Патент на изобретение №2181703
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) КОМПЛЕКС СООРУЖЕНИЙ ДЛЯ ОЧИСТКИ ХОЗБЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД
(57) Реферат: Изобретение относится к очистке сточных вод и предназначено для механической и биологической очистки сточных вод с доочисткой фильтрованием и может быть использовано при очистке как небольших расходов сточных вод с невысокой степенью загрязнений, так и для очистки сточных вод развивающихся объектов с нарастающим расходом и степенью загрязненности сточных вод. Комплекс сооружений для очистки хозбытовых сточных вод включает последовательно установленные по ходу потока решетку, песколовку, отстойник-усреднитель, блок аэротенков и биологические пруды. Пруды выполнены в виде многосекционного биопруда. При этом комплекс дополнительно содержит подземный биосорбционный фильтр. Тело биосорбционного фильтра заполнено смесью инертного крупнодисперсного материала на 50%, например гравием: 30% фракции 1-5 мм, 50% – 5-15 мм; 20% – 15-25 мм, биосубстратом на основе отходов коры, например отходы окорки древесины хвойных пород крупностью 10-100 мм – 70%, опил – 20%; избыточный активный ил – 10%. Фильтр содержит перфорированные трубы, установленные ниже уровня промерзания. Поверхность биосорбционного фильтра засажена ивами Salix alba. Берега многосекционного биопруда засажены рогозом, тростником, а в сам пруд высажены водяной гиацинт (эйхорния), причем между секциями биопруда установлены фильтрующие дамбы, а в первую секцию биопруда установлен плавающий аэратор. Фильтрующие дамбы имеют не фильтрующее основание, сооружаемое из гидроизолирующего грунта, например глины, на расстоянии 0,75 нормального подпорного уровня и фильтрующего гребня, выполненного из инертных крупнодисперсных материалов, например гравия. Технический результат – повышение степени очистки сточных вод за счет доочистки вод на выходе биокомплекса, обеспечение качественной стабильной очистки сточных вод в условиях динамического изменения расхода и степени загрязнения вод в период застройки развивающихся объектов. 3 з.п. ф-лы, 2 ил. Изобретение относится к очистке сточных вод, предназначено для механической и биологической очистки сточных вод с доочисткой фильтрованием и может быть использовано при очистке как небольших расходов сточных вод с невысокой степенью загрязнений, так и для очистки сточных вод развивающихся объектов с нарастающим расходом и степенью загрязненности сточных вод. При строительстве жилых и промышленных объектов действующее в стране законодательство предусматривает опережающий ввод в эксплуатацию полного комплекса биологических очистных сооружений сточных вод уже на начальном этапе ввода жилой застройки, когда для их эффективной работы недостаточны расходы сточных вод и содержание в них биологически очищаемых загрязняющих веществ. Общепринятые классические схемы очистки сточных вод включают в себя различные комбинации механических и биологических очистных устройств, например для населенных пунктов: решетка – песколовка – 2-х ярусный отстойник – аэротенк – вторичный отстойник – обеззараживание; для небольших объектов: решетка – песколовка – отстойник-накопитель – биопруд. Известна схема очистки сточных вод, включающая механическую очистку, биологическую очистку и доочистку фильтрованием. Технологическая схема включает следующее оборудование: решетки, песколовку, первичный отстойник, аэротенк, вторичный отстойник, регенератор активного ила, сетчатый барабанный фильтр, фильтр с зернистой загрузкой, установку для хлорирования, контактный резервуар, резервуар сброса промывных вод, резервуар накопитель промывной воды и песковые площадки (см. А.М.Кагановский, Н.А.Клименко и др. Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении, М.: Химия, 1983, с.238). Недостатком данного комплекса сооружений является то, что очищенные воды не могут использоваться для подпитки полностью замкнутых (бес продувочных) циклов оборотного водоснабжения, т.к. из сточной воды нельзя удалить коллоидные и тем более растворенные загрязнения. Основными недостатками для вновь строящихся объектов общепринятых схем очистных сооружений на основе аэротенков различных модификаций являются: – неадаптируемость к изменяющимся условиям, невозможность изменения выполняемых функций; – сложность реконструкции в случае прироста расхода и нарастания степени загрязненности сточных вод, требующих изменения набора очистных сооружений, их мощности и функций отдельных элементов. В ряде случаев перспектива строящегося объекта пересматривается, при этом построенные очистные сооружения, как правило, перестают соответствовать измененным параметрам и требуют коренной реконструкции. Как показала практика эксплуатации указанных выше сооружений, запроектированных для сельских населенных пунктов, имеющих длительные сроки строительства, нормативная очистка сточных вод, особенно в начальный период, не обеспечивается. Это связано с тем, что в начале застройки населенного пункта на очистные сооружения поступает незначительное количество сточных вод с минимальной степенью загрязнения, которое не обеспечивает нормальный режим работы биологических очистных сооружений, в частности аэротенков. При этом образовавшийся активный ил минерализуется и не происходит его прирост до требуемых объемов. Таким образом, биологическая очистка в аэротенках не происходит, на сооружения доочистки поступают недостаточно очищенные сточные воды, что ведет к нарушению процесса очистки сточных вод. Таким образом, при длительном сроке развития объектов нормативный уровень очистки сточных вод в эти, начальные, периоды практически не достигается, очистные сооружения работают неэффективно, обслуживание их ведется неудовлетворительно, оборудование выходит из строя, конструкции приходят в негодность и очистные сооружения через несколько лет нуждаются в капитальном ремонте. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому техническому решению является схема обработки сточных вод с помощью комплекса устройств, описанная в книге Б.О. Ботук. Очистка бытовых сточных вод, М.: Минкомхоз РСФСР, 1949, с.39. Эта схема содержит последовательно установленные по ходу потока решетку, песколовку, отстойник-усреднитель, блок аэротенков и биологические пруды. Недостатком устройства прототипа является то, что очищенные воды не могут использоваться для подпитки полностью замкнутых (без продувочных) циклов оборотного водоснабжения, т.к. из сточной воды нельзя удалить коллоидные и тем более растворенные загрязнения. Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, состоит в создании комплекса сооружений, позволяющего повысить степень очистки сточных вод за счет доочистки вод на выходе биокомплекса, обеспечить качественную стабильную очистку сточных вод в условиях динамического изменения расхода и степени загрязнения вод в период застройки развивающихся объектов. Поставленная задача достигается с помощью признаков, указанных в 1-м пункте формулы изобретения, общих с прототипом, таких как: комплекс сооружений для очистки хозбытовых сточных вод, содержащий последовательно установленные по ходу потока решетку, песколовку, отстойник-усреднитель, блок аэротенков и биологические пруды, и отличительных, существенных признаков, таких как: пруды выполнены в виде многосекционного биопруда, при этом комплекс дополнительно содержит подземный биосорбционный фильтр, тело которого заполнено смесью инертного крупнодисперсного материала на 50%, например гравием: 30% фракции 1-5 мм; 50% – 5-15 мм; 20% – 15-25 мм, биосубстратом на основе отходов коры, например, отходы окорки древесины хвойных пород крупностью 10-100 мм – 70%; опил – 20%; избыточный активный ил – 10%, причем фильтр содержит перфорированные трубы, установленные ниже уровня промерзания. Это позволяет обеспечить качественную стабильную очистку сточных вод в условиях динамического изменения расхода и степени загрязнения вод в период застройки развивающихся объектов. В п. 2 формулы указана особенность размещения растительности биосорбционного фильтра, а именно: поверхность биосорбционного фильтра засажена ивами Salix alba. Особенности выполнения биопруда отражены в п.3, формулы, а именно: берега многосекционного биопруда засажены рогозом, тростником, а в сам пруд высажены водяной гиацинт (эйхорния), причем между секциями биопруда установлены фильтрующие дамбы, а в первую секцию биопруда установлен плавающий аэратор. Конструктивное выполнение фильтрующих дамб нашло отражение в п.4 формулы, а именно фильтрующие дамбы имеют нефильтрующее основание, сооружаемое из гидроизолирующего грунта, например глины, на расстоянии 0,75 от нормального подпорного уровня и фильтрующего гребня, выполненного из инертных крупнодисперсных материалов, например гравия. Преимуществами заявляемого комплекса с вышеперечисленными признаками очистки хозбытовых сточных вод для развивающихся объектов с нарастающим расходом и степенью загрязнения являются: – обеспечение качественной и стабильной очистки сточных вод в условиях динамичного изменения их расхода и степени загрязнения в начальный и промежуточный периоды застройки развивающегося объекта; – низкие капитальные и эксплуатационные затраты на первых этапах очистки сточных вод (сокращаются затраты на строительство и эксплуатацию очистных сооружений); – возможность изменения конечной мощности очистных сооружений объекта при изменении перспективы его застройки. Изобретение иллюстрируется следующими чертежами: на фиг.1. представлена схема предлагаемого комплекса; на фиг. 2 приведена схема фильтрующей дамбы. На начальном этапе застройки объекта, когда минимальны объемы и степень загрязнения хозбытовых сточных вод, механическая очистка с дополнительным обеззараживанием будет достаточной – I этап ввода очистных сооружений. Хозбытовые сточные воды с целью извлечения грубодисперсных и среднедисперсных загрязнений очищаются на решетке 1, песколовке 2 и далее поступают в пруд-отстойник-усреднитель 3, где происходит дальнейшая очистка, а затем подаются на блок обеззараживания 4. По мере возрастания расхода и степени загрязнения хозбытовых сточных вод, когда механической очистки становится недостаточно для обеспечения нормативного уровня, добавляют односекционный биопруд 5, в котором очистка происходит за счет протекающих анаэробных и аэробных процессов. Пруд-отстойник-усреднитель 3 при этом выполняет также функции накопителя – этап II. При дальнейшем развитии объекта при возрастании расходов и степени загрязнения хозбытовых сточных вод возникает необходимость интенсификации процесса очистки. С этой целью добавляют секции биопруда, между секциями пруда возводятся фильтрующие дамбы 6, состоящие из 2 частей: нефильтрующего основания 7, сооружаемого из гидроизолирующего грунта (например, глины) на 0,75 нормального подпорного уровня и фильтрующего гребня 8, выполненного из крупнодисперсных инертных материалов (например, гравий) (фиг.2). В 1-ю секцию (фиг.1) вводится искусственная аэрация 9, например, в виде плавающего аэратора – этап III. Возможно использование аэраторов ПМ 22-09 или ПМ 55-1,03, разработанных Ленхиммашем и выпускаемых Маршанским заводом химического машиностроения. При дальнейшем возрастании расхода и степени загрязнения хозбытовых сточных вод, достаточного для обеспечения нормального режима работы аэротенков, после пруда-отстойника-усреднителя-накопителя 3 перед многосекционным биопрудом вводится блок аэротенков 10. Используются аэротенки согласно СНИП 2.04.03-85; Типовые проектные решения Центрального института типового проектирования 902-03-16. Таким образом, хозбытовые сточные воды после пруда-отстойника-усреднителя-накопителя 3 поступают в аэротенки 10, а затем на доочистку в многосекционный биопруд 5 – IV этап ввода очистных сооружений. На V этапе с целью удаления специфических загрязнителей (например, к хозбытовым сточным водам добавились еще и сточные воды, содержащие масла и различные другие нефтепродукты) в биоценоз многосекционного биопруда вносят видовые изменения: – по берегам пруд засаживается рогозом, тростником 11; – в сам пруд высаживается водяной гиацинт (эйхорния) 12. Наконец, на заключительном этапе развития объекта, при максимальном объеме и степени загрязнения хозбытовых сточных вод, в качестве доочистки вводят в строй подземный биосорбционный фильтр 13, тело которого заполняется смесью инертного крупнодисперсного материала на 50% (например гравием: 30% фракции 1-5 мм; 50% – 5-15 мм; 20% – 15-25 мм) и на 50% биосубстратом на основе отходов коры (например, отходы окорки древесины хвойных пород крупностью 10-100 мм) – 70 %; опил – 20%; избыточный активный ил – 10%. С целью обеспечения круглогодичной работы сточные воды в биофильтр поступают по перфорированным трубам 15, расположенным ниже уровня промерзания. Поверхность засаживается ивами 14 (Salix alba) – VI этап. Элементы комплекса сооружений соединены между собой посредством трубопроводов (самотечных и напорных) 16. Комплекс сооружений (фиг.1) работает следующим образом. Сточная жидкость по трубопроводу 16 поступает на решетку 1, где очищается от грубодисперсных загрязнений, затем поступает по трубопроводу в песколовку 2, где очищается от среднедисперсных загрязнений. Здесь при сравнительно невысоких скоростях движения жидкости происходит осаждение тяжелых механических примесей (песка) и всплывание пузырьков воздуха, которые флотируют мелкие органические вещества и поддерживают их во взвешенном состоянии, за счет чего происходит улучшение качества осадка в песколовке 2. Далее сточные воды поступают посредством трубопровода в пруд-отстойник-усреднитель 3, где происходит дальнейшая очистка. При поступлении смеси в отстойную зону пруда 3 происходят одновременные процессы хлопьеобразования и осаждения взвешенных частиц и ила, причем весь избыточный ил выпадает в осадок. Затем осветленную сточную жидкость подают на блок обеззараживания 4 (используется на I этапе). Затем осветленные сточные воды после пруда-отстойника-усреднителя 3 поступают в аэротенки 10, представляющие собой конструктивно Типовой проект 902-03-16, и далее в многосекционный биопруд 6, в котором очистка происходит за счет протекающих анаэробных и аэробных процессов. В блоке 6 происходит очистка вод от органических и минеральных соединений, масел и нефтепродуктов; ее обеззараживание. При этом в биоценоз многосекционного пруда 6 вносят видовые изменения – используют при необходимости рогоз, тростник, водяной гиацинт (эйхорнию). Далее вода поступает в подземный биосорбционный фильтр 13, где происходит доочистка. Очищенная на этапах I-VI комплекса сточная вода используется в оборотном цикле или сбрасывается в открытый водоем. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 17.09.2002
Номер и год публикации бюллетеня: 16-2004
Извещение опубликовано: 10.06.2004
|
||||||||||||||||||||||||||
