Установка для биологической очистки бытовых сточных вод (варианты)

Полезная модель относится к обработке бытовых сточных вод. Установка содержит соединенные последовательно емкости: первичный отстойник, биореактор с затопленной загрузкой и аэрирующим устройством, вторичный отстойник с эрлифтом для рециркуляции ила. Загрузка биореактора выполнена в виде набора кассет, а отдельный элемент кассеты - в виде перфорированной призмы. Установка может быть исполнена с дополнительным аэротенком, расположенным перед биореактором. Повышается эффективность очистки и удобство обслуживания. 2 илл., 2 н.п. ф-лы.

Полезная модель относится к обработке сточных вод и может быть использовано для очистки хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу сточных вод отдельно стоящих домов и коттеджей, а также малых и средних населенных пунктов.

Известна установка (патент РФ 2057085, МПК С02F 3/02, опубл. 27.03.1996 г.), выполненная в виде двух изолированных и коаксиально расположенных емкостей, при этом во внешней емкости размещен двухъярусный отстойник, осадочный желоб которого выполнен кольцевым, а во внутренней емкости размещен биореактор с затопленной загрузкой, аэрирующее устройство в виде погружного насоса с эжектором и вторичный отстойник. Патрубок подачи сточных вод может быть снабжен камерой со съемной решеткой. Осадочный желоб может быть снабжен по меньшей мере двумя полупогружными перегородками (в начале и в конце). Вторичный отстойник может быть оборудован тонкослойным модулем, а в его верхней части может быть установлен съемный высокопористый фильтр.

Однако данное техническое решение является сложным по конструкции, кроме того, биореактор с загрузкой обладает недостаточно высокой окислительной способностью, а также затруднено его обслуживание.

Полезная модель по первому варианту исполнения решает задачу повышения эффективности процесса очистки за счет повышения окислительной способности биореактора, а также улучшения условий обслуживания установки за счет ее упрощения и применения кассетной загрузки биореактора.

Второй вариант исполнения установки решает задачу повышения эффективности очистки за счет повышения окислительной способности биореактора и снижения нагрузки на биореактор, при этом улучшаются условия обслуживания установки за счет применения кассетной загрузки биореактора.

Для достижения поставленной задачи по первому варианту в известной установке, состоящей из первичного отстойника, биореактора с затопленной загрузкой и аэрирующим устройством, вторичного отстойника, устройства для осуществления рециркуляции активного ила, предлагается отдельные функциональные емкости установки соединить последовательно, загрузку биореактора выполнить в виде набора кассет, а отдельный элемент кассеты - в виде перфорированной призмы, устройство для рециркуляции активного ила из вторичного отстойника в первичный выполнено в виде эрлифта. Кроме того, первичный отстойник предлагается снабдить напорогасителем, а часть перегородки, расположенной ниже входного отверстия во вторичный отстойник ориентировать наклонно для направления потока.

Во втором варианте исполнения установку предлагается оборудовать дополнительным аэротенком, расположенным между первичным отстоййиком и биореактором.

На прилагаемых графических материалах изображено:

фиг.1 - предлагаемая установка, продольный разрез, вариант 1;

фиг.2 - предлагаемая установка, продольный разрез, вариант 2.

На схеме приняты следующие обозначения для первого варианта: 1 - первичный отстойник; 2 - биореактор; 3 - вторичный отстойник; 4 - загрузка биореактора; 5 - эрлифт; 6 - аэратор; 7 - технический люк; 8 - входной патрубок; 9 - выходной патрубок; 10 - напорогаситель; 11 - наклонная часть перегородки; 12 - вход во вторичный отстойник.

Второй вариант: 13 - первичный отстойник; 14 - аэротенк; 15 - биореактор; 16 - вторичный отстойник; 17 - загрузка биореактора; 18 - эрлифт; 19 - аэраторы; 20 - технические люки; 21 - входной патрубок; 22 - выходной патрубок; 23 - напорогаситель; 24 - наклонная часть перегородки; 25 - вход во второй отстойник.

Установка по первому варианту состоит из последовательно связанных емкостей, которые подразделяются по выполняемым функциям на первичный отстойник 1, биореактор 2 с загрузкой 4 и вторичный отстойник 3, оборудованный эрлифтом 5 для рециркуляции активного ила из вторичного отстойника 3 в первичный отстойник 1. Загрузка 4 биореактора 2 выполнена в виде кассет. Отдельный элемент загрузки выполнен, например, из пластика, в виде перфорированной призмы. Первичный отстойник 1 снабжен напорогасителем 10. Во вторичном отстойнике 3 наклонная часть перегородки 11 является фактически направляющей входящего во вторичный отстойник потока. Обслуживание производят через технический люк 7. Очищенную воду отводят через выходной патрубок 9.

Установка по второму варианту состоит из последовательно связанных емкостей: первичного отстойника 13, аэротенка 14, биореактора 15 с загрузкой 17, вторичного отстойника 16. Первичный отстойник 13 снабжен напорогасителем 23, вторичный отстойник оборудован эрлифтом 18, а наклонная часть перегородки 24 является направляющей входящего во вторичный отстойник 16 потока. Каждая емкость оборудована техническим люком 20 для упрощения обслуживания. Очищенную воду отводят через выходной патрубок 22.

Описание работы установки по первому варианту. Очистка происходит в три этапа. Первый этап - поток сточной воды через входной патрубок 9, снабженный напорогасителем 10, подают в первичный отстойник 1, где происходит осаждение взвешенных веществ и частичное осветление сточных вод. На втором этапе поток сточной воды попадает в биореактор 2 с загрузкой 4, где происходит интенсификация окислительного процесса и минерализация органических загрязнений. Загрузка биореактора 4 выполнена в виде кассет, что значительно облегчает обслуживание биореактора 2. Отдельный элемент загрузки выполнен, например, из пластика, в виде перфорированной призмы. При аэрации кассет с перфорированными призмами создаются условия для лучшего насыщения сточных вод кислородом, кроме того, сокращается вынос активного ила из блока биореактора, т.к. увеличивается площадь соприкосновения ила с загрузкой и на нем образуется пленка из осевшего активного ила. На третьем этапе стоки поступают во вторичный отстойник, где по наклонной перегородке 11, которая является направляющей потока, происходит осаждение и концентрация активного и избыточного ила, а также осевшей в биореакторе пленки в одном месте. При помощи эрлифта 5 происходит рециркуляция ила в первичный отстойник 1.

После осуществления полного процесса очистки сточных вод на установке по первому варианту исполнения количество взвешенных веществ снижается с 375 мг/л до 8 мг/л, а БПК с 325 мг О₂/л до 5 мг О₂ /л, что соответствует ГОСТ 25298-82 (п.п.9, 10) и лучше, чем при очистке на установке прототипе.

Использование кассетной загрузки биореактора значительно облегчает обслуживание установки по сравнению с прототипом, так как замена, при необходимости, кассет не отнимает много времени.

Габаритные размеры установки (1400×1400×2500) мм с производительностью 1 м³/сут позволяет обслуживать 5 человек.

Пропускная способность компактной установки может составлять от 0,54 до 25 м³/сут. Обвязка нескольких компактных установок позволит обрабатывать до 1500 м³/сут сточных вод, что позволяет обслуживать большой населенный пункт.

Описание работы установки по второму варианту. Очистка происходит в четыре этапа. Первый этап - поток сточной воды через патрубок 21, снабженный напорогасителем 23 подают в первичный отстойник 13, где происходит осаждение взвешенных веществ и частичное осветление сточных вод. Второй этап - стоки из первичного отстойника 13 попадают в аэротенк 14, где происходит процесс аэрации сточной воды в присутствии активного ила и частичное окисление. На третьем этапе поток сточной воды попадает в биореактор 15 с загрузкой 17, где происходит интенсификация окислительного процесса и минерализация органических загрязнений. Загрузка 17 биореактора выполнена в виде кассет, что значительно облегчает обслуживание биореактора. Отдельный элемент загрузки выполнен, например, из пластика, в виде перфорированной призмы. При аэрации кассет с перфорированными призмами создаются условия для лучшего насыщения сточных вод кислородом, кроме того, сокращается вынос активного ила из блока биореактора, т.к. увеличивается площадь соприкосновения ила с затрузкой и на нем образуется пленка из осевшего активного ила, которая обеспечивает устойчивость биологической системы к экстремальным ситуациям (отключение электроэнергии, попадание токсичного стока в установку) и неравномерному поступлению сточных вод), при которых в обычном биореакторе активный ил погибает и выносится с очищенной водой. Наличие биопленки на затопленной загрузке 17 позволяет быстро восстановить работоспособность биореактора после длительного перерыва в его эксплуатации. Время аэрации на втором и третьем этапе приблизительно равно 12 часам, за это время происходит полное окисление. На четвертом этапе стоки поступают во вторичный отстойник, где по направляющей потока происходит осаждение и концентрация активного и избыточного ила, а также осевшей в биореакторе пленки в одном месте, откуда при помощи эрлифта 18 он возвращается в первичный отстойник 13 и в аэротенк 14.

Подача воздуха в систему аэрации и в эрлифты осуществляется насосом воздушным роторным, установленным в специальной камере из полипропилена. Для управления и регулирования подачи воздуха в систему аэрации и к эрлифтам имеется блок управления запорной арматурой системы аэрации.

После осуществления процесса очистки сточных вод на установке по второму варианту исполнения количество взвешенных веществ снижается с 375 мг/л до 6 мг/л, а БПК с 325 мг O₂/л до 3 мг О₂/л, что соответствует ГОСТ 25298-82 (п.п.9, 10) и лучше, чем при очистке на установке-прототипе.

Очищенную воду по патрубку выводят из установки, и после обеззараживания сбрасывают в ручей, водоем рыбохозяйственного назначения или в ливневую канализацию. Осадок с периодичностью примерно в 6 месяцев удаляют и используют в качестве удобрения.

Таким образом, предлагаемые варианты исполнения установки позволяют упростить ее конструкцию, повысив одновременно качество очистки бытовых сточных вод и удобство обслуживания установок.

1. Установка для биологической очистки бытовых сточных вод, содержащая первичный отстойник, биореактор с затопленной загрузкой и аэрирующим устройством, вторичный отстойник, устройство для осуществления рециркуляции активного ила, отличающаяся тем, что отдельные функциональные емкости установки соединены последовательно, загрузка биореактора выполнена в виде набора кассет, а отдельный элемент кассеты - в виде перфорированной призмы, устройство для рециркуляции активного ила из вторичного отстойника в первичный выполнено в виде эрлифта, кроме того, первичный отстойник снабжен напорогасителем, а часть перегородки, расположенной ниже входного отверстия во вторичный отстойник, ориентирована наклонно и является направляющей потока.

2. Установка для биологической очистки бытовых сточных вод, содержащая первичный отстойник, биореактор с затопленной загрузкой и аэрирующим устройством, вторичный отстойник, устройство для осуществления рециркуляции активного ила, отличающаяся тем, что содержит дополнительный аэротенк, расположенный между первичным отстойником и биореактором, отдельные функциональные емкости установки соединены последовательно, загрузка биореактора выполнена в виде набора кассет, а отдельный элемент кассеты - в виде перфорированной призмы, устройство для рециркуляции активного ила из вторичного отстойника в первичный выполнено в виде эрлифта, кроме того, первичный отстойник снабжен напорогасителем, а часть перегородки, расположенной ниже входного отверстия во вторичный отстойник, ориентирована наклонно и является направляющей потока.