СИСТЕМА АЭРОБНОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Полезная модель относится к аэробной биологической очистке сточных вод и касается систем, применяемых для такой очистки.
За прототип принята наиболее широко распространенная система аэробной биологической очистки сточных вод, включающая блок контактной обработки сточной воды активным илом, последовательно соединенный с ним блок выделения активного ила из его суспензии в очищенной воде, а также линию возврата выделенного ила в блок контактной обработки и линию отбора избыточного активного ила [Яковлев С.В. Очистка производственных сточных вод. М., Стройиздат, 1979 г., 320 с].
Данная система работает следующим образом. В блок контактной обработки непрерывно поступает сточная вода. Сюда же непрерывно поступает активный ил по линии возврата из блока выделения ила из его суспензии в очищенной воде. Контакт ила с загрязненной водой осуществляется при непрерывной аэрации, при этом органические загрязнения, содержащиеся в воде, ассимилируются бактериальным комплексом активного ила, вследствие чего происходит их изъятие из воды и прирост массы активного ила.
Суспензия ила в очищенной воде отводится из блока контактной обработки в блок выделения активного ила. Из этого блока выводятся раздельными потоками очищенная сточная вода и активный ил; последний по линии возврата подается обратно в блок контактной обработки, но, поскольку в процессе очистки имеет место непрерывный прирост массы активного ила, то для поддержания его баланса в циркуляционном контуре, часть ила - так называемый избыточный активный ил -непрерывно выводится из контура по линии отбора на утилизацию.
Недостатком данной системы очистки сточной воды является то, что при длительной циркуляции ила между блоками в его массе проходят процессы старения и отмирания микроорганизмов, вследствие чего в массе накапливается своеобразный балласт, и физиологическая активность ила понижается, вместе с этим снижается и эффективность очистки воды.
Задачей полезной модели является повышение эффективности биологической очистки сточных вод.
Предлагаемое решение повышает эффективность биологической очистки сточных вод и основывается на следующих, впервые установленных нами фактах.
Во-первых, активный ил существенно неоднороден по скорости седиментации его частиц; так, при выдерживании суспензии ила в цилиндре в течение 10 минут осаждается до 10% всего ила, тогда как для 100%-ного осаждения требуется около 2 часов. Во-вторых, установлено, что самые первые фракции осевшего ила характеризуются наименьшей физиологической активностью в сравнении с физиологической активностью последних (медленно осаждающихся) фракций и всего ила в целом. В частности, дегидрогеназная активность наиболее быстро осаждающихся фракций активного ила, определенная нами по специально разработанной нами методике, в 2,5 раза меньше, чем активность всего нефракционированного ила. [Патент РФ №2476598, МПК C02F 3/02, 2013 г.].
Исходя из установленных нами фактов, решение поставленной задачи достигается тем, что выделение ила из суспензии осуществляется в две стадии: на первой стадии из суспензии выделяется самая быстро осаждающаяся фракция (и - одновременно - наименее физиологически активная), которая выводится из системы по линии отбора избыточного ила; на второй стадии из суспензии выделяется весь оставшийся ил, который подается по линии возврата в блок контактной обработки.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором представлена схема системы аэробной биологической очистки сточных вод.
Исходная сточная вода и возвратный активный ил одновременно поступают в блок контактной обработки - 1. В процессе контактной обработки с одновременной аэрацией происходит ассимиляция илом органических веществ, содержащихся в сточной воде, и прирост биомассы ила. Далее суспензия активного ила в очищенной воде из блока контактной обработки непрерывно поступает на первую ступень блока выделения избыточного активного ила - 2. Например, это может быть отстойник, в котором поддерживается такой режим пребывания суспензии, при котором из нее осаждается самая «тяжелая» часть ила в количестве, соответствующем его приросту, и образующийся осадок непрерывно отводится по линии отбора избыточного ила на утилизацию. Суспензия, содержащая основную массу активного ила, отводится на вторую ступень блока выделения возвратного активного ила - 3 (это может быть также отстойник), где из нее выделяется весь оставшийся ил; осадок этого ила отводится по линии возврата в блок контактной обработки, а очищенная вода сбрасывается в аэратор или в водоем.
Новыми отличительными признаками предлагаемой системы являются следующие:
а) блок выделения ила из суспензии выполнен из двух последовательно соединенных ступеней;
б) режим выделения ила на первой ступени таков, что отделяется преимущественно наиболее «тяжелая» фракция ила в количестве, соответствующем его приросту в системе очистки;
в) первая ступень подключена к линии отбора избыточного ила;
г) вторая ступень выделения ила подключена к линии возврата ила.
Данные новые признаки являются существенными, поскольку именно благодаря им обеспечивается возможность вывода из контура циркуляции ила только наименее активной его части; исключается вывод свежего прироста ила, как это имеет место по прототипу; система постоянно обогащается свежим, наиболее активным илом; замедляются тенденции старения ила и снижения его физиологической активности во времени. Все это способствует повышению эффективности биологической очистки сточных вод.
Предложенное техническое решение характеризуется неочевидностью, поскольку только авторами установлено наличие в активном иле быстроосаждающейся «тяжелой фракции», характеризующейся в то же время минимальной физиологической активностью.
Заявляемая система обеспечивает вывод только наименее активной части ила и создает условия для формирования ила с повышенной активностью, что способствует повышению эффективности очистки сточных вод.