Пристрій для біологічної очистки стічних вод

Пристрій для біологічної очистки стічних вод, що містить ємність для змішування стічної води з активним мулом, рециркуляційну ємність, канал подавання стічної води, канал відводу очищеної води, запобіжник переливу води, компресор, трубопроводи подачі повітря, трубопроводи повертання збагаченого мулу, а також перегородки з нижнім переливанням, установлені в ємності для змішування стічної води з мулом та в рециркуляційній ємності, який відрізняється тим, що ємність для змішування стічної води з активним мулом і рециркуляційна ємність виконані всередині єдиного резервуара, при цьому ємність для змішування стічної води з активним мулом має перегородки, дві з яких, як мінімум, з нижнім переливанням, котрі створюють камери денітрифікації, в верхній частині першої камери денітрифікації розташована U 2 (19) 1 3 38344 4 ємності в ємність для змішування стічної води з проводом повертання збагаченого мулу, що осів активним мулом. на дні камери, в ємність для змішування стічної Цей пристрій вибраний прототипом пристрою, води з активним мулом, та камеру аерації, в нижщо заявляється. ній частині котрої установлені аератор і коротка Прототип і пристрій, що заявляється, мають похила перегородка, яка відділяє камеру аерації і спільні ознаки: камеру для очищеної води в зоні нижнього пере- ємність для змішування стічної води з активливання, крім того, пристрій забезпечений компреним мулом; сором, вихід якого з'єднаний зі входом повітряного - рециркуляційна ємність; колектора, перший вихід якого з'єднаний з трубо- канал подавання стічної води; проводом подавання частково збагаченого мулу в - канал відводу стічної води; першу камеру денітрифікації, другий ви хід - з ае- запобіжник переливання води; ратором, третій вихід - з трубопроводом повер- компресор; тання збагаченого мулу, що осів, в ємність для - тр убопроводи подавання стиснутого повітря; змішування стічної води з активним мулом, а чет- тр убопровід повертання збагаченого мулу; вертий вихід - з камерою для очищеної води. - перегородки з нижнім переливанням, встаноПохила перегородка з нижнім переливанням в влені в ємності змішування стічної води з активним рециркуляційній ємності установлена під кутом не мулом та в рециркуляційній ємності. менш, ніж 45°. Однак пристрій за прототипом є дуже складУ корисній моделі, що заявляється, на відміну ним. Він реалізує спосіб біологічної очистки стічної від прототипу, підвищення ефективності очистки води, в якому процеси здійснюються циклічно (по шляхом підвищення концентрації активного мулу фазах). Пристрій є некомпактним. Ефективність та забезпечення його стабільного складу досягаочистки в цьому пристрої є невисокою через цикється не розділенням фаз осадження мулу та його лічність роботи, де фази перемішування та поверповертання в зону денітрифікації (у конструкції, що тання мулу по тривалості є на порядок меншими, заявляється - у камери денітрифікації) в часі, а ніж фази осадження та випуску очищеної води. Ця проведенням усіх процесів безперервно, що зациклічність не дозволяє забезпечити отримання безпечено конструктивним рішенням ємності для високопрацездатного активного мулу через нестазмішування стічної води з активним мулом і рецибільність і нестійкість складу біоценозу мулу при ркуляційної ємності. Повертання збагаченого акперемінних навантаженнях, які по органічним зативного мулу з рециркуляційної ємності в ємність брудненням мають місце в реальних умовах ексдля змішування стічної води з активним мулом, а плуатації. також з останньої по ходу р уху потоку стічної води, В основу корисної моделі поставлена задача що обробляється, камери денітрифікації в першу розробити пристрій для біологічної очистки стічних камеру денітрифікації відбувається постійно (безвод, в якому шляхом розміщення ємності для зміперервно) в продовження робочого циклу очистки. шування стічної води з активним мулом і рециркуТривалість робочого циклу визначається ступенем ляційної ємності в єдиному резервуарі, а також за завантаження пристрою, котрий залежить від кільрахунок особливості конструкційного виконання кості та ступеню забрудненості стічних вод. обох ємностей та їх сполучення між собою, забезОсобливістю пристрою є також розташування печити підвищення ефективності очистки стічних перегородки в рециркуляційній ємності під кутом вод. не менш, ніж 45°. Це дозволяє основну кількість Поставлена задача вирішена в пристрої для збагаченого мулу, що осів на дні, за допомогою біологічної очистки стічних вод, щомістить ємність трубопроводу (ерліфту) повернути в камери денітдля змішування стічної води з активним мулом, рифікації. рециркуляційну ємність, канал подавання стічної Дане конструктивне рішення дозволяє по заводи, канал відводу очищеної води, запобіжник кінченні робочого циклу, у циклі покою (при відсутпереливу води, компресор, трубопроводи подачі ності насичення стічних вод киснем у камерах деповітря, трубопроводи повертання збагаченого нітрифікації) більш ефективно проводити мулу, а також перегородки з нижнім переливанденітрифікацію, забезпечуючи видалення азоту та ням, установлені в ємності для змішування стічної фосфор у до 50% навіть при максимальній конценводи з мулом та в рециркуляційній ємності, тим, трації стоків на вході без використання додаткових що ємність для змішування стічної води з активхімічних речовин. Працездатність активного мулу ним мулом і рециркуляційна ємність виконані всезберігається протягом одного місяця без надхоредині єдиного резервуара, при цьому ємність для дження стоків у пристрій за рахунок використання змішування стічної води з активним мулом має стадій анаеробної та аеробної обробок стоків, що перегородки, дві з яких, як мінімум, з нижнім перезабезпечує чергування умов достатнього харчуливанням, котрі створюють камери денітрифікації, вання та голодування мікроорганізмів, що дає мов верхній частині першої камери денітрифікації жливість, в остаточному підсумку, впливати на розташована корзина механічної очистки, що легко якісний та кількісний склад біоценозу активного знімається, крім того, ємність для змішування стічмулу. ної води з активним мулом забезпечена трубопроКрім того, дане конструктивне рішення дозвоводом подавання частково збагаченого активного ляє розмістити ємність для змішування стічної мулу з останньої в першу камеру денітрифікації, а води з активним мулом і рециркуляційну ємність в в рециркуляційній ємності установлена похила одному резервуарі, що значно спрощує як спосіб, перегородка з нижнім переливанням, котра ствотак і конструкцію, а також дозволяє зекономити рює камеру для очищеної води, постачену трубомісце для пристрою. 5 38344 6 У пристрої, що заявляється, процес очистки докладніше процес очистки. Стічна вода по каналу стічних вод у робочому циклі відбувається безпеподавання стічної води 3 потрапляє в корзину порервно, природнім переливанням через верхні та передньої механічної очистки 15 першої камери нижні переливи перегородок. На відміну від рішенденітрифікації 11 ємності для змішування стічної ня, що заявляється, у відомих рішеннях, в тому води з активним мулом 6, в котрій відділяються та числі і в прототипі, використовується примусове подрібнюються великі фракції. Після цього через управління стадіями (у прототипі - фазами) змішунижній перелив перегородки 9 стічна вода надховання стічної води з активним мулом, повертання дить в другу камеру денітрифікації 12, потім через збагаченого мулу з рециркуляційної ємності та верхній край потрапляє в третю камеру денітрифівипуску очищеної води шля хом відкриття-закриття кації 13 та через нижній перелив перегородки 10-у верхніх створів перегородок у фазі змішування. четверту камеру денітрифікації 14. У камерах 12На кресленні зображений пристрій для біологі14 в анаеробних умовах відбувається взаємодія чної очистки стічних вод, де: вуглецевих сполук, що містяться у стічній воді, з Фіг.1 - вид звер ху; нітратоутримуючим мулом. Бактерії, які розкладаФіг.2 - вид збоку. ють вуглецеві сполуки, використовують кисневу Пристрій містить резервуар 1, наприклад циліскладову нітратів, розкладаючи ці сполуки, тобто ндричний, з дном 2. Резервуар забезпечений кавідбувається денітрифікація. Азотиста складова налом подавання стічної води 3 та каналом відвовідновлюється до газоподібної сполуки. Таким ду очищеної води 4. На каналі відводу очищеної чином, відбувається відокремлення азоту. Аналоводи 4 установлений запобіжник залпового скигічно відбувається відокремлення фосфору за додання, виконаний у вигляді запобіжника переливу помогою фосфорних Р-бактерій активного мулу. води 5. Всередині резервуару 1 виконані ємність Далі частково збагачений та осілий на дно мул для змішування стічної води з активним мулом 6 і (важкі фракції органіки) за допомогою трубопроворециркуляційна ємність 7. Ємність для змішування ду 16 подається в першу камеру денітрифікації 11 стічної води з активним мулом 6 постачена суцільз використанням ефекту ерліфту, що отримується ною перегородкою 8 та двома перегородками з з допомогою стиснутого повітря, яке подається по нижнім переливом 9, 10. Перегородки 8, 9, 10 повітряному трубопроводу 25 через повітряний створюють камери денітрифікації 11, 12, 13 та 14. колектор 24 від компресора 23. Весь комплекс В першій камері денітрифікації 11 установлена верхніх та нижніх переливів камер денітрифікації з корзина попередньої механічної очистки 15. Крім висхідними та спадними потоками води утворюють того, в ємності для змішування стічної води з актитак звану систему вертикально проточного лабіривним мулом 6 установлений трубопровід подачі нту. З четвертої камери денітрифікації 14 частково частково збагаченого мулу 16 з камери денітрифіочищена стічна вода під дією гравітаційних сил кації 14 в камеру денітрифікації 11. надходить в камеру аерації 18, де в присутності В рециркуляційній ємності 7 установлена покисню, який поступає з аератора 21, відбувається хила перегородка з нижнім переливом 17, котра біологічний розклад органічних речовин та нітриподіляє рециркуляційну ємність 7 на камеру аерафікація аміачного азоту. В камері аерації 18, одрації 18 та камеру для очищеної води 19. зу ж після перемішування стічної води з активним В нижній частині камери аерації 18 також мулом, відбувається процес очистки, котрий склавстановлені коротка похила перегородка 20 і аедається з декількох етапів: на першому відбуваратор 21. На дні камери для очищеної води 19 ється абсорбція забруднень, що знаходяться у установлений трубопровід 22 повертання збагачеводі, яка очищається, активним мулом та поглиного мулу, що осів. Пристрій також забезпечений нання кисню, в ході якого відбувається приріст компресором 23, вихід якого з'єднаний зі входом мікробної біомаси з виділенням енергії та вуглекиповітряного колектора 24. Перший вихід повітряслоти. Відбувається окиснення речовин, що легко ного колектора 24 з'єднаний трубопроводом подапіддаються біоокисненню. При цьому переважний вання стиснутого повітря 25 з трубопроводом 16, вміст мікроорганізмів в складі біоценозу активного другий ви хід повітряного колектора 24 з'єднаний мулу в початковий період при надлишку поживних трубопроводом 26 з аератором 21, третій вихід речовин, що легко засвоюються, поступово змінюповітряного колектора 24 з'єднаний трубопровоється все більш високим вмістом мікроорганізмів, дом 27 з трубопроводом 22 повертання збагаченоякі поглинають забруднення, що все важче засвого мулу, що осів, у ємність для змішування стічної юються. Настає режим голодування мікроорганізводи з активним мулом 6, а четвертий вихід повітмів та поїдання одних груп іншими, більш присторяного колектора 24 з'єднаний трубопроводом 28 з сованими до умов недостатнього рівня поживних камерою для очищеної води 19. речовин вихідних забруднень у стічній воді. ТриБіологічна очистка води складається з кількох валість цього періоду в кожному конкретному вистадій та здійснюється наступним чином. На перпадку залежить від швидкості біохімічного окисшій стадії здійснюється змішування біогенних ренення забруднень і настанням режиму човин (з'єднань вуглецю, азоту, фосфору), які місголодування активного мулу по наявності поживтяться в стічних водах, з активним мулом. Сполуки них речовин у вхідних стоках. В підсумку ріст біоазоту, зокрема, надходять на очисні споруди пемаси активного мулу знижується, що забезпечує реважно у вигляді амонійного азоту, азоту нітратів, підтримання мулу приблизно в об'ємі, який заваназоту нітритів і азоту, що зв'язаний у органічних тажений на початку циклу очистки. В цей час інтесполуках. Співвідношення масових концентрацій нсивно виділяються біополімерні сполуки, які прирізних форм азоту постійно змінюється та залескорюють процес згортання пластівців частини жить від стадії переробки стічних вод. Розглянемо мікроорганізмів активного мулу, не здатної вижи 7 38344 8 вати в умовах недостатнього харчування, і швидкисні на протязі 5 діб) - 99,8%, фосфор - 92%, закість поглинання кисню підвищується. Коли в стічгальний азот - 96%. Після проведення нітрифікації них вода х, що очи щуються, практично не залишата денітрифікації за способом біологічної очистки, ється органічних речовин, настає процес що пропонується, слідів нітратів не виявлено. нітрифікації. В ході цього процесу речовини стоків, Таким чином, проведені випробування приякі містять азот, окислюються до нітритів та далі строю для біологічної очистки стічних вод, показадо нітратів. Поява в стоках, що очищуються, нітрили наступні переваги: тів та нітратів свідчить про глибоку ступінь очист1. Висока ефективність очистки у комбінації з ки. Повітря подається в камеру аерації 18 від комбіологічним усуненням азоту та фосфору внасліпресора 23. В результаті цього також збільшується док повертання збагаченого активного мулу на швидкість процесу осадження активного мулу, що початкову стадію очистки. підвищив вагу, і відокремлення очищеної води 2. Система очистки не є сприйнятливою до рівідбувається більш ефективно. На наступній стадії зкого підвищення кількості стоків, що надходять, через нижній перелив похилої перегородки 17 завдяки вдосконаленій конструкції та системі заочищена вода зі збагаченим мулом потрапляє в побігання переливу очищеної води. камеру для очищеної води 19. Збагачений важкий 3. Простота і практичність конструкції, зміна мул, що осів на дні камери 19, повертається до розмірів та розташування камер і перепадів, що камери денітрифікації 12 з допомогою трубопродозволило зменшити об'єм резервуару та домогводу 22, в який подається стисле повітря від комптися більш високої концентрації активного мулу в ресора 23. Частково завислі легкі частинки мулу, системі, на відміну від існуючи х систем. які потрапили в камеру аерації 18, випливають і 4. Аераційний принцип очистки, що використастворюють поверхневу плівку в камері для очищений в очисній споруді, присутність кисню в поверхної води 19. Щоб уникнути потрапляння частинок невих шарах навіть анаеробних зон усуває гнильні мулу в канал відводу чистої води 4, по трубопропроцеси, чим абсолютно усуває запах, типовий воду 28 подається повітря від компресора 23. Пудля інших очисних споруд стічних вод. хирці повітря руйнують кірку, що утворилася, і дрі5. Низький рівень надлишкового виробництва бні частинки мулу осідають на дно камери для мулу - завдяки конструктивно вбудованим анаероочищеної води 19. З камери для очищеної води 19 бним зонам, у яких відбувається те хнологічно через трубопровід 22 частинки мулу, які осіли на спрямоване регулювання кількості та складу біодно, повертаються у камеру денітрифікації 11. маси активного мулу. Таким чином відбувається стадія сепарації, тобто 6. Можливість роботи очисної споруди в залевідділення очищеної води від дрібних частинок жності від сезонного навантаження. Цю перевагу мулу. Очи щена вода через запобіжник переливу 5 оцінять, головним чином, бази відпочинку та санапо каналу 4 виводиться з пристрою та подається торії з високими коливаннями відвідування на прона використання в технологічних цілях, або спрятязі року або сезонні виробництва. мовується на мікробіологічну доочистку. 7. Простота і доскональна оптимізація процеПриклад. Проведена біологічна очистка води з сів в заявленому пристрої дозволяє суттєво знизивикористанням пристрою для очистки з продуктити витрати у порівнянні з іншими рішеннями. Очивністю 23м 3 на добу. Очистці піддавалися стічні сні споруди виготовляються з високоякісного води ресторану. поліпропилену у самонесучому корпусі, тобто монФізико-хімічні показники води до очистки та пітаж не потребує спеціального залізобетонного сля неї наведені в таблиці. котловану або залізобетонних кілець. Як видно з даних, наведених у таблиці, заяв8. Простота і раціональність рішення з відсутлена корисна модель дозволяє по основних поканістю рухомих частин, електроніки і автоматики зниках: на 99,6% вилучити суспензії, видалити на (запуск компресора здійснюється звичайним тай97% аміак, ХПК 5 (хімічна потреба у кисні на промером) гарантує низькі експлуатаційні витрати. тязі 5 діб) - 97,4%, БПК 5 (біологічна потреба у Таблиця Фізико-хімічні показники стічної води ресторану до очистки та після неї Показники 2 3 4 5 NH4+ mgN/1 Аміак 6 6,83 1124 2947 1950 58,2 0 7,31 4,9 61 3,7 1,7 0,021 99,6 97,4 99,8 97 рН 1 До очистки Після очистки % SS mg/1 Суспензії ChDScr mgO2/1 Хімічна потреба у кисні (ХПК 5) BDS7 mgO2/1 Біологічна потреба у кисні (БПК 5) NO2- mgN/1 Нітрити 7 9 38344 10 Продовження таблиці 1 До очистки Після очистки % Сl- mg/1 Хлориди 8 332 РО4,3- mgP/1 Фосфати 9 1,01 306 0,126 8 Показники В.Р mgP/1 Фосфор 10 16 87 Комп’ютерна в ерстка В. Мацело B.N mgN/1 Азот 11 123 N mgN/1 Азот 12 123 1,33 3,97 3,97 92 96 96 Підписне Тираж 28 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