СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 2017 года по МПК C02F3/30 C02F3/02 C02F101/16 C02F101/30 

Область техники

Изобретение относится к области биологической очистки бытовых, городских и производственных сточных вод от органических веществ, соединений азота и фосфора, осуществляемой в системе аэротенк-вторичный отстойник.

Уровень техники

На данный момент широко известны различные технологические схемы биологической очистки сточных вод от органических веществ, соединений азота и фосфора, такие как «Технология Кейптаунского университета» (UCT), процесс, известный как «Виргинская инициатива» (VIP), «Модифицированный Йоханнесбургский процесс» (MJHB), «Модифицированная Технология Кейптаунского университета» (MUCT), «Модифицированный процесс Барденфо» (5-и зонный процесс Bardenpho) и др.

Технология, известная под названием «Виргинская инициатива» (VIP) [доступно по ссылке https://www.researchgate.net/figure/273497206_fig11_FIGURE-11-Virginia-Initiative-Process-ANR-anaerobic-zone-ANX-anoxic-zone-AER], предполагает обработку сточной воды в последовательно расположенных в анаэробной (AN), первой аноксидной (D1), второй аноксидной (D2), аэробной (N) и деоксидной (DO) зонах аэротенка, отделение активного ила во вторичном отстойнике и его рециркуляцию в первую аноксидную (D1) зону. При этом для эффективного удаления соединений азота и фосфора требуется наличие двух контуров внутренней рециркуляции иловой смеси (нитратный рецикл из деоксидной зоны (DО) в первую аноксидную (D1) зону и аноксидный рецикл из второй аноксидной (D2) зоны в анаэробную (AN) зону).

Модифицированный UCT-метод или MUCT-процесс [см. Хенце М. Биологическая очистка сточных вод. – М.: Мир, 2004. – 480 с.] предполагает обработку воды активным илом в последовательно расположенных анаэробной (AN), первой аноксидной (D1), второй аноксидной (D2) аэробной (N) и деоксидной (DO) зонах аэротенка, с последующим отделением ила во вторичном отстойнике и его рециркуляцией в первую аноксидную (D1) зону. Данная технология предполагает наличие внутреннего аноксидного рецикла из первой аноксидной (D1) зоны в анаэробную (AN) зону, а также внутреннего нитратного рецикла из деоксидной (DO) зоны во вторую аноксидную (D2) зону.

Модифицированный процесс Барденфо [см. Ulf Jeppsson Modelling Aspects of Wastewater Treatment Processes. – Lund: Printed in Sweden by Reprocentralen, Lund University, 1996. – 428 с. (ISBN 91-88934-00-4)] предполагает обработку воды активным илом в последовательно расположенных анаэробной (AN), первой аноксидной (D1), первой аэробной (N1), второй аноксидной (D2) и второй аэробной (N2) зонах аэротенка, отделение ила во вторичном отстойнике и его последующую рециркуляцию в анаэробную зону. Модифицированный процесс Барденфо также предусматривает внутреннюю нитратную рециркуляцию иловой смеси для эффективного удаления соединений азота и фосфора. При этом нитратная рециркуляция осуществляется не из деоксидной зоны, а с выхода аэробной зоны нитрификации.

Отсутствие выделенной деоксидной зоны и перекачка насыщенной растворенным кислородом иловой смеси из аэробной зоны нитрификации напрямую в денитрификатор может привести к нарушению кислородного режима, увеличению концентрации растворенного кислорода в зоне денитрификации и снижению скорости процесса удаления органических веществ и нитратного азота в аноксидной зоне.

Другим недостатком модифицированного процесса Барденфо является слабая «защищенность» анаэробной зоны от нитратов возвратного ила. Поступление нитратов, содержащихся в возвратном иле, в анаэробную зону замедляет основные процессы анаэробиоза, следствием чего является резкое снижение эффективности очистки от фосфора. Таким образом, фактически, даже при расчетном и стабильном поступлении сточных вод на очистку, по крайней мере часть анаэробной зоны будет работать не в анаэробном, а в аноксидном режиме (растворенный кислород отсутствует, но присутствует кислород химически связанный), т.е. вместо процесса биологической очистки от фосфора в части «анаэробной» зоны будет происходить процесс биологической очистки от азота нитратов. При неблагоприятных условиях вся «анаэробная» зона фактически будет работать в аноксидном режиме, следствием чего станет прекращение эффективного удаления фосфора из сточной воды.

Необходимость использования высокопроизводительной нитратной рециркуляции иловой смеси, требуемой для обеспечения эффективного удаления азота, приводит к дополнительным капитальным и эксплуатационным расходам на биологическую очистку. Кроме того, наличие нитратной рециркуляции снижает надежность технологического процесса биологической очистки сточных вод, так как в случае выхода из строя насосов нитратной рециркуляции становится невозможным обеспечение эффективной биологической очистки как по азоту, так и по фосфору.

Из вышеуказанного следует, что в уровне техники на данный момент сохраняется потребность в эффективном способе биологической очистки сточных вод от органических веществ, соединений азота и фосфора.

Раскрытие изобретения

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является усовершенствование способа биологической очистки сточных вод от органических веществ, а также соединений азота и фосфора.

Еще одной задачей заявляемой группы изобретений является обеспечение надежной работы системы аэротенк-вторичный отстойник для биологической очистки сточных вод от органических веществ, соединений азота и фосфора.

Для решения вышеуказанных задач предложен способ, включающий подачу сточной воды в аэротенк коридорного типа и обработку воды активным илом в образованных по всей длине аэротенка по меньшей мере одной анаэробной (AN), двух аноксидных (D1, D2) и одной аэробной (N) зонах, внутренний аноксидный рецикл из первой аноксидной (D1) или второй аноксидной (D2) зоны в анаэробную (AN) зону, отделение активного ила во вторичном отстойнике и его рециркуляцию в первую аноксидную (D1) зону, который предполагает обработку воды активным илом по меньшей мере в двух аэробных зонах, а также в дополнительной третьей аноксидной (D3) зоне, расположенной между аэробными зонами аэротенка, а также предложена установка для осуществления указанного способа.

Путем надежной «защиты» анаэробной зоны от нитратов за счет подачи возвратного ила (внешний рецикл) в первую аноксидную (D1) зону, в которой происходит эффективное удаление нитратного азота за счет углерода сточной воды (а не эндогенного углерода), оставшегося в иловой смеси после первой анаэробной (AN) зоны, и последующего возврата очищенной в ходе денитрификации иловой смеси «аноксидным» рециклом в анаэробную зону (AN) обеспечивается стабильная и эффективная очистка сточной воды от фосфора. Кроме того, наличие дополнительной зоны денитрификации (дополнительной третьей аноксидной (D3) зоны) позволяет поддерживать эффективную и стабильную очистку по нитратам, т.е. снизить их содержание как в очищенной воде, так и в возвратном иле, тем самым уменьшая их поступление в первую аноксидную зону (D1) и, таким образом, достигая гарантированного отсутствия нитратов в иловой смеси на выходе первой аноксидной зоны D1.

Кроме того, предложенная совокупность и последовательность этапов способа в частности позволяет отказаться от использования внутреннего нитратного рецикла, что позволяет обеспечить повышенную эффективность, стабильность и надежность биологической очистки от органических веществ, соединений азота и фосфора, так как позволяет предотвратить резкое ухудшение качества очистки, которое происходит при выходе из строя оборудования, необходимого для обеспечения нитратного рецикла.

Однако в зависимости от качества сточных вод, поступающих на очистку, для интенсификации биологической очистки от азота и фосфора способ может быть дополнен контуром внутренней нитратной рециркуляции ила. При этом для организации такой рециркуляции не требуется создание специальной деоксидной (DO) зоны, поскольку внутренняя нитратная рециркуляция в данном случае может осуществляться не в аноксидную зону, а в первую аэробную зону, при этом нитратная рециркуляция возможна в любую точку по длине первой аэробной зоны, что на практике позволяет минимизировать длину трубопровода внутренней рециркуляции.

Таким образом, техническим результатом, достигаемым при использовании заявленной группы изобретений, является обеспечение стабильности и эффективности биологической очистки сточных вод от органических веществ, а также соединений азота и фосфора, и надежной работы системы биологической очистки аэротенк-вторичный отстойник.

Предлагаемый способ предполагает рассредоточенную подачу сточной воды. Так сточная вода может подаваться в анаэробную (AN) и одну или несколько аноксидных (D1, D2, D3) зон.

В одном варианте выполнения способа, сточную воду подают на вход анаэробной (AN) и дополнительной третьей аноксидной (D3) зон аэротенка.

В другом варианте выполнения способа подача сточной воды осуществляется в анаэробную (AN) зону, а также первую аноксидную (D1) и вторую аноксидную (D2) зону.

В еще одном варианте выполнения способа подача сточной воды производится одновременно и в анаэробную, и в аноксидные (D1, D2, D3) зоны.

Согласно одному варианту выполнения способ предполагает обработку воды в последовательно расположенных анаэробной (AN), первой аноксидной (D1), второй аноксидной (D2), первой аэробной (N1), третьей аноксидной (D3), второй аэробной (N2) и деоксидной (DO) зонах аэротенка, внутренний аноксидный рецикл из первой аноксидной (D1) или второй аноксидной (D2) зоны в анаэробную (AN) зону, внутренний нитратный рецикл, отделение активного ила во вторичном отстойнике и его рециркуляцию в первую аноксидную (D1) зону. При этом внутренний нитратный рецикл можно осуществлять из деоксидной (DO) зоны в первую аноксидную (D1), вторую аноксидную (D2) или третью аноксидную (D3) зону.

Так, согласно одному варианту выполнения обработку воды осуществляют в последовательно расположенных анаэробной (AN), первой аноксидной (D1), второй аноксидной (D2), первой аэробной (N1), третьей аноксидной (D3), второй аэробной (N2) и деоксидной (DO) зонах аэротенка, а внутренний нитратный рецикл осуществляют из деоксидной (DO) в третью аноксидную (D3) зону.

Согласно другому варианту обработку воды осуществляют в последовательно расположенных анаэробной (AN), первой аноксидной (D1), второй аноксидной (D2), первой аэробной (N1), третьей аноксидной (D3), второй аэробной (N2) и деоксидной (DO) зонах аэротенка, а внутренний нитратный рецикл осуществляют из деоксидной (DO) в первую аноксидную (D1) зону.

В другом варианте выполнения обработку воды осуществляют в последовательно расположенных анаэробной (AN), первой аноксидной (D1), второй аноксидной (D2), первой аэробной (N1), третьей аноксидной (D3), второй аэробной (N2) и деоксидной (DO) зонах аэротенка, а внутренний нитратный рецикл осуществляют из деоксидной (DO) во вторую аноксидную (D2) зону.

Согласно еще одному варианту выполнения способ по изобретению предполагает обработку воды в последовательно расположенных анаэробной (AN), первой аноксидной (D1), второй аноксидной (D2), первой аэробной (N1), третьей аноксидной (D3), второй аэробной (N2) зонах аэротенка, внутренний аноксидный рецикл из первой аноксидной (D1) или второй аноксидной (D2) зоны в анаэробную (AN) зону, отделение активного ила во вторичном отстойнике и его рециркуляцию в первую аноксидную (D1) зону.

В предпочтительном варианте выполнения внутренняя нитратная рециркуляция не предусмотрена.

Однако для интенсификации биологической очистки от азота и фосфора вышеописанный способ может быть дополнен контуром внутренней нитратной рециркуляции ила, которую можно осуществлять из второй аэробной (N2) в первую аэробную (N1) зону, в первую аноксидную (D1) зону, во вторую аноксидную (D2) зону или из первой аэробной (N1) во вторую аноксидную (D2) или третью аноксидную (D3) зону.

В одном варианте выполнения вышеуказанного способа обработку воды осуществляют в последовательно расположенных анаэробной (AN), первой аноксидной (D1), второй аноксидной (D2), первой аэробной (N1), третьей аноксидной (D3), второй аэробной (N2) зонах аэротенка, а внутренний нитратный рецикл осуществляют из второй аэробной (N2) в первую аэробную (N1) зону.

В другом варианте обработку воды осуществляют в последовательно расположенных анаэробной (AN), первой аноксидной (D1), второй аноксидной (D2), первой аэробной (N1), третьей аноксидной (D3), второй аэробной (N2) зонах аэротенка, а внутренний нитратный рецикл осуществляют из второй аэробной (N2) в первую аноксидную (D1) зону.

В еще одном варианте обработку воды осуществляют в последовательно расположенных анаэробной (AN), первой аноксидной (D1), второй аноксидной (D2), первой аэробной (N1), третьей аноксидной (D3), второй аэробной (N2) зонах аэротенка, а внутренний нитратный рецикл осуществляют из второй аэробной (N2) во вторую аноксидную (D2) зону.

Согласно дополнительному варианту обработку воды осуществляют в последовательно расположенных анаэробной (AN), первой аноксидной (D1), второй аноксидной (D2), первой аэробной (N1), третьей аноксидной (D3), второй аэробной (N2) зонах аэротенка, а внутренний нитратный рецикл осуществляют из первой аэробной (N1) во вторую аноксидную (D2) зону.

В другом дополнительном варианте обработку воды осуществляют в последовательно расположенных анаэробной (AN), первой аноксидной (D1), второй аноксидной (D2), первой аэробной (N1), третьей аноксидной (D3), второй аэробной (N2) зонах аэротенка, а внутренний нитратный рецикл осуществляют из второй аэробной (N2) в третью аноксидную (D3) зону.

Согласно еще одному варианту выполнения способ предполагает обработку воды в последовательно расположенных анаэробной (AN), первой аноксидной (D1), первой аэробной (N1), второй аноксидной (D2), второй аэробной (N2), третьей аноксидной (D3) и третьей аэробной (N3) зонах аэротенка, внутренний аноксидный рецикл из первой аноксидной (D1) или второй аноксидной (D2) зоны в анаэробную (AN) зону, отделение активного ила во вторичном отстойнике и его рециркуляцию в первую аноксидную (D1) зону.

В предпочтительном варианте выполнения внутренняя нитратная рециркуляция не предусмотрена.

Для интенсификации биологической очистки от азота и фосфора вышеописанный способ может быть дополнен контуром внутренней нитратной рециркуляции ила. При этом для организации такой рециркуляции не требуется создание специальной деоксидной (DO) зоны, поскольку внутренняя нитратная рециркуляция в данном случае может осуществляться не в аноксидную зону, а в первую аэробную зону, при этом нитратная рециркуляция возможна в любую точку по длине первой аэробной зоны, что на практике позволяет минимизировать длину трубопровода внутренней рециркуляции.

В одном варианте выполнения способ предполагает внутренний нитратный рецикл из третьей аэробной (N3) зоны во вторую аэробную (N2) зону аэротенка.

В другом варианте выполнения изобретения внутренний нитратный рецикл предусмотрен из третьей аэробной (N3) зоны в первую аэробную (N1) зону аэротенка.

В еще одном варианте внутренний нитратный рецикл осуществляют из второй аэробной (N2) зоны во вторую аноксидную (D2) зону аэротенка.

В другом варианте вышеупомянутого способа внутренний нитратный рецикл осуществляют из третьей аэробной (N3) зоны во вторую аноксидную (D2) зону аэротенка.

В еще одном варианте внутренний нитратный рецикл осуществляют из третьей аэробной (N3) зоны в первую аноксидную зону (D1) зону аэротенка.

В предпочтительном варианте внутренний нитратный рецикл предусмотрен из второй аэробной зоны (N2) в первую аэробную зону (N1).

В дополнительном варианте выполнения внутренний нитратный рецикл осуществляют из второй аэробной зоны (N2) в первую аноксидную зону (D1).

В еще одном варианте внутренний нитратный рецикл предусмотрен из первой аэробной зоны (N1) в первую аноксидную зону (D1).

В другом дополнительном варианте внутренний нитратный рецикл осуществляют из третьей аноксидной зоны (D3) в первую аноксидную зону (D1).

В еще одном варианте внутренний нитратный рецикл выполняют из третьей аноксидной зоны (D3) во вторую аноксидную зону (D2).

Предлагаемый способ биологической очистки также может включать дополнительную обработку воды в переходной аноксидно-аэробной (D/N) зоне, расположенной между второй аноксидной (D2) и первой аэробной (N1) зонами, переходной аноксидно-аэробной (D/N) зоне, расположенной между третьей аноксидной (D3) и второй аэробной (N2) зонами аэротенка, причем переходная зона снабжена механическими перемешивающими устройствами и защищенными аэраторами или обе упомянутых переходных зоны.

В упомянутых переходных зонах предпочтительно использовать механические мешалки и защищенные дисковые аэраторы с подвижной мембраной, которая смыкается при прекращении подачи воздуха, что позволяет избежать засорения пор и эксплуатировать переходные зоны либо в аэробном, либо в аноксидном режимах.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения в анаэробной и аноксидных зонах аэротенка перемешивание иловой смеси осуществляют посредством механических перемешивающих устройств.

В еще одном варианте выполнения изобретения в анаэробной (AN) и аноксидных (D1, D2, D3) зонах вместо перемешивания посредством механических перемешивающих устройств осуществляют низкоинтенсивную крупнопузырчатую или низкоинтенсивную среднепузырчатую аэрацию.

В аэробных зонах осуществляют мелкопузырчатую аэрацию иловой смеси аэраторами, в частности, защищенными дисковыми аэраторами с подвижной мембраной, которая смыкается при прекращении подачи воздуха, тем самым предупреждая засорение пор.

Внутреннюю рециркуляцию иловой смеси (как аноксидную, так и нитратную рециркуляцию) предпочтительно осуществлять энергоэффективными погружными осевыми насосами.

Еще одним независимым аспектом данного изобретения является установка для осуществления вышеописанного способа биологической очистки сточных вод от органических веществ, соединений азота и фосфора, которая содержит устройство для подачи сточной воды, аэротенк, разделенный поперечными перегородками на по меньшей мере, одну анаэробную (AN), две аноксидных (D1,D2) и одну аэробную (N) зоны, а также включающий механические перемешивающие устройства и аэраторы, и вторичный отстойник, причем аэротенк содержит по меньшей мере две аэробных зоны и дополнительную третьею аноксидную (D3) зону, расположенную между аэробными зонами аэротенка.

Согласно одному предпочтительному варианту выполнения установки аэротенк разделен на последовательно расположенные анаэробную (AN), первую аноксидную (D1), вторую аноксидную (D2), первую аэробную (N1), третьею аноксидную (D3), вторую аэробную (N2) и деоксидную (DO) зоны.

Согласно другому предпочтительному варианту аэротенк разделен на последовательно расположенные анаэробную (AN), первую аноксидную (D1), вторую аноксидную (D2), первую аэробную (N1), третью аноксидную (D3), вторую аэробную (N2) зоны.

В еще одном предпочтительном варианте аэротенк разделен на последовательно расположенные анаэробную (AN), первую аноксидную (D1), первую аэробную (N1), вторую аноксидную (D2), вторую аэробную (N2), третью аноксидную (D3) и третью аэробную (N3) зоны.

Как упоминалось выше, в предпочтительном варианте для осуществления перемешивания иловой смеси в анаэробной и аноксидных зонах аэротенка устанавливаются механические перемешивающие устройства. Однако в частном варианте анаэробная и аноксидные зоны аэротенка снабжены средствами для обеспечения низкоинтенсивной крупнопузырчатой или низкоинтенсивной среднепузырчатой аэрации.

Для осуществления аэрации иловой смеси в аэробных зонах устанавливают аэраторы, в частности, дисковые аэраторы с подвижной мембраной.

Краткое описание чертежей

На Фиг. 1 показана схема установки для осуществления способа глубокой очистки сточных вод от органических веществ, соединений азота и фосфора, согласно одному из вариантов выполнения изобретения, в которой в аэротенке предусмотрены последовательно расположенные анаэробная (AN), первая аноксидная (D1), вторая аноксидная (D2), первая аэробная (N1), третья аноксидная (D3), вторая аэробная (N2) и деоксидная (DO) зоны.

На Фиг. 2 показана схема установки для осуществления способа очистки сточных вод согласно другому варианту выполнения изобретения, в которой в аэротенке предусмотрены расположенные анаэробная (AN), первая аноксидная (D1), первая аэробная (N1), вторая аноксидная (D2), вторая аэробная (N2), третья аноксидная (D3) и третья аэробная (N3) зоны.

На Фиг.3 показана схема установки для осуществления способа очистки сточных вод согласно еще одному варианту выполнения изобретения, в которой в аэротенке дополнительно предусмотрена одна переходная аноксидно-аэробная (D/N) зона.

На Фиг.4 показана схема установки для осуществления способа очистки сточных вод согласно еще одному варианту выполнения изобретения, в которой в аэротенке дополнительно предусмотрены две переходных аноксидно-аэробных (D/N) зоны.

На Фиг. 1 показана схема установки, предназначенной для биологической очистки сточных вод от органических веществ соединений азота и фосфора, согласно одному из вариантов выполнения изобретения.

Осуществление изобретения

Установка содержит устройство (1) для подачи сточной воды, аэротенк (2) вторичный отстойник (3), а также трубопроводы для рециркуляции иловой смеси.

В данном примерном варианте выполнения изобретения аэротенк (2) имеет прямоугольную форму, однако необходимо понимать, что форма аэротенка может быть любой, подходящей для конкретной установки биологической очистки.

Аэротенк (2) разделен поперечными перегородками на последовательно расположенные анаэробную (AN), первую аноксидную (D1), вторую аноксидную (D2), первую аэробную (N1), третью аноксидную (D3), вторую аэробную (N2) и деоксидную (DO) зоны.

Для перемешивания иловой смеси в анаэробной (AN) и аноксидных (D1, D2, D3) и деоксидной (DO) зонах аэротенка установлены механические перемешивающие устройства, например, механические мешалки (4).

В аэробных (N1, N2) зонах аэротенка установлены защищенные аэраторы, например, дисковые аэраторы (5) с подвижной мембраной, которая смыкается при прекращении подачи воздуха, что позволяет избежать засорения пор.

Способ глубокой биологической очистки, реализуемый на вышеописанной установке, включает следующие основные этапы.

С помощью устройства (1) осуществляется рассредоточенная подача сточной воды, а именно одну часть потока сточной воды подают на вход анаэробной (AN) зоны, а другую часть подают на вход дополнительной третьей аноксидной (D3) зоны.

Далее поступившую сточную воду обрабатывают активным илом последовательно в анаэробной (AN), первой аноксидной (D1), второй аноксидной (D2), первой аэробной (N1), третьей аноксидной (D3), второй аэробной (N2) и деоксидной (DO) зонах, осуществляют отделение активного ила во вторичном отстойнике (3) и его рециркуляцию (возвратный ил подается в первую аноксидную (D1) зону).

С целью подачи иловой смеси без нитратов в анаэробную (AN) зону осуществляют внутреннюю рециркуляцию из первой аноксидной (D1) зоны в анаэробную (AN)зону (аноксидный рецикл (6)).

Кроме того, для рециркуляции нитратов и интенсификации биологической очистки описанный способ предполагает внутренний нитратный рецикл (7), осуществляемый из деоксидной (DO) зоны во вторую аноксидную (D2) зону.

Внутреннюю рециркуляцию иловой смеси осуществляют погружными осевыми насосами.

На Фиг. 2 показан еще один вариант выполнения установки для осуществления способа биологической очистки, который не предусматривает внутренний нитратный рецикл.

Установка содержит устройство (1) для подачи сточной воды, аэротенк (2) вторичный отстойник (3), а также трубопроводы для рециркуляции иловой смеси.

Аэротенк (2) разделен поперечными перегородками на последовательно расположенные анаэробную (AN), первую аноксидную (D1), первую аэробную (N1), вторую аноксидную (D2), вторую аэробную (N2), третью аноксидную (D3) и третью аэробную (N3) зоны.

Для перемешивания иловой смеси в анаэробной (AN) и аноксидных (D1, D2, D3) и деоксидной (DO) зонах аэротенка установлены механические перемешивающие устройства, например, механические мешалки (4).

В аэробных (N1, N2, N3) зонах аэротенка установлены дисковые аэраторы (5) с подвижной мембраной.

Вышеописанная установка может быть использована для осуществления способа биологической очистки, включающего нижеследующие этапы.

Первым этапом является подача сточной воды на вход анаэробной (AN) зоны, а также во вторую аноксидную (D2) и дополнительную третью аноксидную (D3) зоны посредством устройства (1).

Поступившая сточная вода подвергается обработке аквтивным илом в последовательно расположенных анаэробной (AN), первой аноксидной(D1), первой аэробной (N1), второй аноксидной (D2), второй аэробной (N2), третьей аноксидной (D3) и третьей аэробной (N3) зонах с последующим отделением активного ила во вторичном отстойнике (3) и его рециркуляцией (возвратный ил подается в первую аноксидную (D1) зону).

Способ также предполагает аноксидный рецикл (6) (иловая смесь без N-NO₃^-), осуществляемый из первой аноксидной (D1) зоны в анаэробную (AN) зону посредством погружных осевых насосов.

На Фиг. 3 показана схема установки, предназначенной для биологической очистки сточных вод от органических веществ соединений азота и фосфора, согласно одному из вариантов выполнения изобретения.

Установка содержит устройство (1) для подачи сточной воды, аэротенк (2) вторичный отстойник (3), а также трубопроводы для рециркуляции иловой смеси.

В данном примерном варианте выполнения изобретения аэротенк (2) имеет прямоугольную форму, однако необходимо понимать, что форма аэротенка может быть любой, подходящей для конкретной установки биологической очистки.

Аэротенк (2) разделен поперечными перегородками на последовательно расположенные анаэробную (AN), первую аноксидную (D1), вторую аноксидную (D2), переходную аноксидно-аэробную зону (D/N), первую аэробную (N1), третью аноксидную (D3), вторую аэробную (N2) и деоксидную (DO) зоны.

Для перемешивания иловой смеси в анаэробной (AN), аноксидных (D1, D2, D3), переходной аноксидно-аэробной (D/N) и деоксидной (DO) зонах аэротенка установлены механические перемешивающие устройства, например, механические мешалки (4).

В аэробных (N1, N2) и переходной аноксидно-аэробной (D/N) зонах аэротенка установлены защищенные аэраторы, например дисковые аэраторы (5) с подвижной мембраной, которая смыкается при прекращении подачи воздуха, что позволяет избежать засорения пор.

Способ глубокой биологической очистки, реализуемый на вышеописанной установке, включает следующие основные этапы.

С помощью устройства (1) осуществляется рассредоточенная подача сточной воды, а именно одну часть потока сточной воды подают на вход анаэробной (AN) зоны, а другую часть подают на вход дополнительной третьей аноксидной (D3) зоны.

Далее поступившую сточную воду обрабатывают активным илом последовательно в анаэробной (AN), первой аноксидной (D1), второй аноксидной (D2), переходной аноксидно-аэробной (D/N), первой аэробной (N1), третьей аноксидной (D3), второй аэробной (N2) и деоксидной (DO) зонах, осуществляют отделение активного ила во вторичном отстойнике (3) и его рециркуляцию (возвратный ил подается в первую аноксидную (D1) зону).

С целью подачи иловой смеси без нитратов в анаэробную (AN) зону осуществляют внутреннюю рециркуляцию из первой аноксидной (D1) зоны в анаэробную (AN)зону (аноксидный рецикл (6)).

Кроме того, для рециркуляции нитратов и интенсификации биологической очистки описанный способ предполагает внутренний нитратный рецикл (7), осуществляемый из деоксидной (DO) зоны во вторую аноксидную (D2) зону.

Внутреннюю рециркуляцию иловой смеси осуществляют погружными осевыми насосами или эрлифтом.

На Фиг. 4 показана схема установки, предназначенной для биологической очистки сточных вод от органических веществ соединений азота и фосфора, согласно одному из вариантов выполнения изобретения.

Установка содержит устройство (1) для подачи сточной воды, аэротенк (2) вторичный отстойник (3), а также трубопроводы для рециркуляции иловой смеси.

В данном примерном варианте выполнения изобретения аэротенк (2) имеет прямоугольную форму, однако необходимо понимать, что форма аэротенка может быть любой, подходящей для конкретной установки биологической очистки.

Аэротенк (2) разделен поперечными перегородками на последовательно расположенные анаэробную (AN), первую аноксидную (D1), вторую аноксидную (D2), первую переходную аноксидно-аэробную зону (D/N1), первую аэробную (N1), третью аноксидную (D3), вторую переходную аноксидно-аэробную зону (D/N2), вторую аэробную (N2) и деоксидную (DO) зоны.

Для перемешивания иловой смеси в анаэробной (AN), аноксидных (D1, D2, D3), переходных аноксидно-аэробных (D/N) и деоксидной (DO) зонах аэротенка установлены перемешивающие устройства, например, механические мешалки (4).

В аэробных (N1, N2) и переходных аноксидно-аэробных (D/N) зонах аэротенка установлены защищенные аэраторы, например дисковые аэраторы (5) с подвижной мембраной, которая смыкается при прекращении подачи воздуха, что позволяет избежать засорения пор.

Способ глубокой биологической очистки, реализуемый на вышеописанной установке, включает следующие основные этапы.

С помощью устройства (1) осуществляется рассредоточенная подача сточной воды, а именно одну часть потока сточной воды подают на вход анаэробной (AN) зоны, а другую часть подают на вход дополнительной третьей аноксидной (D3) зоны.

Далее поступившую сточную воду обрабатывают активным илом последовательно в анаэробной (AN), первой аноксидной (D1), второй аноксидной (D2), первой переходной аноксидно-аэробной (D/N1), первой аэробной (N1), третьей аноксидной (D3), второй переходной аноксидно-аэробной (D/N2), второй аэробной (N2) и деоксидной (DO) зонах, осуществляют отделение активного ила во вторичном отстойнике (3) и его рециркуляцию (возвратный ил подается в первую аноксидную (D1) зону).

С целью подачи иловой смеси без нитратов в анаэробную (AN) зону осуществляют внутреннюю рециркуляцию из первой аноксидной (D1) зоны в анаэробную (AN)зону (аноксидный рецикл (6)).

Кроме того, для рециркуляции нитратов и интенсификации биологической очистки описанный способ предполагает внутренний нитратный рецикл (7), осуществляемый из деоксидной (DO) зоны во вторую аноксидную (D2) зону.

Внутреннюю рециркуляцию иловой смеси осуществляют погружными осевыми насосами или эрлифтом.

Группа изобретений может быть использована для биологической очистки сточных вод от органических веществ, соединений азота и фосфора в системе аэротенк-вторичный отстойник. Способ включает подачу сточных вод в аэротенк коридорного типа и обработку активным илом в образованных по всей длине аэротенка зонах - по меньшей мере, одной анаэробной (AN), двух аноксидных (D1, D2) и двух аэробных (N1, N2) зонах. Кроме того, проводят рассредоточенную подачу сточных вод в анаэробную (AN), аноксидные (D1, D2) зоны и обработку воды в дополнительной третьей аноксидной зоне (D3), расположенной между аэробными зонами аэротенка (N1, N2). Способ включает также внутренний аноксидный рецикл из первой аноксидной (D1) или второй аноксидной (D2) зоны в анаэробную (AN) зону, отделение активного ила во вторичном отстойнике и его рециркуляцию в первую аноксидную (D1) зону. Установка для осуществления способа включает устройство для подачи сточной воды (1), аэротенк (2), вторичный отстойник (3), механические перемешивающие устройства (4) и аэраторы (5). Аэротенк разделен поперечными перегородками на, по меньшей мере, одну анаэробную (AN), две аноксидные (D1,D2), две аэробные (N1,N2) зоны, и содержит дополнительную третью аноксидную (D3) зону, расположенную между аэробными зонами (N1,N2). Изобретения обеспечивают повышение эффективности и надежности биологической очистки сточных вод. 2 н. и 28 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ биологической очистки сточных вод от органических веществ, соединений азота и фосфора, включающий подачу сточной воды в аэротенк коридорного типа и обработку воды активным илом в образованных по всей длине аэротенка по меньшей мере, одной анаэробной (AN), двух аноксидных (D1, D2) и двух аэробных зонах, внутренний аноксидный рецикл из первой аноксидной (D1) или второй аноксидной (D2) зоны в анаэробную (AN) зону, отделение активного ила во вторичном отстойнике и его рециркуляцию в первую аноксидную (D1) зону,

отличающийся тем, что предполагает рассредоточенную подачу сточной воды в анаэробную (AN) и одну или несколько аноксидных зон и обработку воды активным илом в дополнительной третьей аноксидной (D3) зоне, расположенной между аэробными зонами аэротенка.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сточную воду подают на вход анаэробной и дополнительной третьей аноксидной (D3) зон аэротенка.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку воды осуществляют в последовательно расположенных анаэробной (AN), первой аноксидной (D1), второй аноксидной (D2), первой аэробной (N1), третьей аноксидной (D3), второй аэробной (N2) и деоксидной (DO) зонах аэротенка и предполагает внутренний нитратный рецикл из деоксидной (DO) в третью аноксидную (D3) зону.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку воды осуществляют в последовательно расположенных анаэробной (AN), первой аноксидной (D1), второй аноксидной (D2), первой аэробной (N1), третьей аноксидной (D3), второй аэробной (N2) и деоксидной (DO) зонах аэротенка и предполагает внутренний нитратный рецикл из деоксидной (DO) в первую аноксидную (D1) зону.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку воды осуществляют в последовательно расположенных анаэробной (AN), первой аноксидной (D1), второй аноксидной (D2), первой аэробной (N1), третьей аноксидной (D3), второй аэробной (N2) и деоксидной (DO) зонах аэротенка и предполагает внутренний нитратный рецикл из деоксидной (DO) во вторую аноксидную (D2) зону.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку воды осуществляют в последовательно расположенных анаэробной (AN), первой аноксидной (D1), второй аноксидной (D2), первой аэробной (N1), третьей аноксидной (D3), второй аэробной (N2) зонах аэротенка и предполагает внутренний нитратный рецикл из второй аэробной (N2) в первую аэробную (N1) зону.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку воды осуществляют в последовательно расположенных анаэробной (AN), первой аноксидной (D1), второй аноксидной (D2), первой аэробной (N1), третьей аноксидной (D3), второй аэробной (N2) зонах аэротенка и предполагает внутренний нитратный рецикл из второй аэробной (N2) в первую аноксидную (D1) зону.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку воды осуществляют в последовательно расположенных анаэробной (AN), первой аноксидной (D1), второй аноксидной (D2), первой аэробной (N1), третьей аноксидной (D3), второй аэробной (N2) зонах аэротенка и предполагает внутренний нитратный рецикл из второй аэробной (N2) во вторую аноксидную (D2) зону.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку воды осуществляют в последовательно расположенных анаэробной (AN), первой аноксидной (D1), второй аноксидной (D2), первой аэробной (N1), третьей аноксидной (D3), второй аэробной (N2) зонах аэротенка и предполагает внутренний нитратный рецикл из первой аэробной (N1) во вторую аноксидную (D2) зону.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку воды осуществляют в последовательно расположенных анаэробной (AN), первой аноксидной (D1), второй аноксидной (D2), первой аэробной (N1), третьей аноксидной (D3), второй аэробной (N2) зонах аэротенка и предполагает внутренний нитратный рецикл из второй аэробной (N2) в третью аноксидную (D3) зону.

11. Способ по любому из пп. 3-10, отличающийся тем, что осуществляют дополнительную обработку воды в переходной аэробно-аноксидной (N/D) зоне, расположенной между первой аэробной (N1) и второй аноксидной (D2) зонами и/или переходной аноксидно-аэробной (D/N) зоне, расположенной между третьей аноксидной (D3) и второй аэробной (N2) зонами аэротенка, причем переходная зона снабжена механическими перемешивающими устройствами и защищенными аэраторами.

12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку воды осуществляют в последовательно расположенных анаэробной (AN), первой аноксидной (D1), первой аэробной (N1), второй аноксидной (D2), второй аэробной (N2), третьей аноксидной (D3) и третьей аэробной (N3) зонах аэротенка.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что предполагает внутренний нитратный рецикл из третьей аэробной (N3) зоны во вторую аэробную (N2) зону аэротенка.

14. Способ по п. 12, отличающийся тем, что предполагает внутренний нитратный рецикл из третьей аэробной (N3) зоны в первую аэробную (N1) зону аэротенка.

15. Способ по п. 12, отличающийся тем, что предполагает внутренний нитратный рецикл из второй аэробной (N2) зоны во вторую аноксидную (D2) зону аэротенка.

16. Способ по п. 12, отличающийся тем, что предполагает внутренний нитратный рецикл из третьей аэробной (N3) зоны во вторую аноксидную (D2) зону аэротенка.

17. Способ по п. 12, отличающийся тем, что предполагает внутренний нитратный рецикл из третьей аэробной (N3) зоны в первую аноксидную зону (D1) зону аэротенка.

18. Способ по п. 12, отличающийся тем, что предполагает внутренний нитратный рецикл из второй аэробной зоны (N2) в первую аэробную зону (N1).

19. Способ по п. 12, отличающийся тем, что предполагает внутренний нитратный рецикл из второй аэробной зоны (N2) в первую аноксидную зону (D1).

20. Способ по п. 12, отличающийся тем, что предполагает внутренний нитратный рецикл из первой аэробной зоны (N1) в первую аноксидную зону (D1).

21. Способ по п. 12, отличающийся тем, что предполагает внутренний нитратный рецикл из третьей аноксидной зоны (D3) в первую аноксидную зону (D1).

22. Способ по п. 12, отличающийся тем, что предполагает внутренний нитратный рецикл из третьей аноксидной зоны (D3) во вторую аноксидную зону (D2).

23. Способ по п. 12, отличающийся тем, что предполагает дополнительную обработку воды в переходной аноксидно-аэробной (D/N) зоне, расположенной между второй аноксидной (D2) и второй аэробной (N2) зонами аэротенка, и/или переходной аэробно-аноксидной (N/D) зоне, расположенной между первой аэробной (N1) и второй аноксидной (D2) зонами аэротенка, и/или переходной аэробно-аноксидной (N/D) зоне, расположенной между третьей аноксидной (D3) и третьей аэробной (N3) зонами, причем переходная зона снабжена механическими перемешивающими устройствами и защищенными аэраторами.

24. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в анаэробной и аноксидных зонах осуществляют механическое перемешивание или низкоинтенсивную крупнопузырчатую или низкоинтенсивную среднепузырчатую аэрацию.

25. Установка для осуществления способа по любому из пп. 1-24, которая содержит устройство для подачи сточной воды, аэротенк, разделенный поперечными перегородками на по меньшей мере, одну анаэробную (AN), две аноксидных (D1, D2) и две аэробные зоны, а также включающий механические перемешивающие устройства и аэраторы и вторичный отстойник, отличающаяся тем, что аэротенк содержит дополнительную третьего аноксидную (D3) зону, расположенную между аэробными зонами аэротенка, а устройство для подачи воды выполнено с возможностью осуществлять рассредоточенную подачу сточной воды в анаэробную (AN) и одну или несколько аноксидных зон.

26. Установка по п. 25, отличающаяся тем, что аэротенк разделен на последовательно расположенные анаэробную (AN), первую аноксидную (D1), вторую аноксидную (D2), первую аэробную (N1), третью аноксидную (D3), вторую аэробную (N2) и деоксидную (DO) зоны.

27. Установка по п. 25, отличающаяся тем, что аэротенк разделен на в последовательно расположенные анаэробную (AN), первую аноксидную (D1), вторую аноксидную (D2), первую аэробную (N1), третью аноксидную (D3), вторую аэробную (N2) зоны.

28. Установка по п. 25, отличающаяся тем, что аэротенк разделен на последовательно расположенные анаэробную (AN), первую аноксидную (D1), первую аэробную (N1), вторую аноксидную (D2), вторую аэробную (N2), третью аноксидную (D3) и третью аэробную (N3) зоны.

29. Установка по любому из пп. 24-28, отличающаяся тем, что аэротенк дополнительно содержит переходную аэробно-аноксидную (N/D) зону, расположенную между первой аэробной (N1) и второй аноксидной (D2) зонами, и/или переходную аноксидно-аэробную (D/N) зону, расположенную между третьей аноксидной (D3) и второй аэробной (N2) зонами, причем переходная зона снабжена механическими перемешивающими устройствами и защищенными аэраторами.

30. Установка по п. 25, отличающаяся тем, что в анаэробной и аноксидных зонах осуществляют механическое перемешивание или низкоинтенсивную крупнопузырчатую или низкоинтенсивную среднепузырчатую аэрацию.