Установка биологической очистки сточных вод

Установка биологической очистки сточных вод предназначена для очистки стоков, отводимых от жилых и административных зданий. Установка включает в себя усреднитель, по крайней мере две цепочки из ступеней аэрационной очистки микроорганизмами, денитрификации микроорганизмами, отстойника, третьей ступени аэрационной очистки с мембранной фильтрацией и эрлифтами, полистирольного фильтра, а также включает в себя установку УФ-облучения. Эффективность установки повышается за счет интенсификации процессов нитрификации и денитрификации в системе, повышенной аэрации в третьей ступени аэрационной очистки. При этом за счет шиберов, распределяющих сток по цепочкам, можно оперативно изменять производительность системы, продолжительность работы, что позволяет оптимизировать затраты на очистку при прогнозируемой нагрузке.

Установка биологической очистки сточных вод предназначена для очистки стоков, отводимых от жилых и административных зданий.

Из патента 2201405 RU известно устройство для очистки сточных вод, включающее

- уравнивающий резервуар с активным илом и подводом сточных вод, насосом для перекачки сырой воды в активационный резервуар,

- активационный резервуар, имеющий подвод воздуха с аэратором,

- отвод сырой воды в отстойник и насос для перекачки ила,

- отстойник, выполненный с возможностью удаления ила и выпуском очищенной воды,

- блок управления,

Устройство снабжено корпусом с крышкой для размещения уравнивающего и активационного резервуаров, в которых установлен датчик уровня, а боковые стенки каждого из резервуаров соединены стойками жесткости.

При этом устройство дополнительно снабжено расположенными в корпусе аэрационной камерой с пористым фильтром и камерой стабилизации активного ила.

Отстойник установлен в активационном резервуаре и выполнен в виде усеченной пирамиды, меньшее основание которой обращено вниз, и снабжен выпускным соплом, снабженным успокоительным отбойником и прикрытым снизу защитным козырьком.

Успокоительный отбойник и козырек расположены над аэратором активационного резервуара, снабженного биологической загрузкой и соединенного с отстойником, имеющим успокоитель эрлифт и насос рециркуляции ила в камеру стабилизации ила, снабженную крупнопузырчатым аэратором и переливным трубопроводом для отвода избытка воды и ила в уравнивающий резервуар, а отстойник снабжен крупнопузырчатым аэратором для разбавления биологической пленки, удаляемой эрлифтом, а также переливным трубопроводом для выпуска очищенной воды в камеру с пористым фильтром, снабженной аэратором, насосом для перекачки очищенной воды в резервуар - ливневку - переливным трубопроводом, соединенным с накопителем, установленным в уравнивающем резервуаре и снабженным эрлифтом для перекачки воды из накопителя в уравнивающий резервуар, а в уравнивающем резервуаре насос для перекачки сырой воды в активационный резервуар заключен в фильтр очистки грубых нечистот.

Известен способ очистки сточных вод (патент 2201404 RU), включающий биологическое обезвреживание с нитри-денитрификацией, которая происходит в первой ступени очистки, и обеззараживание гидробионтами во второй ступени.

Известны способы обеззараживания воды за счет УФ облучения (патенты 2288189, 1225819).

Из патента 2329198 RU известно устройство для аэрации, в котором к нижней части биологической загрузки прикреплен мелкопузырчатый аэратор.

Наиболее близким аналогом является способ очистки сточных вод (патент 2068811 RU) при помощи станции очистки, использующей две стадии очистки активным илом, промежуточное осветление между первой и второй стадиями очистки, вторичное осветление за второй стадией очистки и циркуляцией ила.

Первую стадию очистки сточных вод осуществляют аэробно как адсорбционную стадию с иловой нагрузкой, равной минимум 2 кг БПК5 на килограмм сухой субстанции в день или же факультативно анаэробно, главным образом, с прокариотами в рабочей биомассе. Вторую ступень очистки сточных вод активным илом используют как аэрированную стадию с иловой нагрузкой, равной менее 0,15 кг БПК5 на килограмм сухой субстанции в день. Ил из вторичного осветления, по меньшей мере, частично вновь вводят в адсорбционную стадию.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки при оптимизации затрат.

В предлагаемой установке, включающей усреднение стока, три ступени очистки аэробными микроорганизмами, ступень денитрификации микроорганизмами, отстойник, мембранную очистку, фильтрацию и облучение УФ-излучением, цель достигается за счет того, что очищаемый сток после усреднения проходит последовательно через две ступени очистки аэробными микроорганизмами. В результате во второй ступени благодаря низким нагрузкам развиваются нитрифицирующие культуры, окисляющие аммонийный азот до нитритного и далее до нитратного. В глубине биопленки тех же загрузок с биоценозом микроорганизмов в условиях недостатка кислорода развиваются денитрифицирующие микроорганизмы, поэтому уже во второй ступени начинается денитрификация стока.

Далее сток проходит денитрификацию микроорганизмами в емкости без аэрации. По мере прохождения иловой смеси через блоки носителя специализированными микроорганизмами происходит восстановление нитратов до молекулярного азота. Вследствие этого происходит снижение концентрации нитратов в стоках. Благодаря отсутствию перемешивания происходит интенсивное закрепление всех взвешенных частиц на биопленке, покрывающей поверхность загрузки.

Также эффективность очистки повышается за счет третьей ступени, где в условиях интенсивной аэрации (аэрация выше относительно других ступеней) происходит глубокое доокисление органических веществ, выносимых с предыдущих ступеней и насыщение очищенной воды кислородом. При этом емкость третьей ступени оборудована блоком мембранной очистки. В результате выходящая смесь фильтруется, концентрированная смесь рециркулирующим насосом направляется обратно в емкость, избыточный активный ил выводится из системы, очищенная вода самотеком подается в фильтр.

Мембраны снабжены системой аэрации, что позволяет обеспечить биоценоз активного ила растворенным кислородом, поддерживать смесь активного ила и сточных вод во взвешенном состоянии, а также турбулизировать поток у поверхности мембран для предотвращения засорения.

Установка включает в себя по крайней мере две цепи очистки, описанных выше. Причем количество работающих цепей можно оперативно изменять, за счет чего достигается гибкость изменения производительности в зависимости от нагрузки и уменьшение затрат на очистку. Изменять продолжительность работы системы, с целью оптимизации сременных затрат при прогнозируемой нагрузке можно с помощью шиберов для регулирования подачи сточной воды в первые ступени очистки, которые установлены после усреднителя.

После фильтров, также самотеком вода подается в установку УФ-облучения, где кроме дезинфекции происходит окисление части трудноокисляемых органических и неорганических веществ озоном и радикалами кислорода и гидроксила, образующимися при действии жесткого УФ-излучения на молекулы воды и растворенный кислород. В целом установка обладает повышенной эффективностью очистки.

Осуществление полезной модели

Сточная вода поступает в сточный колодец, а затем в усреднитель. Усредненная сточная вода по наружной сети канализации поступает в распределительный желоб 1 (рисунок 1.). Распределительный желоб оснащен шиберами для регулирования подачи сточной воды в емкости первых ступеней цепочек очистки 2. Нижняя часть емкости емксти заполнена блоками носителя микроорганизмов 3. Благодаря интенсивной аэрации в отсеке создаются условия, благоприятные для развития аэробных культур микроорганизмов, имеющих высокую прикрепляющую способность. Соответственно на поверхности носителя развивается прикрепленный биоценоз микроорганизмов. Микроорганизмы, закрепленные на поверхности носителя, сорбируют из протекающей воды загрязнения и окисляют их до углекислого газа и воды. При попадании в емкость стоки в течение короткого времени перемешиваются со всем содержимым отсека, что снижает вероятность отмирания ила в случае залповых сбросов сильнозагрязненных стоков.

Аэрация сточной жидкости в емкости осуществляется сжатым воздухом, подаваемым через пористые мелкопузырчатые аэраторы 4 от компрессора 5. Далее стоки через отверстия в легкой перегородке перетекают в емкость второй ступени 6.

Емкость второй ступни устроена аналогично емкости первой ступени. В емкости второй ступени в условиях относительно низких нагрузок развиваются нитрифицирующие культуры микроорганизмов, окисляющие аммонийный азот до нитридного и далее до нитратного. В глубине биопленки в условиях недостатка кислорода развиваются денитрифицирующие микроорганизмы, поэтому в емкости второй ступени частично протекает денитрификация стока. Из емкости второй ступени стоки проходят в денитрификатор 7 который отделен от емкости второй ступени легкой перегородкой.

Денитрификатор устроен аналогично предыдущим емкостям, однако подача воздуха в рабочем режиме отсутствует, в силу чего в объеме жидкости создаются аноксидные условия, благоприятные для жизнедеятельности денитрифицирующих микроорганизмов. По мере прохождения иловой смеси через блоки носителя специализированными микроорганизмами происходит восстановление нитратов до молекулярного азота. Вследствие этого происходит снижение концентрации нитратов в стоках. Благодаря отсутствию перемешивания происходит интенсивное закрепление всех взвешенных частиц на биопленке, покрывающей поверхность загрузки. Периодически (1 раз в месяц) производится подача воздуха в воздухораспределительную систему денитрификатора путем открывания крана 18. При этом происходит взмучивание отложений и соответственно происходит регенерация загрузки. Далее вода через распределительный коллектор 8 поступает в отстойник 9.

В отстойнике происходит гравитационное разделение иловой смеси. Иловая взвесь осаждается в донную часть отстойника 9, откуда эрлифтами 10 откачивается в первую ступень, а избыточное количество на иловые площадки путем открытия кранов 11. Регулирование эрлифтом осуществляется краном 12. Осветленная вода из верхней части отстойника самотеком поступает в третью ступень 13, где в условиях интенсивной аэрации происходит глубокое доокисление органических веществ, выносимых с предыдущих ступеней и насыщение очищенной воды кислородом.

Емкость 3-й ступени оборудована блоком мембранной доочистки. Смесь активного ила и сточных вод перекачивается во внешний мембранный модуль. Далее смесь фильтруется и отводится. Концентрированная смесь рециркулирующим насосом направляется обратно в емкость. Избыточный активный ил выводится из системы.

Мембраны снабжены системой аэрации. Воздух подается от воздуходувки в аэраторы, которые обычно вмонтированы в сами мембранные модули.

Очищенная вода из емкости третьей ступени самотеком подается в фильтр 14. Рабочим элементом фильтра является пенополистирольная загрузка 15, расположенная между двумя полками. Вода, двигаясь сверху вниз, проходит через слой загрузки, в результате чего происходит глубокая очистка. Далее из фильтров цепочек вода самотеком подается на установку УФ-облучения 16. В установке УФ-облучения помимо основного назначения - обеззараживания воды, происходит окисление части трудноокисляемых органических и неорганических веществ озоном и радикалами кислорода и гидроксила, образующимися при действии жесткого УФ-излучения на молекулы воды и растворенный кислород. Очищенная и обеззараженная вода сбрасывается из установки по трубопроводу 17.

Описание рисунков

На рисунке 1 представлена технологическая схема установки биологической очистки сточных вод, включающая две цепочки очистки.

1. Установка биологической очистки сточных вод, включающая в себя усреднитель, цепочку из ступеней аэрационной очистки микроорганизмами, денитрификации микроорганизмами, отстойника, третьей ступени аэрационной очистки с мембранной фильтрацией и эрлифтами, полистирольного фильтра, а также включающая в себя установку УФ-облучения, отличающаяся тем, что имеет по крайней мере одинаковые две цепочки, проходя по каждой из которых сточная вода проходит друг за другом две ступени аэрационной очистки микроорганизмами, в последней из которых происходит нитрификация и частичная денитрификация стока, в третьей ступени аэрационной очистки аэрация повышена относительно других ступеней, причем системами аэрации обеспечены также мембраны третьей ступени аэрационной очистки.

2. Установка биологической очистки сточных вод по п.1, отличающаяся тем, что устройствами распределения сточных вод по цепочкам после усреднителя являются шибера.