Патент на изобретение №2323891

(54) УСТАНОВКА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД

(57) Реферат:

Изобретение относится к устройствам биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод и может быть использовано в коммуникационном хозяйстве малых населенных пунктов. Установка содержит последовательно расположенные по направлению движения обрабатываемой воды накопитель-усреднитель, песколовку, два блока биологической очистки, третичный отстойник и систему технологических трубопроводов. Каждый из блоков биологической очистки содержит двухсекционный погружной барабанный биофильтр с плоскостной загрузкой и вторичный отстойник. Биофильтр выполнен в виде двухсекционного погружного барабанного биофильтра, в котором секции разделены сплошной перегородкой, при этом каждая секция имеет по 4 загрузочных секторных камеры. Вторичный отстойник выполнен из открытой емкости, включающей 2-4 поперечных кассетных фильтров с закрепленной загрузкой из фракционированного цеолита клиноптилолитового состава и камер отстаивания. Кассетные фильтры установлены в открытой емкости с возможностью регулирования по высоте или полного удаления их из емкости. Количество вторичных отстойников в каждом блоке составляет 1-3. Технический результат – быстрое наращивание биомассы микроорганизмов и наиболее полное использование загрузки для размещения микроорганизмов. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Техническое решение относится к устройствам биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод и может быть использовано в коммуникационном хозяйстве малых населенных пунктов.

Из уровня техники известна установка для очистки сточных вод и обработки осадка. Установка содержит трубопровод ввода сточной воды, приемную камеру со встроенной решеткой-ситом, соединенную анаэробным отстойником-биореактором с сетчатой загрузкой, и многокамерную емкость с полупогружными вращающимися биофильтрами с загрузкой в виде сетчатых или комбинации плоскостных и сетчатых элементов с уменьшающимся размером ячеек по ходу движения воды и вторичный отстойник с тонкослойными модулями и трубопроводом отвода осадка с загрузкой. Кроме того, установка может быть снабжена проточным электролизером и барабанным устройством сгущения осадка (RU, патент 1834860, C02F 3/06).

Недостатком данной установки является неполная очистка воды.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является установка двухступенчатой очистки сточных вод, включающая последовательно расположенные по направлению движения обрабатываемой воды песколовку, два блока биологической очистки, третичный отстойник и систему технологических трубопроводов прохождения обрабатываемой воды. Первый блок биологической очистки выполнен из биофильтра с пластиковой загрузкой и вторичного отстойника, а второй блок из аэротенка (С.В.Яковлев, Ю.В.Воронов. Водоотведение и очистка сточных вод. М.: Издательство Ассоциации строительных ВУЗов, 2002, с.316).

Недостатком данной установки является сложность установки, обусловленная необходимостью дополнительного насосного и воздуходувного оборудования для аэротенка. Кроме того, аэротенк не позволяет быстро и в достаточном количестве наращивать биомассу микроорганизмов, являющуюся основным показателем эффективной работы установки.

Техническим результатом данного технического решения является быстрое наращивание биомассы микроорганизмов и наиболее полное использование загрузки для размещения микроорганизмов, а также простота конструктивного исполнения установки и ее технологического обслуживания.

Технический результат достигается тем, что установка биологической очистки бытовых сточных вод включает последовательно расположенные по направлению движения обрабатываемой воды песколовку, два блока биологической очистки, третичный отстойник и систему технологических трубопроводов; первый блок биологической очистки выполнен из биофильтра с плоскостной загрузкой и вторичного отстойника, при этом установка дополнительно содержит накопитель-усреднитель, установленный перед песколовкой, второй блок выполнен аналогично первому, а вторичный отстойник выполнен из открытой емкости, включающей 2-4 поперечных кассетных фильтра с закрепленной загрузкой из фракционированного цеолита клиноптилолитового состава и камер отстаивания.

Кроме того, биофильтр выполнен в виде двухсекционного погружного барабанного биофильтра, при этом секции барабана биофильтра разделены сплошной перегородкой, а каждая секция имеет по 4 загрузочных секторных камеры.

Кроме того, кассетные фильтры установлены в открытой емкости с возможностью регулирования по высоте или полного удаления их из емкости.

Кроме того, дно открытой емкости выполнено горизонтальным, а сама емкость имеет один выпускной патрубок.

Кроме того, нижняя часть камер отстаивания открытой емкости выполнена пирамидальной или конусообразной формы с патрубками для подачи воздуха в камеру и количеством выпускных патрубков, равным количеству камер отстаивания.

Кроме того, количество вторичных отстойников в каждом блоке составляет 1-3.

Введение во вторичные отстойники пористых стационарных наполнителей в виде кассетных фильтров из фракционированного цеолита клиноптилолитового состава позволяет значительно увеличить объем биомассы микроорганизмов, поскольку указанная цеолитовая загрузка с большой внутренней пористостью является высокоэффективной средой для прикрепления и развития колоний микроорганизмов. Увеличению биомассы микроорганизмов способствует и конструкция двухсекционного барабана погружного биофильтра со сплошной перегородкой, увеличивающей путь прохождения сточных вод через систему барабан-погружной резервуар. Эффективность работы установки при очистке сильно загрязненных сточных вод обеспечивает и выполнение вторичных отстойников с возможностью подачи воздуха в камеры отстаивания, так как при этом наиболее полно используется загрузка для размещения микроорганизмов, а возможность регулировки поперечных кассетных фильтров по высоте для перетекания сточных вод и выполнение вторичного отстойника с функцией аэротенка значительно упрощает конструкцию установки и ее технологическое обслуживание.

На фиг.1 дана технологическая схема установки.

На фиг.2 – барабан двухсекционного погружного барабанного биофильтра.

На фиг.3 – вид сбоку на фиг.2.

На фиг.4 – вторичный отстойник с горизонтальным дном.

На фиг.5 – вторичный отстойник с нижней частью емкости с конусообразной или трапецеидальной формой.

Установка содержит систему технологических трубопроводов 1 и последовательно расположенные по направлению движения обрабатываемой воды: накопитель-усреднитель 2, погружной насос 3, тангенциальную песколовку 4, два блока биологической очистки, каждый из которых содержит двухсекционный погружной барабанный биофильтр 5, с плоскостной жесткой засыпной загрузкой, два вторичных отстойника 6 и третичный отстойник 7. Накопитель-усреднитель – это приямок 3,5×3,5 м с глубиной 2,5 м и с бетонированными стенами. Объем заполнения 30-32 м³.

Барабан 8 биофильтра 5, размещенный в резервуаре 9, разделен сплошной поперечной перегородкой 10 на две секции 11, каждая из которых разделена сетчатыми перегородками 12 на 4 загрузочных секторных камеры 13, внутри которых размещена загрузка 14 (фиг.2, 3). В качестве загрузки могут быть использованы керамические, пластмассовые, металлические и рудные цеолитовые засыпные материалы. Барабанный биофильтр 5 соединен, например, с двумя вторичными горизонтальными отстойниками 6, выполненными из Ст.3 в виде открытых емкостей 15, оборудованными, например, 3-мя поперечными кассетными фильтрами 16 с загрузкой 17 из фракционированного цеолита клиноптилолитового состава с размерами гравия 10-30 мм. Стенки и боковины кассетных фильтров 16 выполнены из сетки, а дно и боковины из Ст.3. Емкость 15 разделена поперечными кассетными фильтрами 16 на камеры отстаивания 18. При этом емкость 15 может быть выполнена с горизонтальным дном и с одним выпускным патрубком 19 с запорной арматурой 20 для выпуска биологической пленки и ила для менее загрязненных сточных вод (фиг.4). Нижняя часть емкости 15 может быть выполнена пирамидальной или конусообразной формы с патрубками 21 для подачи воздуха в емкость 15 и количеством выпускных патрубков 19, равным количеству камер отстаивания 18 для более загрязненных вод (фиг.5). Каждый из вторичных отстойников 6 через систему трубопроводов 1 для отработанной биопленки и ила соединен с третичным отстойником 7.

Установка работает следующим образом.

Сточные воды по трубопроводу 1 периодически поступают в накопитель-усреднитель 2, из которого погружным насосом 3 с постоянной скоростью подаются на тангенциальную песколовку 4, где при сравнительно невысоких скоростях движения происходит осаждение тяжелых механических примесей (песка) и всплывание пузырьков воздуха, которые флотируют мелкие органические вещества и поддерживают их во взвешенном состоянии. Далее сточные воды поступают на двухсекционный погружной барабанный биофильтр 5, вращающийся со скоростью 1-5 об/мин, первого блока биологической очистки. Степень погружения в резервуары 9 барабанных биофильтров 6 в обрабатываемую сточную воду составляет 0,35-0,45 диаметра барабана. На поверхности плоскостной загрузки 14, например, пластика закрепляются и развиваются колонии микроорганизмов, образующих биопленку. При прохождении части барабана в жидкой фазе осуществляется процесс сорбции на биопленке нерастворенных коллоидных и растворенных органических загрязнений, содержащихся в обрабатываемой сточной воде. При повороте барабана биопленка оказывается на воздухе, где происходит интенсивное поглощение кислорода и окисление сорбированных загрязнений. За счет вращения барабана осуществляется также аэрация обрабатываемой сточной воды. Путь сточных вод при движении их в двухсекционном барабане 8 при обходе сплошной перегородки 10 между секциями 11 увеличивается и способствует увеличению биомассы микроорганизмов. Часть биопленки, включая отработавшую, отрывается от поверхности пластика и, находясь в обрабатываемой сточной воде во взвешенном состоянии аналогично хлопьям активного ила, удаляется из барабанного биофильтра 6 и резервуара 9 и попадает самотеком в первый вторичный отстойник с поперечными кассетными фильтрами 16, установленными в открытой емкости 15 с камерами отстаивания 18. Загрузка 17 кассетных фильтров 16 в виде фракционированного цеолита клиноптилолитового состава благодаря большой внутренней пористости и высокой сорбционной способности задерживает в значительной степени взвешенные вещества, включая отработанную биопленку, и способствует прочному закреплению формирующихся в обрабатываемой воде нитчатых микрооганизмов, что дополнительно очищает сточное воды. В случае сильно загрязненных сточных вод во вторичных отстойниках 6 используют открытые емкости 15 с нижней частью емкости пирамидальной или конусообразной формы с патрубками 21 для подачи воздуха в камеры отстаивания 18, где сточные воды подвергаются аэрации. После обработки сточных вод во вторичных отстойниках 6 первого блока биологической очистки сточные воды поступают на биофильтр 5 и вторичные остстойники 6 второго блока биологической очистки, где сточная вода проходит дополнительную очистку. Отработанная биопленка и ил первого и второго блоков биологической очистки через выпускные патрубки 19 вторичных отстойников 6 по трубопроводу 1 поступают в третичный отстойник 7, где проходят окончательную очистку, отвечающую требованиям ПДК (ПДС) на сброс очищенных хозяйственно-бытовых сточных вод.

Формула изобретения

1. Установка биологической очистки бытовых сточных вод, включающая последовательно расположенные по направлению движения обрабатываемой воды песколовку, два блока биологической очистки, третичный отстойник и систему технологических трубопроводов, при этом первый блок биологической очистки выполнен из биофильтра с плоскостной загрузкой и вторичного отстойника, отличающаяся тем, что установка дополнительно содержит накопитель-усреднитель, установленный перед песколовкой, второй блок выполнен аналогично первому, а вторичный отстойник выполнен из открытой емкости, включающей 2-4 поперечных кассетных фильтра с закрепленной загрузкой из фракционированного цеолита клиноптилолитового состава, и камер отстаивания.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что биофильтр выполнен в виде двухсекционного погружного барабанного биофильтра, при этом секции барабана биофильтра разделены сплошной перегородкой, а каждая секция имеет по 4 загрузочные секторные камеры.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что кассетные фильтры установлены в открытой емкости с возможностью регулирования по высоте или полного удаления их из емкости.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что дно открытой емкости выполнено горизонтальным, а сама емкость имеет один выпускной патрубок.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что нижняя часть камер отстаивания открытой емкости выполнена пирамидальной или конусообразной формы с патрубками для подачи воздуха в камеру и выпускными патрубками.

6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что количество вторичных отстойников в каждом блоке составляет 1-3.

РИСУНКИ