Побутова установка для очистки стічних вод

Реферат: Побутова установка для очистки стічних вод містить припливну камеру, з'єднану з активаційним резервуаром, який містить циркуляційний насос для відведення стічних вод до припливної камери, насос для надмірного мулу, систему, яка вимірює рівень води, та систему, яка відводить очищену воду до відтоку. Засіб для підводу стічних вод від припливної камери до активаційного резервуара спрямований до нижньої частини активаційного резервуара, а транспортна система для відведення очищеної води з активаційного резервуара до випуску з'єднана з окремим резервуаром для насоса для очищеної води. Останній з'єднаний за допомогою його нагнітальної труби з резервуаром для очищеної води, який містить заливний насос, нагнітальна труба якого з'єднана з резервуаром для насоса для очищеної води. UA 74190 U (33) Код держави-учасниці CZ UA 74190 U UA 74190 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до невеликих побутових установок для очистки стічних вод, де стічні води обробляють суспендованим активованим мулом в умовах безперервного потоку стічних вод. Існують різні типи установок для очистки стічних вод, які застосовуються до невеликих джерел забруднення, таких як сімейні будинки, групи будинків, гостьові будинки, ресторани тощо. Установки, які найбільш широко використовуються, - це системи, у яких стічні води обробляються активованим мулом, який є сумішшю мікроорганізмів, для яких життєво необхідним є органічне забруднення зі стічних вод, а також кисень, який подається у воду за допомогою аератора. Сама по собі очистка відбувається в активаційному резервуарі, через який стічні води зазвичай протікають після видалення з них грубих домішок. Стічні води залишаються у резервуарі протягом часу, необхідного з технологічної точки зору, при цьому вони змішуються з активованим мулом та одночасно аеруються. Активований мул є більш важким порівняно з водою, отже, коли перемішування вмісту активаційного резервуара припиняється, очищена вода відокремлюється від мулу, який осаджується на дні резервуара. Існує два основні типи установок для очистки стічних вод, які використовуються на практиці. Вони відрізняються використовуваним способом відокремлення мулу та очищеної води: обладнані активаційним резервуаром з безперервним потоком та активаційним резервуаром з перериваним потоком. Коли в активаційному резервуарі застосовується безперервний потік, окремий відстійник, що не аерується, розташовується після активаційного резервуара, до якого безперервно надходить суміш оброблюваної води та мулу. Мул осаджується на дні відстійника та очищена вода, вже без мулу, витікає з установки для очистки стічних вод. Установки для очистки стічних вод з перериваним потоком в активаційному резервуарі не мають відстійника. Процес біологічної очистки відбувається одночасно із заповненням активаційного резервуара від мінімального рівня води до максимального рівня води або навіть після заповнення активаційного резервуара. Наступним етапом є етап відстоювання, коли вміст резервуара ані аерується, ані перемішується, після чого очищена вода відводиться на витік. Існують системи з вирівнювальним резервуаром для води, що надходить, де стічні води накопичуються під час осадження мулу на дні активаційного резервуара та під час відведення очищеної води, коли небажано, щоб надходили стічні води до активаційного резервуара. Крім того, існують технічні рішення без вирівнювального резервуара, коли стічні води, що надходять, спрямовують на дно активаційного резервуара навіть під час відстоювання або навіть під час відведення очищеної води, при цьому процес відведення очищеної води здійснюється таким чином, щоб запобігти змішуванню неочищених побутових стічних вод з вже очищеною водою. Також існують технічні рішення, де стічні води відводяться з вирівнювального резервуара до дна активаційного резервуара після відстоювання, а очищена таким способом вода виштовхується з поверхні до водовипускного каналу. В основу корисної моделі поставлена задача, що чим меншою є установка для очистки стічних вод, тим складніше побудувати просту, недорогу та надійну насосну систему. Вимога полягає у тому, щоб відвести шар очищеної води швидко без перемішування осадженого мулу. Насправді, здебільшого шар мулу після відстоювання досягає від 30 % до 60 % від глибини усього вмісту активаційного резервуара. Переважним було б відводити воду з підповерхневого шару, так щоб домішки, що плавають, залишалися на поверхні. Для цього в системах можуть використовуватися, наприклад, електричні насоси, розташовані на засобі, що плаває на поверхні води, де засіб, що плаває на поверхні води, та насос опускаються та підіймаються разом з рівнем води в активаційному резервуарі, або можуть застосовувати гнучкі шланги, кінці яких знаходяться на засобі, що плаває на поверхні води. В інших системах насоси або впускні патрубки насосів жорстко закріплені на постійній висоті над шаром осадженого мулу. Зазвичай, насправді, такі насосні системи, де впускний патрубок для очищеної води рухається разом з рівнем води, є переважними завдяки помітному скороченню часу відстоювання та вони також надійно запобігають потраплянню осадженого мулу у витік. Їхній недолік зазвичай полягає у низькій експлуатаційній надійності, оскільки стічні води містять відходи, які попадають в активаційний резервуар, але біологічно не руйнуються: вони накопичуються в ньому та під час процесу аерації засмічують технологічне обладнання, яке застосовується в активаційному резервуарі. Системи з фіксованим впускним патрубком є набагато більш надійними, але вони потребують суттєво більш тривалого відстоювання, та, якщо мул регулярно не видаляється з активаційного резервуара, рівень мулу після відстоювання досягає впускного патрубка насоса, внаслідок чого відводиться не тільки очищена вода, але також і мул. Поставлена задача вирішується тим, що невеликі установки для очистки стічних вод полягають у складності регулювання пропускної здатності залежно від дійсного об'єму стічних вод, оскільки поточне навантаження установки для очистки стічних вод рідко відповідає заданій 1 UA 74190 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 пропускній здатності установки для очистки стічних вод як з точки зору об'єму стічних вод, так і з точки зору концентрації органічних забруднень. Регулювання, яке застосовується у великих установках для очистки стічних вод, неможливо застосовувати для невеликих установок для очистки стічних вод, особливо це зумовлено економічними причинами. Тільки таймери, що регулюються вручну, застосовуються для регулювання робочого часу компресора залежно від, наприклад, кількості людей, які використовують певну будівлю. Насправді, це, по-перше, спричиняє марну трату електроенергії та, по-друге, при низькому органічному навантаженні установки для очистки стічних вод та надлишку кисню, що постачається, існує також загроза руйнування біологічного функціонування установки для очистки стічних вод, особливо після низького або нульового навантаження установки для очистки стічних вод. Вищевказані недоліки можна подолати шляхом застосування побутової установки для очистки стічних вод, яка складається з припливної камери, з'єднаної з активаційним резервуаром, який містить циркуляційний насос для відведення стічних вод до припливної камери, насос для надмірного мулу, який веде до накопичувача мулу, та систему, яка відводить очищену воду до випуску. Залежно від технічного проекту засіб для підводу стічних вод від припливної камери до активаційного резервуара проходить у нижній частині активаційного резервуара, переважно у напрямку до дна активаційного резервуара. Транспортна система для відведення очищеної води з активаційного резервуара до випуску з'єднана з окремим резервуаром для насоса для очищеної води, який з'єднаний за допомогою нагнітальної труби з резервуаром для очищеної води. Резервуар для очищеної води містить заливний насос, нагнітальна труба якого з'єднана з резервуаром для насоса для очищеної води. Стічні води протікають до активаційного резервуара крізь отвір у стінці, яка є загальною для припливної камери та активаційного резервуара. Отвір у стінці знаходиться нижче рівня стічних вод у припливній камері або на їх рівні та вище, що потім примушує їх перетікати до активаційного резервуара. Отвір у стінці виходить до труби, розташованій у активаційному резервуарі. Труба закінчується біля дна активаційного резервуара. Отвір у загальній стінці можна також зробити біля дна обох резервуарів. Побутові установки для очистки стічних вод, сконструйовані таким чином, є нескладними з точки зору конструкції та безпечними, будучи економічними при функціонуванні та з мінімальними вимогами до обслуговування, причому споживання електроенергії відповідає дійсному навантаженню установки для очистки стічних вод. Інша їх перевага полягає у швидкості відведення очищеної води, при цьому вони відповідають вимогам якості очищеної води. Доданий ілюстративний матеріал представляє робочі етапи та альтернативні конструкції побутової установки для очистки стічних вод стосовно корисної моделі. Фіг. 1 демонструє етап заповнення реактора установки для очистки стічних вод, фіг. 2 демонструє етап відстоювання з окремим накопичувачем мулу, а фіг. 3 демонструє етап відведення очищеної води з побутової установки для очистки стічних вод. Фігури 1, 4 та 5 демонструють різні альтернативні варіанти з'єднання між припливною камерою та активаційним резервуаром. Стічні води протікають крізь отвір 1 до припливної камери 2, де збираються забруднення, а потім до дна 6 активаційного резервуара 4. Одночасно з цим здійснюється аерація активаційного резервуара 4 за допомогою першого аератора 24, з'єднаного з компресором 25 за допомогою розподілювача 27 через перший вхід 32 для впуску повітря. Рівень води у припливній камері 2 та у активаційному резервуарі 4 поступово підвищується з мінімального рівня 21 води до максимального рівня 23 води. На початку або протягом заповнення активаційного резервуара 4 транспортна система 12 також аерується крізь перший вхід 32 для впуску повітря, щоб запобігти попаданню у нього забруднень з активаційного резервуара 4 під час процесу аерації. Рівень води у припливній камері 2 та у активаційному резервуарі 4 контролюється за допомогою, наприклад, датчика 26 тиску, який зазвичай розташований у активаційному резервуарі 4 у трубі 5, проте його також можна розташувати у припливній камері 2, якщо отвір 3 знаходиться нижче мінімального рівня 21 води. Одночасно з цим функціонує циркуляційний насос 18 з нагнітальною трубою 17, яка веде до припливної камери 2. Стічні води біологічно очищуються шляхом змішування стічних вод з активованим мулом у активаційному резервуарі 4 у присутності розчиненого О2. Під час аерації активаційного резервуара 4 активаційна суміш частково відводиться з активаційного резервуара 4 до припливної камери 2, де вона змішується з необробленими стічними водами, внаслідок чого відбувається часткова денітрифікація, а потім вона повертається до активаційного резервуара 4. Ця суміш потрапляє до активаційного резервуара 4 крізь отвір 3 у загальній стінці 9 припливної камери 2 та активаційного резервуара 4, який зроблено нижче рівня води, як показано на фіг. 1, 2 та 3, або на рівні води, як показано 2 UA 74190 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 на фіг. 5. На фіг. 4 отвір 3 зроблено біля дна 6 активаційного резервуара 4. На фіг. 1, 2, 3 та 5 отвір 3 виходить до труби 5, розташованій у активаційному резервуарі 4, а випускний отвір труби 5 спрямовано на дно активаційного резервуара 4, щоб запобігти змішуванню необроблених стічних вод з очищеною водою під час відстоювання та коли очищена вода відводиться з активаційного резервуара 4. Для забезпечення бездоганного функціонування установки для очистки стічних вод необхідно розташовувати кінець підводу стічних вод до активаційного резервуара 4 завжди нижче рівня 29 води у мулі після його осадження на дно 6 активаційного резервуара 4. Фігура 5 демонструє альтернативний варіант, коли впускний отвір 1 стічних вод спрямований до припливної камери 2, яка функціонує одночасно як первинний відстійник та зазвичай також як накопичувач мулу. У цьому випадку припливна камера 2 та активаційний резервуар 4 з'єднані на або біля максимального рівня 23 води. Після досягнення максимального рівня 23 води в активаційному резервуарі 4 його аерація припиняється або одразу, або після визначеного часу відстрочки, а установка перемикається на режим аерації в припливній камери 2, де розпочинається інтенсивне змішування за допомогою другого аератора 30, з'єднаного з розподілювачем 27 за допомогою другого входу 33 для впуску повітря. Це також спричиняє розпад грубих органічних домішок. Пропускна здатність компресора 25 таким чином ефективно використовується також під час, коли активаційний резервуар 4 не аерується. У цей час відбувається етап відстоювання, коли мул осаджується на дно 6 активаційного резервуара 4. Максимальний рівень 23 води є стабільним або продовжує підійматися внаслідок наступного підведення стічних вод до припливної камери 2. Активований мул поступово осаджується на дні 6 до рівня 29 мулу. Для часткового та повного часу відстоювання резервуар 10 для насоса 11 для очищеної води заповнюється за допомогою заливного насоса 14 крізь нагнітальну трубу 20 від резервуара 13 очищеної води. Це примушує рівень очищеної води у резервуарі 10 підійматися вище максимального рівня 23 води у активаційному резервуарі 4, що є необхідним для наступного етапу відведення очищеної води з активаційного резервуара 4 за допомогою насоса 11 для очищеної води, внаслідок чого установка для очистки стічних вод стає готовою для відведення очищеної води. Якщо установка обладнана окремим накопичувачем 8 мулу, то насос 31 для надмірного мулу з його нагнітальною трубою 7 також функціонує під час цього етапу. Підвід до насоса 31 для надмірного мулу розташований над дном 6 активаційного резервуара 4, на 15-50 % від глибини 22 активаційного резервуара 4 при максимальному рівні 23 води. Після закінчення етапу відстоювання відбувається етап відведення очищеної води. При постійній аерації припливної камери 2 функціонує насос 11 для очищеної води, який відводить очищену воду з підповерхневого шару активаційного резервуара 4 за допомогою транспортної системи 12 до резервуара 10 для насоса 11 для очищеної води, та з цього резервуара до резервуара 13 для очищеної води за допомогою нагнітальної труби 19. Після заповнення цього резервуара 13 до рівня другого перетікання 15 очищена вода тече до випуску 16 з установки для очистки стічних вод або до резервуара третинної очистки, який не зображено на кресленні та який зазвичай містить піщану або мембранну фільтрувальну систему. Оскільки гідравлічний вихід заливного насоса 14 знаходиться суттєво нижче гідравлічного виходу насоса 11 для очищеної води, то обидва насоси можуть працювати одночасно. За необхідністю насос 31 для надмірного мулу може продовжувати працювати. Проте, з точки зору гідравлічного навантаження установки для очистки стічних вод, переважним є, коли заливний насос 14 та насос 31 для надмірного мулу вже вимкнуті на етапі відведення очищеної води. Оскільки вихід насоса 11 для очищеної води дозволяє відводити очищену воду більш швидко порівняно з можливим новим припливом стічних вод в установці для очистки стічних вод, то рівень води у активаційному резервуарі 4 падає з максимального рівня 23 до мінімального рівня 21. Коли досягнутий мінімальний рівень 21 води, тоді насос 11 для очищеної води вимикається, а регулювальний пристрій 28 перемикає установку з режиму аерації в припливній камери 2 назад до режиму аерації в активаційному резервуарі 4 та етап наповнення активаційного резервуара 4 розпочинається знов. Побутові установки для очистки стічних вод призначені для переробки невеликих об'ємів води, отже зручно застосовувати аероліфти як насоси, з'єднані з централізованим розподіленням повітря від компресора 25, як показано на фіг. 5. Повітряні насоси регулюються електричними клапанами, які не показано на кресленні, від регулювального пристрою 28. На фігурах 1-4 застосовуються електричні насоси. 3 UA 74190 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 20 25 30 35 40 1. Побутова установка для очистки стічних вод, яка містить припливну камеру, з'єднану з активаційним резервуаром, який містить циркуляційний насос для відведення стічних вод до припливної камери, насос для надмірного мулу, систему, яка вимірює рівень води, та систему, яка відводить очищену воду до відтоку, яка відрізняється тим, що засіб для підводу стічних вод від припливної камери (2) до активаційного резервуара (4) спрямований до нижньої частини активаційного резервуара (4), а транспортна система (12) для відведення очищеної води з активаційного резервуара (4) до випуску (16) з'єднана з окремим резервуаром (10) для насоса (11) для очищеної води, який з'єднаний за допомогою його нагнітальної труби (19) з резервуаром (13) для очищеної води, який містить заливний насос (14), нагнітальна труба (20) якого з'єднана з резервуаром (10) для насоса (11) для очищеної води. 2. Побутова установка для очистки стічних вод за п. 1, яка відрізняється тим, що засіб для підводу стічних вод до активаційного резервуара (4) складається з отвору (3) у загальній стінці (9) припливної камери (2) та активаційного резервуара (4), який знаходиться нижче рівня стічних вод у припливній камері (2). 3. Побутова установка для очистки стічних вод за п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що отвір (3) виходить до труби (5), розташованій у активаційному резервуарі (4), а кінець труби (5) знаходиться в нижній частині активаційного резервуара (4). 4. Побутова установка для очистки стічних вод за п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що отвір (3) виконаний у нижній частині активаційного резервуара (4). 5. Побутова установка для очистки стічних вод за будь-яким з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що отвір (3) у загальній стінці (9) припливної камери (2) та активаційного резервуара (4) знаходиться на максимальному рівні (23) води та вище. 6. Побутова установка для очистки стічних вод за будь-яким з пп. 1-5, яка відрізняється тим, що насос (31) для надмірного мулу має впускний отвір, розташований вище дна (6) активаційного резервуара (4) на 15-50 % від глибини (22) активаційного резервуара (4) при максимальному рівні (23) води. 7. Побутова установка для очистки стічних вод за будь-яким з пп. 1-6, яка відрізняється тим, що припливна камера (2) містить другий аератор (30), з'єднаний за допомогою другого входу (33) для впуску повітря з компресором (25) за допомогою розподілювача (27), а активаційний резервуар (4) містить перший аератор (24), з'єднаний за допомогою першого входу (32) для впуску повітря з компресором (25) за допомогою розподілювача (27), при цьому вхід (32) для впуску повітря спрямований до транспортної системи (12). 8. Побутова установка для очистки стічних вод за п. 7, яка відрізняється тим, що компресор (25) з'єднаний з регулювальним пристроєм (28) так само, як і датчик рівня води (26). 9. Побутова установка для очистки стічних вод за будь-яким з пп. 1-8, яка відрізняється тим, що насос (11) для очищеної води, заливний насос (14), циркуляційний насос (18) та насос (31) для надмірного мулу є електричними насосами. 10. Побутова установка для очистки стічних вод за будь-яким з пп. 1-8, яка відрізняється тим, що насос (11) для очищеної води, заливний насос (14), циркуляційний насос (18) та насос (31) для надмірного мулу є аероліфтами. 4 UA 74190 U 5 UA 74190 U 6 UA 74190 U 7 UA 74190 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8