Устройство для активизации биохимических процессов при очистке хозяйственно-бытовых сточных вод
Устройство предназначено для использования при очистке хозяйственно-бытовых сточных вод небольших и средних объемов. Наиболее приемлемое использование на дачах, садовых участках, в фермерских хозяйствах, кафе, столовых, небольших домов отдыха и т.п. Предлагаемое устройство можно использовать в многофункциональных системах, например для очистки воды в рыбоводческих хозяйствах с одновременным обогащением воды кислородом воздуха. Предлагаемое устройство поддерживает значение объемной концентрации растворенного кислорода на заданном уровне, создавая оптимальные условия для жизнедеятельности микроорганизмов. В данном устройстве заданное значение объемной концентрации растворенного кислорода обеспечивается изменением режимов работы по аэрированию воды и перерывов между ними. При этом происходит сокращение потребляемой электроэнергии и более рациональное ее использование. Данное устройство компактно в собранном виде, имеет небольшой вес, легко перевозится в общественном транспорте, легко монтируется на месте и не требует специальных знаний при включении и наладке. Предмет патентования состоит из основного пункта, в описании есть ссылки на фигуру 1, где представлена принципиальная схема устройства.
Устройство относится к техническим средствам по очистке сточных вод, и, в частности, биологической очистке небольших и средних объемов хозяйственно-бытовых сточных вод аэробными бактериями.
Известно устройство для биологической очистки сточных вод (патент РФ 
2 275 336 кл. C02F 3/02 27.12.2004). В этом устройстве внутри жесткого цилиндрического корпуса из специального водопроницаемого синтетического материала размещен насос. Насос засасывает воду из емкости, в которой расположено устройство для биологической очистки, прокачивает воду через эжектор, в который подсасывается атмосферный воздух. В рабочей камере эжектора воздух перемешивается с водой и эта водовоздушная смесь выбрасывается через распределитель потока за пределы корпуса.
Вода совершает постоянный кругооборот с помощью насоса. Проходя через синтетический материал, вода насыщенная кислородом воздуха в эжекторе, постоянно поставляет микроорганизмам, разместившимся на синтетическом материале корпуса «пищу» в виде органических веществ находящихся в сточной воде и кислород, постоянно вносимый в воду эжектором. Таким образом устройство активизирует биологические процессы, происходящие в сточной воде, в результате которых сложные органические вещества разлагаются на простые и окисляются до CO2 и H 2O. При этом масса «сухого вещества» в воде уменьшается в десятки раз, а вода становится чистой и прозрачной, исчезает запах.
Данное устройство экономно в энергетическом плане. При эжекционной подаче кислорода в воду происходит его усвоение почти на 90%, в то время как при закачке воздуха в воду с помощью компрессора коэффициент растворения кислорода в воде не более 10-12%. Недостатком данного устройства является то, что он обладает довольно большими данного устройства является то, что он обладает довольно большими габаритами 2000×500×500 мм. В то же время место для размещения микроорганизмов ограничено и при возможном увеличении нагрузки, изменить его, не меняя конструкции, нельзя. Такая конструкция вызывает затруднения при транспортировке и хранении - устройство в не рабочем положении занимает достаточно большой объем.
Известно устройство (патент на полезную модель 82209) для активизации биологических процессов при очистке сточных вод, включающее: корпус, выполненный из мягкой синтетической ткани, служащей носителем для размещения микроорганизмов, насос, эжектор, распределитель потока, генератор импульсов, трубопровод, трубку для подсоса воздуха. Корпус, выполненный из мягкой ткани, позволяет изменять площадь носителя для микроорганизмов.
Недостатком этого устройства является то, что насос закреплен на корпусе и для того, чтобы его вынуть для ремонта или замены без подъема корпуса необходим очень длинный шланг соединяющий насос с эжектором, что повышает гидравлическое сопротивление системы, увеличивает потери мощности насоса и снижает эффективность работы эжектора.
Другим недостатком является то, что насос не защищен от содержащихся в воде хлопьев ила и других взвесей.
Предлагаемое устройство для активизации биохимических процессов при очистке хозяйственно-бытовых сточных вод, включающее: корпус, выполненный из мягкой синтетической ткани, служащей носителем для размещения микроорганизмов и позволяющей изменять площадь, насос, эжектор, генератор импульсов, трубопровод, трубку для подсоса воздуха, отличающийся тем, что насос с эжектором, подвешиваются независимо от корпуса, что дает возможность их обслуживания (подъема из емкости) не затрагивая корпуса устройства. Водовоздушный поток при этом направлен вниз от корпуса, и перемешивание осуществляется во всем объеме емкости. Для предохранения насоса от попадания в него частиц ила и других крупных взвешенных частиц насос помещается в сетчатый мешок, служащий фильтром.
Суть изобретения заключается в том, что корпус устройства 1 выполнен из мягкой синтетической ткани, специально разработанной для биофильтров. Так как ткань не имеет жестких ограничений по своим размерам, на каркас можно закрепить ткань со складками, оборками и т.д., при этом увеличивается объем, в котором могут разместиться микроорганизмы и, следовательно, увеличивается производительность устройства. Внутри корпуса размещается насос типа «Малыш» 3. Насос прокачивает воду через эжектор 2, подавая ее через короткий шланг 5. Короткий шланг обеспечивает меньшие гидравлические потери и улучшает работу эжектора. Кинематическое разделение насоса с эжектором от корпуса, позволяет извлекать насос и эжектор для замены или ремонта не трогая корпуса устройства.
Воздух подсасывается в эжектор по трубке 4. Водовоздушная смесь выбрасывается в емкость, в которой происходит очистка сточной воды. Насос забирает обогащенную кислородом воду внутрь корпуса, заставляет ее проходить через ткань корпуса. На этой ткани поселяются микроорганизмы, получающие органические вещества и кислород, растворенные в воде. Насос за шнур 10 подвешивается к горловине емкости. С помощью электрического шнура 6 через герметичный разъем 7 насос подключается к генератору импульсов 8. Подключение может осуществляться непосредственно к генератору импульсов при достаточной длине провода, идущего от насоса. Корпус за шнур 11 подвешивается также к горловине емкости, в которой происходит очистка стоков.
Генератор импульсов задает режим работы насоса в зависимости от нагрузки на очистные, температуры воды и воздуха, объема емкости и др. параметров: работа-перерыв-работа и т.д. Вся эта система вилкой 9 подключается к бытовой электросети.
Важным моментом является то, что устройство легко смонтировать на месте. Для этого оно просто вынимается из коробки, подвешивается к горловине канализационного колодца или другой емкости, где будет происходить очистка воды, насос через генератор импульсов подключается к бытовой электросети, напряжением 220 В и установка готова к работе.
При работе установки происходит уменьшение загрязнений поступающих со сточными водами в 10 и более раз. Так при очистке сточных вод от дачи, в которой постоянно проживает 4 человека, была применена установка данного типа. Количество сточных вод составляло в среднем 600-800 л/сутки с содержанием БПК5 от 200 до 500 мг/л. Сточные воды поступали в канализационный колодец объемом 1,5 м3 (4 кольца). В этом колодце была размещена установка. Из этого колодца вода перетекала в следующий, в котором происходило остаивание, дальше вода откачивалась в дренажную канаву. После обработки в воде содержание БПК5 снизилось до 8-12 мг/л, (степень очистки 94-98%) при этом исчезли неприятные запахи, а вода стала прозрачной. Использование генератора импульсов, приводит к снижению расхода электроэнергии, при этом продлевается срок службы насоса. При использовании в качестве рабочего органа насоса «Малыш» расход электроэнергии снизился с 5 кВт·час в сутки до 1 кВт·час в сутки, а срок работы насоса продлевается с 6 месяцев до 2-х лет.
На фиг.1 показана конструкция Устройства для активизации биологических процессов при очистке сточных вод.
1 - корпус из мягкой синтетической ткани - носитель для размещения микроорганизмов;
2 - эжектор - устройство для получения водовоздушной смеси;
3 - насос - служит для прокачивания воды через эжектор и корпус;
4 - воздушная трубка - служит для подачи воздуха в эжектор;
5 - шланг - по нему поступает вода от насоса к эжектору;
6 - электрический кабель от насоса;
7 - герметичный разъем - необходим при удлинении электрического кабеля;
8 - генератор импульсов - служит для управления работой насоса, с его помощью можно менять режимы, как время работы насоса, так и перерывы между включениями;
9 - вилка для подключения системы к электрической цепи;
10 - шнур, на который подвешивается насос;
11 - шнур, на который подвешивается корпус.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Сточные воды, подлежащие очистке, собираются в емкость по системе стоков. Устройство помещается в емкость, в котором будет происходить очистка сточной воды и вывешивается на шнуре. Шнур крепится к горловине емкости. На поверхность выводится трубка для воздуха, которая также крепится возле горловины емкости. Электрический кабель от насоса выводится из емкости и прокладывается до генератора импульсов и крепится к его выводным клеммам. Генератор импульсов крепится на стене или в другом месте, как обычно крепятся щитки электроприборов и к нему подводится электропитание. На генераторе импульсов задается режим работы и устройство готово к работе. Как только в емкости будет достаточное количество воды, устройство может начинать работу.
После начала работы в течение первых 2-3 недель происходит наращивание биомассы на корпусе устройства. После стабилизации объема биомассы устройство производит очистку воды.
Меняя размеры ткани, режим работы насоса можно менять производительность устройства в пределах от 0,2 до 3-4 м3/сутки (1-12 человек). Для еще более значительного увеличения производительности необходимо взять более мощный насос и эжектор, увеличить размер ткани, служащей носителем для размещения микроорганизмов и увеличить объем емкости, в которой происходит очистка воды.
Целью данного изобретения является создание простого устройства, с помощью которого можно создать автономные сооружения по очистке хозяйственно бытовых сточных вод для индивидуального жилого помещения своими руками. Это устройство легко привести на место, смонтировать и наладить его работу. Для проведения всех этих работ не требуется каких-либо специальных навыков или квалификации. Простота конструкции приводит к тому, что стоимость данного изделия не высокая, не дорогой монтаж и небольшие эксплуатационные расходы.
Устройство для активизации биохимических процессов при очистке хозяйственно-бытовых сточных вод, включающее корпус, выполненный из мягкой синтетической ткани, служащий носителем для размещения микроорганизмов, насос, эжектор, распределитель потока, генератор импульсов, трубопровод, трубку для подсоса воздуха, отличающееся тем, что насос с эжектором подвешивается независимо от корпуса.
