Установка для очистки стічних вод

Изобретение относится к комплексной очистке сточных вод и предназначено для использования на канализационных очистных сооружениях малой, средней и большой мощности. Наиболее близкой к заявляемой является известная установка для очистки строчных вод, содержащая аэротенк-осветлитель и средство доочистки сточных вод, которое сообщено трубопроводом с аэротенком-осветлителем. В отличие от заявляемой в известной установке средство доочистки сточных вод выполнено в виде фильтра с зернистыми или плавающими загрузками, при этом установка снабжена торообразной емкостью для аккумулирования очищенной воды для промывки фильтра, которая расположена на высоте, обеспечивающей создание требуемых напоров в процессе фильтрации и регенерации фильтрующей загрузки (А.с. СССР №1011555, М.кл. C02F3/02, 1983). Недостатком известной установки является необходимость ежедневного превращения технологического процесса очистки для регенерации фильтра промывкой. При этом на эти цели расходуется большой объем очищенной воды с образованием большого объема грязной промывной воды, сброс которой в окружающую среду приведет к ее загрязнению, а сбор и переработка к усложнению установки соответствующими средствами и дополнительным затратам. Кроме того, наличие емкости для аккумулирования очищенной воды усложняет конструкцию, увеличивает габариты и металлоемкость установки. В основу изобретения поставлена задача в установке для очистки сточных вод путем изменения конструктивного выполнения средства доочистки сточных вод обеспечить увеличение продолжительности работы установки между циклами регенерации средства доочистки сточных вод, уменьшить в процессе регенерации сброс из установки грязной воды с осадком и исключить из конструкции установки емкость для аккумулирования очищенной воды. Указанная задача решена тем, что в установке для очистки сточных вод, содержащий аэротенк-осветлитель, и средство доочистки сточных вод, которое сообщено трубопроводом с аэротенком-осветлителем, согласно изобретения средство доочистки сточных вод выполнено в виде биореактора с фиксированной каркасом инертной волокнистой загрузкой для закрепления микроорганизмов и средством для встряхивания упомянутой загрузки. Вследствие этого увеличивается продолжительность работы установки (до месяца) между циклами регенерации волокнистой загрузки за счет аккумулирования осадка волокнистой загрузкой без ухудшения работы биореактора и частичного его самоосаждения в нижнюю часть биореактора, кроме того, регенерация волокнистой загрузки осуществляется (без ее промывки со сбросом большого количества грязной воды из установки) за счет встряхивания загрузки, и осаждения осадка в нижнюю часть биоректора со сбросом его из биореактора с незначительным количеством воды, что вследствие незначительного объема сброса существенно упрощает его утилизацию. Кроме того, вследствие отсутствия необходимости в ней из установки исключена емкость для аккумулирования промывной воды. В частном случае выполнения установки биореактор выполнен в виде вертикального резервуара круглой или иной формы с конической нижней частью, которая выполнена с устройством отвода осадка, при этом внутреннее пространство верхней части резервуара, разделено системой коаксиальных перегородок на расположенную внутри перегородок камеру аэрации, в которой установлен вертикальный стояк системы аэрации биореактора, и на расположенную снаружи перегородок камеру, которая заполнена фиксированной каркасом инертной волокнистой загрузкой, например типа "Вия", и снабжена системой расположенных по ее периферии вертикальных дырчатых труб, сообщенных с водосборным лотком, причем упомянутое средство для встряхивания волокнистой загрузки выполнено в виде расположенной под упомянутой волокнистой загрузкой системы перфорированных труб для ввода в резервуар сжатого воздуха. Вследствие этого реализуется предпочтительное конструктивное выполнение биореактора. Кроме того, тем, что система аэрации биореактора выполнена струйного типа в виде последовательно сообщенных, трубопроводами водозаборной воронки, циркуляционного насоса, струйного аэратора и упомянутого вертикального стояка, при этом водозаборная воронка расположена под камерой аэрации. Вследствие этого, система аэрации биореактора осуществлена с использованием более надежного, доступного и менее шумного (в сравнении с воздуходувным) насосного оборудования. Кроме того, обеспечивается интенсификация циркуляции жидкости в биореакторе. Кроме того, тем, что аэротенк-осветлитель выполнен в виде вертикального резервуара круглой или иной формы с конической нижней частью, выполненной с водозаборным устройством, при этом внутреннее пространство упомянутого вертикального резервуара, разделено вертикальной внутренней оболочкой на внутреннюю камеру осветления и наружную камеру аэрации, в которой выполнены по всей ее высоте за исключением ее верхней и нижней зон, высота которых достаточна для циркуляции сточных вод, вертикальные каналы в виде коробов полукруглой или иной формы, в пространстве между, которыми установлены вертикальные стояки системы струйной аэрации аэротенкаосветлителя, которая включает в себя последовательно сообщенные трубопроводами, упомянутое водозаборное устройство, циркуляционный насос, струйные аэраторы и упомянутые вертикальные стояки. Вследствие этого, реализуется предпочтительный вариант конструктивного выполнения аэротенка-осветлителя, в котором за счет использования струйной системы аэрации получены технические результаты, указанные выше для струйной системы аэрации биореактора. Использование коробов дополнительно интенсифицирует циркуляцию жидкости в камере аэрации, а также позволяет расположить выходные отверстия вертикальных стояков на меньшей глубине, а следовательно снизить давление в системе струйной аэрации. Более интенсивная циркуляция сточных вод в аэротенкеосветлителе способствует более полной очистке в нем сточных вод, что в конечном счете благоприятно сказывается на продолжительности работы установки между циклами регенерации биореактора. На фиг.1 представлен аэротенк-осветлитель установки для очистки сточных вод, общий вид в разрезе; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 биореактор установки для очистки сточных вод, общий вид в разрезе; на фиг.4 - то же, вид сверху. Установка для очистки сточных вод содержит аэротенк-осветлитель 1 и биореактор 2. Установка может содержать напорный отстойник или процеживатель для первичной механической очистки сточных вод (на черт, не показаны). Аэротенк-осветлитель 1 выполнен в виде открытого сверху вертикального резервуара, образованного внешней оболочкой 3 и разделенного вертикальной внутренней оболочкой 4 на внутреннюю камеру осветления 5 и наружную камеру аэрации 6. Для циркуляции сточных вод между камерами осветления 5 и аэрации 6 во внутренней оболочке 4 выполнены верхние окна 7 и нижние щелевидные отверстия 8. В камере осветления 5 расположены на нескольких уровнях по высоте конусе 9, сообщенные посредством вертикальных трубопроводов 10 с негерметичным водосборным лотком 11. Трубопроводы 10 выходят из вершины каждого конуса 9 и проходят таким образом, что соединяясь с водозаборным лотком 11 не пересекают вышерасположенные конуса 9 и имеют доступ для их прочистки. Водосборный лоток 11 расположен над камерой осветления 5 и выполнен в виде цилиндрической емкости с центральной воронкой 12, сообщенной трубопроводом 13 с биореактором 2, и радиальными перегородками 14, которые отделяют друг от друга выходные отверстия 15 вертикальных трубопроводов 10. При этом наружный диаметр цилиндрической емкости меньше внутреннего диаметра камеры осветления 5, а верхний торец камеры аэрации 6 выполнен открытым и через него в камеру аэрации 6 введен трубопровод 16 ввода в аэротенк-осветлитель 1 сточных вод от напорного отстойника или процеживателя, причем выходное отверстие трубопровода 16 расположено выше уровня сточных вод в камере аэрации 6, нижние части 17, 18 соответственно внешней 3 и внутренней 4 оболочек выполнены в виде усеченных конусов, причем нижний торец нижней части 17 выполнен с водозаборным устройством 19 системы струйной аэрации аэротенкаосветлителя, которая включает в себя последовательно сообщенные трубопроводами упомянутое водозаборное устройство 19, циркуляционный насос 20, струйные аэраторы 21, расположенные над аэротенком-осветлителем 1, и вертикальные стояки 22. В камере аэрации 6 выполнены вертикальные каналы восходящего 23 и нисходящего 24 потоков, нижние и верхние торцы которых гидравлически сообщены друг с другом. При этом каналы нисходящего потока 24 образованы внутренним пространством коробов 25, которые равномерно распределены по окружности и расположены по всей высоте камеры аэрации 6 за исключением ее верхней и нижней зон, высота которых достаточна для циркуляции сточных вод между пространством внутри коробов 25 и пространством между коробами 25, которое представляет собой каналы восходящего потока 23. Вместо коробов 25 могут быть использованы трубы или перегородки. Вертикальные стояки 22 введены в пространство между коробами 25 (каналы восходящего потока 23) через верхний торец камеры аэрации 6. Выходные отверстия вертикальных стояков 22 в предпочтительном варианте выполнения установки расположены на глубине, которая меньше полной глубины камеры аэрации 6. Биореактор 2 выполнен в виде открытого сверху вертикального резервуара круглой или иной формы с конической нижней частью 26, которая выполнена с устройством отвода осадка 27, которое сообщено с соответствующим трубопроводом 28. Внутреннее пространство верхней, например, цилиндрической части 29 резервуара разделено системой коаксиальных друг другу и оболочке резервуара перегородок 30, 31 на расположенную внутри перегородок камеру аэрации 32 с верхней зоной дегазации 33 и на расположенную снаружи перегородок 30, 31 камеру 34. Верхние торцы 36, 36 перегородок 30, 31 расположены соответственно ниже и выше уровня сточных вод в биореакторе 2. Нижний торец 37 наружной перегородки 31 расположен несколько ниже верхнего торца 35 и значительно выше нижнего торца 38 внутренней перегородки 30. В камере аэрации 32 установлен вертикальный стояк 39 системы аэрации 40 биореактора 2, которая предпочтительно выполнена струйного типа в виде последовательно сообщенных трубопроводами водозаборной воронки 41, расположенной под камерой аэрации 32, циркуляционного насоса 42, струйного аэратора 43 и упомянутых стояков 39. Камера 34 заполнена каркасами с инертной волокнистой загрузкой 44, например типа "Вия", для закрепления на ней микроорганизмов и снабжена системой расположенных по ее периферии вертикальных дырчатых труб 45, сообщенных верхними торцами с водосборным лотком 46. Водосборный лоток 46 может быть выполнен трубчатым с патрубками 47, в свету отверстий которых расположены верхние торцы 48 дырчатых труб 45. Биореактор 2 снабжен средством для встряхивания волокнистой загрузки 44, которое предпочтительно выполнено в виде расположенной под волокнистой загрузкой 44 системы перфорированных труб 49 для ввода в резервуар сжатого воздуха. Аэротенк-осветлитель 1 и биореактор 2 сообщены друг с другом трубопроводом 13, один конец которого подсоединен к воронке 12 водосборного лотка 11, а второй введен внутрь перегородки 31 с расположением его торца выше уровня сточных вод в ней. Установка работает следующим образом. Сточная вода, пройдя напорный отстойник или процеживатель (на черт. не показаны), подается в аэротенк-осветлитель 1 между его внешней 3 и внутренней 4 оболочками с разрывом струи. Циркуляционным насосом 20 сточная вода забирается из нижней конической части 17 аэротенка-осветлителя 1 и перекачивается в струйные аэраторы 21. От струйных аэраторов 21 водовоздушная смесь по вертикальным стоякам 22 подается в пространство между коробами 25. В результате эрлифтного эффекта происходит циркуляция жидкости между камерами аэрации 6 и осветления 5, а также через короба 25 до дна камеры аэрации 6, обеспечивая массообмен по всей высоте сооружения. Улучшению массообмена в объеме сооружения способствует дополнительная циркуляция от циркуляционного насоса 20. Проаэрированная иловодяная смесь через окна 7 поступает в зону дегазации (верхнюю часть) камеры осветления 5 и движется вдоль внутренней оболочки 4 к щелевым отверстиям 8 между нижними коническими частями 17, 18. Отделившийся активный ил увлекается циркуляционным потоком, а осветленная жидкость, профильтровавшись через слои взвешенного осадка по трубопроводам 10 отводится в водосборный лоток 11, откуда по трубопроводу 13 поступает в биореактор 2 (см. фиг.3 и 4). Избыточный активный ил отбирается из напорного трубопровода циркуляционного насоса 20 и отводится на обработку. Частично очищенная сточная вода в аэротенке-осветлителе 1 по трубопроводу 13 поступает в биореактор 2, в его камеру аэрации 32, где смешивается с потоком воздушной смеси, вносимой в камеру аэрации 32 через стояк 39. После отделения от пузырьков воздухе в зоне дегазации 33, насыщенная кислородом воздуха жидкость движется вниз вдоль внешней стороны перегородки 30, и вновь возвращается в камеру аэрации 32. Так образуется постоянно циркулирующий поток по высоте биореактора 2, обеспечивающий необходимый контакт оставшихся загрязнений с закрепленными на волокнистой загрузке 44 микроорганизмами. Очищенная сточная вода отделяется по всей площади циркуляционного потока в горизонтальной плоскости и направляется к вертикальным дырчатым трубам 45, проходя при этом объем волокнистой загрузки 44, где происходит окончательное доокисление загрязнений и осветление жидкости. Очищенная сточная вода отводится по трубам 45 в лоток 46 и на сброс. Подача сточной жидкости в струйный аэратор 43 производится насосом 42, забирающим воду из резервуара биореактора 2 через водозаборную воронку 41. Регенерация загрузки 44 осуществляется системой перфорированных труб 49 путем подачи в них воздуха от передвижного компрессора. Образующийся в биореакторе 2 при регенерации загрузки 44 осадок удаляется периодически из конической части 26 резервуара по трубопроводу 28. В процессе работы установки обеспечивается глубокая очистка и доочистка сточных вод до 3 5мг/л по ВПК и 2 - 3мг/л по взвешенным веществам.