Установка для биологической очистки бытовых и промышленных стоков
Согласно полезной модели, установка биологической очистки (УБО), содержащая корпус с уравнительной и активационной камерами, камеру-отстойник, узлы ввода и вывода сточной воды, датчики уровня, компрессоры, насосы и аэраторы, УБО дополнительно снабжена камерой доочистки с декантерным и фильтровым отсеками, а также программируемым блоком управления и системой аэрации, снабженной компрессором, подключенным к аэраторам, мешалкам и насосам через управляемый распределительный узел, при этом уравнительная камера выполнена в виде камеры грубой очистки сточной воды и распределительной камерой, 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 декантерный отсек камеры доочистки, оборудованной поворотным декантером и насосом для перекачки очищенной сточной воды из этого отсека в фильтровый отсек камеры доочистки, снабженной выпускным электроклапаном или насосом, причем каждая активационная камера подключена к соответствующему отстойнику, снабженному аварийным переливом в распределительную камеру, оборудованную переливом в аварийную камеру, которая оборудована насосом перекачки стоков в распределительную камеру, при этом программируемый блок управления подключен к распределительному узлу системы аэрации, компрессору, насосам, мешалкам и электроклапанам с возможностью автоматического их включения/выключения 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 предпочтительных вариантах выполнения, распределительная камера снабжена электроклапаном для подключения к байпасной линии аварийного сброса стоков; фильтровый отсек камеры доочистки снабжен фильтром, средством регенерации фильтра и средством удаления загрязнений; фильтр выполнен, по крайней мере, двухслойным с нижним песчаным слоем, расположенным на несущей сетке, и верхним гравийным слоем, при этом средство регенерации фильтра, выполненное в виде распределительного патрубка, подключенного к системе аэрации и расположенного в пространстве между дном камеры доочистки и несущей сеткой; средство для отвода загрязнений из камеры доочистки выполнено в виде насоса, выкидная линия которого подключена к отстойнику; распределительная камера подключена к байпасной линии аварийного сброса стоков посредством электроклапана; в качестве полимерного материала использован полиэтилен, или винипласт, или другие подобные материалы.
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.
Известны УБО, содержащие корпус с камерами аэрации и отстаивания с аэраторами, узлами ввода и вывода обработанных сточных вод, трубопроводами и насосами для перекачки ила и сточной воды из одной камеры в другую, см. RU №819069, М. кл. С02F 3/02, 1978 г. и №2057085, М. кл. С02F 3/02, 1994 г.
Однако, при неравномерных притоках стоков, эффективность этой УБО резко снижается, а при залповых сбросах стоков она выходит из строя.
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является УБО, содержащая корпус с уравнительной камерой, снабженной узлом подвода сточных вод, датчиками уровня и насосом перекачки свежей сточной воды в аэротенк с аэратором, насосом рециркуляции ила, вторичным отстойником с U-образным эрлифтом для перекачки очищенной сточной воды на фильтрацию и в выпуск, см., патент RU №2201405, М. кл. С02F 3/02, 2003 г.
Недостатком этой УБО является сложность конструкции и неэффективность при залповых сбросах стоков, что обусловлено большими колебаниями уровня очищенной воды в устройстве при интенсивном режиме работы, приводящих к быстрому заиливанию фильтров взвесями ила, который или не успевает седиментировать и/или захватывается в поток жидкости, поступающей на фильтрацию. Кроме того, не решена проблема удаления грубых нечистот (туалетной бумаги и т.п.), при разложении которых создается источник неприятного запаха.
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 решает задачу 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, отличающаяся тем, что установка дополнительно снабжена камерой доочистки с декантерным и фильтровым отсеками, а также программируемым блоком управления и системой
аэрации, снабженной компрессором, подключенным к аэраторам, мешалкам и насосам через управляемый распределительный узел, при этом уравнительная камера выполнена в виде камеры грубой очистки сточной воды и распределительной камерой, 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 декантерный отсек камеры доочистки, оборудованной поворотным декантером и насосом для перекачки очищенной сточной воды из этого отсека в фильтровый отсек камеры доочистки, снабженной выпускным электроклапаном или насосом, причем каждая активационная камера подключена к соответствующему отстойнику, снабженному аварийным переливом в распределительную камеру, оборудованную переливом в аварийную камеру, которая оборудована насосом перекачки стоков в распределительную камеру, при этом программируемый блок управления подключен к распределительному узлу системы аэрации, компрессору, насосам, мешалкам и электроклапанам с возможностью автоматического их включения/выключения 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 предпочтительных вариантах выполнения, распределительная камера снабжена электроклапаном для подключения к байпасной линии аварийного сброса стоков; фильтровый отсек камеры доочистки снабжен фильтром, средством регенерации фильтра и средством удаления загрязнений; фильтр выполнен, по крайней мере, двухслойным с нижним песчаным слоем, расположенным на несущей сетке и верхним гравийным слоем, при этом средство регенерации фильтра, выполненное в виде распределительного патрубка, подключенного к системе аэрации и расположенного в пространстве между дном камеры доочистки и несущей сеткой; средство для отвода загрязнений из камеры доочистки выполнено в виде насоса, выкидная линия которого подключена к отстойнику; 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 показан возможный вариант конструкции предложенной установки, где,
на фиг.1 схематично показан план общего вида предложенной установки;
на фиг.2 - общий вид активационной камеры (продольный разрез А-А фиг.1);
на фиг.3 - то же, разрез Б-Б фиг.1.
Установка содержит корпус «К», состоящий из активационных камер 1а и 1б с 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; отвода очищенных стоков 6; насосов рециркуляции ила 7а и 7б; переливных патрубков с электроклапанами 8а и 8б, соответственно, активационных камер 1а и 1б; аварийных переливов 9а и 9б, соответственно, 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 12 в байпасную линию 121, подключенную к установке; мешалок 13а и 13б; датчиков уровня стоков 14а и 14б; блока управления 15 с ЭВМ; камеры предварительной очистки 16; аэраторов 17а и 17б, 18а и 18б; компрессоров 19а и 19б; насосов для откачки очищенных стоков 20а и 20б в декантерный отсек 21а и 21б камеры доочистки 22 с насосом 23 для перекачки очищенных стоков в фильтровый отсек 24 этой камеры. На выпуске из камеры доочистки установлен насос 25 или (в варианте с самотеком очищенных стоков) электроклапан 26. Декантерные отсеки 21а и 21б оборудованы декантерами - устройством для самотечного слива отстоя жидкости, выполненными в виде Г-образно изогнутых поплавочных поворотных патрубков 27 (на фиг.1, соответственно 27а и 27б) с оголовочной переливной перегородкой 28. На фиг.2 показаны также, 29 - максимальный уровень стоков, 30 - минимальный уровень стоков, 311 - 31 - диапазон высот рабочих уровней очищаемой сточной воды, 32 - верхний уровень расположения слоя ила. Фильтр, расположенный в фильтровом отсеке камеры доочистки, выполненный, по крайней мере, двухслойным с нижним песчаным слоем 33, расположенным на несущей сетке 34, и верхним гравийным слоем 35, при этом в пространстве между дном камеры доочистки и несущей сеткой 34 расположено средство регенерации фильтра, выполненное в виде распределительного патрубка 36, подключенного к системе аэрации. Средство для отвода загрязнений выполнено в виде насоса 37, всасывающий срез которого расположен на поверхности фильтра, а выкидная линия подключена к отстойнику (2а или 2б).
Установка работает следующим образом.
Бытовые и промышленные сточные воды, представляющие собой обычные коммунальные стоки, через впуск 5 поступают в камеру предварительной очистки 16. Далее, самотеком или посредством насосов (на черт. условно не показаны) сточные воды поступают в распределительную камеру 3, из которой через переливные патрубки с электроклапанами 8а и 8б они поступают в активационные камеры 1а и 1б, время заполнения которых зависит от интенсивности притока и контролируется ЭВМ блока управления 15 (высота расположения уровня стоков контролируется датчиками 14а и 14б). Активационные камеры 1а и 1б и камеры отстойники - накопители ила 2а и 2б аэрируются при включении, соответственно, компрессоров 18а и 18б, которые нагнетают воздух в соответствующие аэраторы. В ЭВМ блока управления введена программа по управлению всеми исполнительными устройствами, включая компрессоры, насосы, мешалки и
электроклапаны. При этом по заданной программе (за счет ЭВМ блока управления) поочередно открываются электроклапаны 8а или 8б, для заполнения той или иной активационной камеры. Сигналы от датчика уровня о скорости заполнения активационной камеры поступают в ЭВМ. Если заполнение происходит ускоренно (по сравнению с программным временем), то осуществляется автоматическая корректировка продолжительности фазы очистки в другом - закрытой в данный период активационной камере. При малых притоках стоков, ЭВМ блока управления удлиняет фазу очистки. Это обеспечивает качество очистки при значительных колебаниях интенсивности притока сточных вод. Например, при заполнении активационной камеры 1а электроклапан 8б закрыт, при этом активационная камера 1б находится в фазе очистки стоков (компрессор 17б включен и в аэратор 17б подается воздух). В этой фазе аэрация чередуется с перемешиванием путем периодического включения мешалки 13б. После фазы очистки следует фаза осаждения ила. После осаждения ила, очищенная сточная вода откачивается из активационной камеры 19б в декантерный отсек 21а и затем посредством насоса 23 в фильтровый отсек 24. В этом отсеке вода окончательно очищается и удаляется из установки насосом 25 (или при открывании электроклапана 26 - в варианте с самотечным удалением очищенной сточной воды). Затем цикл очистки повторяется, при этом по сигналу ЭВМ блока управления открывается электроклапан 8б (электроклапан 8а закрывается) и свежая сточная вода из распределительной камеры 3 поступает в активационную камеру 1б. При малой нагрузке устройства, ЭВМ блока управления переводит активационные камеры в «спящий режим» с периодическим включением компрессоров для создания в активационных камерах (и отстойниках) условий окислительной среды.
В случае аварийной перегрузки установки, стоки сбрасываются в аварийные камеры 4а и 4б, из которых они перекачиваются насосом 11 в распределительную камеру 3 и далее (при открытом электроклапане или 8а, или 8б переливных патрубков) сточная вода поступает или в активационную камеру 1а, или в активационную камеру 1б. При полном заполнении аварийных камер, стоки из камеры предварительной очистки 16 и распределительную камеру 3 уходят через аварийный отвод 12 на сброс в байпасную линию 121 . Из активационных камер 1а и 1б, смесь ила с водой перекачивается автоматически насосами рециркуляции ила 7а и 7б в камеры-отстойники, соответственно, 2а и 2б. Сигналы датчиков 14а и 14б о высоте расположения верхнего уровня - 30 слоя ила поступают на ЭВМ блока управления, в которой задано оптимальное время перекачки (а также оптимальное время всех фаз процесса очистки), при этом избыточная сточная вода удаляется из камер-отстойников 2а и 2б через аварийные переливы 9а и 9б в распределительную камеру 3. Очищенная сточная вода перекачивается из активационных камер 1а и 1б насосами 20а и 20б в декантерные отсеки камеры доочистки, при заполнении которых заполняются также Г-образные
патрубки декантеров 27а и 27б, их плавучесть снижается, при этом они поворачиваются так, что верхние грани переливных перегородок 28 располагаются на 20-100 мм ниже уровня очищенной сточной воды, обеспечивая этим самотечный слив очищенной воды в декантерные отсеки. При снижении уровня воды в декантерных отсеках ниже определенного уровня, декантеры опорожняются и их плавучесть восстанавливается, при этом они возвращаются в прежнее положение с выходом верхних граней переливных перегородок над уровнем сточной воды. Таким образом, декантеры кроме самотечного слива очищенной сточной воды обеспечивают также предотвращение попадания в очищенную воду взвесей ила и других загрязнений, что значительно увеличивает производительность фильтрации и время работы фильтра между его очистками. При очистке фильтра в распределительный патрубок 31, вручную или автоматически, подается сжатый воздух, при этом удаление загрязнений в отстойник (2а или 2б) осуществляется за счет насоса 37. Вывод очищенной сточной воды из устройства производится либо насосом 25, либо (в варианте выполнения) самотеком при открытом электроклапане 26.
После обеззараживания, например, хлорированием сточная вода полностью очищается и обеззараживается и соответствует по характеристикам питьевой воде. Очищенная сточная вода может быть полезно использована, например, в декоративных прудах, ручьях, фонтанах, для полива растений и т.д.
Стабилизированный ил из камер-отстойников 2а и 2б откачивается фекальным транспортом через люки (на черт. не показаны). Концентрация сухого ила при обычных условиях составляет 2-3%, т.е. 20-30 кг/м 3.
Возможность гибкого изменения режимов работы установки в широких пределах позволяет оптимизировать ее работу, 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 более чем 300 условных потребителей, а также для очистки промышленных сточных вод. При этом имеется возможность подключения ЭВМ блока управления к телефонной линии или мобильной связи (сотовой) 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 установка дополнительно снабжена камерой доочистки с декантерным и фильтровым отсеками, а также программируемым блоком управления и системой аэрации, снабженной компрессором, подключенным к аэраторам, мешалкам и насосам через управляемый распределительный узел, при этом уравнительная камера выполнена в виде камеры грубой очистки сточной воды и распределительной камерой, 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 декантерный отсек камеры доочистки, оборудованной поворотным декантером и насосом для перекачки очищенной сточной воды из этого отсека в фильтровый отсек камеры доочистки, снабженной выпускным электроклапаном или насосом, причем каждая активационная камера подключена к соответствующему отстойнику, снабженному аварийным переливом в распределительную камеру, оборудованную переливом в аварийную камеру, которая оборудована насосом перекачки стоков в распределительную камеру, при этом программируемый блок управления подключен к распределительному узлу системы аэрации, компрессору, насосам, мешалкам и электроклапанам с возможностью автоматического их включения/выключения 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 снабжена электроклапаном для подключения к байпасной линии аварийного сброса стоков.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что фильтровый отсек камеры доочистки снабжен фильтром, средством регенерации фильтра и средством удаления загрязнений.
4. Установка по пп.1 и 3, отличающаяся тем, что фильтр выполнен, по крайней мере, двухслойным с нижним песчаным слоем, расположенным на несущей сетке, и верхним гравийным слоем, при этом средство регенерации фильтра, выполненное в виде распределительного патрубка, подключенного к системе аэрации и расположенного в пространстве между дном камеры доочистки и несущей сеткой.
5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что средство для отвода загрязнений из камеры доочистки выполнено в виде насоса, выкидная линия которого подключена к отстойнику.
6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что распределительная камера подключена к байпасной линии аварийного сброса стоков посредством электроклапана.
7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве полимерного материала использован полиэтилен, или винипласт, или другие подобные материалы.
