УСТРОЙСТВО ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ХОЗЯЙСТВЕННО-БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД

Изобретение относится к области очистки сточных вод и может быть использовано для очистки сточных вод индивидуальных домов и объектов малоэтажной застройки, не имеющих централизованной системы канализации.
Известно устройство для очистки бытовых сточных вод индивидуальных жилых домов (RU, 2119894, 1998 г.), состоящее из фильтра-усреднителя, подземного анаэробного биофильтра, разделенного на сектора поверхностного наклонного почвенно-растительного фильтра, траншеи с водной растительностью,, расположенной у основания склона и обвалованной со стороны противоположной склону. Также устройство включает подземный дренажный канал, соединенный траншеей с анаэробным фильтром непосрественно под склоном. Все узлы устройства размещены компактно с учетом максимальной эффективности водообработки и температурного режима.
Однако данному устройству необходима четкая привязка к местности.
Известны ряд установок для очистки сточных вод (RU 2209778, RU 2209779, RU 2220918), в которых сочетаются методы анаэробной и аэробной биологической очистки, предусматривающие глубокую очистку вод.
Такие установки сложны и дороги.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является устройство (SU 1498719, 1989г.), содержащее секции с зонами анаэробной и аэробной очистки, которые снабжены инертной загрузкой. Устройство также содержит секцию фильтрации, систему подогрева и систему аэрации.
Выше описанное устройство позволяет обеспечить высокую степень очистки и высокую производительность, но для индивидуальных домов такое устройство является дорогим и требует специализированного обслуживания.
Задачей настоящего изобретения является создание такого устройства, которое не требовало бы сложной установки, было бы просто в обслуживании, при сохранении высокой степени очистки сточных вод.
Поставленная задача решается тем, что заявляемое устройство для биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, содержит размещенные в едином корпусе и разделенные вертикальной перегородкой секцию анаэробной очистки и секцию аэробной очистки с инертной загрузкой, узел ввода очищаемой среды и узел вывода продуктов очистки. Секция анаэробной очистки разделена на две зоны вертикальной перегородкой с перепускными отвертсиями, причем упомянутая перегородка установлена с образованием зазора в верхней части корпуса. В вертикальной перегородке, разделяющей секции анаэробной и аэробной очистки установлен перепускной U-образный патрубок, таким образом, что его входное отвертстие расположено в анаэробной секции ниже уровня перегородки, разделяющейц анаэробную секцию на зоны. Выходное отверстие патрубка расположено в аэробной зоне ниже уровня входного отверстия U-образного патрубка. Единый корпус снабжен герметично установленной верхней крышкой с защитным теплоизолирующим материалом. Узел ввода очищаемой среды расположен под верхней крышкой в секции анаэробной очистки, а узел вывода продуктов очистки содержит трубопровод удаления биогазов, размещенный в крышке, и отводящий трубопровод очищенной воды, размещенный в нижней части аэробной зоны.
Предпочтительно, крышка выполнена двухсекционной и снабжена технологическими люками, а отводящий трубопровод очищенной воды связан с водоприемником, выполненным в виде колодца с дренажным насосом.
Средства подачи воздуха в устройство, предпочтительно выполнены в виде отверстий в стенке корпуса в аэробной зоне и/или в крышке корпуса в области технологического люка.
Далее изобретение поясняется конкретным примером выполнения и прилагаемыми чертежами, где
на фиг.1 изображена конструкция предлагаемого устройства;
на фиг.2 схематично изображены анаэробная и аэробная секции. Предлагаемое устройство для биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод (фиг.1 и 2) представляет собой единый корпус 1, разделенный вертикальными перегородками на секции. Перегородка 2 установлена между секцией 3 анаэробной очистки и секцией 4 аэробной очистки. Перегородка 5 с перепускными отверстиями 6 разделяет секцию 3 анаэробной очистки на септическую зону 7 и зону 8 сбраживания, причем перегородка 5 установлена с образованием зазора в верхней части корпуса 1. Перегородка 9 в корпусе 1 отделяет водоприемник 10, в котором установлен насос 11. Корпус 1 снабжен также узлом ввода очищаемой среды, например выполненный в виде трубопровода 12, один конец которого установлен в стенке корпуса 1 септической зоны 7. В вертикальной перегородке 2 установлен перепускной U-образный патрубок 13, таким образом, что его входное отвертстие 14 расположено в анаэробной секции 3 ниже уровня перегородки 5, разделяющей анаэробную секцию 3 на зоны 7 и 8. Выходное отверстие 15 U-образного патрубка 13 расположено в аэробной секции 4 ниже уровня входного отверстия 14 U-образного патрубка 13.
Корпус 1 снабжен герметично установленной верхней крышкой. Для удобства обслуживания устройства верхняя крышка выполнена двух секционной, а именно в виде плоской горизонтальной перегородки 16 с технологическими люками 17 и короба 18. Обе секции крышки установлены герметично посредством гидроизолирующих смесей. Устройство снабжено узлом вывода продуктов очистки, который содержит трубопровод 19 удаления
биогазов, размещенный в коробе 18, и отводящее отверстие 20 очищенной воды, размещенный в стенке 9. Верхняя поверхность короба 18 располагается на уровне поверхности земли и имеет люк с крышкой 21, в которой выполнена прорезь 22 для подачи воздуха в секцию 4 аэробной очистки. Секция 4 аэробной очистки имеет верхнюю и нижнюю решетки 23, между которыми находится инертная пористая загрузка. Отводящее отверстие 20 в стенке 9 расположено ниже уровня нижней решетки 23. Все технологические люки, кроме люка над водоприемником 10 закрыты герметично крышками.
Устройство работает следующим образом.
Сточная вода из жилого дома по канализационным трубам самотеком поступает через трубопровод 12 в септическую зону 7 анаэробной секции 3. Процесс очистки начинается в септической зоне 7, где задерживаются жиры, плавающие пленки, неосаждаемые частицы и поверхностно-активные вещества. Плавающие пленки и другие вещества со временем образуют корку. Твердые вещества, попадающие со сточной водой и способные оседать, скапливаются на дне септической зоны 7 в виде осадка.
Из септической зоны 7 сточные воды через перепускные отверстия 6 в перегородке 5 поступают в зону 8 анаэробного сбраживания. Перепускные отверстия 6 в перегородке 5 расположены ниже уровня плавающих веществ, но выше уровня осадка. Особенности конструкции устройства (герметичность корпуса и гидрозатворы на входе и выходе из анаэробной секции 3) позволяют поддерживать в анаэробной секции 3 дефицит свободного кислорода, то есть обеспечивать анаэробный процесс очистки сточных вод. В анаэробной секции 3 работают сначала факультативные микроорганизмы, а затем метаногенные бактерии. Процесс проходит две стадии. Первая стадия - это кислое брожение, в процессе которого белки, жиры и углеводы разрушаются до ряда жирных низших кислот (уксусная, пропиновая, муравьиная, масляная), двуокиси углерода, аммония, сероводорода, спиртов и других соединений. Вторая стадия - это метановое брожение
характеризующееся тем, что жирные кислоты, спирты и другие соединения, образовавшиеся на стадии кислого брожения, разлагаются до метана, двуокиси углерода и водорода. В результате этих реакций происходит осветление сточных вод. Осветленные сточные воды через перепускной U-образный патрубок 13 порциями просачиваются в секцию 4 аэробной очистки, где равномерно распределяются по поверхности верхней решетки 23 и постепенно проникают внутрь инертной загрузки. Благодаря присутствию бактерий в исходной сточной воде, на инертной загрузке в аэробной секции 4 в течение первых двух-трех недель эксплуатации образуется биопленка. Бактерии, а также возможные грибы, образуют нижний трофический уровень. Они окисляют поступающие органические соединения, служат пищей для находящихся в биопленке различных видов простейших, коловраток, инфузорий и других, благодаря чему происходит постоянное омолаживание биопленки.
По мере просачивания сточной воды через загрузку происходит аэробное окисление углерода и водорода с образованием углекислоты и воды, затем окисление аммонийного азота сначала до нитритов, а затем до нитратов. Для ускорения образования биоплетки в очистном сооружении используют специальные биоферментные дрбавки.
Из аэробной зоны 4 сточная вода через отводящее отверстие 20 стикает в водоприеник 10. В водоприемнике 10 может быть установлен дренажный насос 11, подключенный к требопроводу 24, через который очищенная вода поступает для дальнейшего использования. Циркуляция воздуха, обеспечивающая эффективное аэробное окисление в аэробной секции 4 производится через отвертсия 22 в крышке 21 и отводное отверстие 20 в стенке 9, затем через инертную загрузку и выходит через трубопровод 19 удаления биогаза.
В предлагаемом устройстве происходит механическая, биохимическая и бактериальная очистка сточных вод. В секции 3 анаэробной очистки и секции
4 аэробной очистки задействованы разные типы бактерий, обеспечивающие эффективную очистку сточных вод как в условиях дефицита свободного кислорода (анаэробы) так и при его наличии (аэробы).
Были проведены испытания заявляемого устройства. Результаты очистки и технические характеристики блока аэробной и анаэробной очистки для соответствующего устройства представлены в Таблице 1.
Таблица 1
Производительность куб.м./сутки (по стокам)
1,5
Число жителей в доме
До 8 чел.
Гигиенические характеристики сточной воды*
Ингредиент
до очистки
после очистки
БПК5, мг O<sub>2</sub>/л
65,0
2,0
ХПК, мг O<sub>2</sub>/л
320,0
19,0
Нефтепродукты, мг/л
0,85
0,23
Взвешенные вещества мг/л
215,0
2,0
рН, ед.
6,9
7,2
СПАВ, мг/л
1,5
0,11
* - соответствует требованиям СанПин 4630-88 ( при почвенной доочистке).
Габаритные размеры устройства, мм
Длина
2600
Ширина
1300
Высота
1300
Рекомендуемый температурный режим работы
От -25 до +40 градусов С
Заявляемое устройство обслуживают по истечении каждых трех лет эксплуатации, однако при нагрузке менее 1,3 куб.м. сточных вод в сутки срок обслуживания очистного сооружения может быть продлен до четырех-пяти лет.
Обслуживание заключается в очистке секции анаэробной очистки ассебнизационной машиной и замене инертной загрузки в аэробной зоне 5. Контроль процесса очистки и обслуживание устройства осуществляют через технологические люки 17, выполненные в плоской горизонтальной перегородке 16, которые становятся доступными при вскрытии люка в коробе 18.
Предлагаемое устройство может быть выполнено из железобетона на стандартном оборудовании. Это устройство просто в установке и просто в обслуживании.