Спосіб біологічної очистки стічних вод

Спосіб біологічної очистки стічних вод у з'єднаних між собою трубопроводами ємностях, одна із яких є аеротенком з активним мулом, в якому відбувається процес аеробного окиснення забруднених вод з наступним їх відстоюванням, який відрізняє ться тим, що після відстоювання попе 3 25115 умови для життєдіяльності мікроорганізмів активного мулу і сприяють очищенню стічних вод. Ознаками, спільними з прототипом, є наявність: - зв'язаних між собою трубопроводами ємностей, одна із яких є аеротенком; - здійснення аеробного окиснення активного мулу в аеротенку; - відстоювання активного мулу у відстійнику. Недоліком способу є те, що він не забезпечує більш якісне очищення стічних вод. Він також не містить організмів фільтраторів, двостулкових молюсків та субстрату (макрофітів - вищих водяних рослин), на якому закріплюється біоплівка з мікроорганізмами. Відомим способом стічні води очищуються від органічних речовин, а очищення води від радіонуклідів не відбувається. Крім того, для проведення аеробного окиснення активного мулу та утворення підвищеного тиску в аеротенку необхідні значні енерговитрати. В основу корисної моделі поставлено задачу розробити спосіб очищення стічних вод який би дозволив підвищити якість очищення стічної води та знизити енерговитрати при аеробному окисненні активного мулу в аеротенку шляхом використання стислого повітря, організмів фільтраторів (двостулкових молюсків) та макрофітів, як субстрату (носія) на якому мікроорганізми перебувають у іммобілізованому стані. Суттєвими ознаками способу є наявність: - зв'язаних між собою трубопроводами ємностей, одна з яких є аеротенком; - проведення аеробного окиснення активного мулу, який розташований в аеротенку з послідовним його відстоюванням; - наповнення після відстоювання попередньо очищеною водою ємність з макрофітами та баластову ємність; - завантаження, після наповнення водою, баластової ємності молоддю двостулкових молюсківфільтраторів (Dreissena), що прикріплені до поверхні штучного субстрату; - здійснення замкнутого водопостачання між ємностями з макрофітами та дрейсеною; - утворення в ємностях, після припинення подачі води з аеротенка, надмірного підвищеного тиску 20,0÷26,7кПа повітрям; - використання в якості макрофітів, які висаджені ярусами у ємності, занурену вищу водяну рослинність - заннікелію болотну (Zannichellia palustris L.). Відмінними від прототипу ознаками способу є наявність: - наповнення після відстоювання попередньо очищеною водою ємність з макрофітами та баластову ємність; - завантаження, після наповнення водою, баластової ємності молоддю двостулкових молюсківфільтраторів (Dreissena), що прикріплені до поверхні штучного субстрату; - здійснення замкнутого водопостачання між ємностями з макрофітами та дрейсеною; - утворення в ємностях, після припинення подачі води з аеротенку, надмірного підвищеного тиску 20,0÷26,7кПа повітрям; 4 - використання в якості макрофітів, які висаджені ярусами у ємності, занурену вищу водяну рослинність - заннікелію болотну (Zannichellia palustris L.). Суть запропонованого способу біологічної очистки стічних вод полягає у наступному. Очищення стічної води здійснюють у ємностях, які зв'язані між собою відповідними трубопроводами подачі води, повітря та інших агентів потрібних для здійснення процесу очищення води. Одна із ємностей є аеротенком, у якому розташований активний мул та стічна вода, що підлягає очищенню. Очи щення стічної води, що поступає через вхідний трубопровід до аеротенка здійснюють за допомогою аеробного окиснення активного мулу. Для цього низьконапірним вентилятором крізь колектор вхідного трубопроводу подають до аератора аеротенка повітря, кисень якого окислює активний мул. Аератор розташований тангенціально у нижній частині аеротенка. Повітря, яке подається крізь аератор не тільки окислює активний мул, а і здійснює його перемішування з швидкістю 0,080,20м/сек, разом з стічною водою, тобто найбільш ефективно підтримує мікроорганізми активного мулу у зваженому стані, що необхідно для більш якісного процесу сорбції. Крім того, у аеротенку над поверхньою активного мулу утворюють повітрям - надмірний підвищений тиск 20,0 ¸ 26,7кПа. Надмірний тиск здійснюють за допомогою трубопроводу, який зв'язаний з колектором низьконапірного вентилятора. Утворення надмірного підвищеного тиску повітрям в аеротенку дає можливість насичення води киснем повітря, який активно використовується мікроорганізмами активного мулу. Залишок повітря, тиск якого більше вище вказаної величини, скидається заеротенка крізь відповідний зворотній клапан ззовні. Здійснення подачі повітря у нижню та у верхню частини аеротенка дає можливість при активній сорбційній здатності активного мулу знизити енерговитрати при очищені стічних вод. Після відстоювання в аеротенку стічну воду за допомогою насоса, який закріплений до кришки аеротенка подають до ємності з макрофітами, а потім до баластової ємності. Баластову ємність завантажують молоддю двостулкових молюсківфільтраторів (Dreissena), що прикріплені до поверхні штучного субстрату - колектора у вигляді фала, тобто фали з дрейсеною завантажують до баластової ємності. Після чого виконують замкнуте водопостачання (циркуляцію) води між ємностями з макрофітами та з дрейсеною, попередньо припинивши подачу води з аеротенка. Замкнуте водопостачання між ємностями та припинення подачі води з аеротенка здійснюють за допомогою насоса який закріплений до ємності 3. Після припинення подачі води з аеротенка у герметичних ємностях з макрофітами та дрейсеною, за допомогою трубопроводів, що зв'язані з колектором вентилятора, утворюють повітрям також надмірний підвищений тиск 20,0 ¸ 26,7кПа. Залишок повітря, тиск якого більше вказаної величини, скидається крізь зворотні клапани, що закріплені до кришок ємностей ззовні. 5 25115 В якості вищої водяної рослинності використовують заннікелію болотну (Zannichelliapalustris L.), яка висаджена ярусами у ємності 2. Утворення надмірного підвищеного тиску у ємностях з макрофітами дає можливість активно підтримувати життєдіяльність мікроорганізмів біоплівки, які активно очищують стічну воду від органічного забруднення. Двостулкові молюски - фільтратори-седиментатори, також очищують стічну воду від розчинених органічних залишків та від радіонуклідів. Запропонований спосіб біологічної очистки стічних вод ілюструються кресленнями. На Фіг.1 зображений загальний вид, на Фіг.2 - вид зверху, на Фіг.3 -виноска І на Фіг.2. Пристрій складається з ємностей 1, 2, 3, що мають герметично закріплені кришки, низьконапірного вентилятора 4 (тиск 5СН-70кПа), колектора 5, відповідних трубопроводів 6, 7, що зв'язують між собою ємності. (Кришки ємностей на креслені не позначені). Одна з ємностей 1 є аеротенком, в якому розміщений активний мул з стічною водою, що підлягає очищенню, а у ємності 2 розміщені макрофіти. Ємність 3 є баластовою, у якій розміщені двостулкові молюски-фільтратори (Dreissena). Ємності 2, 3 послідовно розміщені за аеротенком 1 і разом утворюють з іншими конструктивними елементами єдиний пристрій для здійснення способу біологічної очистки стічних вод. Аеротенк 1 виконаний, спільно з відстійником 8 і розділений перегородкою 9. Аеротенк 1 має тангенціально розміщений аератор 10, покажчик 11 рівня відстояної води, трубопровід 12 подачі води до аеротенка 1. За допомогою трубопроводу 6, здійснюється подача попередньо очищеної води до ємностей 2, 3. Перегородка 9 має необхідні конструктивні елементи для пропуску води у відстійник 8. (Елементи перегородки на кресленні не показані). Трубопроводи 6, 7, 12 мають відповідні електрозапірні крани 14, 15, 13. Аератор 10 виконаний комбінованим і складається з мембрани 16 дроблення повітря на дрібні бульбашки та сопла 17, яке утворює струмінь повітря для перемішування активного мулу з водою. До кришки аеротенка 1 закріплений насос 18, до якого приєднаний трубопровід 6 подачі води до ємностей 2, 3, патрубок 19 електроклапана 20 подачі повітря до аеротенка 1. Патрубок 19 має зворотній клапан 21. Відстійник 8 аеротенка 1 у нижній конусній частині має трубопровід 22 для вилучення активного мулу, при необхідності. Трубопровід 22 з'єднаний з насосом. (Насос на креслені не позначений). Ємність 2 виконана у вигляді перевернутої усіченої піраміди або конуса. Кут a нахилу бокових граней піраміди відносно вертикальної осі складає 35 ¸ 55°, a =35 ¸ 55°. Кут a нахилу між боковою поверхнею конуса та вертикальною віссю також складає 35 ¸ 55°, a =35 ¸ 55°. До внутрішні х бокових поверхонь сторін піраміди та до внутрішньої поверхні конуса закріплені жолоби 23, які заповнені ґрунтом. Жолоби 23 закріплені один над другим таким чином, що не перекриваються між собою. До ґрунту жолобів 23 висаджені макрофіти - занурена рослинність заннікеллія болотна (Zannichellia 6 palustris L.), тобто рослини у ємності 2 розміщені ярусами. До ємності 2 приєднаний трубопровід 6 подачі води з відстійника 8 аеротенка 1, а вода з ємності 2 до ємності 3 поступає крізь трубопровід 7. До кришки ємності 2 приєднаний патрубок 24 з електроклапаном 25 подачі повітря та зворотнім клапаном 26. Баластова ємність 3 у вер хній частині має перекладини 27, до яких закріплюють колектори 28 у вигляді фалів з штучним субстратом 29, до поверхні яких прикріплена молодь дрейсени. До ємності 3 закріплений насос 30 вихід якого, з'єднаний з ємністю 2. Насос 30 утворює замкнуте кільцеве водопостачання між ємностями 2 та 3 очищення води. До кришки ємності 3 приєднаний патрубок 31 з електроклапаном 32 подачі повітря та зворотній клапан 33. До кришок ємностей 1, 2, 3 закріплені контрольно-вимірювальні прилади (для визначення кількості кисню у ємностях, датчики тиску та інші), які необхідні для контролю здійснення запропонованого способу біологічної очистки стічних вод. (Прилади на кресленні не позначені). Електроклапани 20, 25, 32 з патрубками 19, 24, 31 подачі повітря відповідно у аеротенк 1, у ємності 2, 3 з'єднані загальним трубопроводом 34, який приєднаний до колектора 5. Колектор 5 має електроклапани 35, 36. Кришки аеротенка 1, ємностей 2, 3 виконані з прозорого, високоміцного скла. Елементи пристрою (низьконапірний вентилятор, насоси, електрокрани, електроклапани, прилади контролю та інше) працюють автоматично за заданою комп'ютером програмою. (Комп'ютер, система автоматики на креслені не позначені). Для біологічного очищення стічних вод запропонованим способом виконують наступні операції. Аеротенк 1 завантажують активним мулом. Потім за допомогою трубопроводу 12 до аеротенка 1 подають стічні води. При цьому насос 18, вентилятор 4, електроклапани 20 і 36 колектора 5 знаходяться у вимкнутому стані. Після наповнення аеротенка 1 активним мулом здійснюють аеробне окиснення забрудненої води. Електрокран 13 перекривається, вмикають вентилятор 4, відповідні електроклапани 20, 36 і подають повітря до верхньої та до нижньої частини аеротенка 1 аератором 10. Аератор 10 здійснює дроблення повітря на дрібні бульбашки, які підвищують життєдіяльність мікроорганізмів активного мулу, а стр умінь повітря виходячи з сопла 17 здійснює його перемішування разом з стічною водою. Також у вер хній частині аеротенка 1 утворюють надмірний підвищений тиск 20,0 ¸ 26,7кПа повітрям, що подається до аеротенка 1, при участі якого сорбційні властивості мікроорганізмів активного мулу покращуються. Потім після відстоювання у відстійнику 8, тривалістю 20 ¸ 30 хвилин недостатньо очищеною водою наповнюють ємності 2 і 3. Електрокрани 14 та 15 трубопроводів 6, 7, ємностей 2 і 3 відкриваються, а насос 30 ємності 3 знаходиться у вимкнутому стані. Вмикається насос 18 і по трубопроводу 6 вода подається до ємностей 2 і 3. Потім насос 18 вимикається, електрокран 14 закривається, кришку ємності 3 знімають і до її порожнини завантажують 7 25115 колектори 28 з штучним субстратом 29 та дрейсеною. Кришку ємності 3 герметизують, вмикають насос 30, який і здійснює зворотне кільцеве водопостачання між ємностями 2, 3. Одночасно при вмиканні насоса 30 на поверхню води діють повітрям, утворюючи надмірний підвищений тиск 20,0 ¸ 26,7кПа. Повітря подають вентилятором 4 до колектора 5, а далі через електроклапани 35, 25, 32 патрубків 24, 31 до ємностей 2 і 3. Після біологічного очищення води тривалістю 30 ¸ 40 хвилин у ємностях 2, 3 її можна у подальшому використовува ти для питного та технічного водопостачання. Елементи пристрою: вентилятор 4, насоси 18, 30 і всі електроклапани трубопроводів вимикаються і він готовий для повторного циклу біологічної очистки стічних вод. Запропонований спосіб біологічної очистки стічних вод у порівнянні з відомими - базовими способами, дозволяє підвищити якість очищення стічних вод за рахунок використання макрофітів Комп’ютерна в ерстка В. Мацело 8 зануреної вищої водяної рослинності заннікелії болотної (Zannichellia palustris L.) та двостулкових молюсків фільтраторів-седиментаторів - дрейсени. На поверхні зануреної рослинності утворюється біоплівка з мікроорганізмами, які очищують забруднені стічні води від органічних речовин. Двостулкові молюски - фільтратори-седиментатори також очищують стічні води від розчинених органічних залишків та від радіонуклідів. Крім того, аеробне окиснення активного мулу повітрям здійснюється з двох сторін (нижньої та верхньої). Над поверхнею активного мулу повітрям утворюють надмірний підвищений тиск 20,0 ¸ 26,7кПа. Такий тиск підвищує сорбційні властивості мікроорганізмів активного мулу. Спосіб біологічної очистки Стічних вод дає можливість знизити енерговитрати, тобто при розрахунку на 1 кг кисню, що підлягає розчиненню, витрачається значно менше електроенергії ніж у відомих способах. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601