Спосіб очищення стічних вод

Реферат: Винахід належить до способу очищення стічних вод, який включає біологічне очищення стічних вод в аеротенку, що має анаеробну, аеробну, аноксидну, другу аеробну зони, зовнішній рецикл зворотного мулу з вторинного відстійника в анаеробну зону, подачу стисненого повітря по повітропроводам в аеробну і другу аеробну зони, подачу вихідної стічної води в анаеробну й аноксидну зони, причому стічні води очищають послідовно після другої аеробної зони у другій аноксидній зоні і третій аеробній зоні та здійснюють внутрішній рецикл із третьої аеробної зони в аноксидну зону, при цьому вихідну стічну воду направляють у кількості 50-60 % в анаеробну зону, 30-40 % в аноксидну зону та до 20 % у другу аноксидну зону, зворотний активний мул після відстоювання перекачують з вторинного відстійника в анаеробну зону у кількості 50-100 % від обсягу стічних вод, що надходять на очищення, а в третій аеробній зоні встановлені насос, який подає суміш активного мулу і стічної води в першу аноксидну зону в кількості 50-100 % від обсягу стічних вод, що надходять на очищення та датчик виміру концентрації азоту нітратів, що посилає керуючий сигнал на програмувальний логічний контролер, який установлює продуктивність насоса. При цьому гаряче стиснене повітря перед подачею його у відповідні аеробну, другу та третю аеробні зони охолоджують у заглиблених повітроводах, що проходять UA 111404 C2 (12) UA 111404 C2 транзитом через відповідні анаеробну, аноксидну та другу аноксидну зони, підігріваючи в них, таким чином, мулову суміш. UA 111404 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі очищення стічних вод і може бути використане для очищення побутових і виробничих стічних вод із глибоким окислюванням азоту амонійних, нітратних і нітритних солей, фосфору фосфатів і органічних забруднень. Відомий спосіб глибокого біологічного очищення стічних вод від азоту амонійних солей. Спосіб здійснюється в аеротенку, розділеному на анаеробні й аеробні зони, що послідовно чергуються, досягається тим, що 60 % вихідної стічної води направляють у першу анаеробну зону, а 40 % - у третю анаеробну зону; зворотний активний мул рециркулюють після відстоювання в першу зону в кількості 100 % від обсягу стічних вод, що надходять, і в третю зону - у кількості 100 %, при цьому обсяг першої і третьої зони в два рази менше обсягу других і четвертої аеробних зон [див. патент №2185338 Російської Федерації, кл. C02F 3/30, C02F 101:16, опублікований 20.07.2002]. Згідно з відомим способом підвищується ступінь очищення стічних вод від азоту амонійних солей, концентрація якого в очищеній воді знаходиться нижче межі визначення, збільшується окисна потужність системи, при цьому навантаження по органічних забрудненнях на мул може бути збільшено в 2,6 разу; питома швидкість окислювання органічних забруднень зростає в 1,7 разу. Недоліком відомого способу є невисокий ступінь очищення від азоту амонійних солей при високих концентраціях 25-40 мг/л. Спосіб не дозволяє зробити очищення від фосфору фосфатів, тому що немає спеціально виділених зон для процесу біологічного видалення фосфору фосфатів. Задача винаходу: підвищення ступеня очищення стічних вод від азоту амонійних, нітратних, нітритних солей, фосфору фосфатів і органічних сполук, інтенсифікація процесів біологічного очищення, збільшення окисної потужності системи. Поставлена задача вирішена так, що спосіб очищення стічних вод, що включає біологічне очищення стічних вод в аеротенку, що має анаеробну, аеробну, аноксидну, другу аеробну зони, зовнішній рецикл зворотного мулу з вторинного відстійника в анаеробну зону, подачу стиснутого повітря по повітропроводах в аеробну і другу аеробну зони, вихідну стічну воду направляють в анаеробну й аноксидну зони, який відрізняється тим, що включає послідовно після другої аеробної зони, другу аноксидну зону і третю аеробну зону, внутрішній рецикл із третьої аеробної зони в аноксидну зону, вихідну стічну воду направляють у співвідношенні 50-60 % в анаеробну зону, 30-40 % в аноксидну зону і 0-20 % у другу аноксидну зону, зворотний активний мул після відстоювання перекачується з вторинного відстійника в анаеробну зону в співвідношенні 50-100 % відповідно від обсягу стічних вод, що надходять на очищення, у третій аеробній зоні встановлені: насос, що подає суміш активного мулу і стічної води в першу аноксидну зону в співвідношенні 50-100 % відповідно від обсягу стічних вод, що надходять на очищення, датчик виміру концентрації азоту нітратів, що посилає керуючий сигнал через програмувальний логічний контролер на насос, що установлює продуктивність насоса. Технічний результат: досягається підвищення ступеня очищення стічних вод від азоту амонійних, нітратних, нітритних солей, фосфору фосфатів і органічних сполук, автоматизується процес очищення стічних вод у залежності від концентрації азоту нітратів і обсягу стічних вод, що надходять на очищення. Гаряче стиснене повітря перед подачею в аеробну зону охолоджують у заглибних повітроводах, що проходять транзитом через анаеробну зону з одночасним підігрівом у ній мулової суміші теплом гарячого повітря від заглибних повітроводів. Технічний результат: досягається інтенсифікація процесів біологічного очищення, збільшується окисна потужність системи, що реалізована за рахунок кращої розчинності в аеробній зоні охолодженого повітря. Збільшення температури газів (повітря) викликає зменшення розчинності газів (повітря) у рідині. Охолоджене повітря, що диспергується в рідині краще насичує мулову суміш киснем повітря, що поліпшує окисну здатність. Гаряче стиснене повітря перед подачею в другу аеробну зону охолоджують у заглибних повітроводах, що проходять транзитом через аноксидну зону з підігрівом у ній мулової суміші теплом гарячого повітря від заглибних повітроводів. Підігрів мулової суміші в анаеробній і аноксидних зонах інтенсифікує біологічні процеси в цих зонах. Технічний результат: досягається інтенсифікація процесів біологічного очищення, збільшується окисна потужність системи, що реалізована за рахунок кращої розчинності в другій аеробній зоні охолодженого повітря, що охолоджується в аноксидній зоні за рахунок віддачі в ній тепла від поверхні заглибних повітроводів. Гаряче стиснене повітря перед подачею в третю аеробну зону охолоджують у заглибних повітроводах, що проходять транзитом через другу аноксидну зону з одночасним підігрівом у ній мулової суміші теплом гарячого повітря від заглибних повітроводів. 1 UA 111404 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Технічний результат: досягається інтенсифікація процесів біологічного очищення, збільшується окисна потужність системи, що реалізована за рахунок кращої розчинності в третій аеробній зоні охолодженого повітря і одночасного підігріву другої аноксидної зони теплом від поверхні заглибних повітроводів. Спосіб очищення стічних вод, представлений в кресленнях. Фіг. 1 - Схема пристрою. Фіг. 2 - Схема розташування заглибних повітроводів в анаеробній зоні й аераторів у суміжній з нею аеробній зоні. Фіг. 3 - Схема розташування заглибних повітроводів в аноксидній зоні й аераторів суміжної з нею другій аеробній зоні. Фіг. 4 - Схема розташування заглибних повітроводів у другій аноксидній зоні й аераторів у суміжній з нею третій аеробній зоні. Перелік позначень на кресленнях. 1 - анаеробна зона; 2 - аеробна зона; 3 - аноксидна зона; 4 - друга аеробна зона; 5 - друга аноксидна зона; 6 - третя аеробна зона; 7 - заглибний насос нітратного рецикла; 8 - вторинний відстійник; 9 - стічні води; 10 - внутрішній рецикл мулової суміші; 11 - зовнішній рецикл поворотного мулу з вторинного відстійника 8; 12 - подача повітря від нагнітачів; 13 - датчик виміру концентрації азоту нітратів; 14 - програмувальний логічний контролер; 15 - заглибні повітроводи подачі повітря від нагнітачів 12 в аеробну зону 2; 16 - заглибні повітроводи подачі повітря від нагнітачів 12 у другу аеробну зону 4; 17 - заглибні повітроводи подачі повітря від нагнітачів 12 у третю аеробну зону 6; 18 - аератори. Пристрій, що реалізує спосіб очищення стічних вод, містить в аеротенку анаеробну зону 1, аеробну зону 2, аноксидну зону 3, другу аеробну зону 4, другу аноксидну зону 5, третю аеробну зону 6, що сполучені між собою. У третій аеробній зоні 6 установлений заглибний насос 7. Вторинний відстійник 8 сполучений із третьою аеробною зоною 6. Витрата стічних вод 9 розподілена між анаеробною зоною 1, аноксидною зоною 3 і другою аноксидною зоною 5 у співвідношенні 50-60 %, 30-40 % і 0-20 %, відповідно. Пристрій містить внутрішній рецикл 10 із третьої аеробної зони 6 в аноксидну зону З, а також зовнішній рецикл 11 зворотного мулу з вторинного відстійника 8. Подачу повітря від нагнітачів 12 в аеробну зону 2, другу аеробну зону 4, третю аеробну зону 6. У третій аеробній зоні 6 установлений датчик 13 виміру концентрації азоту нітратів, що електрично сполучений через програмувальний логічний контролер 14 із входом заглибного насоса 7 нітратного рецикла. Заглибні повітроводи 15 подачі повітря від нагнітачів 12 в аеробну зону 2 занурені в анаеробну зону 1 і транзитом проходять через неї. Заглибні повітроводи 16 подачі повітря від нагнітачів 12 у другу аеробну зону 4 занурені в рідину аноксидної зони 3 і транзитом проходять через неї. Заглибні повітроводи 17 подачі повітря від нагнітачів 12 у третю аеробну зону 6 занурені в рідину другої аноксидної зони 5 і транзитом проходять через неї. Заглибні повітроводи 15, 16, 17 сполучені в аеробних зонах аеротенка з заглибними аераторами 18, що встановлені в аеробних зонах 2, 4, 6. Аератори можуть бути трубчастими з еластичних перфорованих труб, дисковими, кільцевими. Заглибні повітроводи виконані з металопластикових труб, еластичних герметичних труб, тонкостінних нержавіючих металевих труб. Спосіб очищення здійснюється в такий спосіб: вихідну стічну воду 9 розділяють на три потоки. Перший потік у кількості 50-60 % від всього обсягу стічних вод подають в анаеробну зону 1, сюди ж подається зворотний мул із вторинного відстійника 8 у кількості 50-100 % від 2 UA 111404 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 обсягу стічної води 11. В анаеробній зоні 1 проходить перша ступінь процесу біологічного видалення фосфору фосфатів - фосфотація, за рахунок відсутності нітратів і достатньої кількості органічного субстрату. Далі суміш стічної води з активним мулом надходить в аеробну зону 2, де концентрація кисню складає 1,5-2 мг/л. Повітря в аеробну зону 2 подається по повітроводах від нагнітачів повітродувок 12. В аеробній зоні 2 проходить нітрифікація азоту амонійних солей, друга ступінь процесу біологічного видалення фосфору фосфатів - дефосфотація. Із аеробної зони 2 мулову суміш направляють в аноксидну зону 3. Також в аноксидну зону 3 подають 30-40 % вихідної стічної рідини 9 і 50-100 % від обсягу води, що надходить з рециркуляційним активним мулом 9 за допомогою заглибного насоса 7. В аноксидній зоні 3 проходить денітрифікація азоту амонійних солей. Далі суміш стічної води з активним мулом надходить у другу аеробну зону 4, де концентрація кисню складає 1,5-2 мг/л. Повітря в другу аеробну зону 4 подається по повітроводах від нагнітачів - повітродувок 12. В другій аеробній зоні 4 проходить нітрифікація азоту амонійних солей, друга ступінь процесу біологічного видалення фосфору фосфатів дефосфотація. З другої аеробної зони 4 мулову суміш направляють у другу аноксидну зону 5. Також у другу аноксидну зону 5 подають 0-20 % вихідної стічної рідини 9. В другій аноксидній зоні 5 проходить денітрифікація азоту амонійних солей. Далі суміш стічної води з активним мулом надходить у третю аеробну зону 6, де концентрація кисню складає 1,5-2 мг/л. Повітря в третю аеробну зону 6 подається по повітроводах від нагнітачів - повітродувок 12. У третій аеробній зоні 6 проходить нітрифікація азоту амонійних солей, друга ступінь процесу біологічного видалення фосфору фосфатів дефосфотація. Наприкінці третьої аеробної зони 6 установлений заглибний насос 7 і датчик 13 концентрації азоту нітратів. Датчик 13 вимірює концентрацію азоту нітратів і посилає дані на програмувальний логічний контролер 14, що ретранслює керуючий сигнал на насос 9 і задає продуктивність насоса 9 у залежності від концентрації азоту нітратів, що дозволяє організувати автоматично контрольований процес ефективної денітрифікації. З третьої аеробної зони 6 суміш стічної води з активним мулом надходить у відстійник 8, де відбувається відділення очищеної води від активного мулу, що повертають в анаеробну зону 1 аеротенка. Стиснене повітря перед подачею в аеробну зону 2 охолоджують у заглибних повітроводах 15, що проходять транзитом через анаеробну зону 1, підігріваючи її анаеробний вміст, яке при підігріві скоріше розмножується на повітроводах, що позитивно впливає на якість очищення першої ступені процесу біологічного видалення фосфору фосфатів - фосфотація, за рахунок відсутності нітратів і достатньої кількості органічного субстрату. Заглибні повітроводи 15, що розташовані в анаеробній зоні 1, охолоджують в ній стиснене повітря, яке потім краще розчиняється в рідині аеробної зони 2, що диспергується з аераторів 18, що позитивно позначається на процесі окислювання аеробної зони 2 і якості очищення стічних вод. Стиснене повітря перед подачею в другу аеробну зону 4 охолоджують у повітроводах 16, що проходять транзитом через аноксидну зону 3, підігріваючи її вміст, що при підігріві скоріше розмножується на поверхні заглиблених повітроводів, що позитивно впливає на якість очищення в аноксидній зоні 3, де проходить денітрифікація азоту амонійних солей. Заглибні повітроводи 16, що розташовані в аноксидній зоні 3, охолоджують в ній стиснене повітря, яке краще розчиняється в рідині другої аеробної зони 4, що позитивно позначається на процесі окислювання другої аеробної зони 4 і якості очищення стічних вод. Стиснене повітря перед подачею в третю аеробну зону 6 охолоджують у заглибних повітроводах 17, що проходять транзитом через другу аноксидну зону 3, підігріваючи її вміст, що при її підігріві скоріше розмножується на поверхні повітроводів, що позитивно впливає на якість очищення в другій аноксидній зоні 5, де проходить денітрифікація азоту амонійних солей. Заглибні повітроводи 17, що розташовані у другій аноксидній зоні 5, охолоджують в ній стиснене повітря, яке краще розчиняється в рідині третьої аеробної зони 6, що позитивно позначається на процесі окислювання третьої аеробної зони 6 і якості очищення стічних вод. Наявність другої аноксидної зони 5 дозволяє зробити біологічне видалення фосфору фосфатів. Пропонований спосіб очищення стічних вод має високий ступінь очищення від азоту амонійних солей при концентраціях 0-40 мг/л. Спосіб дозволяє збільшити окисну потужність аеротенка за рахунок кращого розчинення охолодженого стиснутого повітря в аеробних зонах 2, 4, 6, прискорення процесу денітрифікації за рахунок підігріву від повітроводів, що проходять 3 UA 111404 C2 через анаеробну зону 1, аноксидну зону 3 і другу аноксидну зону 5, при цьому навантаження по органічних забрудненнях на мул може бути збільшена. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 30 1. Спосіб очищення стічних вод, що включає біологічне очищення стічних вод в аеротенку, що має анаеробну, аеробну, аноксидну, другу аеробну зони, зовнішній рецикл зворотного мулу з вторинного відстійника в анаеробну зону, подачу стисненого повітря по повітропроводах в аеробну і другу аеробну зони, подачу вихідної стічної води в анаеробну й аноксидну зони, який відрізняється тим, що включає послідовно після другої аеробної зони, другу аноксидну зону і третю аеробну зону та внутрішній рецикл із третьої аеробної зони в аноксидну зону, при цьому вихідну стічну воду направляють у кількості 50-60 % в анаеробну зону, 30-40 % в аноксидну зону та до 20 % у другу аноксидну зону, зворотний активний мул після відстоювання перекачують з вторинного відстійника в анаеробну зону у кількості 50-100 % від обсягу стічних вод, що надходять на очищення, а в третій аеробній зоні встановлені насос, який подає суміш активного мулу і стічної води в першу аноксидну зону в кількості 50-100 % від обсягу стічних вод, що надходять на очищення та датчик виміру концентрації азоту нітратів, що посилає керуючий сигнал на програмувальний логічний контролер, який установлює продуктивність насоса. 2. Спосіб очищення стічних вод за п. 1, який відрізняється тим, що гаряче стиснене повітря перед подачею в аеробну зону охолоджують у заглибних повітроводах, що проходять транзитом через анаеробну зону з підігрівом у ній мулової суміші теплом гарячого повітря від заглибних повітроводів. 3. Спосіб очищення стічних вод за п. 1, який відрізняється тим, що гаряче стиснене повітря перед подачею в другу аеробну зону охолоджують у заглибних повітроводах, що проходять транзитом через аноксидну зону з підігрівом у ній мулової суміші теплом гарячого повітря від заглибних повітроводів. 4. Спосіб очищення стічних вод за п. 1, який відрізняється тим, що гаряче стиснене повітря перед подачею в третю аеробну зону охолоджують у заглибних повітроводах, що проходять транзитом через другу аноксидну зону з підігрівом у ній мулової суміші теплом гарячого повітря від заглибних повітроводів. 4 UA 111404 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5