КОМПЛЕКТНЫЙ БЛОК ОЧИСТНОЙ СТАНЦИИ КАНАЛИЗАЦИИ ЗАКРЫТОГО ТИПА С УСРЕДНЕНИЕМ РАСХОДОВ СТОЧНЫХ ВОД

Полезная модель относится к устройствам для биологической очистки городских и промышленных сточных вод и может быть использована в стесненных условиях застройки при ограниченных возможностях выделения санитарно-защитной зоны для очистной станции.
Известно использование канализационных очистных станций закрытого типа с нулевой эмиссией отходов в окружающую природную среду [1]. К недостаткам известной конструкции относятся: необходимость сложной очистки большого объема выбросов в воздушный бассейн, нестабильность расходов и состава сточных вод, поступающих на биологическую очистку, сложность дозирования реагентов для доочистки сточных вод от биогенных элементов. Задача полезной модели - обеспечение стабильности работы биореакторов очистки и устройств по доочистки сточных вод, снижение объемов выбросов в воздушный бассейн, нуждающихся в сложной и дорогостоящей очистке, упрощение эксплуатации очистной станции.
Решается поставленная задача тем, что комплектный блок очистной станции канализации закрытого типа. включающий резервуары биологической очистки сточных вод сообществами микроорганизмов, прикрепленных на волокнистой ершовой насадке и в составе свободноплавающего активного ила, устройства, обезвоживающие осадки сточных вод, системы коммуникаций и оборудования для подвода и отвода сточных вод, подвода воздуха, отвода обезвоженных осадков и иловой воды, снабженный тонкослойными илоотделителями, вентиляторами, отводящими влажный воздух, отработанный в биореакторах и контактировавший с отбросами и осадками сточных вод за пределы зданий блока через очищающие и обеззараживающие устройства выполняется из двух отделений, в первом из которых размещены устройства и коммуникации механической очистки сточных вод, в том числе, резервуары усреднителей расходов сточных вод, вентиляторы и устройства для отвода, очистки и обеззараживания дурнопахнущего воздуха ограниченного количества, устройства для обезвоживания и обеззараживания отбросов от оборудования механической очистки сточных вод и осадков в виде избыточного активного ила, а во втором, круглом в плане, скомпонованы аэробные биореакторы нитрификаторы. тонкослойные илоотделители, воздуходувки, коммуникации для распределения сточных вод, воздуха, свободноплавающего активного ила, вентиляторы подачи отработанного воздуха только на обеззараживание.
При этом усреднители расходов сточных вод первого отделения блока одновременно наделены устройствами для перемешивания поступающих на комплектный блок после устройств механической очистки исходных сточных вод с потоками циркулирующего свободноплавающего активного ила из тонкослойных илоотделителей второго отделения блока для выполнения функции денитрификатора, а также погружными насосами для обеспечения равномерной подачи иловой смеси в секции аэробных биореакторов-нитрификаторов во второе отделение блока.
Конструкция комплектного блока очистной станции канализации закрытого типа с усреднением расходов сточных вод поясняется Фиг.1, 2, 3 и 4, где на Фиг.1 приведена технологическая схема процессов очистки сточных вод, обработки отбросов и осадков, отвода, очистки и обеззараживания воздуха при выпуске его в за пределы комплектного блока очистной станции, на Фиг.2 приведен план комплектного блока в виде двух его отделений на нулевой отметке, на Фиг.3 приведен план комплектного блока в виде двух его отделений на отметке ниже нулевой, на Фиг.4 вертикальный разрез 1 и 11 отделения блока по резервуарам очистки.
Заявляемая полезная модель комплектного блока очистной станции канализации включает следующие элементы:
I. Первое отделение комплектного блока очистной станции.
II. Второе отделение комплектного блока очистной станции.
Обозначения на чертежах следующие:
1. Комбинированная установка процеживания.
Бункер приема отбросов.
Бункер приема песка.
2. Распределительная камера.
Перфорированная система взмучивания распределительной камеры.
Электрошиберная заслонка.
3. Денитрификатор.
Погружная пропеллерная мешалка.
4. Аэротенк-нитрификатор первой ступени. 4'. Аэротенк-нитрификатор второй ступени.
Мелкопузырчатая система аэрации.
5. Тонкослойный илоотделитель.
Погружной насос рециркуляции и отвода избыточного активного ила.
6. Ершово-антрацитовый фильтр (ЕАФ).
Система аэрации ЕАФ.
Ершовая загрузка ЕАФ.
Антрацитовая загрузка ЕАФ.
Дренажная загрузка ЕАФ.
Электрошиберная заслонка ЕАФ.
7. Емкость сбора промывных вод фильтра.
Насос отвода промывных вод.
Система взмучивания резервуара промывных вод.
8. Насос отвода фильтрата.
9. Установка УФ обеззараживания.
10. Резервуар чистой воды (РЧВ).
Погружной насос промывки фильтра
Перфорированная система взмучивания (РЧВ).
11. Воздуходувки основных технологических процессов.
12. Вентилятор отвода влажного отработанного в биореакторах воздуха.
13. Илоуплотнитель.
Насос откачки осадка из илоуплотнителя.
14. Промежуточный бак.
15. Шнековый насос подачи осадка на обезвоживание.
16. Центрифуга. Бункер.
17. Комплекс приготовления и дозирования раствора коагулянта.
18. Комплекс приготовления и дозирования раствора флокулянта.
19. Комплекс дозирования раствора гипохлорита натрия.
20. Станция измерения БПК5.
21. Станция измерения мутности.
22. Станция измерения азота.
23. Станция измерения фосфора.
24. Узел очистки и обеззараживания воздуха, выпускаемого за пределы I отделения здания блока.
25. Цилиндрическая стенка блока.
26. Погружные насосы усреднителей-денитрификаторов 3.
27. Узел обеззараживания воздуха в отделении 11 блока.
К1Н - Трубопровод подачи сточных вод на механическую очистку.
К1.1. - Трубопровод узла механической очистки сточных вод.
К1.2. - Трубопровод очищенных сточных вод.
К1.3.Н - Трубопровод очищенных и обеззараженных сточных вод.
К1.4.Н - Трубопровод подачи воды на промывку фильтров.
К5.1.Н - Трубопровод рециркуляции активного ила.
К5.2.Н - Трубопровод избыточного активного ила.
К5.3.Н - Трубопровод подачи уплотненного активного ила в промежуточный бак.
К18H - Трубопровод отвода надиловой воды в приемную камеру.
К19Н - Трубопровод подачи уплотненного активного ила на центрифугу.
К20 - Трубопровод отвода фугата в приемную камеру.
Г1 - Воздуховод.
Р1 - Трубопровод подачи раствора коагулянта.
Р2 - Трубопровод подачи раствора флокулянта.
Р3 - Трубопровод подачи раствора гипохлорита натрия.
B1 - Водопровод.
Комплектный блок очистной станции канализации закрытого типа размещается в двух отделениях I и II. Первое отделение I выполнено прямоугольной формы, а второе II внутри цилиндрического корпуса с ограждающей стенкой (25). Внутри первого отделения I блока расположен узел механической очистки с комбинированной установкой (поз.1) процеживания, включающий бункер (1.1) приема отбросов и бункер (1.2) приема песка. Далее сточные воды проходят в распределительную камеру (поз.2), оснащенную перфорированной системой (поз.2.1) взмучивания воды и электрошиберной заслонкой (2.2) и поступают по трубопроводам (К1.1) на узел усреднения биологической денитрификации, который включает 4 шт. резервуаров-усреднителей-денитрификаторов (поз.3), а затем погружными насосами 26 иловая смесь перекачивается из отделения 1 в 8 резервуаров аэротенков нитрификаторов (поз.4) с встроенными тонкослойными илоотделителями (поз.5) отделения 11. В денитрификаторах (3) массообмен осуществляют погружные пропеллерные мешалки (поз.3.1), а в аэротенках - мелкопузырчатая система аэрации (поз.4.1), сообщенная воздуховодами (поз.Г1) с воздуходувками (поз.11). Из тонкослойных илоотделителей (5) осветленная сточная вода по трубопроводам (К1.2) на ершовоантрацитовые фильтры (поз.6), оснащенные системой аэрации (поз.6.1), ершовой загрузкой (поз.6.2), антрацитовой загрузкой (поз.6.3), дренажной загрузкой (поз.6.4) и электрошиберной заслонкой (поз.6.5), емкостью 7 сбора промывных вод фильтра, насосом (7.1) отвода промывных вод, системой взмучивания емкости (7) промывных вод. насосом (поз.8) отвода фильтра по трубопроводу (К1.2Н) на обеззараживание, трубопроводом (поз.К1.4Н) подачи воды из резервуара чистой воды (поз.10) погружным насосом (10.1) на промывку фильтров. В ершовоантрацитовые фильтры (поз.6) предусмотрена подача по трубопроводу (Р1) раствора коагулянта из комплекса (поз.17) приготовления и дозирования раствора коагулянта.
Из тонкослойного илоотделителя (поз.5) погружным насосом (поз.5.1) предусмотрен возврат по трубопроводу (поз.5.1Н) активного ила в усреднитель-денитрификатор (поз.3), а по трубопроводу (К5.2Н) избыточного активного ила на илоуплотнитель (поз.13). Из илоуплотнителя (поз.13) посредством насоса (поз.13.1) осадок откачивается в промежуточный бак (поз.14) по трубопроводу (поз.К5.3Н), а надиловая вода по трубопроводу (поз.К18Н) возвращается в приемную камеру узла механической очистки сточных вод отделения I. Из промежуточного бака (поз.14) по трубопроводу (К19Н) уплотненный активный ил шнековым насосом (поз.15) осадок подается на обезвоживание в центрифугу (поз.16). При этом в промежуточный бак (поз.14) предусмотрена подача по трубопроводу (поз.Р2) раствора флокулянта из комплекса (поз.18) приготовления и дозирования раствора флокулянта. От центрифуги (поз.16) кек выгружается в бункер (поз.16.1), фугат no трубопроводу (поз.К20) отводится в усреднитель-денитрификатор 3. Осветленная вода из ершово-антрацитовых фильтров 6 отводится в приемную камеру обеззараживания очищенной воды на установке (поз.9) УФ-обеззараживания, куда сток поступает по трубопроводу (поз.К1.2Н), а отводится очищенный и обеззараженный сток по трубопроводу (поз.К1.3Н) в резервуар (поз.10) чистой воды. Периодически в резервуар (поз.10) чистой воды дозируется по трубопроводу (Р3) раствор гипохлорита натрия, приготовленный в комплексе (поз.19) приготовления и дозирования раствора гипохлорита натрия. Комплектный блок очистной станции канализации оборудован лабораторией контроля качества воды, куда предусмотрена подача по водопроводу (В1) чистой воды. Кроме того, предусмотрен автоматический контроль станций (поз.20) измерения БПК5, станцией (21) измерения мутности, станцией (22) измерения содержания в очищенной воде азота, станцией (23) измерения содержания в воде фосфора. В комплектном блоке очистной станции канализации закрытого типа в отделении I установлен узел (24) очистки и обеззараживания воздуха выпускаемого посредством вентиляторов (12) за пределы здания I отделения блока. В отделении II предусмотрен узел 27 обеззараживания воздух выпускаемого посредством вентиляторов 12 за пределы здания II отделения блока.
На Фиг.1 представлена технологическая схема очистки сточных вод и обезвоживания осадков. На Фиг.2 показан план I и II отделений блока на нулевой отметке. На Фиг.3 приведен план I и II отделений блока на отметке 8,0 м. На Фиг.4 показан разрез блока по резервуарам очистки сточных вод.
Работает комплектный блок очистной станции канализации закрытого типа с усреднением расходов сточных вод следующим образом. Сточные воды, пройдя узлы механической очистки с комбинированной установкой (поз.1) процеживания, разделяются на 2 потока. Отбросы уходят в бункер (1.1) приема отбросов, а песок в бункер (1.2) приема песка. Процеженная сточная вода поступает в камеру (поз.2), снабженную системой (поз 2.1) взмучивания и электрошиберной заслонкой (поз.2.2), а затем по трубопроводам (К1.1) на узел усреднения и биологической денитрификации, который включает 4 шт. резервуаров усреднителей-денитрификаторов (3) массообмен осуществляют погружные пропеллерные мешалки (поз.3.1) для уменьшения величины расчетного расхода сточных вод до уровня среднечасового при коэффициентах неравномерности поступления сточных вод станций производительностью от 5 до 50 тыс.м3/сут на уровне 1,5…1,8 объем резервуара-усреднителя должен быть не менее 0,2 Qсут [2], т.е. для станции 50 тыс.м3/сут объем усреднителя должен быть равен 10000 м3. При среднечасовом расходе стоков 2000 м3/ч и 200% рециркуляции возвратного активного ила объем денитрификатора на часовое время пребывния должен быть равен 6000 м3. Если же расчетный расход с учетом величины коэффициента неравномерности Кобщ=1.5 равен 3000 м3/ч, то рециркуляционный расход должен быть 6000 м3/ч и суммарный поток в денитрификатор составит 9000 м3/ч, что приближается к объему усреднителя расходов. Тем более, что в усреднителе расходов должен быть неопорожняемый объем для работы мешалок [3]. Мешалки для такого объема резервуаров имеют габаритный размер по высоте около 2 м, поэтому объем усреднителя 0,2 Qсут как раз обеспечивает и работу мешалок (поз 3.1) и обеспечивает устойчивую денитрификацию. Между тем, уменьшение расчетного расхода с 3000 м3/ч до 2000 м3/ч обеспечивает существенное уменьшение объемов аэротенков-нитрификаторов (поз.4) (на 2х часовое время пребывания иловой смеси) с 18000 м3 до 12000 м3, что влечет за собой не только уменьшение объема II отделения на 6000 м3 объема аэротенков-нитрификаторов и 6000 м3 удаленных оттуда денитрификаторов, но и уменьшение объема и тонкослойных илоотделителей, и биореакторов доочистки сточных вод. Уменьшается и потребность в воздухе почти на 6000 м3/ч, т.к. аэротенки-нитрификаторы потребляют ориентировочно 1 м3 воздуха на 1 м3 объема в час. Сокращается и призводительность насосов подачи возвратного активного ила с 6000 м3/ч до 4000 м3/ч, что частично компенсирует энергозатраты на работу погружных насосов (26). перекачивающих иловую смесь из усреднителей-денитрификаторов (поз.3) в аэротенки-нитрификаторы (поз.4). В итоге, введение в технологическую схему комплектного блока очистной станции объема усреднителя расходов сточных вод, совмещенного с денитрифи катером позволило и уменьшить общий объем емкостных сооружений и уменьшать эксплуатационные затраты на электроэнергию и упростить эксплуатацию устройств по дозированию реагентов на доочистку, т.к. расход сточных вод в ней стал постоянным во времени по часам суток.
Высвободившиеся объемы резервуаров денитрификаторов во II отделении превращают в дополнительные отсеки (ступени) нитрификации с соответствующим увеличением производительности очистной станции или с уменьшением габаритных размеров II отделения комплектного блока. Массообмен в аэротенках обеспечивает мелкопузырчатая система аэрации (поз.4.1). сообщенная воздуховодами (поз.Г1) с воздуходувками (поз.11). Нитрифицированная сточная вода отделяется от возвратного активного ила в тонкослойных илоотделителях (поз.5) и по трубопроводам (К 1.2) перетекает на ершовоантрацитовые фильтры (поз.6), оснащенные системой аэрации (поз.6.1), ершовой загрузкой (поз.6.2), антрацитовой загрузкой (поз.6.3), дренажной загрузкой (поз 6.4) и электрошиберной заслонкой (поз.6.5), а возвратный ил из пирамидальных днищ тонкослойных илоотделителей (гюз.5) погружным насосом (поз.5.1) возвращается по трубопроводу (5.11-1) активного ила в усреднитель-денитрификатор (поз.3), а по трубопроводу (К5.2Н) избыточный активный ил перекачивается в илоуплотнитель (поз.13). Из илоуплотнителя (поз.13) посредством насоса (поз.13.1) осадок откачивается в промежуточный бак (поз.14) по трубопроводу (К5.31-Г), а надиловая вода по трубопроводу (К18Н) возвращается в приемную камеру узла механической очистки сточных вод отделения I. Из промежуточного бака (поз.14) по трубопроводу (К19Н) уплотненный активный ил шнековым насосом (поз.15) подается на обезвоживание в центрифугу (поз.16). При этом в промежуточный бак (поз.14) предусмотрена подача по трубопроводу (поз.Р2) раствора флокулянта из комплекса (поз.18) приготовления и дозирования раствора флокулянта. От центрифуги (поз.16) кек выгружается в бункер (поз.16.1), а фугат по трубопроводу (К20) отводится в усреднитель-денитрификатор (поз.3).
Осветленная вода с ершово-антрацитовых фильтрах (поз.6) отводится в приемную камеру узла обеззараживания очищенной воды на установке (поз.3.9) УФ-обеззараживания, куда сток поступает по трубопроводу (К1.2Н), а отводится очищенный и обеззараженный сток по трубопроводу (К 1.31-1) в резервуар (поз.10) чистой воды. Периодически в резервуар (поз.10) чистой воды дозируется по трубопроводу (Р3) раствор, гипохлорита натрия, приготовленный в комплексе (поз.19) приготовления и дозирования раствора гипохлорита натрия.
Для контроля за работой комплектного блока очистной станции закрытого типа он оборудован лабораторией контроля, питающейся водопроводной водой по водопроводу (В1) и автоматическим контролем (поз.20) измерения БПК5 (поз.21), измерения мутности, станцией (поз.22) измерения азота, станцией (поз.23) измерения фосфора. В 1 отделении установлен узел (поз.24) очистки и обеззараживания дурнопахнующего воздуха, выпукаемого посредством вентилятора (поз.12) за пределы здания I отделения блока. В отделении II предусмотрено только обеззараживание отработанного воздуха из аэробных биореакторов на установке (поз.27) с удалением вентиляторами (поз.12) обеззараженного воздуха за пределы здания отделения II блока, очистке подвергается не более 10% газовых выбросов, что существенно снижает затраты на очистку воздуха.
Источники информации:
1. Патент на полезную модель №95332. Опубл. 27.06.2010 г. Бюл. №18. Патентообладатель: ЗАО «Компания «Экос».
2. Водоотведение: Учебник. Воронов Ю.В. и др. - М.: ИНФРА-М, 2007-415 с.
3. Abmessungen fur Tauchmotorrurwerk Uniprop TR 80-1. WILO. E-mail: info@wiloemu.de