СТАНЦИЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Полезная модель относится к области очистки хозяйственно-бытовых сточных вод посредством использования метода биологической очистки за счет микроорганизмов (активного ила).
Известна установка для очистки воды, содержащая корпус с уравнительной и активационной камерами, камеру-отстойник, систему аэрации с пятью компрессорами, насосами и аэраторами, подключенную к блоку управления, с возможностью регулирования прямого и обратного циклов очистки сточной воды. Блок управления обеспечивает автоматическое управление режимами работы установки по заданной программе с возможностью коррекции режима работы (при колебаниях притока сточных вод) по сигналам датчиков уровня (патент RU 2162062, 2001).
Известен блок для очистки и доочистки сточных вод, который выполнен в виде транспортируемого контейнера и включает разделенный перегородками на секции и отсеки резервуар, содержащий зону отстаивания, биореакторы с загрузкой для удержания биопленки, выполненные в виде биоконтакторов, и вращающиеся гальванокоагуляторы, загрузка которых выполнена в виде гальванической пары. Биоконтакторы представляют собой вращающиеся барабаны с загрузкой, которые установлены с возможностью их погружения в очищаемые сточные воды, причем барабаны биоконтакторов в секции денитрификации заглублены полностью, в секции окисления - на 20-50%, а в секции нитрификации - на 40-60%. В отсеке вторичного отстаивания комплекса размещен фильтр с плавающей загрузкой, а в выходном отсеке комплекса размещены сорбционный фильтр и блок обеззараживания очищенной воды. (RU 2409524. 2011).
Известна установка для очистки воды, содержащая корпус, в котором находятся разделенные перегородками приемная камера, аэротенк, вторичный отстойник и стабилизатор ила, а также подключенная к блоку управления и подключенная, по крайней мере, к одному компрессору через электромагнитный клапан система аэрации, состоящая из подсистемы турборежима, подсистемы прямой фазы очистки и подсистемы обратной фазы очистки, причем подсистема турборежима включает турбораспределитель воздуха, главный насос с фильтром крупных фракций, воздухопровод главного насоса, воздухопровод продувки главного насоса в приемной камере, а также насос-циркулятор аэротенка с воздухопроводом насоса-циркулятора. Подсистема прямой фазы очистки включает распределитель воздуха, воздухопровод внешней аэрации фильтра крупных фракций и аэратор аэротенка с воздухопроводом. Подсистема обратной фазы очистки включает распределитель воздуха, аэратор приемной камеры с воздухопроводом, насос-рециркулятор аэротенка с воздухопроводом, насос стабилизатора ила с воздухопроводом, насос вторичного отстойника с воздухопроводом, а также воздухопровод продувки вторичного отстойника. Во вторичном отстойнике размещены успокоитель потока и форсунка продувки. Перед приемной камерой находится первичный отсек с погружным насосом для перекачивания неочищенной воды в приемную камеру. Рядом с верхней частью вторичного отстойника находится емкость очищенной воды с насосом откачки очищенной воды. Установка дополнительно снабжена оборудованием для фильтрации и обеззараживания воды, размещенным в отдельном отсеке внутри корпуса станции. (RU 97362, 2010).
Недостатком известных станций очистки является невысокая степень очистки.
Технический результат, достигаемый в полезной модели, заключается в повышении степени очистки сточных вод.
Сущность полезной модели заключается в достижении упомянутого технического результата в станции для очистки сточных вод, которая содержит корпус со связанными между собой преаэратором со средствами для ввода сточной воды и подвода воздуха, первичным отстойником, регенератором активного ила со средством для подвода воздуха и аэтотенком и вторичным отстойником, размещенным в объеме аротенка и имеющим средство для отвода очищенной воды, при этом вторичный отстойник предназначен для отделения хлопьев активного ила и других взвешенных веществ от очищенной воды и содержит резервуар, верхняя часть которого выполнена в виде четырехгранной призмы, а нижняя - приямок - в виде усеченной пирамиды, грани которой наклонены под углом 60° к основанию пирамиды, совмещенному с четырехгранной призмой, при этом внутри резервуар разделен не доходящей до дна перегородкой для обеспечения перетока воды на две неравные секции, причем в большей секции установлен тонкослойный блок в виде пластин, расположенных на расстоянии 0,05 м одна над другой и наклоненных под углом 60° к оси секции, а над тонкослойным блоком расположен фильтрующий блок с жесткой засыпной биозагрузкой, которая выполнена из обрезков трубок и\или листов полипропилена и размещена между решетками, в верхней части резервуара со стороны меньшей секции выполнено отверстие для подачи очищаемой воды, а отверстие для вывода очищенной воды выполнено в большей секции над фильтрующим блоком с жесткой насыпной биозагрузкой с образованием камеры для сбора очищенной воды, регенератор активного ила представляет собой связанную с первичным отстойником системы очистки камеру, разделенную по вертикали на две неравные части, большая из которых имеет в нижней части средство для подвода воздуха, при этом части камеры выполнены сообщающимися в нижней части за счет длины вертикальной перегородки для перетекания избыточного ила из большей части в меньшую, а в верхней части камеры выполнены средства для сообщения меньшей части камеры с первичным отстойником и большей ее части - с аэротенком системы очистки, при этом указанные средства расположены выше непосредственной связи первичного отстойника с аэротенком, причем в большей части камеры установлен эрлифт для перекачки в нее активного ила из вторичного отстойника.
В предпочтительном варианте исполнения корпус выполнен в виде правильной шестигранной призмы.
Корпус может быть выполнен из N правильных шестигранных призм, где N зависит от объема очищаемой воды.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена станция для очистки сточных вод; на фиг.2 - вторичный отстойник - устройство для отделения хлопьев активного ила и других взвешенных веществ от очищенной воды; на фиг.3 - регенератор активного ила.
Станция для очистки сточных вод содержит корпус 1 со связанными между собой преаэратором 2, первичным отстойником 3, регенератором активного ила 4 и аэтотенком 5, в котором установлен вторичный отстойник 6. Преаэратор 2 имеет средства 7 и 8 для ввода сточной воды и подвода воздуха соответственно, аэратотенк 5 имеет средства 9 и 10 для отвода очищенной воды и подвода воздуха соответственно. Преаэратор 2 и первичный отстойник 3 связаны между собой посредством решетки 11 механической очистки. Между вторичным отстойником 6 и регенератором активного ила 4 установлен эрлифт 12.
Вторичный отстойник 6 - устройство для отделения хлопьев активного ила и других взвешенных веществ от очищенной воды - содержит устанавливаемый вертикально резервуар 13, верхняя часть 14 которого выполнена в виде четырехгранной призмы, а нижняя 15 - приямок - в виде усеченной пирамиды. Грани пирамиды наклонены под углом 60° к основанию пирамиды, совмещенному с четырехгранной призмой. Резервуар 14 внутри разделен перегородкой 16 на две неравные секции: 17 - меньшую и 18 - большую. Перегородка 16 не доходит до дна для обеспечения перетока воды. В секции 18 установлен тонкослойный блок в виде пластин 19, расположенных на расстоянии 0,05 м одна над другой и наклоненных под углом 60° к оси секции. Тонкослойный блок выполнен с возможностью неразрушающего разъединения его с резервуаром, т.е. съемным. Над тонкослойным блоком в секции 18 расположен фильтрующий блок 20, имеющий верхнюю и нижнюю решетки 21 и 22 соответственно и жесткую засыпную биозагрузку 23, которая выполнена из обрезков трубок и\или листов полипропилена и размещена между решетками. Блок 20 также выполнен съемным. В верхней части резервуара 14 со стороны меньшей секции 17 выполнено отверстие 24 для ввода очищаемой воды, а отверстие 10 для отвода очищенной воды выполнено в секции 18 резервуара выше фильтрующего блока 20 с образованием камеры 25 для сбора очищенной воды ниже отверстия 10. Конструктивно все детали устройства выполнены из полипропилена.
Регенератор активного ила содержит камеру 26, разделенную перегородкой 27 на две неравные части, меньшую 28 и большую 29. Части камеры выполнены сообщающимися за счет длины вертикальной перегородки 27. Большая часть 29 снизу имеет средство 30 для подвода воздуха. В верхней части камеры 26 выполнены средства 31 и 32 для сообщения меньшей части 28 камеры с первичным отстойником 3, а большей 29 - с аэротенком 5. На чертеже указанные средства условно показаны в виде отверстий в стенках камеры, однако они могут быть выполнены в виде трубок, соединенных соответственно с первичным отстойником и аэротенком. Конструктивное выполнение средств для сообщения камеры регенератора с первичным отстойником и аэротенком зависит от последовательности расположения основных узлов станции очистки. Средства 31 и 32 расположены выше выполненной в системе очистки непосредственной связи первичного отстойника с аэротенком, которая на чертеже показана в виде канала 33. В большей части 29 камеры установлен эрлифт 13 для перекачки в камеру активного ила из вторичного отстойника 6.
Воздух в систему подается при помощи компрессора (на чертеже не показаны).
Корпус станции выполнен в виде правильной шестигранной призмы или N правильных шестигранных призм, где N зависит от объема очищаемой воды.
При работе станции сточные воды подвергаются механической очистке, биологической очистке и фильтрации. Биологическая очистка протекает в три этапа::
1 этап: сорбционное изъятие и удерживание активным илом загрязнений из сточных вод.
2 этап: внеклеточная переработка бактериями загрязнений с помощью выделяемых ими наружу (за пределы клетки) пищеварительных ферментов (экзоферментов). Пищеварительные ферменты контактируют с крупными частицами веществ и осуществляют гидравлическое расщепление сложных молекул органических веществ до более простых, небольших по размеру молекул, которые проходят через оболочку внутрь клетки.
3 этап: внутриклеточная переработка (ассимиляция) органических веществ и получение необходимой энергии с помощью внутриклеточных пищеварительных ферментов (эндоферментов) с образованием углекислого газа, воды, окисленных форм аммонийного азота.
При пуске станции в эксплуатацию все ее камеры уже залиты водой до рабочего уровня (т.е. до уровня перелива). Сточная вода из канализационной трубы попадает в преаэратор через средство 7 для ввода очищаемой воды. В эту же камеру подается воздух через элементы аэрации, за счет чего происходит аэрирование и одновременное перемешивание и усреднение сточных вод по количеству загрязнений. При поступлении стока вода начинает перетекать из камеры в камеру через средства для ввода и отвода воды, связывающие камеры, за счет того, что каждое последующее такое средство расположено по уровню ниже, чем предыдущее и камеры представляют собой сообщающиеся сосуды. Из преаэратора вода через решетку 11 перетекает в первичный отстойник 3, где происходит гравитационное выделение из сточных вод веществ, оседающих на дно или всплывающих на поверхность. Осадок, образующийся в первичном отстойнике удаляется раз в пол года посредством фекального насоса, погружаемого на дно камеры. Из первичного отстойника сточные воды, пройдя механическую очистку от взвешенных веществ, через средство 33 перетекают в аэротенк 5, где проходят биологическую очистку за счет аэрации и перемешивания с активным илом. Активный ил, который представляет собой колонии микроорганизмов, образуется за счет быстрого размножения этих микроорганизмов, попадающих в станцию, где создаются благоприятные условия для их жизнедеятельности, вместе со сточной водой и воздухом.
Из аэротенка очищаемая вода с активным илом попадает в меньшую секцию вторичного отстойника, опускается вниз и, перетекая через перегородку, попадает в большую секцию, в которой установлен тонкослойный блок из пластин. Жидкость во второй секции поднимается снизу - вверх через тонкослойный блок, при этом имеющиеся в ней взвешенные хлопья активного ила и другие взвешенные вещества под действием гравитации скатываются по наклонным пластинам и оседают на дно приямка. Очищенная вода, освобожденная от взвешенных веществ, поднимается в верхнюю часть устройства сквозь фильтрующий блок с жесткой засыпной биозагрузкой, установленный над тонкослойным блоком.При этом блок с биозагрузкой выполняет функции фильтра от взвешенных веществ и биологической доочистки, поскольку на биозагрузке образуются колонии микроорганизмов в виде биопленки, которые и осуществляют доочистку воды. Осадок, скапливающийся на дне приямка, откачивается в большую часть регенератора 29 посредством эрлифта два раза в сутки. Включение/выключение работы эрлифта осуществляется за счет подачи/прекращения подачи в него воздуха. Подача воздуха в эрлифт регулируется модульным реле времени, которое срабатывает через определенный, устанавливаемый промежуток времени (на чертеже не показано).
Регенератор предназначен для восстановления окислительной способности активного ила. Регенератор устанавливают на линии возвратного (рециркулирующего) активного ила. Сточные воды в регенератор не подаются, подается только возвратный активный ил, который подвергается интенсивной регенерации, которая основана на том, что скорость процесса сорбции загрязнений активным илом в 2-5 раз выше, чем скорость окисления сорбированных загрязнений. Активный ил, сорбировавший на своей поверхности загрязнения отделяют во вторичный отстойник, не дожидаясь полного окисления илом сорбированных загрязнений, а полное окисление проводится только для той части ила, которая возвращается в аэротенк. При этом в аэрируемой части камеры регенератора происходит полное окисление илом сорбированных на поверхности и включенных внутрь клетки загрязнений. Таким образом, рециркуляционный ил, пройдя регенератор, поступает обратно в аэротенк с высокой способностью к сорбции и окислению органики из сточных вод. Избыточный активный ил оседает в неаэрируемой части камеры регенератора, где он накапливается, а затем откачивается при помощи аэронасоса (типа эрлифт) и утилизируется. Надиловая жидкость, образующаяся в неаэрируемой части, поступает в первичный отстойник. Сплошными стрелками на чертеже показан ход воды, пунктирными -ход ила в регенераторе. В условиях интенсивной аэрации активный ил окисляет сорбированные на поверхности и включенные внутрь клетки загрязнения и выходит в аэротенк с высокой способностью к сорбции и окислению органики из сточных вод.
Станция для очистки сточных вод согласно полезной модели имеет следующие преимущества:
Высокая степень очистки (до 98%), обеспеченная применением новых технологий в проектировании станций автономной канализации (решетка механической очистки, тонкослойный вторичный отстойник, фильтрующий блок с жесткой засыпной биозагрузкой, регенератор активного ила)
Компактность и возможность использования без фильтрующих траншей (полей фильтрации), что позволяет использовать установку даже на маленьких участках
Не нужно закупать бактерии, на эксплуатацию установки тратится только электроэнергия
Полное отсутствие запахов при работе
Способность обходиться без стока до трех месяцев, что позволяет пользователю уезжать в отпуск и т.п., и при этом возвращаться к работоспособной установке. Эта же особенность позволяет использовать установку в режиме неравномерного стока, т.е. «дачного» типа эксплуатации (например, в течение недели никого, а в выходные семья+гости)
Низкое энергопотребление
Высокая прочность и надежность конструкции, обеспеченные ее формой и высококачественным материалом и технологией сборки Высококачественный полипропилен, из которого изготовлен корпус станции и все ее конструктивные элементы, имеет повышенную прочность, абсолютную коррозионную стойкость и стабилизирован от ультрафиолетового излучения
Многомодульное исполнение станции, дающее возможность при необходимости добавить дополнительный модуль
Надежность работы. Благодаря самотечному исполнению, система не выходит из строя при отключении электричества, отсутствует вероятность засоров, что упрощает обслуживание станции.
Полное отсутствие металлических комплектующих в местах подверженных воздействию воды и влаги.
Не нужно использовать ассенизационную машину для систем производительностью менее 3 м.куб., то есть отпадает необходимость планировать подъезд к месту расположения установки.
Простота в эксплуатации. Конструкция корпуса обеспечивает простой доступ ко всем важным элементам очистной системы для наблюдения и обслуживания.
Поскольку каждый модуль станции выполнен в форме правильной шестиугольной призмы, каждое ее ребро исполняет роль дополнительного усиления жесткости конструкции. Данное исполнение станции позволило уменьшить площадь поверхности стенок и тем самым снизить нагрузку на них. Все углы станции образованы посредством термического изгиба листа, а не сварки отдельных листов, при этом количество сварных швов на боковой поверхности не превышает двух, что обеспечивает особую герметичность и прочность конструкции.