СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 2013 года по МПК C02F3/02 C02F3/20 C02F103/20 

Изобретение относится к области очистки природных и сточных вод, и может быть использовано для очистки хозяйственно-бытовых или приравненных к ним по составу производственных сточных вод от одного или нескольких жилых объектов, отдаленных от существующих систем канализации, очистных сооружений, а именно для очистки сточных вод коттеджей и поселков, турбаз и кемпингов, придорожных кафе и гостиниц, АЗС, небольших предприятий и т.д.

Известен способ биологической очистки сточных вод путем прерывистого подвода жидкости на слой пористых крупнозернистых веществ по патенту СССР №11586, кл. 85 с 3/01, 1929 г., по которому очищаемую жидкость подводят на биологические желобчатые фильтры волнообразно, прерывая подвод на короткие моменты, в целях создания условий, при которых пористые тела могут быть, по спадении волны, пронизаны воздухом.

Такой способ очистки относится к открытому способу и требует больших площадей, он больше подходит к финишной операции очистки, при таком способе невелика степень очистки сточных вод.

Известен процесс биологической очистки сточных вод по патенту СССР №1834857, кл. C02F 3/00, 3/02, 1993 г., по которому исходную воду подают в резервуар-усреднитель, где выравнивают по количественному и качественному составу, а затем подвергают обработке в устройстве биологической очистки - аэротенках или биофильтрах. Насосной станцией направляют биологически очищенную воду для доочистки в биосорберы, где предварительно очищенную воду фильтруют через слой сорбирующей загрузки. На поверхности пенополистирола при достаточной концентрации кислорода развиваются микроорганизмы, осуществляющие биокисление отсорбированных загрязнений. В верхнем слое активированного угля задерживается оставшаяся часть загрязнений и происходит их окисление. Очищенную в биосорберах воду подают в контактный резервуар, обеззараживают различными реагентами, хлором, озоном и др. Обеззараженную воду подают в дегазатор-накопитель, где в камеру аэрации подают через аэратор воздух для окисления и обдувки следов обеззараживания реагентов. На этой стадии вода является восстановленной с показателями на уровне умеренно-чистых естественных водоемов и пригодной для орошения. В систему подпочвенного орошения воду подают через магистральный разборный трубопровод и оросители игольчатого типа, которые могут быть установлены на площадях выращивания различных сельскохозяйственных культур, в том числе и технических культур, и декоративных насаждений.

Однако это очень сложный, трудоемкий и дорогостоящий технологический процесс, требующий больших материальных затрат.

Известен процесс биологической очистки сточных вод по патенту Российской Федерации №32774, кл. C02F 3/02, 2003 г., принятый заявителем за прототип, по которому осуществляют подачу сточных вод посредством патрубка подачи в аэрационную камеру с направляющей трубой, в которую посредством диффузора аэратора подают воздух для смешивания его со сточной водой, осажденный при обработке активный ил удаляют посредством стояка для откачки избыточного активного ила, а очищенную воду самотеком удаляют через выходной патрубок водослива.

Однако такой способ не дает достаточной степени очистки сточных вод, позволяющей дальнейшее их использование.

Технической задачей изобретения является создание несложного технологического процесса биологической очистки сточных вод, позволяющего не только очистить сточные воды с высокой степенью очистки, но и дающего возможность дальнейшего использования их, например, для полива садово-огородного хозяйства.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом решении аэрационную камеру выполняют с глухим днищем, а диффузор аэратора размещают вблизи глухого днища, направляющую трубу выполняют в форме обратного конуса по отношению к конической части аэрационной камеры, нижний торец направляющей трубы размещают над глухим днищем аэрационной камеры и выше этого торца направляющей трубы, а в конической части аэрационной камеры выполняют отверстия для выхода очищенной воды и активного ила, при этом осуществляют предварительное отделение твердых включений от мелких фракций, после которого в зону разделения подают воздух посредством диффузора аэратора, где смешивают его с поступившей сточной водой, причем перед сбросом в грунт очищенной воде проводят доочистку на песчано-щебеночном фильтре, а предварительное отделение твердых включений от мелких фракций осуществляют с помощью полимерной загрузки для прикрепленного активного ила, посредством которой образуют биологический фильтр с предварительной очисткой.

Кроме того, песчано-щебеночный фильтр выполняют в виде фильтрационного колодца, или в виде кассеты, или в виде траншеи.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в том, что предлагаемый способ очистки позволяет с высокой степенью очистить сточные воды, дающей возможность дальнейшего их использования, в том числе за счет проводимой доочистки на песчано-щебеночном фильтре, за счет насыщения стоков кислородом воздуха. При этом создают благоприятную среду для развития аэробных микроорганизмов, которые, образуя ценозы в виде хлопьев активного ила, осуществляют биологическую деструкцию органических загрязнений, содержащихся в поступающих в установку сточных водах, что значительно улучшает очистку до возможности использования очищенной воды в хозяйстве.

На чертеже изображен общий вид установки в рабочем положении, используемой для осуществления предлагаемого способа.

Установка биологической очистки сточных вод содержит корпус 1 с горловиной 2 и крышкой 3, закрывающей горловину 2. Корпус 1 выполнен цилиндрическим, в верхней части которого размещен патрубок подачи 4 сточных вод и водослив 5 очищенной воды, а в его нижней части выполнен отстойник 6 в виде конуса. Внутри корпуса 1 вертикально установлен стояк 7 для откачки избыточного активного ила. Верхний торец стояка 7 выведен в горловину 2. В корпусе 1, соосно с ним, установлена аэрационная камера 8 цилиндрической формы с конической нижней частью и направляющей трубой 9, которая выполнена в форме обратного конуса по отношению к конической части аэрационной камеры 8. В аэрационной камере 8 помещен аэратор 10 с диффузором 11 и установлен в направляющей трубе 9, которая установлена по оси корпуса 1.

Аэрационная камера 8 выполнена с глухим днищем 12, а диффузор 11 аэратора 10 установлен вблизи глухого днища 12 аэрационной камеры 8. Нижний торец направляющей трубы 9 приподнят над глухим днищем 12 аэрационной камеры 8 и выше этого торца направляющей трубы 9 в конической части аэрационной камеры 8 выполнены отверстия 13 для выхода очищенной воды и активного ила.

Ниже патрубка подачи 4 сточных вод и водослива 5 очищенной воды в верхней части аэрационной камеры 8 установлен отделитель 14 твердых включений от мелких фракций, который выполнен в виде полимерной загрузки для прикрепленного активного ила и образует биологический фильтр с предварительной очисткой сточных вод. Патрубок подачи 4 сточных вод пропущен во внутрь аэрационной камеры 8 через корпус 1 на его верхней цилиндрической части. Водослив 5 выполнен кольцевым, установлен по окружности внутри отстойника 6 ниже патрубка подачи 4 сточных вод и выведен наружу. По всей боковой поверхности кольцевого водослива 5 с определенным шагом выполнены отверстия 15 для забора очищенной воды с выходом в патрубок 16 кольцевого водослива 5.

Способ биологической очистки сточных вод осуществляют следующим образом.

Сточные воды по патрубку подачи 4 сточных вод поступает вовнутрь установки, а именно в аэрационную камеру 8. Одновременно подают воздух в аэратор 10, который через диффузор 11 поступает вовнутрь направляющей трубы 9, где происходит постоянное и полное смешивание кислорода воздуха со сточной водой. Это позволяет размножаться различным аэробным организмам, которые биологически расщепляют загрязнения стоков.

Причем аэрационную камеру 8 выполняют с глухим днищем 12, а диффузор 11 аэратора 10 размещают вблизи глухого днища 12, направляющую трубу 9 выполняют в форме обратного конуса по отношению к нижней конической части аэрационной камеры 8. Нижний торец направляющей трубы 9 размещают над глухим днищем 12 аэрационной камеры 8.

При этом осуществляют предварительное отделение твердых включений от мелких фракций с помощью полимерной загрузки для прикрепленного активного ила, выполненной в виде отделителя, посредством которой образуют биологический фильтр с предварительной очисткой. После этого в зону разделения подают воздух посредством диффузора 11 аэратора 10, где смешивают его с поступающей сточной водой, дополнительно измельчают твердые включения до фракции активного ила 17, который затем направляют в отстойник 6, используют его повторно, посредством чего улучшают очистку воды, освобождая ее от вновь поступивших биологических включений.

Таким образом, в направляющей трубе 9 наблюдается процесс гравитации, который вызывает частичный выход частиц активного ила и очищенной воды из аэрационной камеры 8 через отверстия 13, подъем очищенной воды вверх к кольцевому водосливу 5 и осаждение частиц активного ила на дно отстойника 6. Так как в аэрационную камеру 8 поступает новая порция сточной воды, то она вытесняет активный ил 17 из аэрационной камеры 8 в отстойник 6. Активный ил 17 осаживается на дно отстойника 6, откуда он опять возвращается в аэрационную камеру 8.

Очищенная сточная вода, медленно поднимаясь по отстойнику 6, попадает в кольцевой водослив 5 через отверстия 15, выполненные по всей окружности кольцевого водослива 5 и вытекает через выходной патрубок 16 в систему внешней канализации. Здесь, перед сбросом в грунт очищенной воде проводят доочистку на песчано-щебеночном фильтре, который выполняют в виде фильтрационного колодца, или в виде фильтрационной кассеты, или в виде фильтрующей траншеи.

Накопленный избыточный активный ил 17 удаляют путем откачки со дна отстойника 6 через стояк 7 при помощи насоса или асбойлера.

Использование предложенного технического решения позволило создать несложный технологический процесс биологической очистки, позволяющий очищать сточные воды с высокой степенью очистки посредством насыщения стоков кислородом воздуха, за счет чего создается благоприятная среда для развития аэробных микроорганизмов, которые, образуя ценозы в виде хлопьев активного ила, осуществляют биологическую деструкцию органических загрязнений, содержащихся в поступающих в установку сточных водах, что значительно улучшает очистку до возможности использования очищенной воды в хозяйстве.

Изобретение может быть использовано для очистки хозяйственно-бытовых или приравненных к ним по составу сточных вод от одного или нескольких жилых объектов, отдаленных от систем канализации, в том числе для очистки сточных вод коттеджей, поселков, турбаз, придорожных кафе и гостиниц. Для осуществления способа проводят подачу сточных вод в аэрационную камеру (8) с направляющей трубой (9), в которую через диффузор (11) аэратора (10) подают воздух. Осажденный активный ил удаляют посредством стояка (7) для откачки избыточного активного ила, а очищенную воду самотеком удаляют через выходной патрубок кольцевого водослива (5). Аэрационную камеру (8) выполняют с глухим днищем (12), а диффузор (11) аэратора (10) размещают вблизи глухого днища. Направляющую трубу (9) выполняют в форме обратного конуса по отношению к нижней части аэрационной камеры (8). Нижний торец направляющей трубы (8) размещают над глухим днищем (12) аэрационной камеры (8). Выше торца направляющей трубы (9) в конической части аэрационной камеры (8) выполняют отверстия (13) для выхода очищенной воды и активного ила. Для предварительного отделения твердых включений от мелких фракций установлен отделитель (14) с полимерной загрузкой. Перед сбросом в грунт очищенную воду доочищают на песчано-щебёночном фильтре. Способ обеспечивает несложную технологию биологической очистки сточных вод с высокой степенью очистки и дальнейшее использование очищенных вод, например, в садово-огородном хозяйстве. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ биологической очистки сточных вод, согласно которому осуществляют подачу сточных вод посредством патрубка подачи в аэрационную камеру с направляющей трубой, в которую посредством диффузора аэратора подают воздух для смешивания его со сточной водой, осажденный при обработке активный ил удаляют посредством стояка для откачки избыточного активного ила, а очищенную воду самотеком удаляют через выходной патрубок кольцевого водослива, отличающийся тем, что аэрационную камеру выполняют с глухим днищем, а диффузор аэратора размещают вблизи глухого днища, направляющую трубу выполняют в форме обратного конуса по отношению к нижней части аэрационной камеры, нижний торец направляющей трубы размещают над глухим днищем аэрационной камеры и выше этого торца направляющей трубы в конической части аэрационной камеры выполняют отверстия для выхода очищенной воды и активного ила, при этом осуществляют предварительное отделение твердых включений от мелких фракций, после которого в зону разделения подают воздух посредством диффузора аэратора, где смешивают его с поступившей сточной водой, причем перед сбросом в грунт очищенной воде проводят доочистку на песчано-щебёночном фильтре, а предварительное отделение твердых включений от мелких фракций осуществляют с помощью полимерной загрузки для прикрепленного активного ила, посредством которой образуют биологический фильтр для предварительной очистки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что песчано-щебеночный фильтр выполняют в виде фильтрационного колодца, или в виде кассеты, или в виде траншеи.