Установка для біологічного очищення стічних вод

Реферат: UA 90230 U UA 90230 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до установок біологічного очищення стічних вод і може бути застосована для очищення стічної води в місцях, де відсутня централізована каналізаційна система (кафе, ресторани, АЗС, готелі, туалети, приватні будинки та інше). Відома установка для біохімічної очистки стічних вод (Патент України № 43986, МПК C02F 3/12, опубл. 15.01.2002, Бюл. № 1, 2002 p.) що містить аеротенк баштового типу з вузлами струминної аерації, розташованими в його верхній частині та аераційними трубами, розміщеними всередині аеротенка, приймальну камеру стічних вод з вузлами аерації та насосами, які подають стічну рідину в аеротенк, вторинний відстійник з елементами тонкошарового відстоювання, мулоущільнювачі, мулові площадки, технологічні трубопроводи, які підводять і відводять воду, аеробний реактор, виконаний у вигляді вертикальної колони, висота якої менша, ніж висота аеротенка, а нижня частина якої виготовлена у вигляді зрізаного конуса з меншою основою знизу, з муловою трубою, розташованою всередині конуса, вихідний патрубок якої через засувку з'єднаний з підвідним патрубком приймальної камери. У верхній частині колони встановлені вузли струминної аерації з аераційними трубами, навколо яких розміщені площадки для завантаження інертних матеріалів. Вхідні патрубки для підведення робочої рідини до вузлів аерації, з'єднані з патрубком для відведення очищеної води з аеротенка, відвідний патрубок аеробного реактора, з'єднаний трубопроводом з вхідним патрубком вторинного відстійника, а підвідні патрубки вузлів аерації в приймальній камері з'єднані через запірні пристрої з відвідним патрубком водо-мулової суміші аеротенка, встановленим нижче рівня площадки для завантаження інертних матеріалів, розміщеної у верхній частині аеротенка, причому перепад висот колон аеротенка, аеробного реактора та приймальної камери вибирають з умови забезпечення працездатності вузлів струминної аерації при надходженні робочої рідини у вузли самопливом. В даній установці циркуляція мулової суміші здійснюється в двох спорудах - приймальній камері та в самому аеротенку за допомогою спеціальної групи насосів, це робить її складною в конструктивному плані. Крім цього витрачається електроенергія і на аерацію, і на перекачування циркуляційного об'єму. Ускладнює цю установку і те, що процеси доочищення та осадження мулу проводяться в двох резервуарах. Відома установка для біологічного очищення побутових стічних вод з рециркуляцією активного мулу (Патент України №78200, МПК C02F 3/00, C02F 3/02, опубл. 11.03.2013, Бюл. № 5), що містить первинний відстійник, біореактор із затопленим завантаженням і аеруючим пристроєм, вторинний відстійник, пристрій для здійснення рециркуляції активного мулу. Установка також має чотири ємності, оснащені технічними люками, і додатковий аеротенк, розташований між первинним відстійником і біореактором. Окремі функціональні ємності установки сполучені послідовно, завантаження біореактора виконане у вигляді набору касет, а кожен окремий елемент касети - у вигляді перфорованої призми, крім того пристрій для рециркуляції активного мулу з вторинного відстійника в первинний виконаний у вигляді ерліфта, сполученого з компресором, який також сполучений з системою аерації установки. Первинний відстійник оснащений напорогасителем, а частина перегородки нижче за вхідний отвір у вторинний відстійник розташована похило і є такою, що направляє потік. До недоліків описаної установки можна віднести перевантаженість біореактора, який "забивається" великими нечистотами, що знижує надійність ефективного очищення стічних вод, крім того окислювальний процес в установці протікає недостатньо ефективно через короткий цикл очищення та створених умов для протікання окислювальних процесів. Установка вимагає частого технічного обслуговування. Відома установка для біологічного очищення побутових стічних вод активним мулом (Патент України № 78199, МПК C02F 3/00, опубл. 11.03.2013, Бюл.№ 5), що містить первинний відстійник з напорогасником, біореактор із затопленим завантаженням і аеруючим пристроєм, вторинний відстійник, пристрій для здійснення перекачування активного мулу, блок контролю і управління. Окремі функціональні ємності установки сполучені послідовно. Завантаження біореактора виконане у вигляді набору касет, а кожний окремий елемент касети - у вигляді перфорованої призми. Пристрій для перекачування активного мулу з вторинного відстійника в первинний виконаний у вигляді ерліфта, сполученого з компресором. Частина перегородки нижче за вхідний отвір у вторинний відстійник, розташована похило і є напрямною потоку. Описана установка має недостатньо високу продуктивність через те, що в установці передбачений одноетапний окислювальний процес, який протікає в блоці біореактора з активним мулом, і для його здійснення необхідно час. Крім цього, незважаючи на контроль якості стічних вод, які надходять, біофільтри (касети) часто забиваються і, відповідно, знижується продуктивність очищення. Установка вимагає частого технічного обслуговування. Дане технічне рішення вибране за прототип. 1 UA 90230 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 В основу корисної моделі поставлена задача створення установки для біологічного очищення стічних вод, в якій оснащення новими конструктивними елементами забезпечило б підвищення ефективності та продуктивності очищення побутових стічних вод, що дозволять скидати очищену воду без шкідливого впливу на навколишнє природне середовище. Поставлена задача вирішується тим, що запропонована установка для біологічного очищення стічних вод, що містить корпус з вузлами подачі стічних вод на очищення і відведення очищеної води, розділений перегородками на модулі первинного відстоювання, аеротенканітрифікатора і вторинного відстоювання, які сполучені послідовно та працюють в замкнутому циклі, причому корпус установки забезпечений технічним люком, в якій, згідно з корисною моделлю, модуль первинного відстоювання поділений на камеру денітрифікатора, обладнану пневматичним перемішувачем, та на камеру заспокоювача потоку, модуль аеротенканітрифікатора виконаний у вигляді двох відокремлених перегородкою камер, на дні кожної з яких розміщено мембранні аератори, сполучені з електро-мембранною повітродувкою, що знаходиться у верхній частині корпусу, вузол перекачування активного мулу та нітрифікуючої суміші з модулів вторинного відстоювання та аеротека-нітрифікатора в камеру денітрифікатора виконаний у вигляді ерліфта. Використання камери заспокоювача потоку між денітрифікатором та модулем аеротенканітрифікатора приводить до додаткового відстоювання та затримки легко-плаваючих сполук. Використання в установці додаткової камери денітрифікатора, яка забезпечена пневматичним перемішувачем, дозволяє здійснити відновлення нітратів до нітритів і далі до газоподібних оксидів і молекулярного азоту. В результаті цих процесів азот повертається до атмосфери і стає недоступним для більшості організмів, а стічні води очищаються від сполук азоту та від органічних сполук, що біологічно окисляються. Використання мембранних аераторів (а саме дрібнопухирчастих дифузорів) забезпечує активне та ефективне насичення стоків киснем. Зазначені нові ознаки запропонованої установки для біологічного очищення стічних вод забезпечують підвищення ефективності та продуктивності очищення побутових стічних вод. Крім цього в запропонованій установці очищення здійснюється методом повного окислення органічних забруднень, як рідкої, так і твердої фази стічних вод в аеробних та аноксидних умовах. Корисна модель пояснюється кресленнями, де на Фіг. 1 зображено установку для біологічного очищення стічних вод (горизонтальний переріз), на Фіг. 2 - установку для біологічного очищення стічних вод (вертикальний переріз), а на Фіг. 3 - технологічну схему очистки стічних вод за допомогою запропонованої установки. Установка для біологічного очищення стічних вод (див. Фіг. 1-2) містить корпус 1 з технічним люком 2 та вузлами подачі стічних вод 3 на очищення і відведення очищеної води 4. Корпус 1 розділений перегородками на: модуль первинного відстоювання, який поділений на камеру денітріфикатора 5, обладнану пневматичним перемішувачем 6, та на камеру заспокоювача потоку 7; модуль аеротенка-нітрифікатора, який виконаний у вигляді двох відокремлених перегородкою камер 8 та 9, на дні кожної з яких розміщено мембранні аератори 10, які сполучені з електро-мембранною повітродувкою 11, що знаходиться у верхній частині корпусу 1; та на модуль вторинного відстоювання 12 (далі по тексту вторинний відстійник). Зазначені модулі сполучені послідовно та працюють в замкнутому циклі. Установка забезпечена вузлом перекачування активного мулу та нітрифікуючої суміші з вторинного відстійника 12 та з камери 9 аеротека-нітрифікатора в камеру денітрифікатора 5, який виконаний у вигляді ерліфта 13. Запропонована установка (див. Фіг. 1-3) працює наступним чином. В камеру денітрифікатора 5, який розташовуваний на початку технологічної лінії, надходить стічна вода через вузол подачі стічних вод 3 та нітрифікована мулова суміш та активний мул, які за допомогою ерліфта 13 перекачуються зі вторинного відстійника 12 та камери 9 аеротеканітрифікатора. Таким чином, в денітрифікаторі 5 створюється необхідний вміст субстрату, нітритів і нітратів. Оскільки відновлення супроводжується виділенням кисню, в спорудах для денітрифікації створюються аноксидні умови (за допомогою пневматичного перемішувала 6, який перемішує та збагачує субстрат киснем), тобто умови не строго анаеробні, але характеризуються низьким вмістом кисню у воді. Таким чином відбувається послідовне відновлення нітратів у нітрити, потім в оксид азоту, закис азоту і, нарешті, азот: NO3  NO2 NON2ON2. Після денітрифікатора 5 стоки попадають в камеру заспокоювача потоку 7, де легкі та важки частки затримуються, а освітлені стоки далі потрапляють до камер 8 та 9 аеротенканітрифікатора, де знаходяться мембранні, дрібнопухирчасті дифузори 10, які розпилюють 2 UA 90230 U 5 10 15 20 25 30 повітря від електро-мембранної повітродувки 11 в маленькі бульбашки, які насичують воду киснем. В камерах 8 та 9 аеротенка-нітрифікатора амонійний азот окислюється в аеробних умовах бактеріями виду Nitrosomonas до нітриту NO2 , а потім бактеріями Nitrobacter до нітрату NO3 . Вся система очистки, яка складається з денітрифікатора 5, аеротенка-нітрифікатора 8 та 9 і вторинного відстійника 12 працює в режимі змішування, а відновлений молекулярний азот безупинно обдувається в камерах 8 та 9 аеротенка-нітрифікатора. При коефіцієнті рециркуляції мулової суміші рівному одиниці, ефект очищення від азоту досягає 50 %, а його концентрація знижується до 8-10 мг/л. Також, в умовах тривалої аерації та використання "старого" активного мулу, БСК (біологічне споживання кисню) води знижується до 10-12 мг /л. Далі стоки потрапляють до вторинного відстійника 12, де вода, що відстоялася, виходить через вузол відведення 4 очищеної води, а мул, що осів, за допомогою ерліфта 13 повертається до денітрифікатора 5. Вода на виході прозора і не має неприємного запаху, що свідчить про ефективне очищення. Очищені стічні води направляються на інфільтрацію в ґрунт або виводяться на рельєф чи у 3 водойму. Запропонована установка забезпечує очищення стічної води обсягом від 1 до 3 м стоків на добу. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Установка для біологічного очищення стічних вод, що містить корпус з вузлами подачі стічних вод на очищення і відведення очищеної води, розділений перегородками на модулі первинного відстоювання, аеротенка-нітрифікатора і вторинного відстоювання, які сполучені послідовно та працюють в замкнутому циклі, причому корпус установки забезпечений технічним люком, яка відрізняється тим, що модуль первинного відстоювання поділений на камеру денітрифікатора, обладнану пневматичним перемішувачем, та на камеру заспокоювача потоку, модуль аеротенка-нітрифікатора виконаний у вигляді двох відокремлених перегородкою камер, на дні кожної з яких розміщено мембранні аератори, сполучені з електро-мембранною повітродувкою, що знаходиться у верхній частині корпусу, вузол перекачування активного мулу та нітрифікуючої суміші з модулів вторинного відстоювання та аеротенка-нітрифікатора в камеру денітрифікатора виконаний у вигляді ерліфта. 3 UA 90230 U Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4