Установка для глубокой биологической очистки бытовой и промышленной сточной воды "топас"

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 типа «ТОПАС» содержит корпус с уравнительной и активационной камерами с датчиками уровня, камеру-отстойник, систему аэрации с компрессорами, насосами и аэраторами, подключенную к блоку управления, с возможностью обеспечения прямого и обратного циклов очистки сточной воды, согласно полезной модели УБО дополнительно снабжена камерой стабилизации активного ила, при этом система аэрации выполнена в виде двух аэрационных подсистем, одна из которых выполнена в виде аэрационной подсистемы для прямого цикла очистки, а другая в виде аэрационной подсистемы для обратного цикла очистки сточной воды, каждая из которых снабжена компрессором, при этом аэрационная подсистема для прямого цикла очистки подключена к насосу уравнительной камеры, иловым насосам камеры - вторичного отстойника и активационной камеры, а аэрационная подсистема обратного цикла подключена к аэратору уравнительной камеры, насосу для удаления плавучих загрязнений камеры - вторичного отстойника, аэратору активационной камеры, а также аэратору и иловому насосу камеры стабилизации активного ила, при этом корпус установки выполнен из листового полимерного материала. В предпочтительных вариантах выполнения, компрессоры обеих подсистем дополнительно подключены к аварийному распределителю, с обеспечением возможности переключения компрессора одной из аэрационных подсистем, при выходе из строя компрессора другой аэрационной подсистемы, на поочередную подачу воздуха, при смене циклов очистки сточной воды, в обе аэрационные подсистемы: аварийный распределитель выполнен в виде электровентиля, соединенного с блоком управления; в качестве полимерного материала использован полиэтилен, или винипласт, или другие подобные материалы. УБО рассчитана на очистку до 50 м³/сутки, что соответствует не менее чем 300 условным потребителям и маркируется торговым логотипом «ТОПАС».

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

Эта УБО сложна по конструкции и неэффективна при эксплуатации.

Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является УБО, содержащая корпус с уравнительной и активационной камерами с датчиками уровня, камеру-отстойник, систему аэрации с пятью компрессорами, насосами и аэраторами, подключенную к блоку управления, с возможностью обеспечения прямого и обратного циклов очистки сточной воды. Блок управления обеспечивает также автоматическое управление режимами работы установки в соответствии с заданной программой, с возможностью коррекции режима работы (при неравномерном притоке сточных вод) по сигналам датчиков уровня, см., патент RU №2162062, М. кл. С02F 3/00, 95 г.

Недостатками этой УБО является ненадежность конструкции и значительные издержки на изготовление и эксплуатацию установки, обусловленные излишним количеством компрессоров (соответственно и трубопроводов), выход из строя хотя бы одного из которых приводит к аварийной остановке работы установки.

Технической задачей, решаемой заявленной полезной моделью, является повышение надежности, упрощение конструкции и снижение издержек при строительстве и эксплуатации установки, без снижения качества очистки.

Решение указанной задачи осуществлено за счет того, что УБО типа «ТОПАС», содержащая корпус с уравнительной и активационной камерами с датчиками уровня, камеру-отстойник, систему аэрации с компрессорами, насосами и аэраторами, подключенную к блоку управления, с возможностью обеспечения прямого и обратного циклов очистки сточной воды, согласно полезной модели установка дополнительно снабжена камерой стабилизации активного ила, при этом система аэрации выполнена в виде двух аэрационных подсистем, одна из которых выполнена в виде аэрационной подсистемы для прямого цикла очистки, а другая в виде аэрационной подсистемы для обратного цикла очистки сточной воды, каждая из которых

снабжена компрессором, при этом аэрационная подсистема для прямого цикла очистки подключена к насосу уравнительной камеры, иловым насосам камеры - вторичного отстойника и активационной камеры, а аэрационная подсистема обратного цикла подключена к аэратору уравнительной камеры, насосу для удаления плавучих загрязнений камеры - вторичного отстойника, аэратору активационной камеры, а также аэратору и иловому насосу камеры стабилизации активного ила, при этом корпус установки выполнен из листового полимерного материала. В предпочтительных вариантах выполнения, компрессоры обеих подсистем дополнительно подключены к аварийному распределителю, с обеспечением возможности переключения компрессора одной из аэрационных подсистем, при выходе из строя компрессора другой аэрационной подсистемы, на поочередную подачу воздуха, при смене циклов очистки сточной воды, в обе аэрационные подсистемы; аварийный распределитель выполнен в виде электровентиля, соединенного с блоком управления; в качестве полимерного материала использован полиэтилен, или винипласт, или другие подобные материалы.

На чертеже схематично показан общий вид установки (продольный разрез).

Установка глубокой биологической очистки бытовых сточных вод типа "ТОПАС" содержит корпус «К» с уравнительной камерой А, активационной камерой Б, камеру - вторичный отстойник В, камеру стабилизации активного ила Г, насос 1 в виде эрлифта для перекачки неочищенной воды, который размещен в фильтре 2 грубых нечистот, выполненный в виде перфорированного кожуха, аэратор 3 уравнительной камеры А. Направляющую - фиксатор 4 фильтра грубых нечистот, иловый насос 5 в виде эрлифта для перекачки избытка активного ила из активационной камеры Б. В камере Г стабилизации активного ила установлен аэратор 6 и иловый насос 7 в виде эрлифта для откачки избытка активного ила. Камера А оборудована патрубком 8 ввода сточной воды, соответственно камера Б оборудована патрубком 9 для вывода очищенной сточной воды. Уравнительная камера А оборудована управляющим поплавковым датчиком уровня 10 и аварийным поплавковым датчиком уровня 11. Активационная камера Б оборудована аэратором 12, аэратор 3 уравнительной камеры А снабжен аэрационным элементом 13. Позицией 14 на чертеже обозначен уровень ила в активационной камере Б, позицией 15 обозначен максимальный уровень сточной воды в активационной камере Б, позицией 16 обозначен уровень ила в камере Г (стабилизации активного ила), позицией 17 обозначен уровень включения обратного цикла (режима рециркуляции), позицией 18 обозначен уровень включения прямого цикла (рабочего режима), позицией 19 обозначен аварийный уровень. Установка включает также блок управления 20, электрощиток с реле времени 21, аварийную сигнализацию 22. Система аэрации выполнена в виде двух аэрационных подсистем, из которых аэрационная подсистема обратного

цикла очистки оборудована компрессором 23, подключенным к распределителю 24. Вторая аэрационная подсистема (прямого цикла) оборудована компрессором 23А, подключенным к распределителю 25. Распределитель 24 подключен к насосу 1 в камере А, аэратору 12 в камере Б и насосу 26 в виде эрлифта для перекачки обработанной сточной воды из камеры Б в успокоитель 27 камеры - вторичного отстойника В. Распределитель 25 подключен к аэратору 3 активационной камеры А, насосу 28 для удаления плавучих загрязнений из вторичного отстойника В, иловому насосу 5 в виде эрлифта для перекачки ила из камеры Б в камеру Г и насосу 29, подключенному к патрубку 9 для вывода очищенной сточной воды. Компрессоры 23 и 23А подключены также к аварийному распределителю 30, выполненному в виде двухпозиционного электровентиля, подключенного к блоку управления 20. Аварийный распределитель 30 подключен с возможностью периодического переключения какого-либо из компрессоров 23 или 23А (например, при отказе одного из них) к соответствующей подсистеме аэрации при переходе в какой-либо из двух циклов очистки сточной воды.

Работа установки осуществляется следующим образом.

Загрязненные сточные воды поступают в уравнительную камеру А, в которой происходит усреднение залповых сбросов. Из накопительной камеры неочищенные сточные воды перекачиваются насосом 1 в активационную камеру Б, в которой сточная вода биологически очищается. Смесь сточной воды и активного ила перекачивается насосом 28 в успокоитель 27 камеры - вторичного отстойника. Ил седиментирует и из камеры - вторичного отстойника В поступает обратно в активационную камеру Б. Очищенная вода после отстаивания попадает в выходную магистраль установки. Если приток стоков недостаточен и уровень стоков в уравнительной камере А снижается до заранее установленного минимального уровня 17, то по сигналу поплавкового датчика уровня 10 включается компрессор 23 подсистемы аэрации обратного цикла с переключением работы УБО в фазу рециркуляции. В этой фазе аэрируется уравнительная камера А, осуществляется откачивание ила (насосом 5) из активационной камеры Б в камеру стабилизации активного ила Г, где ил разделяется на фракции, при этом легкий наиболее активный ил сливается с отстоявшейся водой и поступает обратно в уравнительную камеру, а более тяжелый - старый ил оседает вниз камеры.

При достижении в уравнительной камере А верхнего рабочего уровня 18 срабатывает поплавковый датчик уровня 10, по сигналу которого включается компрессор 23А прямого цикла и УБО переключается в проточный режим работы.

Если во время обратного цикла происходит повышение уровня сточной воды в уравнительной камере А вследствие притока неочищенной воды, то время фазы рециркуляции автоматически уменьшается,

пропорционально количеству вновь поступившей неочищенной воды (в случае отсутствия притока неочищенной воды, время фаз примерно одинаково). Оптимальное количество активированного ила в активационной камере Б поддерживается автоматически насосом 5, за счет откачки определенного количества смеси активированного ила со сточной водой в камеру Г, после окончания каждого цикла. Таким образом, в ходе работы происходит автоматическое поддержание оптимальной концентрации активного ила. Эффективность очистки зависит от количества циклов (4-5 раз в сутки). Стабилизированный ил, образующийся в камере Г - стабилизации активного ила, удаляется из нее в жидком состоянии посредством фекального транспорта. Концентрация сухого ила при обычных условиях 2-3%, т.е. 20-30 кг/м³. Ил откачивается через люк (на черт. не показан) камеры Г с периодичностью удаления ила, приблизительно, 1 раз в 70 суток.

Блок управления обеспечивает возможность автоматического или ручного (за счет таймера) управления работой установки, при этом предусмотрена возможность регулировки режимов работы в широком диапазоне, что позволяет применять данную установку и для очистки промышленных сточных вод.

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.

Установка рассчитана на очистку до 50 м³ /cyтки, что соответствует не менее чем 300 условным потребителям и маркируется торговым логотипом «ТОПАС».

1. Установка для глубокой биологической очистки бытовой и промышленной сточной воды, содержащая корпус с уравнительной и активационной камерами с датчиками уровня, камеру-отстойник, систему аэрации с компрессорами, насосами и аэраторами, подключенную к блоку управления, с возможностью обеспечения прямого и обратного циклов очистки сточной воды, отличающаяся тем, что установка дополнительно снабжена камерой стабилизации активного ила, при этом система аэрации выполнена в виде двух аэрационных подсистем, одна из которых выполнена в виде аэрационной подсистемы для прямого цикла очистки, а другая в виде аэрационной подсистемы для обратного цикла очистки сточной воды, каждая из которых снабжена компрессором, при этом аэрационная подсистема для прямого цикла очистки подключена к насосу уравнительной камеры, иловым насосам камеры - вторичного отстойника и активационной камеры, а аэрационная подсистема обратного цикла подключена к аэратору уравнительной камеры, насосу для удаления плавучих загрязнений камеры - вторичного отстойника, аэратору активационной камеры, а также аэратору и иловому насосу камеры стабилизации активного ила, при этом корпус установки выполнен из листового полимерного материала.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что компрессоры обеих подсистем дополнительно подключены к аварийному распределителю, с обеспечением возможности переключения компрессора одной из аэрационных подсистем, при выходе из строя компрессора другой аэрационной подсистемы, на поочередную подачу воздуха, при смене циклов очистки сточной воды, в обе аэрационные подсистемы.

3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что аварийный распределитель выполнен в виде электровентиля, соединенного с блоком управления.

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