Спосіб очищення стічних вод полігонів твердих побутових відходів

1. Спосіб очищення стічних вод полігонів твердих побутови х відходів, що включає попереднє очищення, сорбційне очищення та біологічне очищення, який відрізняється тим, що стічні води після попереднього очищення піддають знезаражуванню ультразвуком, після знезаражування ультразвуком стічні води подають поперемінно у принаймні три акумулювальні резервуари, в яких здійснюють їхнє накопичення і перемішування, з акумулювальних резервуарів стічні води направляють на біологічне очищення з U 2 30484 1 3 30484 очищення, сорбційне очищення з використанням активного завантаження, ультрафіолетову обробку та біологічне очищення з наступним доочищенням у біопрудах. До недоліків такого способу можна віднести те, що здійснення сорбціонного очищення перед біологічним призводить до підвищених навантажень і підвищених витрат сорбенту при здійсненні сорбційного очищення, а також до недостатнього використання можливостей біологічного очищення. В основу корисної моделі, що заявляється, поставлено задачу створити такий спосіб очищення стічних вод полігонів твердих побутових відходів, який за рахунок удосконалень шляхом введення нової сукупності дій та послідовності їхнього виконання дозволить забезпечити досягнення технічного результату, який полягає у підвищенні ефективності очищення стічних вод при скороченні витрат сорбенту. Поставлена задача вирішується тим, що у способі очищення стічних вод полігонів твердих побутових відходів, що включає попереднє очищення, сорбційне очищення та біологічне очищення, згідно з рішенням, стічні води після попереднього очищення піддають знезаражуванню ультразвуком, після знезаражування ультразвуком стічні води подають поперемінно у, щонайменше, три акумулювальні резервуари, в яких здійснюють їхнє накопичення і перемішування, далі з акумулювальних резервуарів стічні води направляють на біологічне очищення з наступним сорбційним доочищенням. Подачу стічних вод після знезаражування ультразвуком в акумулювальні резервуари здійснюють циклічно за схемою. У відповідності зі схемою кожен цикл розділений на підцикли, які включають рівні за часом операції наповнення резервуара, відстоювання та відведення води з резервуара. Відповідно до схеми під час відстоювання стічних вод у резервуарі здійснюють відбір проб води та їхній аналіз, на підставі якого здійснюють підготовку до відведення води з резервуара на біологічне очищення. Крім того, відповідно до схеми тривалість кожної операції підциклу становить не менше часу, який необхідний для відбирання проб води, їхнього аналізу та здійснення підготовки до відведення води з резервуару. Також відповідно до схеми кожен підцикл відстає на одну операцію від попереднього підциклу та випереджає на одну операцію наступний підцикл. В окремих випадках здійснення спосіб, що заявляється, характеризується тим, що перед біологічним очищенням, в разі потреби, у стічні води додають біогенні добавки, дозу яких визначають за формулою: Дб =Смін.і-Сі, де Смін.і - мінімальна концентрація і-ї біогенної речовини, яка повинна бути у стічних водах, що надходять на біологічне очищення,мг/дм 3; Сі - вміст і-ї біогенної речовини після попереднього очищення,мг/дм 3. Знезаражування стічних вод за допомогою ультразвуку забезпечує зменшення кількості 4 бактерій, які містяться в стічних водах, а також запобігає загниванню стічних вод в акумулювальних резервуарах, що, в цілому, сприяє підвищенню ефективності очищення стічних вод. При цьому використання інших методів знезаражування є недоцільним. Так використання ультрафіолетового випромінювання для знезаражування стічних вод є ефективним тільки в умовах високого ступеня їхньої прозорості, яке після попереднього очищення за корисною моделлю ще не може бути досягнуто. Хлорування обумовлює наявність у знезаражених стічних водах залишкового хлору, що негативно позначається на наступному біологічному очищенні. Озонування характеризується високими економічними витратами. Та обставина, що попередньо очищені та знезаражені стічні води направляють з резервуарів спочатку на біологічне очищення, а потім на сорбційне доочищення, наприклад, у сорбційних фільтрах, сприяє тому, що основна маса забруднень видаляється з них під час біологічного очищення, що є економічно більш вигідним, ніж сорбційне, а також забезпечує зниження витрат дорогих сорбентів при збереженні високої ефективності очищення стічних вод полігонів твердих побутових відходів у цілому. Безперервна подача попередньо очищених стічних вод після ультразвукового знезаражування поперемінно у, щонайменше, три акумулювальні резервуари, наприклад, спочатку в один до його наповнення, потім у др угий до його наповнення і далі у третій до його наповнення, дозволяє забезпечити накопичення стічних вод та забезпечити сталість витрат та сталість складу стічних вод, які безперервно відводять з резервуарів на біологічне очищення, наприклад, з першого, потім з другого і далі з третього акумулювального резервуара, що підвищує ефективність і біологічного очищення, і очищення стічних вод у цілому. Накопичення стічних вод в акумулювальних резервуарах дозволяє здійснити усереднення концентрації забруднюючих речовин у всьому об’ємі стічних вод, які надійшли за час наповнення резервуара, визначити під час відстоювання об’єм накопичених стічних вод, концентрацію біогенних речовин Сі у них, а також здійснити підготовку як до відведення стічних вод на біологічне очищення із заданою витратою (здійснити розрахунок витрат води, яка відводиться), так і до дозування біогенних речовин дозою Дб (здійснити розрахунок дози біогенних добавок для дозування). Перемішування стічних вод у резервуарі під час їхньої подачі сприяє вирівнюванню концентрацій забруднюючих речовин в об’ємі резервуара та утворенню однорідності стічних вод у резервуарі, тобто забезпечує постійну концентрацію забруднень у стічних водах, які потім подають на біологічне очищення, в продовж тривалого періоду часу. Здійснення подачі стічних вод після знезаражування ультразвуком у акумулювальні резервуари циклічно за схемою, згідно з якою 5 30484 кожен цикл поділений на підцикли, кожний з яких включає рівні за часом операції: операцію наповнення резервуара, операцію відстоювання та операцію відведення води з резервуара, а також циклічне здійснення подачі стічних вод у резервуари, при якому кожен підцикл відстає на одну операцію від попереднього підциклу та випереджає на одну операцію наступний підцикл, дозволяє поєднати у часі операцію наповнення резервуара під час одного підциклу з операцією відстоювання стічних вод у резевуарі під час попереднього підциклу та з операцією відведення води з резервуара під час наступного підциклу, забезпечуючи безперервну подачу попередньо очищених та знезаражених стічних вод на біологічне очищення з забезпеченням сталості витрат та постійного підтримування заданого рівня концентрації біогенних речовин під час здійснення біологічного очищення. Цьому також сприяє те, що під час відстоювання стічних вод у резервуарі здійснюють відбір проб води, їхній аналіз і на підставі результатів аналізу здійснюють підготовку до відведення води з резервуара на біологічне очищення, а це, у свою чергу, забезпечується тим, що тривалість кожної операції підциклу не менше часу, який необхідний для відбирання проб води, їхнього аналізу та здійснення підготовки до відведення води. Проведення якісного та кількісного аналізу проб води може зайняти кілька годин, що за відсутності або наявності резервуарів у кількості меншій, ніж три, не дозволяє оперативно забезпечити підготовку до відведення стічних вод та відрегулювати витрати біогенних добавок, необхідних для забезпечення підвищення ефективності біологічного очищення. Результати аналізу будуть запізнюватися на час, необхідний для проведення аналізу, відповідно до моменту початку відведення на біологічне очищення того об’єму стічних вод, з якого відібрана проба для аналізу. Наявність же трьох резервуарів дозволяє здійснити підготовку до відведення води з резервуара (настроїти устаткування) без запізнювання та без тимчасового припинення відведення стічних вод на біологічне очищення, що забезпечує необхідну обробку стічних вод для підвищення ефективності біологічного очищення з метою скорочення витрат сорбенту під час наступного сорбційного доочищення. Додавання, в разі потреби, біогенних добавок (дозу яких визначають за формулою, що заявляється) у стічні води після їхнього перебування в акумулювальних резервуарах перед біологічним очищенням дозволяє забезпечити підтримання на заданому рівні концентрації азоту та фосфору під час здійснення біологічного очищення. В окремих випадках здійснення способу, що заявляється, стає можливим використання всього двох резервуарів, кожний з яких заповнюється поперемінно. Тоді після наповнення першого резервуара подачу стічних вод у нього припиняють і переходять до заповнення другого. З початком заповнення другого резервуара починають відбирання проб води з першого резервуара для 6 якісного та кількісного аналізу, на підставі результатів якого здійснюють підготовку до відведення з нього води. Після цього приступають до відведення стічних вод з цього резервуара на біологічне очищення. При такій схемі подачу стічних вод на біологічне очищення протягом періоду часу, необхідного для проведення аналізу та для підготовки до відведення води, не здійснюють, тобто такий процес не є безперервним і визначається особливостями здійснення способу, зокрема, місцевими умовами того об’єкта, на якому здійснюється реалізація способу, що заявляється. Суть здійснення способу, що заявляється, ілюструється графічним матеріалом, де зображене на: Фіг.1 - принципова схема реалізації способу, що заявляється; Фіг.2 - графік спільної роботи акумулювальних резервуарів. Спосіб, що заявляється, включає подачу стічних вод з полігонів твердих побутових відходів на попереднє очищення 1, після якого здійснюють їхнє знезаражування 2 ультразвуком. Після цього попередньо очищені та знезаражені стічні води подають поперемінно у три акумулювальні резервуари 3, 4 та 5, обладнані, відповідно, засувками 6 таї, 8 та 9, 10 та 11. При цьому подачу стічних вод здійснюють циклічно за такою схемою. Кожен цикл містить у собі три рівних за часом підцикли. Перший підцикл включає операцію наповнення резервуара 3 тривалістю t1, операцію відстоювання стічних вод у резервуарі 3 тривалістю t2 та операцію відведення стічних вод з резервуара 3 тривалістю t 3. Др угий підцикл включає операцію наповнення резервуара 4 тривалістю t1 , операцію відстоювання стічних вод у резервуарі 4 тривалістю t2 та операцію відведення стічних вод з резервуара 4 тривалістю t3. Третій підцикл включає операцію наповнення резервуара 5 тривалістю t1, операцію відстоювання стічних вод у резервуарі 5 тривалістю t2 та операцію відведення стічних вод з резервуара 5 тривалістю t3. Під час t2 - здійснення операції відстоювання стічних вод у кожному з резервуарів 3, 4 та 5 протягом часу t4 здійснюють відбір проб води з метою проведення її якісного та кількісного аналізу та підготовки до відведення води. Всі операції встановлюють рівними за часом (t1=t2=t 3). Перед початком здійснення способу, що заявляється, визначають тривалість операцій підциклу, виходячи з технологічних основ процесу та умов експлуатації, а також часу t4, який необхідний для відбирання проб води з резервуарів 3, 4 та 5, їх якісного і кількісного аналізу та підготовки до відведення води. Під час t2 здійснення операції відстоювання стічних вод у кожному з резервуарів 3, 4 та 5 протягом часу t4 здійснюють відбір проб води з метою проведення її якісного та кількісного аналізу та підготовки до відведення води. На підставі цього час t2 для здійснення операції відстоювання встановлюють не меншим, ніж час t4, який необхідний для відбирання проб, їхнього аналізу та підготовки до відведення води (t2³t4). Крім того, 7 30484 для забезпечення безперервної подачі, відстоювання та відведення стічних вод цикл здійснюють так, що кожен підцикл відстає на одну операцію від попереднього підциклу та випереджає на одну операцію наступний підцикл. Можливість такого зміщення забезпечується тим, що всі операції підциклу мають рівну тривалість за часом (t1=t2=t 3), а отже t1=t2=t 3³t4 (t1³t 4, t2³t4 , t 3³t4). Стічні води подають поперемінно спочатку протягом часу t1 у резервуар 3 до його наповнення, потім протягом часу t1 у резервуар 4 до його наповнення і далі протягом часу t 1 у резервуар 5. При цьому одночасно з наповненням (тривалістю t1) резервуара 4 у резервуарі 3 здійснюють відстоювання води (тривалістю t2), під час якого протягом часу t4 здійснюють відбір проб води, їхній якісний і кількісний аналіз та підготовку до відведення води (t1=t2³t4). Одночасно ж з наповненням (тривалістю t1) резервуара 5 у резервуарі 4 здійснюють відстоювання (тривалістю t2) води, під час якої протягом часу t4 здійснюють відбір проб води, їхній якісний і кількісний аналіз та підготовку до відведення води, а в резервуарі 3 на підставі зробленої раніше підготовки здійснюють відведення (тривалістю t3) стічних вод на біологічне очищення 15 (t1=t2=t3³t 4). Із завершенням відведення (тривалістю t3) води з резервуара 3 знову починають його наповнення (тривалістю t1), і цикл повторюється. Одночасно з подачею в акумулювальні резервуари 3, 4 та 5 стічних вод здійснюють їхнє перемішування, наприклад, за допомогою перемішувальних пристроїв. Крім того, в окремих випадках здійснення способу, що заявляється, під час відстоювання води може також здійснюватись її перемішування. Відведення стічних вод з резервуарів здійснюють групою насосів 12 з додаванням, в разі потреби, біогенних добавок з баків 13 дозаторами 14. Таким чином, попередньо очищені та знезаражені стічні води при забезпеченні протягом періоду із сталості витрат та при забезпеченні підтримання на заданому рівні біогенних речовин для активного мулу подають на біологічне очищення 15, після якого здійснюють сорбційне доочищення 16, наприклад, у сорбційних фільтрах. У конкретному прикладі спосіб, що заявляється, здійснювали так. Стічні води з полігона твердих побутови х відходів надходили на очищення нерівномірно: їхня кількість коливалася від максимальної 6,5м 3/ч, до мінімальної 1,5м 3/ч, при цьому середні витрати прийняли рівними 2,5м 3/ч. Під час аналізу таких стічних вод було виявлено, що середнє значення показника біохімічної потреби у кисні (БПК), що необхідна для повного біохімічного окислювання забруднень, які містять стічні води, становить 2,64мг/дм 3 (максимальна - 5,20мг/дм 3, мінімальна 1,65мг/дм 3), середній вміст фосфору - 2мг/дм 3 (максимальний - 3мг/дм 3, мінімальний - 0,1мг/дм 3), середній вміст азоту - 5,2мг/дм 3 (максимальний 6мг/дм 3, мінімальний - 2,5мг/дм 3). Стічні води полігонів твердих побутови х відходів спочатку подавали на попереднє 8 очищення 1. Після попереднього очищення 1 стічні води направляли на знезаражування 2 ультразвуком. Після цього попередньо очищені та знезаражені стічні води подавали поперемінно у три акумулювальні резервуари 3, 4 та 5, при цьому подачу стічних вод здійснювали циклічно за такою схемою. Перед початком здійснення способу, що заявляється, визначали тривалість операцій підциклу. При цьому кожен цикл розділяли на три рівних за часом підцикли, а підцикли, у свою чергу, на три рівних за часом операції. Спочатку попередньо очищені та знезаражені стічні води подавали через відкриту засувку 6 у резервуар 3, забезпечуючи його наповнення протягом часу t1 і накопичення в ньому стічних вод за рахунок закритої засувки 7. При цьому закривали засувки 8 та 9 резервуара 4, а також засувки 10 та 11 резервуара 5. Після заповнення резервуара 3 закривали засувку 6 і відкривали засувку 8 для подачі попередньо очищених та знезаражених стічних вод у резервуар 4, забезпечуючи його наповнення протягом часу t1 і накопичення в ньому стічних вод за рахунок закритої засувки 9. З припиненням подачі стічних вод у резервуар 3 у ньому здійснювали відстоювання стічних вод протягом часу t2 та одночасно приступали до подачі стічних вод у резервуар 4, також одночасно протягом часу t4 здійснювали відбір проб води з резервуара 3 для аналізу, проводили якісний і кількісний аналіз проб води, визначали об’єм накопиченої води та на підставі отриманих результатів аналізу здійснювали розрахунок витрат води, яку слід відвести з резервуару, і, в разі потреби, дози біогенних добавок. З огляду на те, що тривалість кожної операції підциклу приймали не меншою, ніж час t4 (t1=t 2.=t 3³t4), необхідний для відбирання проб, їхнього аналізу та підготовки до відведення води, проведення якісного та кількісного аналізу виявлялося можливим протягом часу t2 відстоювання. Після заповнення резервуара 4 закривали засувку 8 і відкривали засувку 10 для подачі попередньо очищених та знезаражених стічних вод у резервуар 5, забезпечуючи його наповнення протягом часу t1 і накопичення в ньому стічних вод за рахунок закритої засувки 11. В резервуарі 4 здійснювали відстоювання стічних вод протягом часу t2 . Під час t 2 відстоювання протягом часу t4 здійснювали відбір проб води з резервуара 4, їхній якісний і кількісний аналіз та на підставі результатів аналізу здійснювали підготовку до відведення води, а саме, настроювання роботи групи насосів 12 для відведення стічних вод і дозування біогенних добавок, наприклад, з баків 13 дозаторами 14. Крім того, одночасно з початком заповнення резервуара 5 здійснювали відведення стічних вод з резервуара 3 на біологічне очищення 15 за допомогою групи насосів 12 з додаванням біогенних добавок у кількості, яку визначали на підставі аналізу проб води, проведеного під час t2 9 30484 відстоювання води в резервуарі 3, тобто під час t1 наповнення резервуара 4. Під час відбирання проб з резервуара 3 за допомогою якісного аналізу було встановлено, що вміст амонійного азоту в стічни х водах становив 2,5мг/дм 3 на 100мг/дм 3 БПК, а фосфору - менше 1мг/дм 3 на 100мг/дм 3 БПК. Такого вмісту амонійного азоту та фосфор у було недостатньо для ефективного протікання процесу біологічного очищення. Тому перед подачею на біологічне очищення 15 у попередньо очищені та знезаражені стічні води додавали з баків 13 дозаторами 14 біогенні добавки з таким розрахунком, щоб довести концентрацію азоту до 13мг/дм 3, а фосфор у до 26мг/дм 3. Після заповнення резервуара 5 закривали засувку 10 і відкривали засувку 6 для подачі попередньо очищених та знезаражених стічних вод знову в резервуар 3, забезпечуючи його наповнення протягом часу t 1 і накопичення в ньому стічних вод за рахунок закритої засувки 7. Одночасно з припиненням наповнення резервуара 5 і початком нового наповнення резервуара 3 починали відбирання проб води з резервуара 5 для аналізу, проводили якісний і кількісний аналіз проб води та визначення об’єму води, накопиченої у резервуарі 5, та на підставі отриманих результатів визначали витрати води, яку слід відвести, і, в разі потреби, необхідну дозу біогенних добавок. Одночасно з наповненням (тривалістю t1) резервуара 3 в продовж часу t3 здійснювали відвід стічних вод з резервуара 4 за допомогою групи насосів 12 з додаванням, в разі потреби, біогенних добавок з баків 13 дозаторами 14 у кількості, яку визначали на підставі аналізу проб води, проведеного під час t2 попереднього відстоювання води в резервуарі 4. Далі операції підциклу (наповнення, відстоювання та відвід) повторювали циклічно. Таким чином, на підставі результатів проведеного в продовж часу t4 якісного і кількісного аналізу стічних вод за допомогою групи насосів 12 стічні води відводили в продовж часу t3 з резервуарів 3, 4 та 5 на біологічне очищення 15. Під час t3 - подачі стічних вод на біологічне очищення 15 здійснювали, в разі потреби, додавання в них біогенних добавок, які подавали з баків 13 дозаторами 14. Після здійснення біологічного очищення 15 стічні води направляли на сорбційне доочищення 16, наприклад, у сорбційних фільтрах. В процесі здійснення способу, що заявляється, у резервуарах 3, 4 та 5 під час відстоювання (t2) відбувалося випадіння осаду. Цей осад періодично видаляли на площадки для підсушування, а потім на полігон для захоронения. Таким чином, циклічная подача стічних вод за схемою, що заявляється, у три акумулювальні резервуари дозволила забезпечити безперервну та рівномірну подачу стічних вод на біологічне очищення та оперативно визначати концентрацію БПК біогенних речовин з метою додавання в стічні води, що подаються на біологічне очищення, необхідної кількості біогенних добавок. 10 З огляду на викладене вище та з урахуванням розкритого причинно-наслідкового зв’язку між сукупністю ознак корисної моделі, що заявляється, та те хнічним результатом, що досягається, можна стверджувати, що задача, поставлена в основу створення нового способу очищення стічних вод полігонів твердих побутови х відходів, вирішена повністю, бо використання корисної моделі дозволяє забезпечити досягнення технічного результату, який полягає у підвищенні ефективності очищення стічних вод при скороченні витрат сорбенту.