). Известная установка имеет достаточно сложную конструкцию и наличие перепадов высоты сточных вод в сопрягаемых резервуарах, что приводит к необходимости использования нескольких 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 имеет сложную схему взаимодействия сообщающихся резервуаров, не всегда справляющуюся с большими порциями сточных вод.

Известен способ очистки сточных вод с интенсификацией их насыщения и устройство для очистки сточных вод, содержащее емкость с вертикальной трубой, имеющей внутреннюю биологическую загрузку и мелкопузырчатый аэратор, двумя парами расположенных тангенциально эрлифтов и верхним патрубком для подачи сточных вод в вертикальную трубу, отстойник, снабженный аэратором, рециркуляционным насосом ила и выпускным клапаном для выхода очищенной воды, камеру с пористым фильтром, систему трубопроводов и насосов, обеспечивающих принудительную перекачку воды, и блок управления (см. патент на изобретение RU №2359922, С02F 3/02, оп. в 2008 г.). Это техническое решение более компактно, чем предыдущие, но сложная система обработки сточных вод в емкости с вертикальной трубой требует достаточно равномерного поступления сточных вод, что на практике редко достижимо.

Известны «Способ очистки сточных вод и устройство для его осуществления» (см. патент на изобретение RU №2305662, С02F 3/12, оп. В 2007 г.). Известный способ очистки сточных вод характеризуется двухфазной работой устройства с поочередной аэрацией в разных резервуарах: в первой фазе подают воздух в мелкопузырчатый аэратор аэротенка, аэраторы-мешалки камеры стабилизации ила, крупнопузырчатый аэратор внешнего обдува трубчатого колодца, а во второй фазе прекращают аэрацию в аэротенке, отключают аэраторы-мешалки камеры стабилизации ила, крупнопузырчатый аэратор внешнего обдува трубчатого колодца, включают аэраторы-мешалки в уравнивающем резервуаре, мелкопузырчатый аэратор в активационном резервуаре, подают воздух в рециркуляционный и в циркуляционный насосы вторичного отстойника, в аэратор-разбиватель биопленки и в насос-удалитель биопленки, производят откачку рециркуляционным насосом взвеси частично очищенной воды с излишком ила из придонной части аэротенка в успокоитель камеры стабилизации ила, способствуя перетеканию вытесненной воды с частью поступившей взвеси самотеком сначала в уравнивающий резервуар, а затем в активационный резервуар, а при подаче большого объема поступающих сточных вод уровень в уравнивающем резервуаре повышается, срабатывает аварийный датчик, устройство принудительно переводят в первую фазу работы. Известное устройство более универсально, чем предыдущие технические решения, но имеет достаточно сложную дорогостоящую конструкцию, не оправдывающую затрат на изготовление и использование в условиях ограничения количества сточных вод и места расположения очистного сооружения.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является 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, отличающееся тем, что 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, и способ, реализованный в этом изобретении (см. патент на изобретение RU №2355649, С02F 3/02, оп. в 2009 г.). Это изобретение позволяет более эффективно регулировать уровень жидкости в установке и повышать качество очистки сточных вод. Однако достаточно сложная конструкция такой установки не оправдана в условиях ограниченного количества сточных вод (например, в индивидуальном доме на одну семью).

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи уменьшения энергозатрат на обработку сточных вод, упрощения конструкции очистного сооружения и повышения его надежности при увеличении эффективности очистки сточных вод за счет интенсификации методов воздействия на сточные воды, использования сообщающихся смежных камер с самотечным движением жидкости между ними, повышения качества очистки в разных режимах работы.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в способе эффективной очистки сточных вод, включающем предварительную обработку сточной воды активным илом в аэробной зоне приемного аэротенка посредством ее кругового движения, создаваемого системой аэрации, активизации процессов ферментного разложения, окисления органических загрязнений и нитрификации соединений аммонийного азота, подачу первично обработанных сточных вод в расположенный под приемным аэротенком, сообщающийся с ним в зоне промежуточного дна, активационный первичный отстойник с продолжением процессов разложения трудноокисляемых соединений и активизацией процессов денитрификации в живом высококонцентрированном осадке активного ила и его самоокисления (избирательного лизиса), и окончательную обработку очищаемых вод во вторичном отстойнике с отделением активного ила и выведением очищенной воды за пределы установки, перед щелевым отверстием промежуточного дна со стороны приемного аэротенка создают защитную пузырьковую стену от проникания крупных загрязнений посредством линейного аэратора, а окончательную обработку очищаемых вод производят следующим образом: вначале смесь воды с активным илом равномерно с низкой скоростью подают в нижнюю зону активационного первичного отстойника, затем меняют направление движения смеси воды и активного ила, подавая их снизу вверх в конусообразную зону вторичного отстойника, где скорость вертикального движения смеси резко снижается для седиментации активного ила, при этом отделенный от очищенной воды и отстоянный активный ил направляют на рециркуляцию посредством эрлифта рециркуляции в приемный аэротенк в зону щелевого отверстия, защищенного пузырьковой стеной аэрации, причем скорость прохождения смеси воды и активного ила через активационный первичный отстойник задают посредством пузырькового дозатора, установленного на выходе из вторичного отстойника, при этом во вторичном отстойнике создают эффект флотации активного ила от газовыделения азота и углекислого газа при денитрификации и собирают всплывший активный ил с зеркала поверхности вторичного отстойника посредством расположенной в зоне рабочего уровня воды засасывающей горловины U-образной трубы дегазатора с дополнительной барботацией собранных загрязнений в его выходном канале, причем всплывший в выходном патрубке дегазатора активный ил освобождают от флотирующих газов и направляют в сторону дна вторичного отстойника для самостоятельного осаждения к всасывающему патрубку эрлифта рециркуляции, затем подают очищенную воду с верхних слоев вторичного отстойника посредством пузырькового дозатора к выходу из установки, а разрушение и подачу всплывающей биопленки к засасывающей горловине дегазатора осуществляют посредством пузырьков воздуха пузырькового дозатора. В приемном аэротенке создают круг вращения сточных вод посредством защитной пузырьковой стены, создаваемой линейным аэратором и направленной вдоль перегородки с вторичным отстойником перед зоной щелевого отверстия между приемным аэротенком и активационным первичным отстойником, причем рециркуляцию активного ила в зону аэрации осуществляют крупными пузырями, выходящими из выходного конца эрлифта рециркуляции и из расположенных в нижней зоне активационного первичного отстойника крупнопузырчатых аэраторов, подаваемыми в зону между защитной пузырьковой стеной приемного аэротенка и перегородкой вторичного отстойника. В активационном первичном отстойнике создают относительно большую концентрацию живого активного ила и ограничивают подачу к нему питания и кислорода, в этих условиях производят самоокисление активного ила и разложение трудноокисляемых соединений при интенсивном перемешивании осадка путем придонной аэрации крупнопузырчатым аэратором и эрлифта рециркуляции.

А также тем, что в устройстве для эффективной очистки сточных вод, содержащем расположенные в общем корпусе с пароизоляционной крышкой и сообщающиеся между собой приемный аэротенк с системой аэрации, находящийся под ним активационный первичный отстойник, отделенный от приемного аэротенка и активационного первичного отстойника перегородкой вторичный отстойник, снабженный системой дозированного выведения очищенной воды за пределы установки, и расположенный в пароизолированном кожухе компрессор, приемный аэротенк связан с активационным первичным отстойником не менее чем одним отверстием в зоне промежуточного дна, а вторичный отстойник связан с активационным первичным отстойником в своей нижней конусообразной зоне, при этом выходное отверстие приемного аэротенка выполнено щелевым и расположено ниже перегородки, разделяющей приемный аэротенк и вторичный отстойник, в ее боковой зоне, а система аэрации приемного аэротенка включает линейный аэратор, примыкающий к щелевому отверстию приемного аэротенка с противоположной от перегородки стороны для создания защитной пузырьковой стены между линейным аэратором и перегородкой, при этом активационный первичный отстойник снабжен наклонно расположенным эрлифтом рециркуляции активного ила с входным концом, расположенным в зоне входного отверстия вторичного отстойника, и выходным концом, расположенным в зоне щелевого выходного отверстия промежуточного дна приемного аэротенка, а вторичный отстойник снабжен устройством для сбора и дегазации биопленки с активным илом с поверхности воды, выполненным в виде U-образной трубы с входным концом, выполненным в виде бокового раструба, расположенного на рабочем уровне воды в установке, и выходным концом, связанным с дополнительной вертикальной трубой, при этом верхний конец дополнительной вертикальной трубы расположен выше максимального уровня сточных вод и предназначен для выведения отработанного при дегазации воздуха за пределы вторичного отстойника, а нижний конец расположен под водой, ниже минимального уровня сточных вод, и предназначен для отвода дегазированной биопленки активного ила в сторону конусообразной зоны вторичного отстойника, причем вторичный отстойник снабжен пузырьковым дозатором на выходе очищенной воды из установки, выполненным в виде U-образной трубы с инжектором воздуха в нижней зоне входного колена и снабженным зауженной горловиной входного колена, расположенной под водой вторичного отстойника и предназначенной для формирования пузырькового пульсирующего воздушного клапана. Система аэрации приемного аэротенка включает линейный аэратор, затем вспомогательный центрально расположенный наклонный эрлифт рециркуляции и крупнопузырчатые аэраторы, расположенные в нижних боковых застойных зонах активационного первичного отстойника, с аэрацией, направленной вверх вдоль перегородки с вторичным отстойником для создания круговой вертикальной рециркуляции активного ила. Пузырьковый дозатор снабжен вертикальной трубой аварийного перелива, примыкающей к его выходному колену в зоне выхода очищенной воды из установки, при этом верхний конец трубы аварийного перелива расположен в зоне максимального уровня воды во вторичном отстойнике.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 схематично изображено устройство для эффективной очистки сточных вод; на фиг.2 - то же, сечение А-А на фиг.1.

Устройство для эффективной очистки сточных вод включает корпус 1 с пароизоляционной крышкой 2. В корпусе 1 имеются приемный аэротенк 3, находящийся под ним активационный первичный отстойник 4, вторичный отстойник 5, отделенный от приемного аэротенка 3 верхней вертикальной частью 6 перегородки 7 и от активационного первичного отстойника 4 нижней наклонной частью 8 перегородки 7, и расположенный в пароизолированном кожухе 9 компрессор 10. В верхней зоне приемного аэротенка 3 находится входной патрубок 11 сточных вод, причем при поступлении большого объема сточных вод уровень в приемном аэротенке и вторичном отстойнике повышается, и на некоторое время при максимальном объеме единовременного сброса, приемный патрубок может оказаться и под водой, что не является нештатной ситуацией. Под крышкой 2 в пароизолированном кожухе 9 с компрессором 10 расположен пневмораспределитель 12. Изолированный от сточных вод кожух 9 имеет отверстие 13 в крышке 2, связанное с боковыми отверстиями 14 защитного тента 15, выполненного в виде гриба над крышкой 2. Приемный аэротенк 3 связан с активационным первичным отстойником 4 не менее чем одним отверстием 16 в зоне промежуточного дна 17. Отверстие 16 приемного аэротенка 3 выполнено щелевым и расположено около нижней зоны вертикальной части 6 перегородки 7, разделяющей приемный аэротенк 3 и вторичный отстойник 5. Система аэрации приемного аэротенка 3 включает линейный аэратор 18, примыкающий к щелевому отверстию 16 приемного аэротенка 3 с противоположной от вертикальной части 6 перегородки 7 стороны для создания защитной пузырьковой стены между линейным аэратором 18 и перегородкой 7. Также система аэрации приемного аэротенка 3 включает наклонно расположенный по центру первичного отстойника 4 эрлифт 19 рециркуляции под нижней наклонной частью 8 перегородки 7, разделяющей активационный первичный отстойник 4 и нижнюю конусообразную зону 20 вторичного отстойника 5, и крупнопузырчатые аэраторы 21, расположенные в нижних боковых застойных зонах активационного первичного отстойника 4, с аэрацией, направленной вверх между защитной пузырьковой стеной от линейного аэратора 18 и перегородкой 7 для создания круговой вертикальной рециркуляции активного ила в приемном аэротенке 3. Входной конец наклонно расположенного эрлифта 19 рециркуляции активного ила находится в придонной зоне активационного первичного отстойника 4 около входного отверстия 22 в конусообразную зону 20 вторичного отстойника 5, а выходной конец расположен в зоне щелевого отверстия 16 промежуточного дна 17 приемного аэротенка 3.

Вторичный отстойник 5 снабжен устройством для сбора и дегазации биопленки с поверхности воды, выполненным в виде U-образной трубы 23. Входной конец U-образной трубы 23 выполнен в виде бокового раструба 24, расположенного на рабочем уровне воды в установке. U-образная труба 23 снабжена инжектором воздуха 25, выходной конец которого расположен в нижней части U-образной трубы 23 на сгибе выходного колена U-образной трубы 23, превращая его в эрлифт. Выходной конец U-образной трубы 23 связан с дополнительной вертикальной трубой 26. Верхний конец дополнительной вертикальной трубы 26 расположен выше максимального уровня 27 сточных вод и предназначен для выведения отработанного при дегазации воздуха за пределы вторичного отстойника 5. Нижний конец дополнительной вертикальной трубы 26 расположен под водой, ниже минимального уровня сточных вод, и предназначен для отвода дегазированной биопленки активного ила в сторону конусообразной зоны 20 вторичного отстойника 5. Вторичный отстойник 5 снабжен системой дозированного выведения очищенной воды за пределы установки, включающей пузырьковый дозатор, выполненный в виде U-образной трубы 28 с инжектором 29 воздуха в нижней зоне входного колена. Входное колено U-образной трубы 28 в своей верхней зоне снабжено зауженной горловиной 30, расположенной под водой вторичного отстойника и предназначенной для формирования пузырькового пульсирующего воздушного клапана. Зауженная горловина 30 имеет отверстие, регулирующее размер пузырьков воздуха инжектора 29. Пузырьковый дозатор снабжен вертикальной трубой 31 аварийного перелива, примыкающей к его выходному колену в зоне 32 выхода очищенной воды из установки. Верхний конец трубы 31 аварийного перелива расположен в зоне максимального уровня воды во вторичном отстойнике 5, и определяет этот уровень.

Линейный аэратор 18 связан посредством воздухопровода 33 с компрессором 10. Крупнопузырчатый аэратор 21, расположенный в придонной зоне по бокам активационного первичного отстойника 4, связан воздуховодом 34 с пневмораспределителем 12 компрессора 10. Инжекторы 25 и 29 связаны с пневмораспределителем 12 компрессора 10 посредством воздуховодов 35 и 36. Эрлифт 19 снабжен инжектором 37, связанным с пневмораспределителем 12 компрессора 10 посредством воздуховодов 38.

Способ эффективной очистки сточных вод заключается в следующем. Порция сточных вод, попадающая в аэробную зону приемного аэротенка 3, смешивается с массой воды и активного ила, который находится во взвешенном состоянии. В приемном аэротенке 3 происходит предварительная обработка сточных вод. Благодаря боковому расположению линейного аэратора 18 сточные воды в аэротенке 3 все время находятся во вращательном движении, поднимаясь вверх вместе с пузырьками воздуха вдоль перегородки 8 и опускаясь вниз вдоль противоположной стенки аэротенка 3. Это способствует активному перемешиванию сточных вод, активного ила и воздушных потоков, разбиванию фрагментов органических загрязнений, активизации процессов ферментного разложения и окисления органических загрязнений и нитрификации соединений аммонийного азота. Важно, что перед щелевым отверстием 16 промежуточного дна 17 со стороны приемного аэротенка 3 посредством линейного аэратора 18 создают защитную пузырьковую стену от проникания крупных загрязнений в первичный отстойник 4. Это значительно упрощает конструкцию приемного аэротенка 3, исключая установку специальных заградительных приспособлений. Постоянное «подсасывание» активного ила эрлифтом 19 и включение ила во вращательное движение в приемном аэротенке 3, значительно активизируют его взаимодействие с загрязнениями сточных вод.

Прошедшую через отверстие 16 (либо через несколько отверстий) промежуточного днища 17 смесь воды с активным илом равномерно с низкой скоростью подают в нижнюю аноксидную зону активационного первичного отстойника 4 (с дефицитом кислорода, но живым аэробным илом). Большое количество активного ила, попадающего вместе с осадком на дно первичного отстойника 4, в условиях аноксидной зоны теряет растворенный кислород и активизирует денитрификацию, разложение трудноокислимых соединений и другие биохимические реакции с изъятием кислорода из окислов для окисления продуктов разложения загрязнений. В нижней зоне осадка в дополнение также идут процессы самоокисления (избирательного лизиса) активного ила, что способствует уменьшению его прироста и улучшению видового состава (выживает сильнейший). В нижней зоне первичного отстойника 4 меняется направление движения смеси воды и активного ила. Если в верхней зоне отстойника 4 жидкость движется сверху вниз, то ближе к днищу отстойника начинается ее боковое движение, переходящее в подачу смеси снизу вверх в конусообразную зону 20 вторичного отстойника 4, где скорость вертикального движения смеси резко снижают для седиментации активного ила, отбирая его из смеси во входное отверстие эрлифта 19. Эрлифт 19 направляет активный ил на рециркуляцию в приемный аэротенк в зону отверстия, защищенного пузырьковой стеной аэрации. В зоне отверстия 22 активный ил «подсасывается» вместе с жидкостью к вторичному отстойнику 5, где захватывается эрлифтом 19 и попадает на рециркуляцию. В боковых застойных зонах первичного отстойника 4 активный ил подхватывают пузырьки воздуха крупнопузырчатого аэратора 21, поднимают его вверх к отверстию 16 в зону аэрации приемного аэротенка 3, также обеспечивая рециркуляцию.

Во вторичном отстойнике 5 создают эффект флотации активного ила от газовыделения азота и углекислого газа при денитрификации и собирают всплывший активный ил с зеркала поверхности вторичного отстойника посредством расположенной в зоне рабочего уровня воды засасывающей горловины - бокового раструба 24 U-образной трубы 23 дегазатора с дополнительной барботацией собранных загрязнений в его выходном канале. Отработанный воздух удаляют через вертикальную трубу 26, связанную с выходным коленом U-образной трубы 23. Всплывший в выходном патрубке дегазатора активный ил освобождают от флотирующих газов и направляют в конусообразную зону 20 вторичного отстойника 5 к всасывающему патрубку эрлифта 19 рециркуляции. Очищенную воду подают с верхних слоев вторичного отстойника 5 через горловину 30 пузырькового дозатора к выходу из установки, при этом пузырьки воздуха, поднимающиеся из горловины 30 пузырькового дозатора, производят разрушение и подачу всплывающей биопленки к раструбу 24 дегазатора. Рабочий уровень 39 сточных вод в приемном аэротенке 3 рабочий уровень 40 во вторичном отстойнике определяется уровнем выходного патрубка, максимальный уровень 27 жидкости в отстойнике 5 определяется верхним срезом трубы аварийного перелива 31. Через зауженную горловину 30 пузырькового дозатора порции очищенной воды поступают во входное колено U-образной трубы 28. Пузырьки воздуха, подаваемые инжектором 29 во входное колено U-образной трубы 28, отталкивают любые биочастички и биообразования от пузырькового дозатора, не пропуская их на выход из установки. Регулирование количества отводимой очищенной воды производят изменением количества воздуха, подаваемого к инжектору 29. Чем больше образуется во входном колене U-образной трубы 28 пузырьков воздуха, тем меньше жидкости они пропускают вниз - на выход из установки. Такая конструкция пузырькового дозатора позволяет регулировать скорость выхода очищенной жидкости из установки. По сути, работой пузырькового дозатора определяют производительность установки. Причем, когда давление жидкости, находящейся над входным коленом U-образной трубы 28 пузырькового дозатора, недостаточно для проталкивания воды в горловину 30 через сопротивление, создаваемое воздушными пузырьками, пузырьковый дозатор не работает. Этим обеспечивается сохранение стабильного нижнего уровня сточных вод в установке до поступления новой порции сточных вод. Снабжение пузырькового дозатора вертикальной трубой 31 аварийного перелива, примыкающей к его выходному колену в зоне 32 выхода очищенной воды из установки, с верхним концом, расположенным в зоне максимального уровня воды во вторичном отстойнике 5, позволяет исключить переполнение установки жидкостью и обеспечивает ее стабильную надежную работу в любых условиях.

Благодаря тому, что все сообщающиеся емкости компактного устройства для очистки сточных вод: приемный аэротенк 3, активационный первичный отстойник 4 и вторичный отстойник 5 имеют самовыравнивающийся уровень сточных вод, не создающий избыточного давления на перегородку 7, упрощается конструкция установки, уменьшается количество потребляемой энергии для циркуляции. Сбор очищенной воды через пузырьковый дозатор происходит самотеком и не требует расхода энергии.

Получаемый синергетический эффект от использования многофункционального линейного аэратора 18 с защитной пузырьковой стеной вдоль перегородки 7, в совокупности с эрлифтом 19 рециркуляции и крупнопузырчатыми аэраторами 21, позволяет простейшими средствами решить задачу повышения эффективности работы установки. В сочетании с использованием конструктивно простых и надежных в работе дегазатора и пузырькового клапана во вторичном отстойнике 5, установка позволяет значительно уменьшить расход энергии, обеспечивая высокое качество очищенной воды.

Использование данного способа позволит значительно упростить устройство для очистки сточных вод в индивидуальных бытовых установках при уменьшении расхода энергии на их обработку и повышении надежности работы, сократить площадь, занимаемую очистными сооружениями сточных вод. Установка отличается простотой исполнения, экономичностью в работе и в обслуживании.

Таким образом, технический результат, достигаемый с использованием заявленного изобретения, заключается в значительном увеличении надежности функционирования, уменьшении энергозатрат на обработку сточных вод, упрощении конструкции очистного сооружения и повышении эффективности очистки сточных вод за счет интенсификации методов воздействия на сточные воды, использования однорезервуарной компактной емкости с сообщающимися смежными камерами и самотечным движением сточных вод между ними, повышения качества очистки с поддержанием стабильного режима работы, уменьшении стоимости строительства очистного сооружения, снижении энергозатрат на обработку сточных вод, при этом экологический результат достигается повышением качества очистки и сокращением санитарно-защитных зон.

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод. Сточную воду предварительно обрабатывают активным илом в приемном аэротенке 3. Перед щелевым отверстием 16 промежуточного дна 17 со стороны приемного аэротенка 3 посредством линейного аэратора 18 создают защитную пузырьковую стену от проникновения крупных загрязнений в первичный отстойник 4. Смесь воды с активным илом через отверстие 16 промежуточного дна 17 подают в активационный первичный отстойник 4. Рециркуляцию активного ила осуществляют при помощи эрлифта 19. Во вторичном отстойнике 5 создают эффект флотации активного ила и собирают всплывший активный ил посредством бокового раструба 24 U-образной трубы 23 дегазатора. Очищенную воду выводят из установки. Изобретение позволяет уменьшить энергозатраты на обработку сточных вод, упростить конструкцию очистного сооружения и повысить его надежность при увеличении эффективности очистки сточных вод за счет интенсификации методов воздействия на сточные воды, использования сообщающихся смежных камер с самотечным движением жидкости между ними, повысить качество очистки. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ эффективной очистки сточных вод, включающий предварительную обработку сточной воды активным илом в аэробной зоне приемного аэротенка посредством ее кругового движения, создаваемого системой аэрации, активизации процессов ферментного разложения и окисления органических загрязнений и нитрификации соединений аммонийного азота, подачу первично обработанных сточных вод в расположенный под приемным аэротенком сообщающийся с ним в зоне промежуточного дна активационный первичный отстойник с продолжением процессов разложения трудноокисляемых соединений и активизацией процессов денитрификации в живом высококонцентрированном осадке активного ила и его самоокисления (избирательного лизиса) и окончательную обработку очищаемых вод во вторичном отстойнике с отделением активного ила и выведением очищенной воды, причем перед щелевым отверстием промежуточного дна со стороны приемного аэротенка создают защитную пузырьковую стену от проникания крупных загрязнений в активационный первичный отстойник посредством линейного аэратора, а окончательную обработку очищаемых вод производят следующим образом: вначале смесь воды с активным илом равномерно с низкой скоростью подают в нижнюю зону активационного первичного отстойника, затем меняют направление движения смеси воды и активного ила, подавая их снизу вверх в конусообразную зону вторичного отстойника, где скорость вертикального движения смеси резко снижают для седиментации активного ила, при этом отделенный от очищенной воды и отстоянный активный ил направляют на рециркуляцию посредством эрлифта рециркуляции в приемный аэротенк в зону отверстия, защищенного пузырьковой стеной аэрации, причем скорость прохождения смеси воды и активного ила через активационный первичный отстойник задают посредством пузырькового дозатора, установленного на выходе из вторичного отстойника, при этом во вторичном отстойнике создают эффект флотации активного ила от газовыделения азота и углекислого газа при денитрификации и собирают всплывший активный ил с зеркала поверхности вторичного отстойника посредством расположенной в зоне рабочего уровня воды засасывающей горловины U-образной трубы дегазатора с дополнительной барботацией собранных загрязнений в его выходном канале, причем всплывший в выходном патрубке дегазатора активный ил освобождают от флотирующих газов и направляют в сторону дна вторичного отстойника к всасывающему патрубку эрлифта рециркуляции, затем подают очищенную воду с верхних слоев вторичного отстойника посредством пузырькового дозатора к выходу из установки, а разрушение и подачу всплывающей биопленки к засасывающей горловине дегазатора осуществляют посредством пузырьков воздуха пузырькового дозатора.

2. Способ эффективной очистки сточных вод по п.1, отличающийся тем, что в приемном аэротенке создают круг вращения сточных вод посредством защитной пузырьковой стены, создаваемой линейным аэратором и направленной вдоль перегородки с вторичным отстойником перед зоной щелевого отверстия между приемным аэротенком и активационным первичным отстойником, причем рециркуляцию активного ила в зону аэрации осуществляют крупными пузырями, выходящими из выходного конца эрлифта рециркуляции и из расположенных в нижней зоне активационного первичного отстойника крупнопузырчатых аэраторов и подаваемыми в зону между защитной пузырьковой стеной приемного аэротенка и перегородкой вторичного отстойника.

3. Способ эффективной очистки сточных вод по п.1, отличающийся тем, что в активационном первичном отстойнике создают относительно большую концентрацию живого активного ила и ограничивают подачу к нему питания и кислорода, в этих условиях производят самоокисление активного ила и разложение трудноокисляемых соединений при интенсивном перемешивании осадка путем придонной аэрации крупнопузырчатым аэратором и эрлифта рециркуляции.

4. Устройство для эффективной очистки сточных вод, содержащее расположенные в общем корпусе с пароизоляционной крышкой и сообщающиеся между собой приемный аэротенк с системой аэрации, находящийся под ним активационный первичный отстойник, отделенный от приемного аэротенка и активационного первичного отстойника перегородкой вторичный отстойник, снабженный системой дозированного выведения очищенной воды за пределы установки, и расположенный в пароизолированном кожухе компрессор, причем приемный аэротенк связан с активационным первичным отстойником не менее чем одним отверстием в зоне промежуточного дна, а вторичный отстойник связан с активационным первичным отстойником в своей нижней конусообразной зоне, при этом выходное отверстие приемного аэротенка выполнено щелевым и расположено ниже вертикальной перегородки, разделяющей приемный аэротенк и вторичный отстойник, в ее боковой зоне, а система аэрации приемного аэротенка включает линейный аэратор, примыкающий к щелевому отверстию приемного аэротенка с противоположной от перегородки стороны, для создания защитной пузырьковой стены между линейным аэратором и перегородкой, при этом активационный первичный отстойник снабжен наклонно расположенным эрлифтом рециркуляции активного ила с входным концом, расположенным в зоне входного отверстия вторичного отстойника, и выходным концом, расположенным в зоне щелевого выходного отверстия промежуточного дна приемного аэротенка, а вторичный отстойник снабжен устройством для сбора и дегазации биопленки с поверхности воды, выполненным в виде U-образной трубы с входным концом, выполненным в виде бокового раструба, расположенного на рабочем уровне воды в установке, и выходным концом, связанным с дополнительной вертикальной трубой, при этом верхний конец дополнительной вертикальной трубы расположен выше максимального уровня сточных вод и предназначен для выведения отработанного при дегазации воздуха за пределы вторичного отстойника, а нижний конец расположен под водой ниже минимального уровня сточных вод и предназначен для отвода дегазированной биопленки активного ила в сторону конусообразной зоны вторичного отстойника, причем вторичный отстойник снабжен пузырьковым дозатором на выходе очищенной воды из установки, выполненным в виде U-образной трубы с инжектором воздуха в нижней зоне входного колена и снабженным зауженной горловиной входного колена, расположенной под водой вторичного отстойника и предназначенной для формирования пузырькового пульсирующего воздушного клапана.

5. Устройство для эффективной очистки сточных вод по п.4, отличающееся тем, что система аэрации приемного аэротенка дополнительно включает центрально расположенный наклонный эрлифт рециркуляции и крупнопузырчатые аэраторы, расположенные в нижних боковых застойных зонах активационного первичного отстойника, с аэрацией, направленной вверх вдоль перегородки с вторичным отстойником для создания круговой вертикальной рециркуляции активного ила.

6. Устройство для эффективной очистки сточных вод по п.4, отличающееся тем, что пузырьковый дозатор снабжен вертикальной трубой аварийного перелива, примыкающей к его выходному колену в зоне выхода очищенной воды из установки, при этом верхний конец трубы аварийного перелива расположен в зоне максимального уровня воды во вторичном отстойнике.