ОЧИСТНАЯ УСТАНОВКА ЮНИЛОС-АКТИВ

Полезная модель относится к области устройств для очистки сточных вод, а именно устройств для осуществления полной биологической очистки хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу сточных вод отдельно стоящих зданий, объектов инфраструктуры и прочих автономных (децентрализованных) систем канализации.
Из уровня техники известно решение УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ, запатентованное в качестве полезной модели (RU 97362, C02F 1/00, приоритет от 27.05.2010). Данное решение представляет собой установку, содержащую корпус, разделенный перегородками на четыре камеры: приемную камеру, аэротенк, вторичный отстойник и стабилизатор ила; в состав установки также входят блок управления, компрессор и подключенная нему через электромагнитный клапан система аэрации. Система аэрации в данном техническом решении включает три подсистемы: подсистему турбо - режима, подсистему прямой фазы очистки и подсистему обратной фазы очистки. В состав подсистемы турбо-режима входят 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. В состав подсистемы обратной фазы очистки входят 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 также находятся успокоитель потока и форсунка продувки.
Дополнительно перед приемной камерой может находиться первичный отсек с погружным насосом для перекачивания неочищенной воды в приемную камеру.
После вторичного отстойника, обычно рядом с его верхней частью, может находиться емкость очищенной воды с насосом откачки очищенной воды.
Кроме того, установка может быть снабжена оборудованием для фильтрации и обеззараживания воды (например, в виде песчаного фильтра и УФ лампы обеззараживания), размещаемом в отдельном отсеке внутри корпуса станции.
Недостатком данного решения является: неустойчивая работа при колебаниях расходов воды и пиковых концентрациях загрязнений, что выражается в залповом протекании сточных вод через отсеки установки.
Технической задачей заявленной полезной модели является увеличение устойчивости работы станции к пиковым расходам и концентрациям загрязнений; увеличение скорости окисления загрязнений и сокращение времени полного цикла обработки; уменьшение габаритных размеров установки.
Поставленная техническая задача решается за счет следующего.
Корпус очистной установки ЮНИЛОС - АКТИВ содержит следующие емкости и элементы очистной системы: усреднительную емкость с решеткой, аэротенк с размещенной в нем плавающей загрузкой, вторичный отстойник с тонкослойными модулями, стабилизатор и обезвоживатель ила, фильтр доочистки, установка обеззараживания воды, емкость очищенной воды с насосом или без нее, блоки управления с магнитным клапаном и компрессорами, блок управления установкой обеззараживания воды (ультрафиолетовым облучением) и блок управления установкой обеззараживания воды. Данные емкости и элементы связаны друг с другом системой трубопроводов: самотечным трубопроводом бытовой канализации, напорным трубопроводом подачи стоков на очистку, самотечным трубопроводом сточных вод после аэротенка, самотечным трубопроводом биологически очищенной воды, напорным трубопроводом дочищенной воды, напорным трубопроводом обеззараженной воды, напорным трубопроводом биологически очищенной, доочищенной и обеззараженной воды, напорным трубопроводом сбросной воды, напорным трубопроводом возвратного активного ила, напорным трубопроводом избыточного активного ила, самотечным трубопроводом стабилизированного ила, напорным трубопроводом промывной воды; также устройство снабжено питающим кабелем, воздухопроводом, также предусмотрено устройство для удаления обезвоженного осадка.
Усреднительная емкость, снабженная решеткой, представляет собой отсек емкости или отдельный резервуар и содержит входной патрубок для подключения к канализационной сети, решетку, насос, аэрационные элементы, подключенные к воздухопроводу, датчики уровня жидкости и перекрытие с люками для обслуживания. Решетка предназначена для очистки поступающих стоков от крупных загрязнений, насос установлен в нижней части емкости, напорный патрубок насоса подключен к аэротенку.
Аэротенк представляет собой отсек емкости или отдельную емкость, снабжен аэрационными элементами, эрлифтом Самотечного трубопровода сточных вод после аэротенка, решеткой и плавающей загрузкой. Аэрационные элементы подключены к воздухопроводу. Решетка представляет собой трубу с цилиндрической решеткой и отводным трубопроводом; внутри решетки установлена воздушная продувка, подключенная к воздухопроводу, эрлифт самотечного трубопровода сточных вод после аэротенка установлен внутри решетки у дна емкости, к эрлифту подключен воздухопровод.
Вторичный отстойник представляет собой отсек емкости или отдельную емкость, снабженную тонкослойными модулями; устройством продувки тонкослойных модулей, эрлифтом напорного трубопровода возвратного активного ила и эрлифтом напорного трубопровода избыточного активного ила; также снабжен устройством удаления плавающих веществ. Эрлифты установлены в зоне вторичного отстойника, отделенного перегородкой - гасителем потока жидкости. Эрлифты установлены у дна отстойника. Эрлифт напорного трубопровода избыточного активного ила подключен к воздухопроводу. Эрлифт напорного трубопровода возвратного активного ила и устройство продувки тонкослойных модулей также подключены к воздухопроводу. Устройство удаления плавающих веществ подключено к воздухопроводу, который подключен к магнитному клапану.
Стабилизатор ила представляет собой отсек емкости или отдельную емкость, снабженную аэрационными элементами и направителем потока. Направитель потока осуществляет подвод поступающей воды непосредственно в нижнюю область стабилизатора, к местам размещения аэрационных элементов. Аэрационные элементы подключены к воздухопроводу.
Обезвоживатель ила представляет собой отсек емкости или отдельную емкость, снабженную каркасом для фильтровального мешка, фильтровальным мешком, насосом и поплавковым датчиком уровня. Насос установлен на дне емкости и подключен к поплавковому датчику уровня. Также возможен вариант выполнения, при котором обезвоживатель ила устанавливается в усреднительной емкости, в этом случае насос не используется.
Фильтр доочистки представляет собой отсек емкости или отдельную емкость, снабжен загрузкой, двумя насосами, аэрационными элементами, тремя поплавковыми датчиками уровня и дырчатыми трубами. Загрузка располагается в специальном отсеке, под загрузкой располагаются аэрационные элементы и дырчатые трубы. Управление первым насосом осуществляется от двух поплавковых датчиков. Управление вторым насосом осуществляется от блока управления и от поплавкового датчика уровня.
В качестве установки обеззараживания воды возможно использование одного из разнообразных готовых изделий по обеззараживанию, которое устанавливается в отсеке станции.
Емкость очищенной воды с насосом представляет собой отсек емкости или, в одном из вариантов выполнения, отдельную емкость, оснащенную насосом с поплавковым датчиком уровня.
Полезная модель иллюстрируется следующими фигурами:
- фиг.1 - Принципиальная схема очистной установки ЮНИЛОС -АКТИВ;
- фиг.2 - схема усреднительной емкости с решеткой;
- фиг.3 - схема аэротенка с плавающей загрузкой;
- фиг.4 - схема вторичного отстойника с тонкослойными модулями;
- фиг.5 - схема стабилизатора ила;
- фиг.6 - схема обезвоживателя ила;
- фиг.7 - общая схема фильтра доочистки;
- фиг.8 - схема фильтра доочистки;
- фиг.9 - схема установки обеззараживания воды;
- фиг.10 - схема емкости очищенной воды с насосом;
- фиг.11 - общая схема работы блоков управления с магнитным клапаном и компрессорами, установкой обеззараживания воды и УФО;
- фиг.12 - схема работы блоков управления с магнитным клапаном и компрессорами, установкой обеззараживания воды и УФО;
На фигурах указаны следующие позиции:
01 - Усреднительная емкость с решеткой;
01.1 - Решетка
01.2 - Насос
01.3 - Аэрационный элемент
01.4 - Поплавковый датчик (нижний рабочий уровень)
01.5 - Поплавковый датчик (аварийный уровень)
02 - Аэротенк с плавающей Загрузкой;
02.1 - плавающая загрузка
02.2 - Эрлифт трубопровода III
02.3 - Решетка
02.4 - Аэрационный элемент
03 - Вторичный отстойник с тонкослойными модулями;
03.1 - тонкослойный модуль
03.2 - эрлифт трубопровода Х
03.3 - эрлифт трубопровода XI
03.4 - устройство продувки тонкослойных модулей
03.5 - устройство удаления плавающих веществ
04 - Стабилизатор ила;
04.1 - направитель потока
04.2 - Аэрационный элемент
05 - Обезвоживатель ила;
05.1 - насос
05.2 - каркас для фильтровального мешка
05.3 - Фильтровальный мешок
05.4 - поплавковый датчик (рабочий уровень)
06 - Фильтр доочистки;
06.1 - Загрузка
06.2 - насос
06.3 - насос
06.4 - Аэрационный элемент
06.5 - поплавковый датчик (отключение насоса 06.3)
06.6 - поплавковый датчик (нижний уровень)
06.7 - поплавковый датчик (верхний уровень)
06.8 - дырчатая труба
07 - Установка обеззараживания воды;
08 - Емкость очищенной воды с насосом;
08.1 - Насос
08.2 - поплавковый датчик уровня (рабочий)
09 - Блок управления с магнитным клапаном и компрессорами;
09.1 - компрессор
09.2 - магнитный клапан (денитрификации)
09.3 - магнитный клапан (доочистка)
09.4 - магнитный клапан (избыточный ил)
10 - Блок управления установкой обеззараживания воды;
11 - Блок управления УФО (ультра - фиолетовой очистки);
I - Самотечный трубопровод бытовой канализации;
II - Напорный трубопровод подачи стоков на очистку;
III - Самотечный трубопровод сточных вод после аэротенка;
IV - Самотечный трубопровод биологически очищенной воды;
V - Напорный трубопровод дочищенной воды;
VI - Напорный трубопровод обеззараженной воды;
VII - Напорный трубопровод биологически очищенной, доочищенной и обеззараженной воды;
VIII - Удаление обезвоженного осадка;
IX - Напорный трубопровод сбросной воды;
X - Напорный трубопровод возвратного активного ила;
XI - Напорный трубопровод избыточного активного ила;
XII - Самотечный трубопровод стабилизированного ила;
XIII - Напорный трубопровод промывной воды;
XIV - Питающий кабель;
XV - Воздухопровод;
XVI - Напорный трубопровод удаления плавающих веществ.
Работа очистной установки ЮНИЛОС - АКТИВ осуществляется следующим образом.
Сточные воды через входной патрубок I поступают в усреднительную емкость 01 с решеткой 01.1, на которой остаются крупные отходы. Решетка выполнена съемной, с возможностью удаления накопившихся крупных отходов. Режим поступления сточных вод может быть как самотечным, так и напорным. При самотечном режиме поступления сточных вод предусматривается модификация усреднительной емкости под различные глубины входных патрубков (0,6; 0,9 и 1,2 метра). Объем усреднительной емкости рассчитан для накопления сточных вод во время залповых сбросов и с возможностью разбора воды во время отсутствия притока сточных вод. Время пребывания сточных вод в резервуаре при номинальной производительности составляет не менее 8 часов.
Аэрация сточных вод в усреднительном резервуаре происходит в следующих случаях:
- модификация без денитрификации во время удаления избыточного ила из вторичного отстойника 03.
- модификация с денитрификацией во время аэрации в аэротенке 02.
Работа насоса 01.2 полностью автоматизирована.
Поплавковый датчик уровня 01.4 определяет нижний рабочий уровень и включает и выключает насос в зависимости от уровня жидкости в емкости 01. Поплавковый датчик уровня 01.5 определяет аварийный уровень, и включает аварийную сигнализацию.
Насос 01.2 работает циклично с заданными временными интервалами работы и простоя. Информация хранится в памяти управляющего контроллера блока управления 09.
Из усреднительной емкости 01 стоки поступают в аэротенк 02 по напорному трубопроводу II. Вместимость аэротенка 02 рассчитана на гидравлическое время пребывания сточных вод при номинальной производительность не менее 6 часов. В аэротенке 02 происходит окисление органических загрязнений, изъятие из сточных вод взвешенных частиц, мелких плавающих частиц за счет наличия активного ила и биопленки. Перемешивание иловой смеси осуществляется при помощи аэрации через аэрационные элементы 02.4, подключенные к воздухопроводу XV.02.4. Режим работы аэрационных элементов различный в зависимости от модификации аэротенка 02:
- модификация без денитрификации - режим аэрации постоянный;
- модификация с нитрификацией - режим аэрации цикличный с заданными временными интервалами работы и простоя. Информация о цифровых значениях интервалов хранится в памяти управляющего контроллера блока управления 09.
Особенностью аэротенка 02 является наличие плавающей загрузки 02.1, повышающей окислительную мощность аэротенка и обеспечивающую процесс нитрификации в ограниченном объеме и при неблагоприятных условиях, таких как низкая температура. В аэротенк 02 поступает возвратный активный ил по напорному трубопроводу X. Из аэротенка иловая смесь эрлифтом 02.2 по напорному трубопроводу III поступает во вторичный отстойник 03. В аэротенке предусмотрен самотечный трубопровод III* для аварийного перелива иловой смеси во вторичный отстойник 03.
Во вторичном отстойнике 03 происходит разделение иловой смеси, при этом активный ил уплотняется и осаждается на дне в пирамидной части отстойника, а очищенная вода по самотечному трубопроводу биологически очищенной воды IV отводится в фильтр доочистки 06. Эрлифт 03.2 трубопровода Х работает переменно с заданными управляющим контроллером 09 интервалами времени. Эрлифт 03.2 откачивает ил в аэротенк 02. Устройство удаления плавающих веществ 03.5 подключено к воздухопроводу XV.03.5, который подключен к магнитному клапану 09.3.
Эрлифт 03.3 трубопровода XI работает переменно с заданными управляющим контроллером 09 интервалами времени. Эрлифт 03.3 откачивает ил в стабилизатор ила 04.
Эрлифт 03.2 и 03.3 подключены к воздухопроводам XV.03.2 и XV.03.3 соответственно, которые в свою очередь подключены к магнитному клапану 09.3.
Устройство продувки тонкослойных модулей 03.4 предназначено для очистки тонкослойных модулей от оседающих на их поверхности частиц ила. Устройство 03.4 подключено к воздухопроводу XV.03.4 и работает совместно с эрлифтом 03.3 в соответствии с заданным интервалом.
Избыточный ил из вторичного отстойника 03 по напорному трубопроводу XI поступает в стабилизатор ила 04. Объем стабилизатора 04 рассчитан с учетом пребывания ила в нем длительностью не менее 5 суток.
Ил поступает в направитель потока 04.1, опускается на дно стабилизатора 04 и аэрируется при помощи сжатого воздуха, подаваемого по воздухопроводу XV.04.2 через аэрационные элементы 04.2.
При переполнении стабилизатора ила происходит переток сброженного ила по самотечному трубопроводу XII в обезвоживатель ила 05.
Если комплекс не оборудован обезвоживателем ила 05, то сброженный ил перетекает в накопительную емкость.
В обезвоживателе ила 05 ил поступает в фильтровальный мешок 05.2. Фильтрат поступает в емкость обезвоживателя ила 05 и откачивается насосом 05.1 по напорному трубопроводу IX в усреднит ельную емкость с решеткой 01. Включение и отключение насоса происходит по сигналу от поплавкового датчика уровня 05.4. В варианте, при котором обезвоживатель ила устанавливается в усреднительной емкости, насос не используется, фильтрат поступает непосредственно в усреднительную емкость с решеткой 01.
Работа фильтра доочистки 06 полностью автоматизирована и контролируется блоком управления 09, а также поплавковыми датчиками уровня 06.5, 06.6 и 06.7.
Работа фильтра в режиме фильтрации осуществляется следующим образом: биологически очищенная вода из вторичного отстойника 03 поступает по самотечному трубопроводу IV в фильтр доочистки 06. В самотечном режиме происходит фильтрация воды через слои загрузки 06.1. Аэрация воды осуществляется при помощи подачи воздуха от компрессора 09.1 по воздухопроводу XV.06.4 в аэрационные элементы 06.4. Работа насоса 06.2 запрограммирована таймером, который включает насос на 1 мин каждый час. При срабатывании поплавкового датчика уровня 06.7 насос включается и понижает уровень до нормального. При срабатывании поплавкового датчика уровня 06.6 он отключает насос 06.2.
Работа фильтра в режиме промывки загрузки осуществляется следующим образом: магнитный клапан 09.4 переключает подачу воздуха в воздухопровод XV.06.8, к которому подключены дырчатые трубы 06.8. Выходя из них, воздух осуществляет барботирование загрузки. Одновременно с этим включается насос 06.3 и откачивает воду из емкости фильтра доочистки в усреднительную емкость с решеткой 01 по напорному трубопроводу XIII. Отключение насоса 06.3 происходит при срабатывании поплавкового датчика уровня 06.5. Переключение работы фильтра между фильтрацией и промывкой осуществляется через блок управления 09, с заданными интервалами времени между промывками.
Очищенная вода по напорному трубопроводу V поступает в установку обеззараживания воды 07. В установке предусмотрено байпассное отведение воды, минуя установку 07.1 для защиты оборудования в период выхода установки на рабочий режим. Обеззараженная вода по самотечному трубопроводу VI поступает в емкость очищенной воды с насосом 08. При срабатывании поплавкового датчика уровня 08.2 включается насос 08.1 и откачивает воду в место сброса.