СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ГРУБОДИСПЕРСНЫХ ПРИМЕСЕЙ
METHOD OF TREATING WASTE WATER FROM COARSE IMPURITIES

Изобретение относится к отрасли коммунального хозяйства и может быть использовано для механической очистки сточных вод на канализационных насосных станциях в автоматическом режиме.
Изобретение направлено на повышение экологической безопасности и создание эффективной технологии механической очистки сточных вод на канализационных насосных станциях в автоматическом режиме.
Сточные воды, поступающие в самотечном режиме на канализационные насосные станции, содержат в своем составе большое количество примесей неоднородных по своему составу. Присутствующие в стоках механические включения снижают эффективность насосных агрегатов, сокращая их ресурс, более того в практике достаточно случаев внезапного отказа в работе насосного оборудования вследствие повреждения рабочего органа механическими включениями. Аварийные ситуации на канализационных насосных станциях могут повлечь за собой нарушение экологической безопасности близлежащих территорий и водных объектов. В настоящее время осуществление механической очистки стоков на канализационных насосных станциях производится всевозможными сороудерживающими устройствами, содержащие сита и решетки, которые в процессе эксплуатации засоряются и требуют очистки. В канализационных насосных станциях, рассчитанных на небольшой объем сточных вод, как правило, не предусматривается круглосуточный дежурный персонал, вследствие чего в штатных сороудерживающих устройствах не редко происходит переполнение отбросами. В зависимости от вида деятельности и инфраструктуры абонентов бассейна канализования временные интервалы наполнения сороудерживающих устройств могут быть нестабильными. Это в свою очередь снижает надежность работы станции и увеличивает объем эксплуатационных затрат.
Известен способ очистки сточных и ливневых вод от механических примесей и устройство для его осуществления (RU 2278828 C02F 1/52; C02F 3/14;  В01D 21/02, опубликованный 27.06.2006), включающий подачу очищаемых вод через шибер во внутреннюю полость корпуса устройства, аэрацию очищаемых вод, осаждение механических примесей, транспортировку осажденных примесей к приямку, удаление осадка из приямка и отвод очищенных сточных и ливневых вод. При этом аэрацию осуществляют за счет аэраторов с порами 70-150 микрон как во время, так и после прохождения потока очищаемых вод над приямком, а более половины всех механических примесей осаждают над приямком за счет аэрации очищаемого потока сточных и ливневых вод в этой зоне. Устройство для очистки сточных и ливневых вод от механических примесей включает горизонтально расположенный корпус с днищем, шиберы для подачи очищаемых и отвода очищенных вод, песковые каналы, аэраторы, приямок, механизм транспортирования осадка к приямку и механизм удаления осадка из приямка. При этом, по меньшей мере, один основной аэратор установлен в полости корпуса на днище после приямка между песковыми каналами вдоль продольной оси симметрии днища, а, по меньшей мере, один дополнительный аэратор установлен в полости корпуса вблизи поверхности днища перпендикулярно продольной оси симметрии днища корпуса. Технический результат: повышение эффективности очистки за счет осаждения максимального количества механических примесей, особенно мелких фракций песка до 0,2 мм, в зоне над приямком, а также за счет равномерного распределения осажденных примесей и улучшения гидравлического режима очистки, что также позволяет уменьшить нагрузку на механизм транспортирования песка к приямку.
Общим признаком аналога с заявленным техническим решением является подача очищаемой жидкости во внутреннюю полость корпуса для осаждения механических примесей.
К недостаткам вышеупомянутого способа следует отнести отсутствие контролирующих функций, при этом  длительная эксплуатация в подобных условиях невозможна без постоянного присутствия специализированного персонала, что значительно снижает её экономическую эффективность и надёжность.
Наличие движущихся деталей в непосредственной зоне очищаемой жидкости (возможно содержащих в своём составе твёрдые примеси непредсказуемой формы, способные повредить узлы механизмов) повышает вероятность внезапного вывода из строя механической части изобретения, тем самым снижая его надёжность.
Известен способ ступенчатой очистки сточных вод от механических примесей (RU 2349555 С02F 9/02, В01D 21/24, С02F 103/28, опубликованный 20.03.2009), включающий подачу потока сточных вод в распределительную камеру, его распределение на каналы в распределительной камере, дальнейшую очистку сточных вод от механических примесей в каналах с помощью мелкопрозорных решеток и песколовок, отличающийся тем, что очистку сточных вод от крупноразмерных механических примесей осуществляют в распределительной камере, выполненной в виде симметричной относительно продольной оси симметрии, сужающейся по ходу подводящего потока очищаемых сточных вод, чаши, при этом в боковой стенке сужающейся распределительной камеры имеются проемы с затворами для каналов дальнейшей очистки воды, при этом крупноразмерные механические примеси направляют в сужающуюся часть распределительной камеры с помощью заградительных решеток, установленных перед каждым затвором, или, по крайней мере, перед последним затвором на боковой стенке распределительной камеры по ходу движения потока сточных вод, и выгружают крупноразмерные механические примеси в суженной части распределительной камеры за счет установки выгрузочных решеток приблизительно перпендикулярно продольной оси симметрии распределительной камеры после всех проемов с затворами и с установленными перед затворами заградительными решетками, или, по крайней мере, перед последним затвором на боковой стенке распределительной камеры по ходу движения поступающего потока сточной воды.
Общим признаком аналога с заявленным техническим решением является очистка сточных вод от механических примесей с помощью мелкопрозорных решеток.
К недостаткам вышеупомянутого способа следует отнести неэффективность очистки заградительных решеток, регулированием угла установки заградительных решеток относительно направления подводящего потока, так как согласно изобретения содержащаяся в сточных водах ветошь способна переплетаться в прозорах  решеток под воздействием энергии потока.
Очистка, создаваемая  пневматическими устройствами, повлечет за собой значительное удорожание технологического процесса.
Отсутствие контролирующих функций делает невозможным длительную эксплуатацию без постоянного присутствия специализированного персонала, что значительно снижает её экономическую эффективность и надёжность.
Известен способ предварительной очистки сточных вод и устройство для его осуществления (RU 2324036 Е03F; В01D  опубликовано 10.05.2008), включающий подачу сточных и ливневых вод, фильтрацию их сквозь установленную очищающую решетку, выполненную в виде набора пластин, задерживающих крупные механические примеси, осаждение их к основанию решетки, отличающийся тем, что воды подают в приемный лоток с перфорированным дном, периодически очищают его путем подачи крупнопузырчатой аэрации, а для очистки решетки производят аэрацию путем подачи воздуха в линейные аэраторы, пронизывающие пластины решетки, вызывая подъем уровня поверхности воды и перетекание ее вместе с задержанными механическими примесями через верхний край приемного лотка.
Общими признаками прототипа с заявленным техническим решением является предварительная очистка сточных вод, включающая подачу сточных вод сквозь установленную очищающую решетку, фильтрацию, задерживание крупных механических примесей и их осаждение.
Недостатком прототипа является низкая эффективность ввиду того, что расположенная наклонно вторая стенка ковша не имеет перфораций, следовательно, не используется в процессе как фильтрационная поверхность. На дне емкости между линейными аэраторами и второй стенкой емкости будет образовываться зона низких скоростей гидравлического потока и как следствие заиливание емкости, что потребует в свою очередь остановки процесса очистки сточных вод и дополнительных материальных затрат для удаления ила.
Кроме того из-за отсутствия контролирующих функций невозможна длительная эксплуатация без постоянного присутствия специализированного персонала, что значительно снижает  экономическую эффективность способа.
Известен способ очистки сточных вод от грубодисперсных примесей на канализационных насосных станциях в автоматическом режиме, взят на прототип (патент RU 179790 U1, E03F, опубликовано 24.05.2018), который включает подачу сточных вод, фильтрацию их сквозь фильтрационный контейнер и замену наполненного отбросами фильтрационного контейнера на пустой под непрерывным потоком сточных вод в автоматическом режиме с контролем наполнения фильтрационного контейнера отбросами, передачу информации о наполнении фильтрационного контейнера на диспетчерский пункт, подъем наполненного фильтрационного контейнера.
К недостаткам можно отнести то, что в техническом решении недостаточно широко раскрыт способ очистки сточных вод от грубодисперсных примесей на канализационных насосных станциях.
Наличие новой совокупности существенно отличительных от прототипа признаков в заявляемом способе очистки сточных вод от грубодисперсных примесей механической очистки сточных вод от грубодисперсных примесей на канализационных насосных станциях в автоматическом режиме позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию патентоспособности «новизна».
Заявленное техническое решение направлено на выполнение механической очистки сточных вод на канализационных насосных станциях в непрерывном длительном режиме.
Техническим результатом является автоматизация процесса и улучшение качества механической очистки сточных вод от грубодисперсных примесей на канализационных насосных станциях.
Технический результат достигается способом очистки сточных вод от грубодисперсных примесей на канализационных насосных станциях в автоматическом режиме, включающим подачу сточных вод, фильтрацию их сквозь фильтрационный контейнер и замену наполненного отбросами фильтрационного контейнера на пустой под непрерывным потоком сточных вод в автоматическом режиме с контролем наполнения фильтрационного контейнера отбросами, передачу информации о наполнении фильтрационного контейнера на диспетчерский пункт, подъем  наполненного фильтрационного контейнера, согласно изобретению, осуществляют подъем наполненного фильтрационного контейнера из приемного резервуара, а заменяют фильтрационный контейнер на порожний так, чтобы не снижалось качество механической очистки сточных вод или производительность очистки, при этом ограничивают присутствие специализированного персонала на канализационной насосной станции.
Со сточными водами на канализационную насосную станцию поступает большое количество мусора, отбросов и всевозможных  механических включений, что, безусловно, влияет на долговечность насосного оборудования и надежность канализационной насосной станции в целом.
С целью предотвращения внезапного отказа в работе насосного оборудования, а также уменьшения агрессивного воздействия на рабочие органы насосных агрегатов механическая очистка сточных вод  производится непрерывно до поступления их в рабочую зону насосов.
Для осуществления непрерывной очистки сточных вод от механических примесей и контроля наполнения фильтрационных емкостей, в целях повышение надежности и эффективности канализационной насосной станции, необходим технологический процесс с управлением рабочими функциями в автоматическом режиме.
Проведенный дополнительный сопоставительный анализ патентной и научно-технической информации не выявил источники, содержащие сведения об известности совокупности отличительных признаков заявляемого способа, что свидетельствует о его соответствии критерию «изобретательский уровень».
Способ реализуется с помощью устройства для осуществления грубой очистки сточных вод от крупнодисперсных примесей на канализационных насосных станциях по патенту RU179790U1 E03F 5/14 . Процеживание сочных вод и осаждение отбросов производится с помощью устройства в фильтрационном контейнере. Непрерывность процесса механической очистки обеспечивается при помощи устройства, с нижними поворотными платформами, опорно-поворотными узлами, контрольными датчиками, коммуникационными кабелями, многофункциональным операционным модулем, поворотным механизмом, приводными штанами. Извлечение наполненного фильтрационного контейнера для утилизации отбросов производится при помощи устройства со станиной, нижней опорной рамой, нижними и верхними поворотными платформами, промежуточными салазками, опорно-поворотными узлами, металлическими штифтами и кронштейнами, грузовыми тросами,  подъемными механизмами, многофункциональным операционным модулем, суппортами.
Способ механической очистки сточных вод от грубодисперсных примесей на канализационных насосных станциях в автоматическом режиме заключается в следующем: сточные воды в самотечном режиме транспортируются в приёмное отделение канализационной насосной станции, посредством перенаправления на 90 градусов поток меняет направление с горизонтального на вертикальное, поступают в фильтрационный контейнер на процеживание, далее процеженная вода, проходя через прозоры фильтрационного контейнера, поступает в зону рабочих насосов, по мере заполнения отбросами фильтрационного контейнера производится замена в автоматическом режиме наполненного фильтрационного контейнера на порожний под непрерывным потоком сточных вод, с одновременным информированием диспетчерского пункта обслуживающей организации о наполнении фильтрационного контейнера, тем самым обеспечивая последовательность в технологическом процессе механической очистки сточных вод, далее штатный персонал обслуживающей организации производит замену заполненного фильтрационного контейнера на порожний, после чего заполненный фильтрационный контейнер транспортируется в зону утилизации или переработки отходов.
Представленный способ испытан в производственных условиях МУП «Водоканал» города Иркутска при помощи запатентованного устройства для осуществления грубой очистки сточных вод от крупнодисперсных примесей на канализационных насосных станциях, патент RU179790U1 E03F 5/14.