Спосіб очистки стічної води

Корисна модель стосується галузі оброблення стічної води та може бути використана для біологічної очистки побутових стічних вод, які надходять від житлових та суспільних будинків та інших окремо стоячих об'єктів, а також стічних вод від невеликих виробництв, розташованих у місцях, де відсутня централізована система каналізації. Заявнику відомо багато способів очистки стічної води, серед яких найближчими за суттєвими ознаками та технічним результатом є наступні. Відомий спосіб очистки стічної води, за яким здійснюють періодичні аерацію та перемішування стічної води. За цим способом стічну воду очищують шляхом її подачі до зон, в яких створюють послідовно спочатку анаеробні, потім аеробні умови. Зазначені умови створюють в одній ємності біореактора. Потім здійснюють видалення води через розділювальну мембрану. При цьому активний мул, необхідний для процесу біологічного очищення, до анаеробної зони біореактора подають з мулової ємності, в якій його заздалегідь перемішують, за допомогою засобів перекачки активного мулу [патент US 6,228,264, опублікований 08.05.2001р., МПК: C02F3/30]. Недоліком відомого рішення є те, що для подачі активного мулу застосовують мулову ємність, засоби подачі та перемішування, що ускладнює спосіб очистки. При цьому використання розділювальної мембрани при видаленні очищеної води збільшує енерговитрати на очистку стічної води та знижує рівень її очистки. За прототип прийнято спосіб очистки стічної води, який полягає в періодичних аерації, перемішуванні, відстоюванні стічної води та видаленні надлишкового мулу і очищеної води. За цим способом очистку води здійснюють в біореакторах двох ступенів очистки, які з'єднані перекачуючим пристроєм. В кожному з біореакторів періодично відбувається аерація, перемішування та відстоювання води. З реактора другого ступеню очистки періодично відкачують очищену воду та осаджений надлишковий мул. Між біореакторами здійснюють циркуляцію мулової суміші по рециркуляційному контуру, який здійснюється керованими ерліфтами [патент UA №50574, опублікований 15.04.2005p. в бюл. №4, 2005p., МПК: C02F3/02, 3/12, 3/00, 9/14]. Недоліком прототипу є змішування очищеної до певного ступеню стічної води з новими порціями неочищеної стічної води при нерегульованому надходженні води на очищення. Також у зазначеному способі процеси нітрифікації і денітрифікації та процес відстоювання з наступним відкачуванням осадженого надлишкового мулу, за якими зі стічної води видаляється азот та фосфор, відбуваються послідовно, що потребує збільшення часу очищення стічної води до заданого рівня очистки і, як наслідок, до збільшення енергетичних та капітальних затрат на очищення води. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити спосіб очистки стічної води, який повинен забезпечувати можливість очистки певної кількості стічної води без неконтрольованого вливання нових порцій стічної води на певних етапах очистки до закінчення циклу очистки та отримання заданого рівня очищення води при одночасному зниженні енерговитрат, що досягається створенням умов, за яких одночасно відбуваються стабільні процеси нітрифікації і денітрифікації та процес відстоювання води. В запропонованому способі очистки стічної води, який полягає в періодичних аерації, перемішуванні, відстоюванні стічної води та видаленні надлишкового мулу і очищеної води, згідно з технічним рішенням, воду подають в біореактор першої ступені очистки після видалення очищеної та відстояної води з біореактору третьої ступені очистки, забезпечують циркуляцію води та мулової суміші між біореактором першої ступені очистки та біореактором другої ступені очистки та забезпечують подачу води з біореактору другої ступені очистки до біореактору третьої ступені очистки, здійснюють перекачування мулової суміші з біореакторів другої та третьої ступенів очистки до біореактору першої ступені очистки, а на період відстоювання води в біореакторі третьої ступені очистки припиняють подачу води до біореактору третьої ступені очистки та перекачку мулової суміші з біореактору третьої ступені очистки до біореактору першої ступені очистки, при цьому продовжується циркуляція води та активного мулу між біореакторами першої та другої ступенів очистки та очистка води в біореакторах першої та другої ступенів очистки. Циркуляцію води між біореакторами першої та другої ступенів очистки забезпечують перетоком води з біореактору першої ступені очистки до біореактору другої ступені очистки та перекачкою мулової суміші з біореактору другої ступені очистки до біореактору першої ступені очистки. Між сукупністю суттєвих ознак способу очистки стічної води і технічним результатом, що досягається, існує наступний причинно-наслідковий зв'язок. Стічна вода, що надійшла на очищення, проходить послідовно з'єднані між собою біореактори першої, другої та третьої ступені очистки. В кожному з біореакторів першої та другої ступені очистки шляхом багаторазових періодичних процесів аерації та перемішування вода проходить необхідні цикли процесу біологічної очистки. В біореакторі третьої ступені очистки періодично здійснюють аерацію води, потім він переводиться в режим відстоювання, після якого відбувається видалення очищеної води та осадженого надлишкового мулу, в якому накопичується видалений з води фосфор. Циркуляцію мулової суміші забезпечують між біореактором другої ступені очистки та біореактором першої ступені очистки, а також біореактором третьої ступені очистки та біореактором першої ступені очистки. За допомогою цих циркуляційних контурів мулова суміш багаторазово потрапляє на одну і ту ж саму ступінь очистки з зміненими показниками кількості нітратів та нітритів, що підвищує ефективність процесу денітрифікації, результатом якого є розщеплення азотовмісних сполук з вивільненням та наступним видаленням азоту в атмосферу. При цьому за рахунок перекачки мулової суміші з біореактору другої ступені очистки в ньому забезпечуються умови меншої концентрації органічних сполук в порівнянні з біореактором першої ступені очистки, що призводить до покращення протікання процесу нітрифікації, потрібного для отримання нітратів та нітритів. Також завдяки здійсненню циркуляції води перетоком з біореактору першої ступені очистки до біореактору другої ступені очистки та перекачкою мулової суміші з біореактору другої ступені очистки до біореактору першої ступені очистки виконують очистку води в біореакторах першої та другої ступенів очистки одночасно з відстоюванням води в біореакторі третьої ступені очистки. Таким чином, здійснюється одночасно декілька етапів очистки води при гарантованому розділенні їх за місцем проходження, що підвищує рівень її очистки при зниженні енерговитрат на очистку води до заданої якості. Завдяки тому, що воду подають в біореактор першої ступені очистки після видалення очищеної та відстояної води з біореактору третьої ступені очистки, запобігають змішуванню очищеної до певного ступеню води з новими порціями неочищеної стічної води при нерегульованому надходженні води на очищення. Сутність способу очистки стічної води пояснюється кресленням (Фіг.), на якому представлено схему здійснення запропонованої очистки стічної води. Схема містить наступні позначення: 1 - біореактор першої ступені; 2 - біореактор другої ступені; 3 - біореактор третьої ступені; 4 - подача стічної води на очищення; 5 - подача води до біореактору другої ступені очистки; 6 - подача води до біореактору третьої ступені очистки; 7 - перекачка мулової суміші з біореактора другої ступені очистки; 8 - перекачка мулової суміші з біореактора третьої ступені очистки; 9 - видалення очищеної та відстояної води; 10 - видалення осадженого надлишкового мулу. Спосіб очистки стічної води здійснюють наступним чином. Спочатку стічна вода надходить до біореактора першої ступені. В біореакторі першої ступені періодично здійснюють аерацію та перемішування стічної води. З біореактору першої ступені воду подають, наприклад, перетоком до біореактору другої ступені. В біореакторі другої ступені також відбуваються періодична аерація води та її перемішування. Потім воду подають до біореактору третьої ступені очистки. В біореакторі третьої ступені очистки відбувається періодична аерація води. При цьому мулову суміш перекачують з біореактору другої ступені очистки до біореактору першої ступені очистки та з біореактору третьої ступені очистки до біореактору першої ступені очистки. Таким чином, здійснюють циркуляцію води між біореакторами другої та першої ступенів очистки та між біореакторами третьої та першої ступенів очистки. При досягненні максимального рівня води в біореакторі третьої ступені очистки води припиняють подачу води з біореактора другої ступені очистки води до біореактора третьої ступені очистки води. Також припиняють перекачку мулової суміші з біореактору третьої ступені очистки. Після цього в біореакторі третьої ступені здійснюють відстоювання води, під час якого припиняють її аерацію. Одночасно з цим здійснюють циркуляцію води та мулової суміші між біореакторами першої та другої ступенів очистки. Після відстоювання воду видаляють з біореактору третьої ступені очистки. При необхідності відкачують з біореактору третьої ступені осаджений надлишковий мул. Наступну порцію води на очищення подають до біореактору першої ступені очистки після видалення очищеної води та осадженого надлишкового мулу з біореактору третьої ступені очистки. Заявлений спосіб очистки стічної води дозволяє отримати заданий рівень очищення стічної води при одночасному зниженні енерговитрат в процесі очистки стічної води та зниженні капіталовкладень, потрібних на обладнання пристрою для очистки стічної води, та виключити неконтрольоване вливання нових порцій стічної води на певних етапах очистки до закінчення повного циклу очистки.