СТАНЦИЯ ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель (варианты) относится к устройствам биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод и близких по составу промышленных сточных вод и может быть использовано в коммунальном хозяйстве и на промышленных предприятиях.
За аналог двух вариантов заявляемой полезной модели принято техническое решение того же назначения - блочная станция очистки сточных вод, в которой общими признаками с заявляемыми вариантами изобретения являются выполнение станции в виде здания геометрической формы, содержащей в своем составе денитрификатор, который соединен через аэротенк с отстойником (описание к патенту РФ №17174 на полезную модель «Блочная станция очистки сточных вод», МПК7 C02F 9/00, с приоритетом от 03.11.2000)
Наиболее близким аналогом того же назначения, что и оба варианта заявляемой полезной модели является техническое решение - станция очистки сточных вод, в которой общими признаками с заявляемыми вариантами изобретением являются выполнение станции в виде здания геометрической формы, при этом станция содержит мешалки в технологическом объеме денитрафикатора, с возможностью перемешивания иловой смеси во всем его объеме, денитрафикатор, объем которого соединен посредством дырчатой перегородки с аэрационным объемом высоконагружаемого аэротонка-смесителя (описание к патенту РФ №2338697 на изобретение «Станция очистки сточных вод», МПК7 C02F 3/18, C02F 93/14 с приоритетом от 20.10.2006)
Аналогу и прототипу свойственны одни и те же недостатки, к которым относятся:
- сложность в управлении биологическим процессом совместного удаления P и N, обусловленного разностью в скоростях роста микроорганизмов, участвующих в процессах окисления углеродсодержащей органики и удаления биогенных элементов с одной стороны и микроорганизмов участвующих в окислении азота аммонийных солей с другой стороны в одном технологическом объеме;
- незащищенность нитрифицирующей ступени от возможного воздействия различных факторов, ингибирующих развитие нитрификации.
Задачей, на решение которой направлены оба варианта полезной модели, является повышение надежности системы очистки.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении вариантов полезной модели, заключается в разделении процессов окисления углеродсодержащих веществ и процессов окисления органики в последовательно расположенных отдельных технологических объемах.
Сущность полезной модели по первому варианту - станция двухступенчатой биологической очистки сточных вод, выполненная в виде здания геометрической формы, содержащая мешалки в технологическом объеме денитрафикатора, объем которого соединен посредством дырчатой перегородки с аэрационным объемом высоконагружаемого аэротонка-смесителя, состоит в том, что станция выполнена цилиндрической формы и содержит производственное здание и блок технологических емкостей, который разделен на четыре технологических сегмента, с возможностью независимой параллельной работы их технологических линий, выполненных в виде радиальных каналов, каждый из сегментов содержит анаэробно-аноксидный реактор, разделенный на анаэробную часть, преданоксидную часть и аноксидную часть, в которых размещены механические мешалки, гетеротрофную ступень, включающую высоконагружаемый аэротенк-смеситель, снабженный пневматической системой аэрации и двухступенчатым тонкослойным илоотделителем, в центральной части которого расположена двухсекционная иловая камера с низконапорными насосными агрегатами, каждая секция иловой камеры соединена перфорированным трубопроводом, расположенным в нижней зоне тонкослойных модулей в каждой ступени двухступенчатого тонкослойного илоотделителя, в нижней его зоне расположена система распределения иловой смеси, с возможностью обеспечения последовательной работы его ступеней в противоточном режиме, каждая его ступень снабжена системой регенерации межполочного пространства тонкослойных модулей в каждой ступени, гетеротрофная ступень соединена с автотрофной ступенью системой распределительных лотков, двухступенчатого тонкослойного илоотделителя, при этом каждой секции иловой камеры соответствует своя ступень двухступенчатого тонкослойного илоотделителя, с возможностью достижения гидравлической самостоятельности при регулировании отбора иловой смеси из каждой его ступени, гетеротрофная ступень соединена с автотрофной ступень системой распределительных лотков двухступенчатого тонкослойного илоотделителя, автотрофная ступень, содержит аэротенк нитрификатора-вытеснителя, снабженного плавающей загрузкой для иммобилизации нитрифицирующей биомассы, пневматической системой аэрации и отстойником-осветлителем, в котором по высоте выполнены две зоны, последовательно расположенные снизу вверх по ходу движения осветляемой суспензии, нижняя зона выполнена в виде тонкослойного отстойника, а верхняя зона над ним в виде биореактора с «ершовой» загрузкой для иммобилизации выносимой из аэротенка нитрификатора-вытеснителя прикрепленной микрофлоры, каждая зона отстойника-осветлителя снабжена системой регенерации, системой сбора и отвода осветленной сточной жидкости, система отвода соединена с распределительной системой встроенной контактной камеры хлопьеобразования префильтра с «ершовой» загрузкой, префильтр снабжен системой регенерации «ершовой» загрузки и системой сбора и отвода очищенной воды, которая посредством трубопроводов соединена с блоком скорых фильтров с чередующимся направлением фильтрации в подвижном слое зернистой загрузки, блок технологических емкостей снабжен вертикальным илоуплотнителем проточного типа со встроенной камерой хлопьеобразования водоворотного типа, с возможностью уплотнения избыточной активной биомассы.
Решению поставленной задачи способствуют признаки, характеризующие полезную модел в частных случаях ее выполнения или использования.
Анаэробно-аноксидный реактор разделен на анаэробную часть, преданоксидную часть и анокстиидную часть дырчатыми перегородками.
Пневматические системы аэрации гетеротрофной ступени и автотрофной ступени выполнены в виде мелкопузырчатых аэраторов.
Форма межполочного сечения в полках тонкослойных модулей выполнена ячеистой или прямоугольной.
Технологическая и инженерная инфраструктура станции размещена в производственном здании, расположенном в центре единого конструктивного блока технологических емкостей
Производственное здание станции в плане круглое, вписано во внутреннюю окружность блока технологических емкостей.
Производственное здание станции разделено на два основных производственных уровня.
В нижнем производственном уровне размещено оборудование обеззараживания очищенных сточных вод и оборудование для инженерного обеспечения работы префильтра с «ершовой» загрузкой со встроенной камерой хлопьеобразования.
В верхнем производственном уровне размещено оборудование механической очистки сточных вод, оборудование обезвоживания и сушки избыточного активного ила, оборудование для обеспечения технологического процесса и помещения приточно-вытяжной вентиляции с оборудованием по очистке воздушных эмиссий, образующихся в процессе очистки сточных вод.
Сущность полезной модели по второму варианту - станция двухступенчатой биологической очистки сточных вод, выполненная в виде здания геометрической формы, содержащая мешалки в технологическом объеме денитрафикатора, объем которого соединен посредством дырчатой перегородки с аэрационным объемом высоконагружаемого аэротонка-смесителя, состоит в том, что станция содержит производственное здание и блок технологических емкостей, в котором параллельно расположены две прямоугольные секции, с возможностью их независимой параллельной работы, каждая из которых содержит анаэробно-аноксидный реактор, разделенный на анаэробную часть, преданоксидную часть и аноксидную часть, в которых размещены механические мешалки, гетеротрофную ступень, включающую высоконагружаемый аэротенк-смеситель, снабженный пневматической системой аэрации и двухступенчатым тонкослойным илоотделителем, в центральной части которого расположена двухсекционная иловая камера с низконапорными насосными агрегатами, иловая зона первой ступени двухступенчатого тонкослойного илоотделителя соединена трубопроводом с соответствующей секцией иловой камеры, а иловая зона его второй ступени соединена перфорированным трубопровдом с соответствующей ступенью иловой камеры, тонкослойные элементы первой ступени двухступенчатого тонкослойного илоотдлителя выполнены в виде плоских полок, нижняя часть каждой полки тонкослойного модуля снабжена перфорированным сборным коробом с длиной равной ширине полки, ширина перфорированного короба равна половине длины межполочного расстояния тонкослойного модуля, концы перфорированного короба открыты и соединены через разделительную перегородку первой ступени двухступенчатого тонкослойного илоотделителя с иловой зоной его второй ступени, с возможностью выполнения отбора менее концентрированной иловой смеси из верхней части ламинарного потока в иловую зону второй его ступени, щелевое сечение, образованное перфорированным коробом и последующей полкой тонкослойного модуля, обеспечивает возможность отвода иловой смеси в зону уплотнения первой ступени двухступенчатого тонкослойного илоотделителя, в верхней части его первой ступени расположен распределительный лоток подачи иловой суспензии в двухступенчатый тонкослойный илоотделитель, с возможностью обеспечения режима однонаправленного потока в полках тонкослойного модуля его первой ступени и противоточный режим в полках тонкослойного модуля второй ступени двухступенчатого тонкослойного илоотделителя, каждая его ступень снабжена системой регенерации межполочного пространства тонкослойных модулей в каждой ступени, гетеротрофная ступень соединена с автотрофной ступенью системой распределительных лотков, двухступенчатого тонкослойного илоотделителя, автотрофная ступень содержит аэротенк нйтрификатора-вытеснителя, снабженного плавающей загрузкой для иммобилизации нитрифицирующей биомассы, пневматической системой аэрации в виде отстойника-осветлителя, в котором по высоте выполнены две зоны, последовательно расположенные снизу вверх по ходу движения осветляемой суспензии, нижняя зона выполнена в виде тонкослойного отстойника, а верхняя зона над ним выполнена в виде биореактора с «ершовой» загрузкой для иммобилизации выносимой из аэротенка нйтрификатора-вытеснителя прикрепленной микрофлоры, каждая зона отстойника-осветлителя снабжена системой регенерации, системой сбора и отвода осветленной сточной жидкости, при этом система отвода, соединена с распределительной системой встроенной контактной камеры хлопьеобразования префильтра с «ершовой» загрузкой, префильтр снабжен системой регенерации «ершовой» загрузки и системой сбора и отвода очищенной воды, которая посредством трубопроводов соединена с блоком скорых фильтров с чередующимся направлением фильтрации в подвижном слое зернистой загрузки, причем в технологическом блоке установлен вертикальный илоуплотнитель проточного типа со встроенной камерой хлопьеобразования водоворотного типа, для уплотнения избыточно активной биомассы.
Решению поставленной задачи способствуют признаки, характеризующие полезную модель в частных случаях ее выполнения или использования.
Анаэробно-аноксидный реактор разделен на анаэробную часть, преданоксидную часть и анокстиидную часть дырчатыми перегородками.
Пневматические системы аэрации гетеротрофной ступени и автотрофной ступени выполнены в виде мелкопузырчатых аэраторов.
Форма межполочного сечения в полках тонкослойных модулей выполнена ячеистой или прямоугольной.
Технологическая и инженерная инфраструктура станции расположена в отдельно стоящем производственном здании.
Производственное здание выполнено из двух производственных уровней, расположенных по высоте здания.
В нижнем производственном уровне размещено оборудование механической очистки сточных вод, оборудование механического обезвоживания избыточного активного ила, оборудование сушки обезвоженного активного ила, помещения для размещения систем приточно-вытяжной вентиляции и очистки воздушных эмиссий.
В верхнем производственном уровне расположены административно-бытовые помещения и помещения для химико-бактериологической лаборатории.
Варианты полезной модели, обусловлены единым изобретательским замыслом, имеют одно и то же назначение и при своем осуществлении дают одинаковый технический результат в словесном выражении.
Из уровня техники неизвестны технические решения с заявляемыми совокупностями существенных признаков независимых пунктов формул вариантов полезной модели, что подтверждает их соответствие условию патентоспособности - новизна.
Сущность вариантов полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг.1 - общий вид первого варианта
на фиг.2 - то же разрез
на фиг.3 - общий вид второго варианта
на фиг.4 - то же, разрез
на фиг.5 - общий вид двухступенчатого тонкослойного илоотделителя
на фиг.6 - то же, разрез
на фиг.7 - то же разрез
на фиг.8 - функциональная технологическая схема двухступенчатой биологической очистки.
Пример осуществления вариантов полезной модели, с реализацией указанного назначения, изложен для ее первого варианта, имеющего свои конструктивные особенности, но и охватывающего самостоятельно используемый второй вариант полезной модели.
По первому варианту станция двухступенчатой биологической очистки сточных вод выполнена в виде цилиндрического здания, которое включает производственное здание и блок технологических емкостей, который разделен на четыре технологических сегмента (самостоятельной позицией не обозначены), представляющие собой четыре независимые друг от друга параллельно работающие технологические линии, выполненные в виде радиальных каналов (самостоятельной позицией не обозначены). Каждый из сегментов содержит анаэробно-аноксидный реактор (самостоятельной позицией не обозначен), разделенный дырчатыми перегородками на анаэробную часть 1, преданоксидную часть 2 и аноксидную часть 3, в которых размещены механические мешалки (на чертеже не показаны). Блок технологических емкостей содержит гетеротрофную ступень (самостоятельной позицией не обозначена), включающую высоконагружаемый аэротенк-смеситель 4, снабженный пневматической системой аэрации 5 с использованием мелкопузырчатых аэраторов (на чертеже не показаны), для перемешивания и насыщения иловой смеси и содержащий двухступенчатый тонкослойный илоотделитель 6, в центральной части которого расположена двухсекционная иловая камера 7 с низконапорными насосными агрегатами 8. Каждая секция иловой камеры 7 соединена трубопроводом 9, расположенным в нижней зоне тонкослойных модулей 10 в каждой ступени (самостоятельной позицией не обозначена) двухступенчатого тонкослойного илоотделителя 6. Каждой секции иловой камеры 7 соответствует своя ступень двухступенчатого тонкослойного илоотделителя 6, чем достигается гидравлическая самостоятельность при регулировании отбора иловой смеси из каждой его ступени. В двухступенчатом тонкослойном илоотделителе 6 использован принцип противоточного движения иловой смеси в полках тонкослойных модулей 10, имеющих ячеистую форму межполочного сечения. Возможно выполнение межполочного сечения прямоугольной формы. Поток иловой смеси имеет движение направленное снизу вверх, последовательно проходя ступени двухступенчатого тонкослойного илоотделителя 6. Каждая его ступень снабжена системой регенерации (на чертеже не показаны.) межполочного пространства тонкослойных модулей 10. Гетеротрофная ступень соединена с автотрофной ступенью системой распределительных лотков (на чертеже не показаны.), двухступенчатого тонкослойного илоотделителя 6. Автотрофная ступень содержит аэротенк нитрификатора-вытеснителя 11, с плавающей загрузкой для иммобилизации нитрифицирующей биомассы, пневматическую систему аэрации 12, и вертикальный отстойник-осветлитель 13, который разделен по высоте на две зоны (самостоятельной позицией не обозначены), последовательно расположенные снизу вверх по ходу движения осветляемой суспензии. Нижняя зона содержит тонкослойный отстойник 14, а верхняя зона содержит биореактор 15 с «ершовой» загрузкой в виде кассет 16 для иммобилизации прикрепленной микрофлоры, выносимой из аэротенка нитрификатора-вытеснителя 11. Каждая зона отстойника-осветлителя 13 снабжена системой регенерации 17, системой сбора и отвода 18 осветленной жидкости. После отстойника-осветлителя 13 расположен префильтр 19 с кассетной «ершовой» загрузкой 20 со встроенной контактной камерой хлопьеобразования 21. Префильтр 19 через систему сбора и отвода 22 очищенной воды соединен со скорым фильтром 23 с чередующимся направлением фильтрации в подвижном слое зернистой загрузки. Для уплотнения избыточной биомассы каждый технологический сегмент включает вертикальный илоуплотнитель 24 проточного типа со встроенной камерой водоворотного типа 25.
Технологическая и инженерная инфраструктура станции размещается в производственном здании 26, расположенном в центре блока технологических емкостей. Производственное здание 26 выполнено цилиндрическим, вписанным во внутреннюю окружность блока технологических емкостей. По высоте производственное здание 26 разделено на два основных производственных уровня 27 и 28: 1-й уровень 27 на отметке +0.000, 2-й уровень 28 на отметке +10.000.
Нижний производственный уровень 27, образованный подземной частью производственного здания 26, предназначен для размещения оборудования (на чертеже не показаны.), обеззараживания очищенных сточных вод и оборудования для инженерного обеспечения работы префильтра 19 с «ершовой» загрузкой со встроенной контактной камерой хлопьеобразования 21. Верхний производственный уровень 28 предназначен для размещения оборудования механической очистки сточных вод (на чертеже не показаны.), оборудования механического обезвоживания (на чертеже не показаны.), и сушки избыточного активного ила (на чертеже не показаны.), оборудования для обеспечения данного технологического процесса, а так же помещений приточно-вытяжной системы вентиляции с оборудованием по очистке воздушных эмиссий, образующихся в процессе очистки сточных вод. Блок технологических емкостей выполнен из монолитного железобетона. Поверхности радиальных каналов накрыты монолитными железобетонными плитами с организованными технологическими проемами для доступа внутрь емкостей и обслуживания погружного технологического оборудования. Подземная часть производственного здания 26 образует нижний производственный уровень 27 образован внутренним стеновым кольцом блока технологических емкостей, верх которого образован монолитной железобетонной плитой с организацией технологических проемов. Надземная частью производственного здания 26 образует верхний производственный уровень 28, который конструктивно может быть выполнен из пространственных металлоконструкций, облицованных сэндвич панелями. Для обеспечения доступа к производственному зданию 26, организуется два подъезда, в виде железобетонных перекрытий.
В станции двухступенчатой биологической очистки сточных вод реализуются четыре рециркуляционных контура, обеспечивающие полноту процесса биологической очистки: внутренний рециркуляционный контур 29 анаэробно-аноксидной ступени, аноксидная зона - анаэробная зона, функционирование данного контура обеспечивают низконапорные насосные агрегаты (на чертеже не показаны); наружный комбинированный рециркуляционный контур 30 гетеротрофной ступени; наружный рециркуляционный контур 31 автотрофной ступени, включающий аэротенк нитрификатора-вытеснителя - преданоксидная зона; внутренний рециркуляционный контур 32 автотрофной ступени, включающий отстойник-осветлитель - аэротенк нитрификатор-вытеснитель.
Особенность второго варианта полезной модели состоит в том, что станция двухступенчатой биологической очистки сточных вод содержит производственное здание и блок технологических емкостей, выполненный в виде двух симметрично расположенных прямоугольных блока 33 и 34, которые представляют собой две независимые друг от друга технологические линии очистки, с возможностью их независимой параллельной работы.
Состав технологических линий очистки второго варианта одинаков с первым вариантом и обозначен одинаковыми (сквозными) позициями. Отличием является конструкция вертикального двухступенчатого тонкослойного илоотделителя 35, центральная часть которого содержит двухсекционную иловую камеру 36. Иловая зона 37 первой ступени двухступенчатого тонкослойного илоотделителя 35 соединена трубопроводом 38 с соответствующей секцией иловой камеры, а иловая зона 39 его второй ступени 35 соединена перфорированным трубопроводом 40 с соответствующей ступенью иловой камеры 36. Тонкослойный модуль 41 первой ступени двухступенчатого тонкослойного илоотделителя 35 выполнен в виде плоских полок 42, нижняя часть каждой из которой снабжена сборным перфорированным коробом 43 с длиной равной ширине полки 42. Ширина перфорированного короба 43 равна половине длины межполочного расстояния тонкослойного модуля 41, концы перфорированного короба 43 открыты и соединены через разделительную перегородку 44 первой ступени двухступенчатого тонкослойного илоотделителя 35 с иловой зоной 39 второй его ступени, с возможностью отбора менее концентрированной иловой смеси из верхней части ламинарного потока в иловую зону 39 второй ступени двухступенчатого тонкослойного илоотделителя 35. Щелевое сечение, образованное перфорированным коробом 43 и последующей полкой тонкослойного модуля 41, обеспечивает возможность отвода иловой смеси в зону уплотнения первой ступени двухступенчатого тонкослойного илоотделителя 35. В верхней части первой его ступени расположен распределительный лоток 45 подачи иловой суспензии в двухступенчатый тонкослойный илоотделитель 35, обеспечивающий режим однонаправленного потока в полках 42 тонкослойного модуля 41 первой ступени двухступенчатого тонкослойного илоотделителя 35 и противоточный режим в полках 42 тонкослойного модуля 46 второй его ступени. Двухсекционная иловая камера 36 содержит низконапорные погружные насосные агрегаты 47. Каждая ступень двухступенчатого тонкослойного илоотделителя 35 снабжена системой регенерации 48 межполочного пространства тонкослойных модулей 41 и 46 в каждой ступени. Гетеротрофная ступень соединена с автотрофной ступень системой распределительных лотков 49, двухступенчатого тонкослойного илоотделителя 35. Технологическая и инженерная инфраструктура станции размещается в отдельно стоящем производственном (на чертеже не указано) здании (позицией не обозначено), состоящим из двух производственных уровней аналогичных первому варианту, расположенных по высоте здания. В нижнем производственном уровне размещено оборудование механической очистки сточных вод, оборудование механического обезвоживания избыточного активного ила, оборудование сушки обезвоженного активного ила, помещения для размещения систем приточно-вытяжной вентиляции и очистки воздушных эмиссий. В верхнем производственном уровне, имеющим самостоятельный вход и выход от нижнего производственного уровня, размещены административно бытовые помещения и помещения для химико-бактериологической лаборатории. Ограждающие конструкции емкостных сооружений блока технологических емкостей выполнены из монолитного железобетона. Поверхности емкостных сооружений перекрыты съемными утепленными конструкциями. Отдельно стоящее производственное здание может быть выполнено различной конструкции и из различных конструктивных материалов.
При использовании станции биологической очистки сточных вод по двум вариантам полезной модели реализуется следующий технологический процесс двухступенчатой биологической очистки, заключающийся в разделении процессов окисления углеродсодержащих органических веществ и азотоаммонийных солей, протекающие последовательно в отдельных технологических объемах.
На функциональной схеме (фиг.8), отражена технологическая последовательность биологической двухступенчатой очистки, включающей: анаэробно-аносидную ступень 50, содержащую анаэробную зону 51, преданоксидную зону 52, аноксидную зону 53, гетеротрофную ступень 54, содержащая высоконагружаемый аэротенк-смеситель 55 и вертикальный двухступенчатый тонкослойный илоотделитель 56, автотрофную ступень 57, содержащую аэротенк вытеснителя-нитрификатора 58 и отстойник-осветлитель 59, префильтр 60, скорый фильтр 61 с подвижным слоем зернистой загрузки (на функциональной схеме использована самостоятельная нумерация ее элементов)
Прошедшая в производственном здании 26 механическую очистку сточная жидкость делится на два дифференцируемых потока. Первый поток расходом равным половине основного потока поступает в анаэробную зону 1, где смешивается с возвратным активным илом высоконагружаемого аэротенка-смесителя 4 гетеротрофной ступени. В данной зоне в отсутствии растворенного кислорода и химически связанного кислорода (нитриты и нитраты) микроорганизмы активного ила приспосабливаются к экстремальным условиям, включая в систему дыхания процессы трансформации фосфора, при этом бактерии выводят из своей клетки фосфор в виде полифосфатов в сточную жидкость. В аэробных условиях в присутствии растворенного кислорода микроорганизмы активно поглощают и накапливают фосфаты в виде полифосфатов. Таким образом, чередование анаэробной зоны 1 и аэрационной зоны высоконагружаемого аэротенка-смесителя 4 вызывает миграцию фосфора из клеток в воду и обратно, что позволяет клетке накопить больше избыточного фосфора, чем потребность при приросте бактериальной массы. Чередование данных зон осуществляется рециркуляционным контуром 30. Перемешивание объема анаэробной зоны 1 осуществляется механическими погружными мешалками. Предназначение анаэробной зоны 1 подготовить возвратный активный ил гетеротрофной ступени к накоплению фосфатов в аэрационной зоне высоконагружаемого аэротенка-смесителя 4. После анаэробной зоны 1, возвратная иловая смесь гетеротрофной ступени суммарным расходом равным расходу наружного рециркуляционного контура 30 и половине притока сточной жидкости, поступает в преданоксидную зону 2, где смешивается с нитрифицирующим возвратным потоком 31 из аэротенка нитрификатора-вытеснтеля 11 автотрофной ступени. Преданоксидная зона 2 предназначена для снижения содержания растворенного кислорода, находящегося в возвратном нитрифицирующем активном иле. Данный процесс происходит за счет внутриклеточного «дыхания» (эндогенная респирация), выносимой из аэротенка нитрификатора-вытеснителя 11 прикрепленной микрофлоры. Перемешивание объема преданоксидной зоны 2 осуществляется механическими мешалками. Не содержащая растворенного кислорода смесь возвратного нитрифицирующего потока автотрофной ступени и возвратного ила гетеротрофной ступени поступает в аноксидную зону 3, в которую подается вторая половина расхода сточной жидкости. В данном технологическом объеме происходит процесс денитрификации, окисление кислородом нитратов части углеродсодержащей органики, поступающей из анаэробной зоны 1 и поступающей со сточной жидкостью непосредственно в аноксидную зону 3. В результате этого процесса выделяется атомарный азот. Перемешивание объема аноксидной зоны 3 осуществляется гидравлическим способом с применением механических мешалок. Для более глубокого протекания биологических процессов в анаэробно-аноксидной ступени организован внутренний рециркуляционный контур 29 аноксидная зона 3 - анаэробная зона 1. Далее смесь возвратного активного ила из высоконагружаемого аэротенка-смесителя 4 и возвратного потока из аэротенка нитрификатора-вытеснителя 11 с растворенными органическими загрязнениями сточной жидкости поступает в аэротенк-смеситель 4. В данном сооружении происходит процесс окисления углеродсодержащих веществ сточной жидкости. Перемешивание иловой смеси и поддержание заданных параметров кислородного режима, осуществляется пневматической системой аэрации 5. Затем иловая смесь суммарным расходом равным притоку сточной жидкости и расходом наружного рециркуляционного контура 31 из аэротенка-нитрификатора-вытеснителя 11 поступает в двухступенчатый тонкослойный илоотделитель 6. В его зонах илоотделения происходит концентрированно иловой смеси и разделение ее на возвратный активный ил, на избыточный активный ил и на транзитный поток иловой смеси. Возвратный активный ил, возвращаемый в анаэробную зону 1 из высоконагружаемого аэротенка-смесителя 4, образует наружный комбинированный контур рециркуляции 30 посредством подачи иловой смеси из двухступенчатого тонкослойного илоотделителя 6 в аэротенк-смеситель 4 и в анаэробную зону 1. Избыточный активный ил суммарно равный приросту гетеротрофной биомассы в аэротенке-смесителе 4 и приросту нитрифицирующей биомассы в аэротенке нитрификаторе-вытеснителе 11 удаляется из системы на сооружения обработки осадка располагаемых в производственном здании, путем механического его обезвоживания и сушки.
Транзитный поток иловой смеси расходом суммарно равный притоку сточной жидкости и расходу наружного контура рециркуляции 31 поступает в аэротенк-нитирификатора вытеснителя 11. В гетеротрофной ступени, образуется один комбинированный рециркуляционный контур 30. Величина расхода комбинированного рециркуляционного контура 30 определяется и регулируется в зависимости от технологических показателей системы очистки и гидравличесого режима работы двухступенчатого тонкослойного илоотделителя 6, после которого иловая смесь расходом равным притоку сточной жидкости и расходу рециркуляционного контура 30 поступает в аэротенк нитрификатр-вытеснитель 11 автотрофной ступени. В данном сооружении происходит процесс окисления аммонийного азота с использованием иммобилизованной (прикрепленной) микрофлоры на поверхности «плавающей» загрузки. Перемешивание иловой смеси и поддержание заданных параметров кислородного режима, осуществляется пневматической системой аэрации 12. В автотрофной ступени организовано два рециркуляционных контура: наружный рециркуляционный контур 31 и внутренний рециркуляционый контур 32. - Внутренний рециркуляционый контур 32 образован расходом иловой смеси из отстойника-осветлителя 13, поступающего в аэротенк нитрификатора-вытеснителя 11. Наружный рециркуляционный контур 31 образован расходом иловой смеси из аэротенка нитрификатоа-вытеснителя 11 поступающего в преданоксидная зону 2. Величина расхода наружного рециркуляционного контура 31 определяется и регулируется в зависимости от технологических показателей системы очистки, а величина расхода внутреннего рециркуляционного контура 32 определяется и регулируется гидравлическим режимом работы отстойника-осветлителя 13. Нитрифицирующая иловая смесь после аэротенка нитрификатора-вытеснителя 11, расходом суммарно равным притоку сточной жидкости и расходу внутреннего рециркуляционого контура 32 поступает в отстойник-осветлитель 13 автотрофной ступени. По высоте отстойника-осветлителя 13 выделены две последовательные зоны по направлению движения осветляемой суспензии: нижняя зона, образуемая тонкослойным отстойником 14 и верхняя зона, образуемая биореактором 15 с «ершовой» загрузкой. В зоне тонкослойного отстаивания происходит выделение крупных частичек оторванной прикрепленной биомассы, а в зоне фильтрации окончательное осветление (фильтрация) очищенной сточной жидкости в «защемленном» слое, образованном выносимым биоценозом на поверхности «ершовой» загрузки биореактора 15. Задержанные частички прикрепленной биомассы возвращаются в зону аэрации аэротенка нитрификатора-вытеснителя 11 посредством внутреннего рециркуляционного контура 32 автотрофной ступени. А осветленная сточная жидкость расходом равным притоку поступает в префильтр 19 с контактной камерой хлопьеобразования 21 образующий блок биологической доочистки с иммобилизованной микрофлорой, прикрепленной на поверхности «ершовой» загрузки префильтра 19. Далее доочищенная сточная жидкость поступает в блок скорых фильтров 23 с подвижным слоем зернистой загрузки. Затем очищенная сточная жидкость поступает в нижний производственный уровень 27 производственного здания 26 где происходит обеззараживание очищенной сточной жидкости с применением ультафиолетового излучения, либо химического метода с применением гипохлорита натрия.
Работа станции двухступенчатой очистки сточных вод по второму варианту повторяет ее работу по первому варианту. Отличительной особенностью второго варианта станции двухступенчатой биологической очистки сточных вод является конструктивный и технологический принцип выполнения двухступенчатого тонкослойного илоотделителя 35. По первому варианту разделение (концентрирование) иловой смеси в первой и второй ступенях двухступенчатого тонкослойного илоотделителя 6 осуществляется в противотоке, когда движение осветляемой воды в полках тонкослойного модуля 14 противоположно направлено движению иловой смеси. По второму варианту первая ступень двухступенчатого тонкослойного илоотделителя 35 работает в однонаправленном потоке, когда направление движения осветляемой воды в полках 42 тонкослойного модуля 41 совпадает с направлением движения иловой смеси, а вторая ступень двухступенчатого тонкослойного илоотделителя 35 работает в противотоке аналогично работе двухступенчатого тонкослойного илоотделителя 6 по первому варианту. Разделение процессов окисления углеродсодержащих органических веществ и азота аммонийных солей, которые протекают последовательно в отдельных технологических объемах.
Станция двухступенчатой биологической очистки сточных вод осуществляет:
- разделение процессов окисления углеродсодержащих органических веществ и азота аммонийных солей. Данные процессы протекают последовательно в отдельных технологических объемах;
- наличие в каждой ступени очистки собственных зон сепарации, отличающихся между собой функциональным назначением. В гетеротрофной ступени функциональное назначение зоны сепарации - концентрирование биомассы в гетеротрофной системе. В автотрофной ступени это разделение (осветление) суспензии на очищенную воду и выносимую прикрепленную биопленку с автотрофной ступени с последующей фильтрацией осветленной воды через «ершовую» загрузку;
- наличие в анаэробно-аноксидной зоне преданоксидной ступени.
Технологическим результатом реализации заявляемых вариантов изобретения является:
- обеспечение безкислородного режима в анаэробной зоне, что позволяет провести полноту процесса выделения клеткой активного ила полифосфатов;
- обеспечение минимальной концентрации растворенного кислорода в аноксидной зоне, что позволяет обеспечить полноту процесса денитрификации в аноксидной зоне;
- обеспечение постоянного количества нитрифицирующей биомассы, участвующей в окислительном процессе;
- наличие барьера в виде гетеротрофной ступени с собственной зоной илоотделения, что обеспечивает стабильность процесса нитрификации и минимизацию возможного влияния различных факторов ингибирующих развитие нитрификации.
- наличие в гетеротрофной ступени сосбтвенной зоны илоотдления, что обеспечивает возможность работы аэротенка-смесителя с повышенной дозой активного ила.
Описанные средства и методы, с помощью которых возможно осуществление станции двухступенчатой биологической очистки сточных вод (варианты) с реализацией указанного назначения, подтверждает соответствие заявленной полезной модели условию патентоспособности - промышленная применимость.
Станция двухступенчатой биологической очистки сточных вод.
Спецификация
элементов чертежей станции двухступенчатой биологической очистки.
1 - анаэробная часть
2 - преданоксидная часть
3 -аноксидная часть
4 - аэротенк-смеситель
5 - пневматическая система аэрации
6 - двухступенчатый тонкослойный илоотделитель
7 - иловая камера
8 - низконапорный насосный агрегат
9 - трубопровод
10 - тонкослойный модуль
11 - аэротенк нитрификатор-вытеснитель
12 - пневматическая система аэрации
13 - вертикальный отстойник-осветлитель
14 - тонкослойный отстойник
15 - биореактор
16 - ершовая загрузка в виде кассет
17 - система регенерации
18 - систем сбора и отвода осветленной жидкости
19 - префильтр
20 - кассетная «ершовая» загрузка
21 - камера хлопьеобразования
22 - система сбора и отвода очищенной воды
23 - фильтр
24 - вертикальный илоуплотнитель
25 - камера водоворотного типа
26 - производственное здание
27 - производственный уровень
28 - производственный уровень
29 - внутренний рециркуляционный контур
30 - наружный комбинированный рециркуляционный контур
31 - наружный рециркуляционный контур
32 - внутренний рециркуляционный контур
33 - прямоугольный блок
34 - прямоугольный блок
35 -двухступенчатый тонкослойный илоотделитель
36 - двухсекционная иловая камера
37 - иловая зона первой ступени илоотделителя
38 - трубопровод
39 - иловая зона второй ступени илоотелителя
40 - перфорированный трубопровд
41 - тонкослойный модуль первой ступени илоотделителя
42 - полка тонкослойного модуля 41
43 - перфорированный сборный короб
44 - разделительная перегородка
45 - распределительный лоток
46 - тонкослойный модуль второй ступени илоотделителя
47 - погружные насосные агрегаты
48 - система регенерации
49 - сборный лоток.
50 - анаэробно-аносидная ступень
51 - анаэробная зона
52 - преданоксидная зона
53 - аноксидная зона
54 - гетеротрофная ступень
55 - аэротенк-смеситель
56 - двухступенчатый тонкослойный илоотделитель
57 - автотрофная ступень
58 - аэротенк вытеснителя-нитрификатора
59 - отстойник-осветлитель
60 - префильтр
61 - скорый фильтр