Водоочистная станция биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод

Полезная модель относится к системам биологической очистки сточных вод в коммунальных, промышленных и оборотных системах водоснабжения и предназначена для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод путем их полного биологического окисления с последующей доочисткой и обеззараживанием условно чистой воды в соответствии с действующими санитарно-эпидемиологическими нормами и правилами. Полезной моделью, решается задача по снижению капитальных и эксплуатационных затрат, упрощению обслуживания водоочистных станций, содержащих водоочистные блоки из нескольких групп УБО и повышение за счет этого надежности работы этих станций. Решение указанной задачи обеспечено тем, что водоочистная станция биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, содержит технологическое здание с насосами, трубопроводы подачи исходных и отвода очищенных стоков с запорно-регулирующей арматурой, блок биологической очистки состоящий из нескольких групп однотипных УБО, каждая группа которых установлена на своей фундаментной плите и снабжена своей распределительной емкостью (РЕ), системой аэрации и коллекторным трубопроводом для, соответственно, подачи стоков, их аэрации и отвода очищенной воды. Новым является то, что каждая группа УБО снабжена групповым отстойником ила (ГО), смонтированного на фундаментной плите этой группы с возможностью перекачки в него водно-иловой смеси из соответствующих иловых камер этой группы УБО и перепуска из этого ГО отстоянной воды в групповую РЕ, при этом каждый ГО снабжен насосом для откачки ила, подключенным к трубопроводу с ответвлениями, расположенными в иловых камерах соответствующей группы УБО, при этом каждое ответвление трубопровода снабжено запорным средством. В предпочтительных вариантах выполнения, запорное средство выполнено или в виде крана, или в виде электроклапана, а перепуск отстоянной воды из ГО в групповую РЕ выполнен в виде или самотечного трубопровода, или в виде трубопровода, снабженного погружным насосом; ГО расположены в конце рядов каждой группы УБО, между рядами этих УБО. Такое выполнение предложенной водоочистной станции обеспечивает возможность своевременного удаления избыточного ила из иловых камер групп УБО, при этом весь отработанный ил накапливается в ГО, что значительно упрощает его дальнейшее периодическое удаление посредством ассенизационной машины. Т.е. значительно упрощается обслуживание водоочистной станции, при этом отпадает необходимость в устройстве подъездов к каждой УБО. Это снижает капитальные и эксплуатационные затраты, упрощает обслуживания водоочистных станций и повышает надежность работы этих станций.

Полезная модель относится к системам очистки сточных вод в коммунальных, промышленных и оборотных системах водоснабжения и предназначена для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод путем их полного биологического окисления с последующей доочисткой и обеззараживанием условно чистой воды в соответствии с действующими санитарно-эпидемиологическими нормами и правилами.

Из уровня техники, известна водоочистная станция биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных, содержащая очистной блок в виде установки биологической очистки (УБО) с аэро-тенком, первичным и вторичным отстойниками, а также насосную станцию, трубопроводы подачи исходных и очищенных стоков с запорно-регулирующей арматурой, см. SU 14812111 М. кл. С02F 3/02, 87 г.

В этой станции отсутствует необходимость в централизованной системе удаления ила и отработанный ил из УБО этой станции удаляется периодически по мере накопления.

Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является водоочистная станция биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод содержащая технологическое здание с насосами, трубопроводы подачи исходных и отвода очищенных стоков с запорно-регулирующей арматурой, блок биологической очистки состоящий из нескольких групп однотипных установок биологической очистки, каждая группа которых установлена на своей фундаментной плите и снабжена своей распределительной емкостью, системой аэрации и коллекторным трубопроводом для, соответственно, подачи стоков, их аэрации и отвода очищенной воды. См., Г.И.Николадзе и др. «Подготовка воды для питьевого и промышленного водоснабжения», М., Высшая школа, 1984 г, с.236-239.

В этой станции не предусмотрена система централизованного удаления отработанного ила из групп установок биологической очистки, что усложняет обслуживание станции и повышает эксплутационные затраты.

Технической задачей, решаемой полезной моделью, является снижение эксплуатационных затрат и упрощение обслуживания водоочистных станций, содержащих водоочистные блоки из нескольких групп УБО и повышение за счет этого надежности работы этих станций.

Решение указанной задачи обеспечено тем, что водоочистная станция биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, содержащая технологическое здание с насосами, трубопроводы подачи исходных и отвода очищенных стоков с запорно-регулирующей арматурой, блок биологической очистки состоящий из нескольких групп однотипных УБО, каждая группа которых установлена на своей фундаментной плите и снабжена своей распределительной емкостью, системой аэрации и коллекторным трубопроводом для, соответственно, подачи стоков, их аэрации и отвода очищенной воды, согласно полезной модели, каждая группа УБО снабжена общей емкостью в виде группового отстойника ила, смонтированного на фундаментной плите этой группы с возможностью перекачки в него водно-иловой смеси из соответствующих иловых камер этой группы УБО и перепуска из этого отстойника отстоянной воды в групповую распределительную емкость, при этом каждый групповой отстойник снабжен насосом для откачки ила, подключенным к трубопроводу с ответвлениями, расположенными в иловых камерах соответствующей группы УБО, при этом каждое ответвление трубопровода снабжено запорным средством. В предпочтительных вариантах выполнения, запорное средство выполнено или в виде крана, или в виде электроклапана, а перепуск отстоянной воды из группового отстойника в групповую распределительную емкость выполнен в виде или самотечного трубопровода, или в виде трубопровода, снабженного погружным насосом; групповые отстойники ила расположены в конце рядов каждой группы УБО, между рядами этих УБО.

Такое выполнение предложенной водоочистной станции обеспечивает возможность своевременного удаления избыточного ила из иловых камер групп установок биологической очистки, при этом весь избыточный ил накапливается в групповом отстойнике ила, что значительно упрощает его дальнейшее периодическое удаление из этого отстойника посредством ассенизационной машины. Т.е. значительно упрощается обслуживание водоочистной станции, при этом отпадает необходимость в устройстве подъездов к каждой УБО. Это снижает капитальные и эксплуатационные затраты, упрощает обслуживания водоочистных станций и повышает надежность работы этих станций.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, где:

На фиг.1 показан общий вид водоочистной станции в плане; на фиг.2 - вид Б на фиг.1; на фиг.3 - условно показана аксонометрия системы трубопроводов с насосом для откачки водно-иловой смеси из одной группы УБО в групповой илосборник; на фиг.4 - сечение А-А фиг.1.

Водоочистная станция биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, содержит технологическое здание 1, в котором размещены емкости 2 и 3, соответственно, для очищенной и обеззараженной воды и для биологически очищенной воды. Технологическое здание 1 имеет заглубленную и наземную части (условно не показаны). Величина заглубления подземной части технологического здания определяется глубиной залегания подводящего канализационного трубопровода исходных стоков. В отдельных помещениях этого здания размещены компрессоры 4 и приемные резервуары стоков 5, 6, 7, подключенные посредством трубопроводов 8 (с задвижками 3₁, 3₂, 3₃) через сборный колодец 9 к линии 10 - подачи исходных стоков. Приемные резервуары стоков 5, 6, 7, оборудованы насосами 11, подключенными к трубопроводам 12 для подачи исходных стоков в очистной блок. Насосы 11 снабжены измельчителями (условно не показаны) для измельчения крупного мусора, а приемные резервуары стоков 5, 6, 7, снабжены очистными подъемными корзинами (условно не показаны), посредством которых эти резервуары периодически очищаются от трудно разлагающегося мусора. Очистной блок содержит группы однотипных УБО 13, которые выполнены с возможностью их заглубления. Каждая из этих УБО содержит закрытый корпус 14 с технологическими отсеками, включающими приемную камеру, аэротенк, первичный и вторичный отстойники (условно не показаны). Корпус 14 снабжен двумя горловинами 15 и 16, соответственно, смотровой и технологической, посредством которых он сообщен с дневной поверхностью. Устья упомянутых горловин оснащены откидными утепленными крышками 17 и 18. (Конструкция таких УБО аналогична известным УБО, см., например, RU 63797 и 68499, МПК C02F 3/06, 06 г.). В зависимости от конкретной необходимой производительности водоочистной станции в очистном блоке может быть несколько групп однотипных УБО 13. На фиг.1 показана водоочистная станция, очистной блок которой содержит три одинаковых групп УБО, которые расположены в два ряда на отдельных фундаментных плитах 19, 20, 21. Целесообразно, чтобы фундаментные плиты 19-21 групп УБО 13 были расположены на одном уровне относительно конкретной геодезической отметки для обеспечения равномерного распределения исходных стоков по группам УБО и УБО в группах, а также для организации самотечного движения очищаемой воды на части трубопроводов. Для равномерного распределения стоков по каждой УБО 13 (внутри групп), каждая группа УБО имеет свою (групповую) распределительную емкость (см. фиг.1. поз.22, 23, 24). Эти распределительные емкости (прямоугольные в плане) с утепленными крышками (условно не показаны) могут быть сформированы заодно с фундаментными плитами, или представлять собой отдельные емкости установленные на каждой из фундаментных плит групп УБО 13 с таким же, как и УБО заглублением. Целесообразно, чтобы указанные распределительные емкости были расположены в междурядном пространстве, посредине относительно рядов УБО и, с одной стороны, подключены к трубопроводам 12, а с другой - к каждой УБО 13 (из данной группы УБО). Таким образом, каждая распределительная емкость 22, 23, 24 подключена к соответствующему приемному резервуару стоков 5, 6, или 7 для равномерного распределения стоков во всех группах УБО. Кроме того, УБО 13 каждой группы, посредством системы трубопроводов 25 подключены к соответствующим компрессорам 4 и к соответствующим коллекторным трубопроводам 26, подключенным через сборный колодец 27 к резервуару 3 для сбора биологически очищенной воды. Как показано на фиг.1 группы УБО расположены рядами, симметрично относительно продольных осей симметрии фундаментных плит. Такое размещение групп УБО позволяет передать на каждую фундаментную плиту (прямоугольную в плане) симметричную нагрузку (относительно продольной оси симметрии фундаментной плиты) и исключить за счет этого опасность поперечного перекоса фундаментных плит. В пространстве между двумя рядами УБО (каждой группы), расположены групповые отстойники ила 28, что позволяет исключить опасность поперечного перекоса фундаментных плит. Каждый отстойник ила 28, подключен посредством системы трубопроводов 29а с всасывающим насосом 30 к каждой УБО данной группы. Трубопроводы 29а оснащены ответвлениями 29б, каждый из которых размещен в иловой камере соответствующей УБО. На ответвлениях 29б установлены запорные краны 31, которые (в варианте выполнения) могут быть выполнены в виде электроклапанов. Групповые отстойники ила 28 каждой группы УБО посредством перепускных трубопроводов 32 с погружными насосами 32а подключены к соответствующим распределительным емкостям 22-24 соответствующей группы УБО, куда перекачивается отстоянная вода из отстойников ила 28. В варианте выполнения перепускные трубопроводы 32 выполнены самотечными. Такая организация удаления ила из УБО обеспечивает значительное упрощение удаления ила из каждой УБО данной группы. Отстойники ила 28 представляют собой небольшие здания, имеющие заглубленную и наземную части, соответственно 28а и 28б. Заглубленная часть 28а этих отстойников (см. фиг.6) обычно формируются заодно с фундаментной плитой, а наземная 28б представляет собой каменную надстройку над заглубленной частью 28а и снабжена крышей с вентиляционным грибком. Внутри помещения отстойника ила 28 расположен дренажный погружной насос 32а, всасывающий насос 30 и изогнутая труба 33, верхняя часть которой выведена наружу и выполнена с возможностью подключения к ней ассенизаторской машины при периодических откачках ила. Следует отметить, что трубопроводы подачи и отвода стоков предложенной станции выполнены заглубленными и расположены в грунте ниже глубины промерзания грунта в данной местности.

Работа водоочистной станции биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод осуществляется следующим образом.

Исходные стоки из канализационного трубопровода 10 поступают в сборный колодец 9, из которого они равномерно распределяются по приемным резервуарам 5, 6, 7. Регулировка поступления стоков в приемные резервуары 5, 6, 7 может осуществляться при помощи задвижек 3₁, 3₂, 3₃ на линиях 8 (с помощью этих задвижек можно также отключать и включать группы УБО). Из резервуаров 5, 6, 7, исходные стоки подаются насосами 11 через трубопроводы 12 в распределительные емкости 22, 23, 24 каждой группы УБО. Из распределительных емкостей 22-24 исходные стоки самотечно поступают в каждую УБО 13 каждой группы. За счет компрессоров 4. по системе трубопроводов 25, нагнетается воздух для аэрации стоков в УБО 13. Биологическая очистка стоков осуществляется в УБО обычным образом (аналогично работе УБО по пат. RU 63797 и 68499), т.е. при поступлении сточной воды (СВ) в технологические отсеки корпуса 14 (первичный отстойник, аэротенк, вторичный отстойник, иловую камеру (условно не показаны) эти СВ проходят цикл биологической очистки и отводятся из вторичного отстойника на выпуск из УБО. Прошедшие биологическую очистку СВ поступают (самотечно или откачиваются) в коллекторные трубопроводы 26 и далее направляются в сборный колодец 27а, откуда очищенная сточная вода по трубопроводу 27б поступает в резервуар 3. этого резервуара очищенная сточная вода подается на обеззараживание, например в бактерицидную установку 34 типа «Лазурь-М-50-1» и поступает в емкость 2 для сбора очищенной и обеззараженной воды, откуда она выпускается в сборный колодец 35 и далее по трубопроводам 36, 37 отводится на хозяйственные нужды и/или на сброс. По мере накопления отработанного ила в иловых камерах УБО 13, осуществляется откачка водно-иловой смеси в групповые илосборники 28. Откачка водно-иловой смеси производится последовательно из каждой УБО данной группы. Для этого на ответвлении 29б, который расположен в иловой камере соответствующей УБО открывается нормально закрытый запорный кран 31 и включается насос 30. По окончанию откачки водно-иловой смеси из данной УБО, запорный кран 31 закрывается и открывается другой запорный кран на другом ответвлении 29б, т.е. таким образом осуществляется последовательная откачка водно-иловой смеси из всей группы данных УБО. Если запорные краны 31 выполнены в виде нормально закрытых электроклапанов, то по сигналу датчика ила, расположенного в иловой камере УБО (условно не показан), электроклапан открывается, включается насос 30 и производится откачка водно-иловой смеси. В этом варианте, процесс удаления из УБО отработанного ила автоматизирован. Следует подчеркнуть, что всегда в процессе откачки ила, он откачивается последовательно из каждой УБО данной группы, при этом открыт только один запорный элемент (запорный кран или электроклапан), что обеспечивает работоспособность насоса 30. По мере накопления ила в групповых отстойниках 28, ил из этих отстойников по трубам 33 периодически откачивается в ассенизаторную машину (приблизительно один или два раза в месяц).

Таким образом, в предложенной водоочистной станции весь приток исходных стоков, поступающих на очистку, равномерно распределяют между одинаковыми группами однотипных УБО, в которых созданы одинаковые условия биологической очистки. Очищенную воду отводят из этих групп установок для полезного использования и/или на сброс. За счет укрытия в грунте УБО исключается влияние на работу станции погодных условий. Предложенная водоочистная станция характеризуется повышенной надежностью, поскольку весь приток исходных стоков разделяется на множество (по количеству УБО) отдельных и одинаковых притоков, которые параллельно обрабатываются во всех УБО очистного блока. При проведении профилактических работ и ремонта, любую УБО 13 можно остановить в любой момент (за счет задвижек - условно не показаны), без нарушения работоспособности всей водоочистной станции. Заглубление всех групп УБО водоочистной станции на один уровень относительно земной поверхности позволяет организовать частичное самотечное движение стоков, например, из распределительных емкостей в УБО 13 и очищенной воды через коллекторные трубопроводы в сборный колодец и сборную емкость в технологическом здании, что снижает энергозатраты при эксплуатации водоочистной станции. Профилактические осмотры и техническое обслуживание технологического оборудования УБО осуществляются через смотровые и технологические горловины. Выступающие на дневную поверхность части горловин с крышками незначительно влияют на ландшафт местности в районе размещения водоочистной станции. Использование предложенной полезной модели обеспечивает снижение капитальных и эксплутационных затрат и позволяет повысить эффективность работы водоочистной станции.

В настоящее время один из проектов такой водоочистной станции на 450 м³ /сут. реализуются в поселке Благодатное г.Барнаула Алтайского края.

1. Водоочистная станция биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, содержащая технологическое здание с насосами, трубопроводы подачи исходных и отвода очищенных стоков с запорно-регулирующей арматурой, блок биологической очистки, состоящий из нескольких групп однотипных установок биологической очистки, каждая группа которых установлена на своей фундаментной плите и снабжена своей распределительной емкостью, системой аэрации и коллекторным трубопроводом для соответственно подачи стоков, их аэрации и отвода очищенной воды, отличающаяся тем, что каждая группа установок биологической очистки снабжена общей емкостью в виде группового отстойника ила, смонтированного на фундаментной плите этой группы с возможностью перекачки в него водно-иловой смеси из соответствующих иловых камер этой группы установок и перепуска из этого отстойника отстоянной воды в групповую распределительную емкость, при этом каждый групповой отстойник снабжен насосом для откачки ила, подключенным к трубопроводу с ответвлениями, расположенными в иловых камерах соответствующей группы установок, при этом каждое ответвление трубопровода снабжено запорным средством.

2. Водоочистная станция по п.1, отличающаяся тем, что запорное средство выполнено в виде крана.

3. Водоочистная станция по п.1, отличающаяся тем, что запорное средство выполнено в виде электроклапана.

4. Водоочистная станция по п.1, отличающаяся тем, что перепуск отстоянной воды из группового отстойника в групповую распределительную емкость выполнен в виде самотечного трубопровода.

5. Водоочистная станция по п.1, отличающаяся тем, что перепуск отстоянной воды из группового отстойника в групповую распределительную емкость выполнен в виде трубопровода, снабженного погружным насосом.

6. Водоочистная станция по п.1, отличающаяся тем, что групповые отстойники ила расположены в конце рядов каждой группы установок биологической очистки между рядами этих установок.