Установка для биологической очистки бытовых и промышленных стоков
Полезная модель относится к биологической очистке сточных вод с использованием активного ила во взвешенном состоянии, и предназначена для очистки стоков (сточной воды) жилых и промышленных зданий. 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 камер грубой очистки сточной воды и распределительной камеры, подключенной посредством переливных патрубков с электроклапанами, к двум активационным камерам, каждая из которых оборудована мешалкой, иловым насосом, датчиком уровня сточной воды и ила, насосом подачи очищенной сточной воды в приемную камеру, снабженную средством вывода воды, причем каждая активационная камера подключена к соответствующей камере-отстойнику, снабженной аварийным переливом в распределительную камеру, которая оборудована переливом в аварийную камеру, оборудованную 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 обоих 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 предпочтительных вариантах выполнения, средство вывода воды из приемной камеры выполнено в виде поворотного декантера и выпускного электроклапана или насоса, 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, и предназначена для очистки стоков (сточной воды) жилых и промышленных зданий.
Известны установки для биологической очистки сточных вод (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, при неравномерном притоке стоков, эффективность этих установок резко снижается и при залповых сбросах стоков они легко выходят их из строя.
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является УБО, содержащая корпус с уравнительной камерой с подводом сточных вод, датчиками уровня и насосом перекачки свежей сточной воды в аэротенк с аэратором, насосом рециркуляции ила, вторичным отстойником в виде камеры 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 камерах УБО при интенсивном Г 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, согласно полезной модели, уравнительная камера выполнена в виде камер
грубой очистки сточной воды и распределительной камеры, подключенной посредством переливных патрубков с электроклапанами, к двум активационным камерам, каждая из которых оборудована мешалкой иловым насосом, датчиком уровня сточной воды и ила, насосом подачи очищенной сточной воды в приемную камеру, снабженную средством вывода воды, причем каждая активационная камера подключена к соответствующей камере-отстойнику, снабженной аварийным переливом в распределительную камеру, которая оборудована переливом в аварийную камеру, оборудованную 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 обоих 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 предпочтительных вариантах выполнения, средство вывода воды из приемной камеры выполнено в виде поворотного декантера и выпускного электроклапана или насоса, 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).
Установка состоит 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, отводов очищенных стоков 6а и 6б, 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, из 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 12 в байпасную линию 121, подключенную к установке, мешалок 13а и 13б датчиков уровня стоков 14а и 14б. Блок управления с ЭВМ 15 и распределительным узлом, камеры предварительной очистки 16, аэраторов 17а и 17б, 18а и 18б, компрессоров 19а и 19б, насосов для откачки очищенных стоков 20а и 20б в приемные камеры очищенных стоков, соответственно, 21а и 21б на выпуске из которых установлены насосы 22а 22б или (в варианте с самотеком очищенных стоков) электороклапаны
соответственно, 23а и 23б Каждая приемная камера 21а и 21б оборудована декантером - устройством для слива жидкости после отстаивания, выполненным в виде Г-образно изогнутого поворотного патрубка 24 (на фиг.1, соответственно 24а и 24б) с поплавком 25, закрепленным на оголовке 26. На входе в оголовок 26, в проходном канале декантера установлена переливная перегородка 27
На фиг.2 показаны также, 28 - минимальный уровень стоков, 29 - максимальный уровень стоков, 301-30 - диапазон расположения по высоте рабочего уровня очищаемой сточной воды, 31-верхний уровень расположения слоя ила, 32 - фильтр.
УБО 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 для ила 2а и 2б аэрируются при включении, соответственно, компрессоров 18а и 18б, которые нагнетают воздух в соответствующие аэраторы. В ЭВМ блока управления введена программа управления всеми устройствами, включая компрессоры, насосы, мешалки и электроклапаны. При этом, ЭВМ блока управления, по заданной программе, поочередно открывает электроклапаны 8а или 8б для заполнения того, или иного активационной камеры с обработкой сигналов от датчика уровня заполняемого активационной камеры о скорости ее наполнения и корректировкой продолжительности фазы очистки в другой закрытой в данный период активационной камере. Причем, продолжительности фазы очистки в закрытой активационной камере корректируется из условия ее готовности к приему свежих стоков. В случае малых притоков стоков, ЭВМ блока управления удлинит фазу очистки. Такой режим работы установки обеспечивает качественную очистку при значительных колебаниях интенсивности притока сточных вод.
При заполнении, например, 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 за счет периодического включения мешалки 13б. После фазы очистки, следует либо фаза осаждения ила, либо фаза денитрификации (если уровень заполнения камеры расположен ниже максимального уровня 29). В фазе денитрификации (30-150 мин) осуществляется перемешивание стоков с илом и постаэрация (на 30 мин) для ускорения седиментации ила, после осаждения которого, очищенная сточная вода откачивается из активационной камеры 19б в
приемную камеру 20б и далее насосом 21б (или открытия электроклапана 22б - в варианте с самотечным удалением очищенной сточной воды) очищенная сточная вода подается на доочистку в фильтр 32 или сразу удаляется из установки. 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 фазе очистки стоков, ЭВМ блока управления периодически поочередно включает компрессоры и мешалки для аэрации и перемешивания сточной воды в активационных камерах. Если от датчика поступит сигнал о более быстром заполнении какой-либо активационной камеры, например, активационной камеры 16, чем это заложено в программе ЭВМ блока управления (например, при перегрузки установки), то длительность фазы очистки в активационной камере 1а автоматически сократиться до минимума. 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 емкостей, стоки из камеры предварительной очистки 16 и распределительного камеры 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 отстойники, соответственно, 2а и 2б. Сигналы датчиков 14а и 14б о высоте расположения верхнего уровня - 30 слоя ила поступают на ЭВМ блока управления, в которую введено 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 16 насосами 20а и 20б в приемные камеры, соответственно, 21а и 21б. При заполнении приемных камер, также происходит заполнение Г-образных патрубков декантеров 24а и 24б, при этом их плавучесть снижается и они поворачиваются таким образом, что верхние грани переливных перегородок 27 в оголовках 26 располагаются на 20-100 мм ниже уровня очищенной сточной воды в активационных камерах, что обеспечивает самотечный слив очищенной воды в приемные камеры. При выпуске очищенной воды и снижении ее уровня в приемных камерах ниже определенного уровня, плавучесть декантеров повышается (из-за их опорожнения) и верхние грани переливных перегородок 27 располагаются выше уровня сточной воды. Таким образом, декантеры обеспечивают
самотечный слив очищенной сточной воды с исключением попадания в очищенную воду взвесей ила и других загрязнений Вывод очищенной сточной воды из устройства производится либо насосами 22а 22б, либо (в варианте выполнения) самотеком при открытых электроклапанах 23а и 23б.
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, например, песчаный фильтр, после фильтрации в котором и обеззараживания, например, хлорированием, сточная вода соответствует по характеристикам питьевой воде.
Стабилизированный ил из отстойников 2а и 2б откачивается фекальным транспортом через люки (на черт не показаны) с периодичностью не чаще 1 раза за 70 суток. Концентрация сухого ила при обычных условиях составляет 2-3%, т.е. 20-30 кг/м3.
Возможность гибкого изменения режимов работы установки в широких пределах, позволяет оптимизировать ее работу путем настройки на оптимальный режим, 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, 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 уравнительная камера выполнена в виде камер грубой очистки сточной воды и распределительной камеры, подключенной посредством переливных патрубков с электроклапанами, к двум активационным камерам, каждая из которых оборудована мешалкой, иловым насосом, датчиком уровня сточной воды и ила, насосом подачи очищенной сточной воды в приемную камеру, снабженную средством вывода воды (поворотным декантером с выпускным элетроклапаном или насосом), причем каждая активационная камера подключена к соответствующей камере-отстойнику, снабженной аварийным переливом в распределительную камеру, которая оборудована переливом в аварийную камеру, оборудованную 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 обоих 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 средство вывода воды из приемной камеры, выполнено в виде поворотного декантера и выпускного электроклапана или насоса.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что распределительная камера подключена к байпасной линии аварийного сброса стоков посредством электроклапана.
4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве полимерного материала использован полиэтилен, или винипласт, или другие подобные материалы.
