Блок-модуль обробки септичних стоків aquaterm-81

Реферат: Блок-модуль обробки септичних стоків складається з трубопроводу подачі води на очищення, блока решіток-проціджувачів, термобіореактора, проміжного резервуара-реактора, закритого фільтра з зернистим фільтруючим завантаженням, вузла знезараження з бокс-дозатором знезаражуючого розчину, трубопроводу відведення очищеної води. Термобіореактор виконаний, як мінімум, із трьох термогерметичних флотосекцій, розташованих послідовно, з окремою термогерметизацією кожної флотосекції і додатково обладнананий термогенератором-автоклавом із сатуратором і окремою системою введення теплоносія в кожну флотосекцію, остання з яких з'єднана через проміжний резервуар-реактор, при цьому проміжний резервуар-реактор укомплектований агрегатом рециркуляції і автоматичної подачі води в закритий фільтр із зернистим фільтруючим завантаженням. UA 89779 U (12) UA 89779 U UA 89779 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до споруд комплексного очищення та багатоступеневого знезараження води від широкого спектра забруднень патогенних мікроорганізмів і може бути використана для очищення стоків лікувальних закладів, а також комунальних та промислових підприємств. Відома установка очищення стічних вод типу "Ручей", яка включає решітчастий кошик, пісковловлювач, блоки біологічного очищення (аеротенки-відстійники першого ступеня), які складаються із анаеробної зони з насадкою, двох аеротенків-відстійників із завантаженням і тонкошаровими модулями у відстійній зоні, а також контактний резервуар, блоки доочищення (аеротенки-відстійники другого ступеня), що являють собою біореактори, котрі виконані у вигляді аеротенків-відстійників із завантаженням і тонкошаровими модулями, повітродувну станцію, розташовану в окремому приміщенні, вузол приготування знезаражуючого розчину, піскові площадки і муловий майданчик [1]. Недоліком установки є низькі значення коефіцієнту надійності і ремонтопридатності комплексу споруд і невисока ефективність знезараження води, а також низька ефективність вилучення органічних сполук, тому пристрій орієнтований на використання при очищенні води із вузьким діапазоном фізико-хімічних властивостей забруднень. Тому пристрій не можна використовуватися для очищення септичних стоків лікувальних закладів, а також таких, що містять органічні сполуки. Найближчим аналогом до корисної моделі, що пропонується, комплекс очищення води, який складається із трубопроводу подачі води на очищення, блока решіток, біореакторної установки, проміжної ємності, фільтра із зернистим фільтруючим завантаженням, вузла знезараження із бокс-дозатором знезаражуючого розчину, трубопроводу відведення очищеної води [2]. Недоліком найближчого аналога є низькі значення коефіцієнта надійності і ремонтопридатності комплексу споруд і невисока ефективність очищення, а саме головне, низька надійність знезараження води від бактеріального забруднення невисока ефективність очищення септичної стічної води, в якій присутні хвороботворні елементи (бактерії, віруси, мікроорганізми). Експлуатація обладнання супроводжується високими витратами енергії, що призводить до зростання вартості процесу вилучення забруднень, а утилізація осаду потребує значних витрат хімічних реактивів. Іншим недоліком пристрою є складність проведення обслуговування та ремонту, а тому модернізувати конструкцію для потреб і специфіки конкретного об'єкта неможливо. Витрати на такі роботи із обладнанням додатковим устаткуванням будуть вимагати значних капіталовкладень, що можуть бути співмірними із вартістю нової споруди. Тому при використанні вказаної споруди для очищення стоків із вмістом речовин біологічного походження необхідним стає обробка води реагентами, які витрачаються у відносно великій кількості, хоча і ці заходи не можуть бути ефективними, адже хвороботворна біокультура здатна до розмноження в обладнанні, що призначено для вилучення забруднень. Таким чином, комплекс-найближчий аналог не є спорудою універсального призначення, яка б могла бути застосована для одночасного очищення та знезараження води лікувальних установ, особливо це стосується стоків інфекційних відділень. В основу корисної моделі поставлена задача, в блок-модулі обробки септичних стоків AQUATERM-81, який складається з трубопроводу подачі води на очищення, блока решітокпроціджувачів, термобіореактора, проміжного резервуара-реактора, закритого фільтра з зернистим фільтруючим завантаженням, вузла знезараження з бокс-дозатором знезаражуючого розчину, трубопроводу відведення очищеної води, в якому термобіореактор виконаний, як мінімум, із трьох термогерметичних флотосекцій, розташованих послідовно, з окремою термогерметизацією кожної флотосекції і додатково обладнаний термогенератором-автоклавом із сатуратором і окремою системою введення теплоносія в кожну флотосекцію, остання з яких з'єднана через проміжний резервуар-реактор, при цьому проміжний резервуар-реактор укомплектований агрегатом рециркуляції і автоматичної подачі води в закритий фільтр із зернистим фільтруючим завантаженням, а також в якому в термобіореакторі, який виконаний, як мінімум, із трьох термогерметичних флотосекцій, розташованих послідовно, як термогенераторавтоклав з сатуратором із окремою системою введення теплоносія в кожну флотосекцію, використовують установки марки ВИХОР, і/або АЛТАЙ, які призначені для спалювання екологічно небезпечних органічних промислових і муніципальних відходів із отриманням теплової енергії, крім того закритий фільтр із зернистим фільтруючим завантаженням містить плаваючі гранули модифікованого полістиролу і/або сипучий матеріал брусит, при цьому додатково обладнаний системою самопромивки і автономними автоматичними дозаторами біодеструкторів-ензимів і реагентів, а також пульсокамерою, розташованою на лінії подачі води в закритий фільтр, і завдяки тому, що вузол знезараження з бокс-дозатором знезаражуючого розчину виконаний багатоступеневим і включає не менше двох ступенів озоно- і/або 1 UA 89779 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ультрафіолетової обробки води з рециркуляційними трубопроводами, крім того бокс-дозатор знезаражуючого розчину вузла знезараження додатково укомплектований автономним блоком обробки води сполуками іонованого срібла, забезпечити збільшення коефіцієнта надійності і ремонтопридатності комплексу споруд. Поставлена задача вирішується тим, що в блок-модулі обробки септичних стоків AQUATERM-81, який складається з трубопроводу подачі води на очищення, блока решіток, біореакторної установки, проміжної ємності, фільтра із зернистим фільтруючим завантаженням, вузла знезараження із бокс-дозатором знезаражуючого розчину, трубопроводу відведення очищеної води, за рахунок того, що біореакторна установка виконана секційною із герметизацією кожної секції і додатково обладнана дозатором індивідуального введення біодеструктивного розчину в кожну секцію, остання з яких з'єднана через проміжний резервуарнакопичувач, обладнаний насосом подачі води в самопромивний фільтр, котрий обладнаний системою пневмонагнітання, пульсокамерою, розташованою на лінії подачі води в фільтр, а вузол знезараження виконаний багатоступеневим. Поставлена задача вирішується тим, що в блок-модулі обробки септичних стоків AQUATERM-81 і за рахунок того, що біореакторна установка виконана з трьох герметичних секцій розташованих послідовно, а дозатор індивідуального введення біодеструктивного розчину забезпечує його подачу відповідно: 60-70 % - в першу секцію, 30-25 % - в другу секцію і 10-15 % - в третю секцію, окрім того установка додатково обладнана трубопроводом зворотної подачі із циркуляційним насосом, що з'єднує крайні секції. Поставлена задача в блок-модулі обробки септичних стоків AQUATERM-81 теж може бути досягнута за рахунок того, що самопромивний фільтр включає зону фільтрування із рухомим фільтраційним шаром, зону транспортування і регенерації завантаження в ежекційноелеваторному стояку, зону розділення, а також додатково обладнаний пристроєм підготовки повітря, що подається в фільтр системою пневмонагнітання, та блоком дозаторів введення розчинів коагулянту і флокулянту у воду при подачі її на фільтрування. Поставлена задача в блок-модулі обробки септичних стоків AQUATERM-81 досягається також за рахунок того, що багатоступеневий вузол знезараження включає не менше двох ступенів ультрафіолетової обробки із рециркуляційними трубопроводами контактний резервуар із блок-дозатором основного знезаражуючого розчину і вузол додаткової обробки води сполуками срібла. Завдяки виконанню в блок-модулі обробки септичних стоків AQUATERM-81 біореакторної установки секційною з герметизацією кожної секції досягається багатоступенева обробка води із ризиком вмісту, окрім відомих забруднень, хвороботворних біологічних забруднень, що дозволяє підвищити надійність дезактивації та вилучення цього компоненту. Додаткове обладнання біореакторної установки дозатором індивідуального введення біодеструктивного розчину в кожну секцію забезпечує проведення дезактивації забруднень біодеструктивних розчином, який являє собою спеціально вирощену асоціацію клітин мікроорганізмів і добавок, що активізують процес біологічного руйнування домішок, присутніх у воді до форм, що є живильними для них. Таким чином провадиться процес руйнування біологічної складової забруднень, їх розкладання та мінералізація, а також домішок органічного походження, створюючи також оптимальні умови для вилучення включень із води. Біореакторна установка може бути виконана, як мінімум, з трьох герметичних секцій розташованих послідовно, а дозатор індивідуального введення біодеструктивного розчину забезпечує його подачу відповідно: 60-70 % - в першу секцію, 30-25 % - в другу секцію і 10-15 % - в третю секцію. Таке виконання дозволяє використати мікроорганізми з дегенеративними та регенеративними властивостями, дія яких призводить до процесів руйнування, розкладання речовин біологічного та органічного походження, тому технологія очищення, що пропонується, дозволяє корегувати біосередовище, в якому провадиться вилучення шкідливих для життя та здоров'я речовин. Пропорція введення розчину деструктивної речовини дозволяє надійно забезпечити руйнування біологічної складової, що присутня у воді, чому сприяє додаткове обладнання біореакторної установки трубопроводом зворотної подачі із циркуляційним насосом, що з'єднує крайні секції для можливості повторної обробки, що забезпечить надійність проведення процесу, який полягає на знищенні мікроорганізмами, що входять в склад деструктивного розчину, інших видів, котрі є для них поживними речовинами, включаючи і забруднення органічного походження, наприклад, білкові. Такий підхід здатен значно прискорити процес очищення без зайвих витрат енергоносіїв та витрати хімічних реактивів особливо для води, що не підлягає поверненню, а призначена на скид у природні водойми. Введення в конструкцію і використання проміжного резервуара-накопичувача, обладнаного насосом подачі води на самопромивний фільтр дозволяє узгодити режими знезараження і 2 UA 89779 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вилучення із води забруднень різними елементами комплексу, а також створює умови для контрою результату очищення і регулювання технологічних параметрів. Окрім того, він поліпшує ремонтопридатність комплексу без повної його зупинки. Використання в блок-модулі обробки септичних стоків AQUATERM-81 самопромивного фільтру забезпечує ефективне вилучення забруднень в безперервному режимі, а тому не залежить від кваліфікації обслуговуючого персоналу та запобігає впливу людського фактора на результати роботи обладнання, робить стабільною продуктивність всіх споруд очищення та знезараження із максимальним використанням їх ресурсу. Самопромивання зернистого завантаження фільтра реалізується за допомогою його обладнання системою пневмонагнітання та пульсокамерою. Сам фільтр включає зону фільтрування із рухомим фільтраційним шаром, в якій забезпечується вилучення забруднень шляхом їх осадження на елементах завантаження. Цей процес інтенсифікується шляхом введення розчинів коагулянту та флокулянту у воду при подачі її на фільтрування за допомогою блока дозаторів, якими додатково обладнаний фільтр. Це також спрямовано на підвищення надійності ефективного вилучення забруднень. Одночасно із фільтраційним очищенням проводиться регенерація частини зернистого завантаження, з якого складається фільтраційний шар. Цей процес провадиться в ежекційноелеваторному стояку, в якому створюється зона транспортування і регенерації завантаження, за допомогою стиснутого повітря, яке подається системою пневмонагнітання. Важливим є рішення, яке дозволяє інтенсифікувати процес регенерації насадки та створює умови додаткового окислення забруднень, що були вилучені фільтраційним шаром, шляхом введення спеціально підготовленого повітря, наприклад його іонуванням за допомогою пристрою відповідного підготовки повітря, яким додатково обладнаний фільтр. Зона розділення дозволяє відділити забруднення відмите зернисте завантаження. Забруднення із частиною води (3-4 %) направляються в біореакторну установку, а з відмитих елементів зернистого завантаження формується рухомий фільтруючий шар, який включається в процес вилучення забруднень. Пульсокамера, розташована на лінії подачі води в фільтр, дозволяє періодично створювати пульсуючий режим подачі води в фільтр, за рахунок чого провадиться ущільнення забруднень, осаджених на завантаженні, наслідком чого є зростання ефективності вилучення забруднень, попереджає можливість заклинювання гранул в зоні ежекційного збірника і робить більш ефективним відмивання елементів фільтруючого завантаження при їх транспортуванні в зону розділення. Для збільшення коефіцієнта надійності роботи в блок-модулі обробки септичних стоків AQUATERM-81 вузол знезараження виконаний багатоступеневим, який включає не менше двох ступенів ультрафіолетової обробки із рециркуляційними трубопроводами контактний резервуар із блок-дозатором основного знезаражуючого розчину і вузол додаткової обробки води сполуками срібла. За пропонованою корисною моделлю блок-модуль обробки септичних стоків AQUATERM-81 реалізує принцип використання різних за фізичною суттю технологій знезараження. Наприклад, опромінення антебактерицидними ультрафіолетовими променями, при цьому передбачена двоступенева обробка, а у поєднанні із наявністю рециркуляції за допомогою використання відповідних трубопроводів підвищує надійність обробки. Остаточне знезараження (запобіжне) провадиться також із використанням розчинів, різних за походженням, наприклад солями хлору, а при відводі води з комплексу - іонами срібла. На кресленні зображена схема в блок-модуля обробки септичних стоків AQUATERM-81. Блок-модуль обробки септичних стоків AQUATERM-81 складається з трубопроводу подачі води на очищення 1, блока решіток 2, герметичних секцій біореакторної установки 3, дозатора індивідуального введення біодеструктивного розчину в кожну секцію 4, трубопроводу зворотної подачі із циркуляційним насосом 5, що з'єднує крайні секції, проміжного резервуаранакопичувача 6 із насосом 7, трубопроводу подачі води 8, пульсокамери 9, блоку дозаторів введення розчинів коагулянту і флокулянту 10, самопромивного фільтра 11, із рухомим фільтруючим шаром 12, який включає ежекційно-елеваторний стояк 13, зону розділення 14 і додатково обладнаний системою пневмонагнітання 15 та пристроєм підготовки повітря 16, дренажного трубопроводу 17, пристрою (двоступеневого) ультрафіолетової обробки води 18 із рециркуляційними трубопроводами 19, контактного резервуара 20 із блок-дозатором основного знезаражуючого розчину 21, блок-дозатора розчину срібла 22, вузла додаткової обробки очищеної води сполуками срібла 23, трубопроводу подачі розчину срібла самопромивний фільтр 24, трубопроводу відведення очищеної води 25. Блок-модуль обробки септичних стоків AQUATERM-81 працює наступним чином. 3 UA 89779 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Вода на очищення подається по трубопроводу 1 в блок решіток 2, за допомогою якого вилучається сміття, яке направляється на спалювання, а вода надходить першу герметичну секцію біореакторної установки 3 в яку із дозатора 4 вводиться біодеструктивний розчин (60…70 % від загальної дози). Мікроорганізми, присутні в розчині, активно руйнують структури біологічної та органічної субстанції забруднень, які для них (мікроорганізмів) є поживними речовинами, таким чином проводиться інтенсивне знезараження води, далі вода проходить ще дві стадії біологічної обробки із додаванням розчину деструктивних мікроорганізмів у кількості 30…25 % та 10…15 % відповідно до загальної витрати розчину. Результатом є мінералізація забруднень із утворенням зважених частинок. У разі недостатньої обробки включається насос і по трубопроводу зворотної подачі 5 вода може пройти повторну біологічну обробку деструктивним розчином. Із біореакторної установки вода надходить в проміжний резервуар-накопичувач 6, який виконує роль компенсатора, який узгоджує параметри продуктивності кожного із елементів комплексу, особливо при рециркуляційному режимі обробки води в біореакторній установці. Насосом 7, вода із резервуара-накопичувача 6, по трубопроводу подачі води 8, подається в самопромивний фільтр 11. При введенні в фільтр, за допомогою блока дозаторів 10 у воду вводяться розчини коагулянту і флокулянту, які сприяють об'єднанню високодисперсних частинок в конгломерати і цим сприяють їх осадженню на зернистому завантаженні рухомого фільтраційного шару 12, крізь який фільтрується. Вода в самопромивний фільтр подається в пульсуючому режимі швидкості, що забезпечується пульсокамерою 9, за рахунок чого інтенсифікується процес осадження забруднень на поверхні завантаження фільтруючого шару із його ущільненням, що впливає на заповнення осадом завантаження. Система пневмонагнітання 15 подає стиснуте повітря в нижню частину ежекційноелеваторного стояка 13, при цьому повітря перед введенням проходить попередню обробку у відповідному пристрої 16, наприклад іонується. Стиснуте іоноване повітря утворює струмінь повітряно-водяної суміші в ежекційно-елеваторному стояку 13, який піднімає гранули зернистого завантаження із одночасним їх очищенням від осівши на їхній поверхні забруднень, чому сприяє гідродинамічний режим із барботуванням іонованим повітрям. Виходячи із ерліфтного стояка, гранули насадки і забруднення потрапляють в зону розділення 14 в якій, за рахунок різкого зниження швидкості, очищені елементи фільтруючого завантаження осаджуються, формуючи чистий фільтрувальний шар, а забруднення (із газовим шаром) піднімаються на поверхню у вигляді флотошламу і по дренажному трубопроводу 17 виводяться із верхньої частини фільтра на додаткову обробку та утилізацію. За рахунок того, що фільтруюче завантаження є рухомим в корпусі фільтра і повільно рухається зверху-вниз, назустріч потоку води, що проходить очищення, осаджує на своїй поверхні забруднення, а в ерліфтно-елеваторному стояку провадиться регенерація і транспортування, так, що за допомогою розділювача забруднення відділяються, а елементи фільтруючого завантаження повертаються. Очищена вода подається на додаткове знезараження в двох зонах ультрафіолетового опромінення потоку води 18, при цьому можуть включатися рециркуляційні трубопроводи 19 для поглибленої обробки. Із установок ультрафіолетової обробки, вода надходить в контактний резервуар 20, куди із блок-дозатора 21 додається основний знезаражуючий розчин для нейтралізації біодеструктивних мікроорганізмів, що могли зберегтися у воді. Далі у воду, за допомогою блок-дозатора 22 додається розчин, що містить іони срібла для кондиціонування води, яка по трубопроводу 25 відводиться із комплексу. Окрім цього, використовуючи трубопровід 25, розчин срібла може додаватися до води ще на стадії її очищення в самопромивному фільтрі. Запропонована корисна модель блок-модуль обробки септичних стоків AQUATERM-81 має суттєві відмінності від пристроїв аналогічного призначення. Вони полягають у тому, що конструкцією комплексу передбачено використання герметичної багатоступеневої біореакторної установки із введенням біодеструктивного розчину, який дозволяє досягти якісного впливу при одночасному проведенні процесів очищення і знезараження. Узгоджуються параметри продуктивності обладнання комплексу. Новим є використання в єдиному комплексі блок-модуль обробки септичних стоків AQUATERM-81 очищення-знезараження самопромивного фільтра, в який додаються розчини коагулянту і флокулянту, а також може додаватися розчин, що містить іони срібла. Процес знезараження в блок-модулі обробки септичних стоків AQUATERM-81 поєднаний з проведенням вилучення забруднень, а наявність окремого вузла знезараження дозволяє остаточно виключити із складу води біологічно активну складову забруднень, якою можуть бути, після попередніх стадій очищення, тільки сліди біодеструктора. 4 UA 89779 U 5 10 15 20 25 Поєднання та узгодження в єдиному комплексі блок-модуля обробки септичних стоків AQUATERM-81 запропонованих елементів обробки води дозволяє досягти глибокого очищення і високої надійності при проведенні її знезараження. Саме такі вимоги покладаються на обладнання, що може працювати для обслуговування інфекційно небезпечних об'єктів. Важливою особливістю блок-модуля обробки септичних стоків AQUATERM-81 є ремонтопридатність обладнання, яке може обслуговуватися і ремонтуватися окремими елементами, адже багато стадійність проведення процесів очищення-знезараження частково компенсувати тимчасове виведення одного із елементів. Слід відзначити безпечність технології, адже обладнання блок-модуля обробки септичних стоків AQUATERM-81 може працювати в автоматичному режимі і не потребує постійної присутності та втручання обслуговуючого персоналу, що також позитивно впливає на надійність роботи та безпеку, адже виключає можливість прийняття помилкових рішень (людський фактор). Вказані переваги блок-модуля обробки септичних стоків AQUATERM-81 дозволяють ефективно використовувати пристрій за прямим призначенням, а також і для інших лікувальних відділень, при цьому його експлуатація відрізняється порівняно невисокими енерговитратами і не потребує значних витрат в обслуговуванні. Економічний ефект від впровадження пристрою блок-модуль обробки септичних стоків AQUATERM-81 може складати 850,0-1300,0 тис. грн…/рік в порівнянні з найближчим аналогом для споруд продуктивністю 200,0-300,0 м. куб./добу при високій надійності використання, гарантованому знезараженні септичних стоків і високому коефіцієнті ремонтопридатності. Споруди частково, або повністю можуть монтуватися підземно, без будівель, гарантуючи соціальний і екологічний ефект і естетичне оформлення. Використана інформація 1. Кульский Л.А., Строкам ПП. Технология очистки природных вод. / К.:"Вища школа", 1986 г. 2. Справочник проектировщика. Канализация населенных мест и промышленных предприятий/ Под общ. ред. В.Н. Самохина. - М.: Стройиздат, 1981. 3 Блинов В.А. Биотехнология. - Саратов, 2003. - 196 с. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 50 55 1. Блок-модуль обробки септичних стоків, який складається з трубопроводу подачі води на очищення, блока решіток-проціджувачів, термобіореактора, проміжного резервуара-реактора, закритого фільтра з зернистим фільтруючим завантаженням, вузла знезараження з боксдозатором знезаражуючого розчину, трубопроводу відведення очищеної води, який відрізняється тим, що термобіореактор виконаний, як мінімум, із трьох термогерметичних флотосекцій, розташованих послідовно, з окремою термогерметизацією кожної флотосекції і додатково обладнананий термогенератором-автоклавом із сатуратором і окремою системою введення теплоносія в кожну флотосекцію, остання з яких з'єднана через проміжний резервуарреактор, при цьому проміжний резервуар-реактор укомплектований агрегатом рециркуляції і автоматичної подачі води в закритий фільтр із зернистим фільтруючим завантаженням. 2. Блок-модуль обробки септичних стоків за п. 1, який відрізняється тим, що в термобіореакторі, який виконаний, як мінімум, із трьох термогерметичних флотосекцій, розташованих послідовно, як термогенератор-автоклав з сатуратором із окремою системою введення теплоносія в кожну флотосекцію, використовують установки марки ВИХОР, і/або АЛТАЙ, які призначені для спалювання екологічно небезпечних органічних промислових і муніципальних відходів із отриманням теплової енергії, крім того закритий фільтр із зернистим фільтруючим завантаженням містить плаваючі гранули модифікованого полістиролу і/або сипучий матеріал брусит, при цьому додатково обладнаний системою самопромивки і автономними автоматичними дозаторами біодеструкторів-ензимів і реагентів, а також пульсокамерою, розташованою на лінії подачі води в закритий фільтр. 3. Блок-модуль обробки септичних стоків за п. 1, який відрізняється тим, що вузол знезараження з бокс-дозатором знезаражуючого розчину виконаний багатоступеневим і включає не менше двох ступенів озоно- і/або ультрафіолетової обробки води з рециркуляційними трубопроводами, крім того бокс-дозатор знезаражуючого розчину вузла знезараження додатково укомплектований автономним блоком обробки води сполуками іонованого срібла. 5 UA 89779 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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 6