УСТАНОВКА КОМПАКТНАЯ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 2012 года по МПК C02F3/02 C02F3/12 

Заявляемое изобретение относится к области очистки сточных вод, а именно к компактным установкам для глубокой биологической очистки сточных вод, сочетающим биологическую очистку с процессом мелкопузырчатой аэрации (искусственной подачи воздуха) для окисления составляющих сточной воды. Данные установки предназначены для очистки канализационных стоков отдельно стоящих зданий и коттеджей.

Из уровня техники известны различные компактные установки биологической очистки сточных вод.

Одним из аналогов является установка для биологической очистки сточных вод (патент RU №63351, C02F 3/02, опубл. 27.05.2007 г.), выполненная в виде моноблока, представляющего собой прямоугольную емкость, разделенную перегородками на отсеки, выполняющие функции: уравнивающего резервуара, снабженного средствами для подвода сточных вод и последующей их подачи в активационный резервуар;

активационного резервуара, снабженного средствами для подвода воздуха и отвода воды в отстойник, и отстойника с выпуском очищенной воды, таким образом, что каждый из резервуаров имеет смежные перегородки с двумя другими. В качестве материала для изготовления емкости установки используют листы из вспененного полипропилена.

Использование данной установки предполагает получение такого технического результата, как повышение качества очистки без аппаратных и экономических затрат на достижение этого результата. Однако, данная установка не обладает достаточной надежностью, качество очистки сточных вод будет также недостаточным в связи с низкой коррозионной стойкостью, которая также существенно уменьшает срок эксплуатации установки.

Известна установка для глубокой биологической очистки сточных вод, представляющая собой емкость, в цельнонесущем корпусе которой размещены приемная камера с подводом сточных вод, камера аэротенка, вторичный отстойник с выводом очищенной воды и стабилизатор активного ила. Приемная камера установки сообщается посредством эрлифта с камерой аэротенка, содержит фильтр грубой очистки и средство его обдува, датчики уровня поступающих сточных вод и эрлифт перекачки сточных вод, во вторичном отстойнике размещен жироуловитель. Приемная камера, аэротенк и стабилизатор активного ила снабжены аэраторами, подвод воздуха к которым, а также к эрлифтам, установленным в приемной камере, аэротенке и вторичном отстойнике осуществляет от, по меньшей мере, двух компрессоров (патент RU №2367620, C02F 3/22, опубл. 20.09.2009 г.).

Однако надежность, качество очистки сточных вод данной установки тоже недостаточно высокие.

В качестве наиболее близкого аналога выбрана установка для глубокой биологической очистки сточных вод, представляющая собой емкость, содержащую цельнонесущий корпус, размещенные в корпусе приемную камеру с подводом сточных вод, аэротенк, вторичный отстойник и стабилизатор активного ила, при этом приемная камера содержит фильтр грубой очистки и средство его обдува, датчики уровня и насос перекачки сточных вод, во вторичном отстойнике размещен жироуловитель для перекачки жировой пленки в аэротенк и обдув. Причем приемная камера и аэротенк снабжены аэраторами, подвод воздуха к которым, а также эрлифтам (мамут-насосам), установленным в приемной камере, аэротенке и вторичном отстойнике осуществляется от, по меньшей мере, двух компрессоров, размещенных внутри или снаружи корпуса емкости. Емкость в поперечном сечении выполнена прямоугольной, а корпус емкости выполнен из полипропилена и снабжен ребрами жесткости (патент RU №75186, C02F 3/00, опубл. 27.07.2008 г.).

Причем известная конструкция установки, выполненная по патенту RU №75186, также имеет недостаточную надежность и качество очистки сточных вод. Это обусловлено тем, что вторичный отстойник выполнен в форме пирамиды и имеет дополнительный обдув, что нарушает качество процесса отстаивания; отсутствует возможность перенастраивания способа циркуляции жидкости (самотечное и принудительное). Также негативно на процессе очистки сказывается наличие металлических частей узлов установки и крепежных элементов, которые подвергаются окислению в агрессивной сточной воде.

Заявляемое изобретение решает задачу создания компактной установки глубокой биологической очистки сточных вод, обладающей простотой, надежностью, долговечностью при эксплуатации.

Технический результат, проявляющийся при использовании предлагаемой установки, заключается в повышении качества очистки сточных вод, надежности, герметичности, коррозионной стойкости ее конструкции.

Предлагаемая установка компактная для биологической очистки сточных вод так же, как и прототип, представляет собой емкость, в цельнонесущем корпусе которой размещены приемная камера с подводом сточных вод, аэротенк, вторичный отстойник с отводом очищенной воды, камера отстаивания активного ила, при этом приемная камера содержит закрепленные в ней фильтр грубой очистки, средство его обдува и эрлифт перекачки смеси сточных вод и активного ила в аэротенк, поплавковый выключатель; аэротенк содержит эрлифт перекачки смеси сточных вод и активного ила во вторичный отстойник и эрлифт перекачки указанной смеси в камеру отстаивания активного ила, вторичный отстойник содержит жироуловитель, успокоитель, причем приемная камера и аэротенк снабжены аэраторами, подвод воздуха к которым, а также к эрлифтам, осуществляется от, по меньшей мере, двух компрессоров, размещенных внутри или снаружи корпуса емкости.

Отличительной особенностью установки является то, что она дополнительно содержит дренажный насос, размещаемый в контейнере в приемной камере, а вторичный отстойник выполнен в виде усеченного конуса. Причем вторичный отстойник, корпус емкости, аэраторы, эрлифты, контейнер, элементы их крепления выполнены из полипропилена.

Также установка отличается тем, что содержит размещенные в приемной камере и в аэротенке распределители потока воздуха от компрессоров, выводы и корпус которых выполнены из полипропилена.

Также установка отличается тем, что содержит съемную площадку из полипропилена для размещения в ней компрессоров и электрооборудования.

Также установка отличается тем, что емкость в поперечном сечении выполнена прямоугольной и снабжена ребрами жесткости, изготовленными из полипропиленовых труб.

Выполнение вторичного отстойника в форме конуса улучшает процесс осаждения частиц под действием сил гравитации, что повышает качество очистки сточных вод.

Контейнер в приемной камере предназначен для накопления воды, прошедшей все стадии очистки в установке. В контейнере размещается дренажный насос для обеспечения режима принудительной циркуляции стоков, что также повышает качество работы, надежность установки.

Выполнение корпуса емкости и таких конструктивных элементов установки, как аэратор, эрлифт, распределитель воздуха, вторичный отстойник, контейнер под дренажный насос и других, находящихся в зоне воздействия сточных вод, из полипропилена повышает герметичность, коррозионную стойкость установки не только к воде, но и к большинству агрессивных сред. Выполнение элементов крепления из полипропилена также обеспечивает коррозионную стойкость, герметичность, исключает потери воздуха в аэрационной системе установки. Как следствие, улучшается качество очистки сточных вод, повышается надежность, долговечность установки.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, на котором изображена установка компактная для биологической очистки сточных вод, вид сверху.

Установка компактная для биологической очистки сточных вод представляет собой выполненную из полипропилена емкость с крышкой, внутри которой размещено основное оборудование. Цельнонесущий корпус 1 емкости имеет в поперечном сечении прямоугольную форму и снабжен ребрами жесткости, выполненными из полипропиленовых труб. Корпус 1 разделен на рабочие камеры: приемную камеру 2, в которой происходит первичная очистка от крупных фракций; аэротенк 3, в котором происходит основная часть очистки воды; вторичный отстойник 4, служащий для отстаивания и дополнительного очищения воды, с патрубком отвода очищенной воды (на чертеже обозначен «Выход»); камеру отстаивания 5 активного ила, в которой накапливается отработанный активный ил.

В приемной камере 2 установлены аэратор 6, фильтр 7 грубой очистки, совмещенный с эрлифтом 8 перекачки смеси сточных вод и активного ила в аэротенк 3, поплавковый выключатель 20, патрубок подвода сточных вод (на чертеже обозначен «Вход»), контейнер 19 с размещаемым в нем дренажным насосом (на чертеже не показан). Контейнер 19 является отсеком очищенных стоков, он предназначен для накопления сточной воды, прошедшей все стадии очистки в установке и вывода ее при помощи дренажного насоса в место сброса. Контейнер 19 может быть выполнен съемным или приварен к стенкам корпуса 1 емкости и внутренним перегородкам.

Аэротенк 3 оборудован аэратором 9, эрлифтом 10 для перекачки очищенной указанной смеси сточных вод во вторичный отстойник 4, эрлифтом 11 для перекачки указанной смеси сточных вод в камеру отстаивания 5, уловителем 12 волос и т.п. частиц.

Вторичный отстойник 4 предназначен для отделения очищенной воды от частиц активного ила и окончательного осветления жидкости методом отстаивания и размещен в аэротенке 3. Вторичный отстойник 4 выполнен в виде усеченного конуса, т.к. осаждение частиц под действием сил гравитации лучшим образом протекает в емкости, имеющей форму именно конуса. Конус усечен для удобства крепления его к стенке емкости. Во внутренней части вторичного отстойника 4 размещен успокоитель 13 в виде цилиндра и дополнительный фильтр 14. Вторичный отстойник 4 содержит, также, жироуловитель 15. Вторичный отстойник 4 соединен с контейнером 19 соединительной трубкой (на чертеже не показано), через которую происходит заполнение контейнера 19 очищенной сточной водой.

Аэраторы 6, 9, эрлифты 8, 10, 11, 18, поплавковый выключатель 20 образуют две аэрационные подсистемы (прямого и обратного циклов), каждая из которых оборудована компрессором (не показано). Воздушные распределители 16 и 17 расположены соответственно в первичной камере 2 и в аэротенке 3.

Камера отстаивания 5 активного ила оборудована эрлифтом 18 перекачки активного ила.

Все конструктивные элементы установки и крепеж (не показано), находящиеся в зонах возможного окисления, выполнены из полипропилена (например, перечисленные ниже).

- Аэраторы 6 и 9 полностью выполнены из полипропилена. Для крепления аэраторов 6, 9 использован полипропиленовый профиль 50×50×3, который позволяет надежно закрепить аэраторы 6, 9 в определенном месте, не допуская изменения положения их во время работы. Аэраторы 6, 9 жестко соединены с распределителями воздуха 16,17 посредством муфтового соединения из полипропилена.

- Эрлифты 8, 10, 11, 18 также выполнены из полипропиленовых труб Ø16 мм и Ø25 мм целостной конструкцией с креплением из полипропилена.

- Распределители воздуха 16, 17 состоят из корпуса, изготовленного из полипропилена, и 3-х полипропиленовых выводов для крепления воздухоподводящих рукавов.

- Для крепления конструктивных элементов, крышки (не показано) установки используются полипропиленовые винты.

Работает предлагаемая установка следующим образом.

Сточная вода поступает в приемную камеру 2, где аэратор 6 начинает обрабатывать ее мелкопузырчатой аэрацией, разбивая крупные фракции и где активный ил начинает на нее уже воздействовать. При достижении определенного уровня срабатывает выключатель 20 и переключается цикл установки. Эрлифт 8 начинает перекачивать смесь сточной воды и активного ила в аэротенк 3. При этом сточные воды подвергаются грубой механической очистке в фильтре 7, который совмещен с эрлифтом 8. В это время также подключается обдув эрлифта 8 и фильтра 7 для предотвращения засоров.

В аэротенке 3 происходит основная часть очистки сточной воды. Здесь сточная вода с мелкими фракциями обрабатывается посредством аэратора 9 мелкопузырчатой аэрацией и подвергается интенсивному воздействию активного ила, т.е. осуществляется ее биологическая очистка. В этом же цикле эрлифт 10 перекачивает очищенную смесь воды и ила во вторичный отстойник 4, в успокоитель 13.

Во вторичном отстойнике 4 проходит процесс окончательного очищения и осветления воды. Спокойное, неаэрируемое состояние, отсутствие обдува, форма вторичного отстойника 4 в виде конуса способствуют более быстрому и качественному процессу осаждения частиц под действием сил гравитации. Во вторичном отстойнике 4 полуочищенная вода отстаивается и дополнительно очищается жироуловителем 15.

Отстоявшаяся очищенная вода, проходя через дополнительный фильтр 14 самотеком через выходной патрубок выводится из установки.

Расположенный в аэротенке 3 эрлифт 11 перекачивает подвергнутую очистке смесь воды и ила в камеру отстаивания 5, где происходит отделение активного ила на отработанный и пригодный. Отработанный активный ил оседает на дно камеры отстаивания 5 и периодически удаляется при помощи эрлифта 18. Пригодный активный ил перетекает самотеком в приемную камеру 2 для дальнейшего использования.

1-й цикл происходит при нижнем положении поплавкового выключателя 20. Работает компрессор, подающий воздух через распределитель 16 на аэратор 6, эрлифт 11, эрлифт 10 и жироуловитель 15. Второй компрессор отключен и приводится в действие при достижении поплавкового выключателя 20 верхнего предельного положения. Установка начинает работать во 2-м цикле. Второй компрессор подает воздух через распределитель 17 на аэратор 9, эрлифт 8, эрлифт 18 и обдув (не показан) фильтра 7. Первый компрессор в это время отключен. Вода из приемной камеры 2 откачивается, при этом уровень падает, поплавковый выключатель 20 переходит в нижнее положение и происходит переключение на первый цикл и так далее.

Установка обеспечивает непрерывный замкнутый цикл работы, благодаря чему происходит глубокое очищение сточных вод.

Установка имеет возможность перенастраивать способ циркуляции жидкости:

самотечное или принудительное. Для обеспечения режима принудительной циркуляции стоков, в приемной камере в контейнере 19 устанавливается дренажный насос, производится для него необходимая обвязка. Сточная вода после прохождения очистки из вторичного отстойника 4 попадает в контейнер 19 и накапливается в нем. Дренажный насос регулирует уровень сточной воды в контейнере 19 и откачивает ее в определенное место слива очищенных сточных вод.

Изобретение может найти применение при очистке канализационных стоков. Сточную воду подают в приемную камеру 2, содержащую аэратор 6. Эрлифт 8 перекачивает смесь сточной воды и активного ила в аэротенк 3. Сточные воды подвергают грубой механической очистке в фильтре 7. В аэротенке 3 проводят мелкопузырчатую аэрацию сточной воды посредством аэратора 9. Эрлифт 10 перекачивает очищенную смесь воды и ила в успокоитель 13 вторичного отстойника 4. Во вторичном отстойнике 4, выполненном в виде усеченного конуса, очищенная вода отстаивается. Воду дополнительно очищают жироуловителем 15. Отстоявшаяся очищенная вода, проходя через фильтр 14, выводится самотеком через выходной патрубок из установки. Активный ил отделяют в камере отстаивания 5. Изобретение позволяет повысить качество очистки сточных вод, надежность, герметичность, коррозионную стойкость конструкции установки. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Установка компактная для биологической очистки сточных вод, представляющая собой емкость, в цельнонесущем корпусе которой размещены приемная камера с подводом сточных вод, аэротенк, вторичный отстойник с отводом очищенной воды, камера отстаивания активного ила, при этом приемная камера содержит закрепленные в ней фильтр грубой очистки, средство его обдува и эрлифт перекачки смеси сточных вод и активного ила в аэротенк, поплавковый выключатель; аэротенк содержит эрлифт перекачки смеси сточных вод и активного ила во вторичный отстойник и эрлифт перекачки указанной смеси в камеру отстаивания активного ила, вторичный отстойник содержит жироуловитель, успокоитель, причем приемная камера и аэротенк снабжены аэраторами, подвод воздуха к которым, а также к эрлифтам, осуществляется от, по меньшей мере, двух компрессоров, размещенных внутри емкости, отличающаяся тем, что дополнительно содержит дренажный насос, размещаемый в контейнере в приемной камере, а вторичный отстойник выполнен в виде усеченного конуса, причем корпус емкости, вторичный отстойник, аэраторы, эрлифты, контейнер, элементы их крепления выполнены из полипропилена.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что содержит размещенные в приемной камере и в аэротенке распределители потока воздуха от компрессоров, выводы и корпус которых выполнены из полипропилена.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что содержит съемную площадку из полипропилена для размещения в ней компрессоров и электрооборудования.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что емкость в поперечном сечении выполнена прямоугольной и снабжена ребрами жесткости, изготовленными из полипропиленовых труб.