Станція для обробки стічних вод

1. Станція обробки стічних вод, що містить варіант вертикального циліндричного аеротенка з подвійною стінкою (1), яка відрізняється тим, що дві паралельні перегородки (4) розташовані у центральній частині резервуара (1), яка обмежує центральну частину (5) станції обробки стічних вод, призначену для аеробної стабілізації активного мулу, та одночасно у проміжку між ними та зовнішньою стінкою (3) створює дві функціональні розташовані симетрично зони для стічної води та очисних культур, причому у цих двох зонах розташовані окремі відстійники (6) звуженої донизу конічної форми, у осі кожного відстійника (6) вертикально розташований пустотілий циліндр (20), а ці пустотілі циліндри сполучені поперечними впускними трубами (19) з внутрішньою зоною аеротенка, а також з внутрішньою зоною відстійника (6), до зовнішньої сторони яких примикає біологічний фільтр, (7) при цьому у нижній частині аеротенка розташовані перфоровані труби (13) системи розподілу стиснутого повітря, а центральна частина (5) резервуара станції обробки стічних вод розділена на кілька сполучених між собою вертикальних камер, утворюючи селектор (9), впускний отвір якого сполучений з випускним отвором сепаратора грубого очищення (10) або з випускним отвором барабанного сепаратора (11), розташованого поза резервуаром станції обробки стічних вод (1), а випускний отвір якого сполучений з круговою зо 2 (19) 1 3 Сучасні технічні рішення стосовно великих каналізаційних очисних споруд являють собою ряд окремих конструктивних та технологічних структур та вузлів, сполучених між собою системою трубопроводів, насосними установками та трубною арматурою. Недоліками цих рішень є потреба у відведенні додаткових земельних ділянок та необхідність виконання багатьох будівельних робіт, таких як виїмка ґрунту, прокладення арматури, улаштування опалубки, бетонні роботи тощо; все це підвищує капітальні витрати та подовжує тривалість будівництва. З точки зору технології, результатом такого "розпорошення" є недосконале або тільки часткове біологічне очищення, яке, в свою чергу, призводить до підвищеного споживання енергії, спричиненого багаторазовим помпуванням, змішуванням, та, загалом, більш складним технологічним процесом. Неприємний запах, зараження комахами та високий рівень шуму є супутніми ефектами таких рішень. Майже кожен з відомих процесів очищення має свої важливі недоліки. Наприклад, так званий процес "SBR" - не дивлячись не те, що він нібито об'єднує декілька процесів у одному резервуарі каналізаційної очисної споруди - має проблеми, пов'язані зі змінюваним рівнем води, вимиванням мулу, втратою енергії за умов низького рівня води та супутньої аерації. Інші відомі процеси найчастіше реалізуються на велетенських об'єктах з великою кількістю комунікацій; ці недоліки, поміж іншого, потребують технологічно ускладнених систем керування, у тому числі добору зразків. Метою запропонованого винаходу є створення комплексного за будовою та технологією устаткування станції обробки стічних вод, яке усуває багато з вищеназваних недоліків. Предметом даного винаходу є станція обробки стічних вод, що містить вертикальний циліндричний аеротенк з подвійною стінкою. Принцип винаходу полягає у тому, що дві паралельні перегородки розташовані у центральній частині цього резервуар, ці перегородки, у межах проміжку між ними, обмежують центральну частину станції обробки стічних вод, призначену для стабілізації кисневого обміну активного мулу, та одночасно, у проміжку між ними та зовнішньою стінкою, утворюють дві функціональні симетрично розташовані зони для стічної води та очисних культур. У цих двох зонах розташовані окремі звужені донизу відстійники конічної форми. В осі кожного з цих відстійників розміщений пустотілий циліндр. Ці пустотілі циліндри сполучені за допомогою впускної труби з внутрішньою зоною аеротенка, а також з внутрішньою зоною відстійника, зовнішня сторона якого примикає до біологічного фільтра. У нижній частині аеротенка розташовані перфоровані труби системи розподілу стиснутого повітря. Центральна частина цього резервуар станції обробки стічних вод розділена на декілька сполучених вертикальних камер, утворюючи селектор, впускний отвір якого з'єднаний з випускним отвором сепаратора грубого очищення або з випускним отвором барабанного сепаратора, розташованого поза резервуаром станції обробки стічних вод, та випускний отвір якого сполучений з круго 92375 4 вою зоною денітрифікації всередині резервуар; кругова зона денітрифікації розташована між обома стінками резервуар станції обробки стічних вод, та містить змішувачі для забезпечення руху суміші води та мулу по всій зоні денітрифікації. Зона денітрифікації сполучена за допомогою наскрізних отворів з частиною аеротенка у зоні біологічних фільтрів, у яку виводиться з'єднання з відстійниками; одночасно нижня частина відстійника сполучена з центральною частиною станції обробки стічних вод. Стінки станції обробки стічних вод виготовлені з матеріалу, обраного з-поміж бетону, металу та пластмаси. Перевагою цього винаходу є те, що вся станція обробки стічних вод є компактною та міститься тільки у одному резервуарі (тільки одна конструкція). Немає потреби у побудові декількох фундаментів. Винахід демонструє раціональне використання площі та підвищує ефективність очищення, одночасно знижуючи енергоспоживання при очищенні стічних вод. Відстійники можуть мати форму конуса з кутом 60°. Або ж вони можуть мати плоске дно з розташованими на ньому елементами конічної форми; форма цих елементів може бути вибрана з-поміж декількох варіантів, у тому числі піраміда, конус, зрізана піраміда або зрізаний конус, сторони яких нахилені під кутом 60°. Нахилені сторони (приблизно 60°) відстійників зручно використовувати для прискорення потоку активуючої суміші (вода та активний мул), що спричиняється дією мікробульбашок, які виходять з дна через дифузори, на нахилені сторони відстійників, таким чином «активуюча» суміш повністю перемішується з утворенням однорідної суміші мулу та води. Нижні частини відстійників можуть бути сполучені з однією з камер селектора через регенераційний резервуар, розташований у центральній частині станції обробки стічних вод. Таким чином, рециркуляційний та активний мул може подаватися у селектор з дна відстійників. Станція обробки стічних вод звичайно може мати парну кількість відстійників, щонайменше два, зазвичай чотири, але їхня кількість може доходити до восьми. Окремо, відстійники можуть бути оснащені у верхній частині жолобом для відведення очищеної води, що може бути сполучений з установкою доочищення стічної води. Нижня частина відстійників може також бути сполучена з зоною денітрифікації. Відведення активного мулу, який не містить розчиненого кисню, з дна відстійників, що здійснюється під дією змішувача у зоні денітрифікації, підвищує ефективність денітрифікації. У нижній частині зоні денітрифікації може бути розміщений трубопровід додаткової окислювальної системи. Процес денітрифікації може уповільнюватися, якщо температура оточуючого середовища падає. Отже, зона денітрифікації може бути оснащена відповідною додатковою окислювальною системою, що забезпечує звичайне біохімічне очищення води у цій зоні (перфорована труба додаткової окислювальної системи розташована у нижній частині зони денітрифікації). Перелік креслень 5 92375 6 В доданих кресленнях ілюстровано приклад вод між внутрішньою стороною внутрішньої концестанції обробки стічних вод, запропонованої у нтричної стінки 3 та зовнішніми сторонами відстійцьому винаході. На Фіг. 1 та 2 показане схематичників 6. Аератори, утворені, напр., перфорованими не зображення станції обробки стічних вод, Фіг. 2а силіконовими шлангами, розташовані на дні внутмістить вид станції обробки стічних вод у розрізі. рішнього концентричного резервуар (аеротенка). Приклади впровадження винаходу Стиснуте повітря від нагнітальних вентиляторів 12 Станція обробки стічних вод містить вертика(компресорів низького тиску) подається на аератольний циліндричний резервуар з подвійною стінри через розподільний трубопровід стиснутого кою 1, виготовлений з бетону, пластмаси або меповітря 13. талу; він має зовнішню стінку 2 та концентрично Поряд з відстійниками 6 у зоні аеротенка на розташовану внутрішню стінку 3 меншого діаметтримальній конструкції вбудовані біологічні фільтру. Діаметр зовнішньої стінки 2 резервуар 1 може ри 7, під якими розташований перфорований розколиватися у широкому інтервалі від двох метрів подільний трубопровід стиснутого повітря 13. Стидо кількох десятків метрів. Ширина проміжку між снуте повітря подається через розподільний зовнішньою стінкою 3 та внутрішньою стінкою 2 трубопровід стиснутого повітря з попередньо може складати від одного метра до приблизно встановленим інтервалом під корпусами біологічп'яти метрів в залежності від фактичного застосуних фільтрів 7 для видалення осаду мулу з пласвання. Висота обох стінок 2 та 3 резервуар 1 притикової поверхні біологічних фільтрів. Такимчиблизно однакова; вони можуть бути від двох до ном, на поверхні біологічних фільтрів, а також у десяти метрів заввишки. Товщина стінки залежить всьому аеротенка підтримується оптимальна конвід матеріалу, з якого виготовлені стінки, та може центрація біологічної культури. Центральна частиколиватися від кількох міліметрів (якщо використона 5 станції обробки стічних вод у проміжку між вується сталь) до кількох сантиметрів (якщо викодвома паралельними перегородками 4 аеротенка ристовуються конструкційні пластмаси, наприклад, розділена вертикальними перегородками, що від шести до п'ятнадцяти сантиметрів для поліпйдуть від дна на всю висоту перегородок 4, на кіропілену)та кількох десятків сантиметрів (до п'ятлька камер, котрі можуть бути з'єднані трубами, десяти сантиметрів для бетону). Окремі компоненщоб забезпечити циркуляцію води між ними. На ти станції обробки стічних вод, в тому числі дні центральної частини 5 містяться труби системи відстійники 6, стабілізаційний резервуар, регенерозподілу стиснутого повітря 13, які закінчуються раційний резервуар 15, та інші складові частини, аераторами; ці аератори можуть складатися з, вбудовані усередині внутрішнього резервуар, так напр., силіконових шлангів з дрібними отворами, званого аеротенка, обмеженого внутрішньою стіннасунутих на пластикові (поліпропіленові, ПВХ, кою 3 та дном резервуара. Ці компоненти описані тощо) шланги з більшими отворами у поверхні, далі. з'єднані з трубопроводом 13. Інші технологічні Дві паралельних вертикально розташованих компоненти каналізаційної очисної споруди описаперегородки 4 однакової висоти з внутрішньою ні у розділі, присвяченому її функціонуванню. стінкою 3 вбудовані у внутрішній резервуар, утвоЗабруднені стічні води надходять через сепарюючи між собою центральну частину 5 станції ратор грубого очищення 10, що має, наприклад, обробки стічних вод, призначену для аеробної решітки для затримки сміття, де тверді частки вістабілізації мулу. Одночасно вони розділяють внудокремлюються від стічних вод. Коли сепаратор трішню зону станції обробки стічних вод на дві 10 зупиняється, наприклад, через аварію або для симетричні половини, таким чином, щоб перешкопроведення регламентних робіт, стічні води потджати вільному проходженню стічних вод та очисрапляють у барабанний сепаратор забруднення ної культури між обома половинами внутрішнього 11, який служить обхідним сепаратором твердих концентричного резервуар. Парна кількість відсчасток забруднення на випадок аварійної ситуації. тійників 6 (щонайменше два, зазвичай чотири, але З сепаратора 10 стічні води потрапляють до селеїх кількість може сягати восьми) може бути встактора 9, що утворюється двома (зазвичай трьома новлена симетрично всередині внутрішнього кончи більше) вертикальними перегородками 8, розцентричного резервуар. Вони можуть спиратися ташованими поряд паралельно, сполученими на вертикальні перегородки 4 або також бути споотворами в їхніх вертикальних стінках; камери лученими з ними. Нижня частина кожного з цих розташовані у центральній частині 5 станції обровідстійників 6 має форму звуженого донизу конуса бки стічних вод між перегородками 4 аеротенка. з кутом 60°. Днища відстійників можуть бути відкПовітророзподільний трубопровід 13 разом з дрібритими або закритими. У іншому варіанті, відстійнобульбашковими дифузорами 14 розташований в ники 6 можуть мати плоскі днища з конічними планижній частині цих камер. Одночасно рециркулястмасовими або металевими елементами, ційний активний мул з дна відстійника б подається розташованими на них/ ці елементи можуть мати в одну з таких камер через сполучений регенераформу піраміди, конуса, зрізаної піраміди або зріційний резервуар 15, розташований в центральній заного конуса зі сторонами, нахиленими під кутом частині каналізаційної очисної споруди 5 таким приблизно 60°; вони забезпечують осадження часчином, що примикає до селектора 9. У нижній часток активного мулу. Пустотілий пластиковий цитині регенераційного резервуар 15 також містятьліндр без дна 20 може бути розташований відповіся трубопровід розподілу стиснутого повітря 13 та дно у центральній частині кожного сегменту дрібнобульбашкові дифузори 14. Суміш стічних відстійника 6. Впускна труба 19 виходить у цей вод та активного мулу витікає з селектора 9 у зону порожній циліндр, тоді як її протилежний кінець денітрифікації 16 між внутрішньою стінкою 3 та виходить у зону аерації станції обробки стічних зовнішньою стінкою 2 резервуар 1. У цій зоні дені 7 92375 8 трифікації16, де має місце нестача розчиненого важчих часток, які утворюють активний мул. Очивільного кисню, мікроби мулу починають виводити щена вода потім перетікає через зазубрений край хімічно зв'язаний кисень, наприклад, у нітратах випускного жолоба 21 (для того, щоб забезпечити води, тому їх вміст у воді зменшується. Цей прорівномірний потік по всій довжині жолоба) у колекцес проходить при температура вище ніж 6°С. торний канал, та далі до установки доочищення Процес денітрифікації стає менш інтенсивним при води 22, що може входити до каналізаційної очиснижчих температурах оточуючого середовища/ ної споруди 1. Установка доочищення води 22 мотому зона денітрифікації 16 станції обробки стічже містити барабанні сітчасті мікрофільтри, піщані них вод 1 оснащена додатковою окислювальною фільтри 23, або їх поєднання. Надлишок мулу засистемою, яка забезпечує звичайне біологічне качується з дна відстійника б у центральну частиочищення у цій зоні (перфоровані труби 17 додатну 5 станції обробки стічних вод, оснащену окискової окислювальної системи розташовані в нижлювальними дифузорами 14, тут здійснюється ній частині зони денітрифікації 16). В зону денітаеробна стабілізація активного мулу, він втрачає рифікації 16 станції обробки стічних вод 1 також неприємний запах та його об'єм скорочується за вбудовані змішувачі 18, які забезпечують рух судопомогою автолізу. Після завершення процесу міші води та мулу по всій зоні денітрифікації 16 з окислювання стабілізований активний мул осідає, метою попередження осадження мулу. Геометрія а потім його помпують каналізаційними насосами кругової зони денітрифікації 16 має переваги у 24 з дна у центрифугу 25, де він ущільнюється Ί, а порівнянні зі звичайними резервуарами різного звільнена від мулу вода повертається через сепапланування, оскільки вона забезпечує низьке гідратор 10 у селектор 9 на початок процесу очищенравлічне тертя потоку води та мулу. Отже, спожиня. Суху частину мулу збирають в контейнери та вання електроенергії, необхідне для змішування видаляють. одиничного об'єму резервуар та, відповідно, кільОсновними положеннями цього винаходу є кість змішувачів 18, зменшується, тоді як забезпестанція обробки стічних вод, зокрема конфігурація чується повне змішування суміші води та мулу. її зони денітрифікації 16 та відстійників 6. Етапом, Зона денітрифікації сполучена за допомогою нау якому реалізується перевага цього процесу очискрізних отворів з зоною аерації у місці розташущення, є відведення активного мулу, позбавленого вання біологічних фільтрів 7. Суміш води та мулу розчиненого кисню, з дна відстійника 6 у зону денітече вертикально через біологічні фільтри та окитрифікації 16; це відведення мулу з середовища з слюється та повністю перемішується у нижній часмінімальним вмістом кисню (дно відстійників 6) є тині аеротенка за допомогою бульбашок стиснуторезультатом роботи змішувача 18 у зоні денітриго повітря. Форма нахилених сторін (під кутом фікації 16. Отже, ефективність процесу денітрифіприблизно 60°) відстійників 6 ефективно викорискації підвищується. товується для прискорення потоку активуючої суПоєднання двох біокультур різної фізіологічної міші (вода та активний мул), яка подається за додії відбувається у окремому аеротенка. Під час їх помогою дії мікробульбашок, що виходять з дна швидкого росту вони метаболізують бруд, що місчерез дифузори 14, на зовнішні нахилені сторони титься у воді, та розкладають органічне забрудвідстійників 6, завдяки чому активуюча суміш повнення. Одна біокультура затримується на стінках ністю перемішується та утворюється однорідна касети біологічного фільтру, тоді як інша диспергусуміш мулу та води. Ця однорідна суміш, що є неється у вигляді пластівців у активній суміші води та обхідною умовою для оптимального протікання мулу. Поєднання цих двох біокультур прискорює процесу біохімічного очищення стічних вод, потім процес очищення, та підвищує концентрацію мулу проходить через впускні труби 19 у вертикальний у системі. пустотілий барабан 20, розташований у осі відсПромислове застосування винаходу тійника б, звідки вона тече вниз на дно зони седиПропонований винахід призначений для очиментації. Тут очищена вода відокремлюється від щення стічних вод. 9 92375 10 11 92375 12 В описі до патенту на винахід графічні зображення та текст подаються в редакції заявника Комп’ютерна верстка І. Скворцова Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601