Установка для биологической очистки бытовых и промышленных стоков

Авторы патента:

Полезная модель относится к биологической очистке сточных вод с использованием активного ила во взвешенном состоянии, в частности к установкам биологической очистки (УБО) и предназначена для очистки стоков жилых и промышленных зданий. УБО содержит корпус с уравнительной и активационной камерами, камеру-отстойник, узлы ввода и вывода сточной воды, датчики уровня, компрессоры насосы и аэраторы, согласно полезной модели, уравнительная камера выполнена в виде камеры грубой очистки сточной воды и распределительной камеры подключенной посредством переливных патрубков с электроклапанами к двум активационным камерам, при этом каждая активационная камера оборудована мешалкой, иловым насосом, датчиком уровня сточной воды и ила, насосом подачи очищенной сточной воды в приемную камеру с выпускным электроклапаном или насосом, причем каждая активационная камера подключена к соответствующей камере-отстойнику снабженной аварийным переливом в распределительную камеру, оборудованную переливом в аварийную камеру, которая оборудована насосом перекачки стоков в распределительную камеру, при этом установка дополнительно снабжена программируемым блоком управления электроклапанами и распределительным узлом, подключенным к двум системами аэрации, каждая из которых образована компрессором, мешалками аэраторами и насосами обеих активационных камер, причем программируемый блок управления, подключен к системам аэрации и электроклапанам с возможностью автоматического управления их включениями/выключениями в соответствии с заданной программой и возможностью изменения запрограммированного режима работы установки по сигналам датчиков уровня при изменениях интенсивности притока сточной воды, при этом корпус установки выполнен из листового полимерного материала. В вариантах выполнения, распределительная камера подключена к байпасной линии аварийного сброса стоков посредством электроклапана, в качестве полимерного материала использован полиэтилен, или винипласт, или другие подобные материалы.

Известна УБО, содержащая корпус с размешенными в нем аэротенком с цилиндрической шахтой, осветлителем, отделениями флотации и дегазации, водоподъемные трубы, пневматические аэраторы и воздухонагнетатели, см SU №1174385, М.кл. С02F 3/02, 1984 г.

Однако данная УБО недостаточна эффективна в работе и технически сложно в исполнении.

Известны УБО, содержащие камеры аэрации и отстойники с аэраторами, узлом ввода сточных вод, трубопроводами и насосами для перекачки ила и сточной воды из одной камеры в другую, а также отвода очищенной сточной воды, см RU №819069, М.кл. С02F 3/02, 1978 г. и №2057085, кл. С02F 3/02, 1994 г.

Однако, отсутствие в этих УБО камер приема и накопления сточных вод приводит к выходу их из строя при залповых сбросах большого количества сточных вод.

Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является УБО, содержащая корпус с уравнительной камерой, оборудованной патрубком ввода сточных вод, датчиками уровня и насосом перекачки свежей сточной воды в аэротенк, снабженный аэратором, насосом перекачки ила в уравнительную камеру и патрубком для отвода воды во вторичный отстойник, который оборудован насосом откачки ила в аэротенк и выпуском очищенной сточной воды, см, патент RU №2162062, М.кл. С02F 3/00, 1995 г.

Недостатком этой УБО является сравнительно высокие энергозатраты на очистку, что обусловлено необходимостью в постоянной перекачке сточной воды из аэротенка в уравнительную камеру для поддержания в уравнительной камере минимального уровня стоков при недостаточном поступлении в УБО сточных вод. Кроме того, из-за отсутствия предварительного отстойника, не решена проблема удаления грубых нечистот (туалетной бумаги и т.п.), при разложении которых создается источник неприятного запаха При этом, осажденный на дне уравнительной камеры ил не стабилизирован и относится к категории первичных илов, что по классификации отходов представляет собой отходы особенно опасные.

Технической задачей, решаемой заявленной полезной моделью, является снижение издержек при изготовлении и эксплуатации установки с обеспечением высокого качества очистки стоков и безопасности отходов, которые в виде стабилизированного ила могут использоваться в качестве ценного органического

удобрения Кроме того, полезная модель направлена на решение задачи по повышению стабильности очистки стоков, особенно в условиях их неравномерного притока.

Решение указанной задачи осуществлено за счет того, что УБО содержащая корпус с уравнительной и активационной камерами, камеру-отстойник, узлы ввода и вывода сточной воды, датчики уровня, компрессоры, насосы и аэраторы, согласно полезной модели, уравнительная камера выполнена в виде камеры грубой очистки сточной воды и распределительной камеры, подключенной посредством переливных патрубков с электроклапанами к двум активационным камерам, при этом каждая активационная камера оборудована мешалкой, иловым насосом, датчиком уровня сточной воды и ила, насосом подачи очищенной сточной воды в приемную камеру с выпускным электроклапаном или насосом, причем каждая активационная камера подключена к соответствующей камере-отстойнику, снабженной аварийным переливом в распределительную камеру, оборудованную переливом в аварийную камеру, которая оборудована насосом перекачки стоков в распределительную камеру, при этом установка дополнительно снабжена программируемым блоком управления электроклапанами и распределительным узлом, подключенным к двум системами аэрации, каждая из которых образована компрессором, мешалками, аэраторами и насосами обеих активационных камер, причем программируемый блок управления, подключен к системам аэрации и электроклапанам с возможностью автоматического управления их включениями/выключениями в соответствии с заданной программой и возможностью изменения запрограммированного режима работы установки по сигналам датчиков уровня при изменениях интенсивности притока сточной воды, при этом корпус установки выполнен из листового полимерного материала. В вариантах выполнения, распределительная камера подключена к байпасной линии аварийного сброса стоков посредством электроклапана, в качестве полимерного материала использован полиэтилен, или винипласт, или другие подобные материалы.

На чертежах изображен один из возможных вариантов конструктивного решения предложенной установки, где:

На фиг.1 показана блок схема предложенной установки; на фиг.2 - общий вид активационной камеры (продольный разрез).

Установка состоит из корпуса «К» с активационными камерами 1а и 1б, камерами-отстойниками для накопления ила, соответственно 2а и 2б; распределительной камеры 3; аварийных камер 4а и 4б, которые гидравлически сообщены между собой; ввода стоков 5; отводов очищенных стоков 6а и 6б, иловых насосов 7а и 7б; переливных патрубков с электроклапанами 8а и 8б, соответственно активационных камер 1а и 1б, аварийных переливов 9а и 9б, соответственно, камер-отстойников 2а и 2б, аварийного перелива 10 из распределительной камеры 5; насоса 11 аварийной камеры 4а; аварийного отвода 12 из распределительной

камеры 3; аварийного отвода 13 в байпасную линию, подключенную к установке, мешалок 13а и 13б, датчиков уровня стоков 14а и 14б; блока управления 15 с распределительным узлом, камеры предварительной очистки 16, аэраторов 17а и 17б; компрессоров 18а и 186; насосов для откачки очищенных стоков 19а и 19б в приемные камеры очищенных стоков, соответственно, 20а и 20б на выпуске из которых установлены насосы, соответственно, 21а и 21б или электороклапана 22а и 22б (в варианте с самотеком очищенных стоков) Таким образом, распределительная камера 3 подключена к двум аварийным камерам 4а и 4б параллельных очистных ступеней.

На фиг 2 показаны также, 23 - минимальный уровень стоков, 24 - максимальный уровень стоков, 25- рабочий уровень, 26 - уровень денитрификации, 27 - верхний уровень илового слоя.

УБО работает следующим образом.

Бытовые и промышленные сточные воды, представляющие собой обычные коммунальные стоки, по трубе 5 поступают в камеру предварительной очистки 16. Отсюда самотеком или посредством насосов (на черт условно не показаны) сточные воды поступают в распределительный камеру 3, из которой, через переливные патрубки с электроклапанами 8а и 8б они поступают в активационные камеры 1а и 1б, время их заполнения зависит от количества притока и контролируется блоком управления 15, уровень стоков контролируется также датчиками 14а и 14б. Активационные камеры 1а и 1б и камеры-отстойники (накопители ила) 2а и 2б аэрируются за счет включения, соответственно, компрессоров 18а и 186, которые нагнетают воздух в соответствующие аэраторы. В блок управления введены программы управления всеми исполнительными устройствами, включая насосы, компрессоры и электроклапаны. При этом, блок управления, по заданной программе, выдает команды на поочередное заполнение той, или иной активационной камеры с обработкой сигналов о скорости наполнения данного активационной камеры для корректировки продолжительности фазы очистки в другой активационной камере. Причем, продолжительности фазы очистки в одной из активационных камерах корректируется таким образом, чтобы другая активационная камера была готова к приему свежих стоков Это имеет значение для качественной очистки сточных вод как при больших, так и при малых притоках стоков. В случае малых притоков стоков, блок управления наоборот удлиняет длительность фаз очистки до максимальных значений. Например, во время заполнения активационной камеры 1а, электроклапан 8б закрыт, при этом активационная камера 1б аэрируется те находится в фазе очистки стоков. В этой фазе включен компрессор 17б и в аэратор 17б подается воздух Аэрация в этой фазе может чередоваться с перемешиванием посредством мешалки 13б После фазы очистки в активационном камере 1б, следует либо фаза осаждения ила, либо фаза постденитрификации При включении фазы

денитрификации (30-150 мин.) включается также аэрация на 30 мин для ускорения осадки ила. После осаждения ила, очищенная сточная вода откачивается насосом 19б в приемную камеру 20б и далее, за счет насоса 21б (или при открывании электроклапана 22б в варианте с самотечным удалением очищенной сточной воды) она удаляется из установки. Затем, по сигналу датчика, блок управления открывается электроклапан 8б (в это время электроклапан 8а закрывается) и уровень сточной воды в активационной камере 1б повышается до максимального уровня 24 за счет притока сточной воды из распределительной камеры 3. В случае нормальной загрузки, очищенная сточная вода из активационной камеры 1б удаляется до минимального уровня 23. В случае малой нагрузки, блок управления переводит активационную камеру 1б в «спящий режим» с периодическим включением компрессора 18б для создания в нем условий окислительной среды. При очистке стоков в какой-либо активационной камере, например, 1а, блок управления периодически поочередно включает компрессор 18а и мешалку 13а для аэрации и перемешивания сточной воды, что повышает эффективность ее денитрификации, при этом блок управления, по заданному алгоритму выдает управляющие сигналы на соответствующие устройства для обеспечения оптимального протекания всех фаз очистки Если от датчика поступит сигнал о более быстром заполнении активационной камеры 1б чем это заложено в программе блока управления, то последний автоматически сократит длительность фазы очистки в активационной камере 1а до минимального времени. В случае перегрузки установки, стоки направляются в аварийные емкости 4а и 4б, из которых они перекачиваются насосом 11 в распределительную камеру 3 и далее (при открытых переливных патрубках с электроклапанами 8а и 8б) они поступают или в активационную камеру 1а, или в активационную камеру 1б. При полном заполнении аварийных емкостей, стоки из камеры предварительной очистки 1б и распределительной камеры 3 уходят через аварийный отвод 12 на сброс в байпасную линию. Избыточный ил из активационных камер 1а и 1б удаляется автоматически после откачки очищенной воды с помощью иловых насосов 7а и 7б, всасывающие уровни которых расположены на высоте расположения верхнего уровня - 27 слоя осажденного ила. Из активационных камер 1а и 1б, ил перекачивается иловыми насосами 7а и 7б, соответственно в отстойники - накопители ила 2а и 2б. Сигналы от датчиков 14а и 14б о высоте уровня откачиваемого слоя ила поступают в блок управления в который заложено оптимальное время откачки Во время осаждения избыточного ила в активационных камерах происходит и осадка ила в отстойниках 2а и 2б, при этом избыточная вода через аварийные переливы 9а и 96 поступает через распределительную камеру 3 и далее на очистку в активационные камеры 1а и 1б. Вывод очищенной сточной воды производится либо насосами 21а, 21б, либо самотеком при открытых

электроклапанах 22а и 22б. Очищенная сточная вода может быть полезно использована, например, в декоративных прудах, ручьях, фонтанах, для полива растений и т.д.

В качестве третьей ступени доочистки может быть использован песчаный фильтр, после фильтрации в котором и обеззараживания, например, хлорированием, сточная вода полностью очищается и обеззараживается и соответствует по характеристикам питьевой воде. Стабилизированный ил, образующийся в отстойниках 2а и 2б, удаляется в жидком состоянии посредством фекального транспорта для дальнейшей переработки. Концентрация сухого ила при обычных условиях 2-3%, т.е. 20-30 кг/м³. Ил откачивается через люки (на черт не показаны). отстойников с периодичностью его удаления, не чаще 1 раза за 70 суток.

Возможность регулировки режимов работы установки в широких пределах, позволяет оптимизировать ее работу за счет настройки на оптимальный режим очистки, исходя из конкретных условий с минимальными энергозатратами и издержками на очистку, при этом установка надежно работает как при минимальных, так и при максимальных притоках стоков.

Целесообразно, чтобы корпус «К» установки был выполнен из листового полимерного материала При этом целесообразно использовать уже освоенный промышленностью, усиленный листовой полимерный материал с внешней поверхностью выполненной в виде корытообразных углублений между вертикальными и горизонтальными выступами (в корпусе эта поверхность листов является наружной). В качестве листового полимерного материала для изготовления корпуса может быть использован листовой полиэтилен, или винипласт, или другие подобные материалы. Однако наиболее предпочтительным материалом, является вспененный полипропилен и его вспененные разновидности - трехслойный интегральный, экструзионный, литой, и штампованный полипропилен. Вспененный полипропилен и его разновидности обладают наилучшими показателями для использования в качестве конструкционного материала для корпусов УБО. Этот материал химически инертен, обладает повышенной долговечностью, не стареет, хорошо обрабатывается и сваривается, легок и относительно дешев. Выполнение корпуса из листового полимерного материала обеспечивает значительный (до 50 лет) срок службы установки.

Предложенную установку выгодно применять для очистки стоков от более чем 300 условных потребителей, а также для очистки промышленных сточных вод. При этом, предусмотрена возможность подключения блока управления к телефонной линии или сотовой мобильной связи для дистанционного управления работой установки.

1. Установка для биологической очистки бытовых и промышленных стоков, содержащая корпус с уравнительной и активационной камерами, камеру-отстойник, узлы ввода и вывода сточной воды, датчики уровня, компрессоры, насосы и аэраторы, отличающаяся тем, что уравнительная камера выполнена в виде камеры грубой очистки сточной воды и распределительной камеры, подключенной посредством переливных патрубков с электроклапанами к двум активационным камерам, при этом каждая активационная камера оборудована мешалкой, иловым насосом, датчиком уровня сточной воды и ила, насосом подачи очищенной сточной воды в приемную камеру с выпускным электроклапаном или насосом, причем каждая активационная камера подключена к соответствующей камере-отстойнику, снабженной аварийным переливом в распределительную камеру, оборудованную переливом в аварийную камеру, которая оборудована насосом перекачки стоков в распределительную камеру, при этом установка дополнительно снабжена программируемым блоком управления электроклапанами и распределительным узлом, подключенным к двум системам аэрации, каждая из которых образована компрессором, мешалками, аэраторами и насосами обеих активационных камер, причем программируемый блок управления, подключен к системам аэрации и электроклапанам с возможностью автоматического управления их включениями/выключениями в соответствии с заданной программой и возможностью изменения запрограммированного режима работы установки по сигналам датчиков уровня при изменениях интенсивности притока сточной воды, при этом корпус установки выполнен из листового полимерного материала.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что распределительная камера подключена к байпасной линии аварийного сброса стоков посредством электроклапана.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве полимерного материала использован полиэтилен, или винипласт, или другие подобные материалы.