УСТАНОВКА ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД С УДАЛЕНИЕМ АММОНИЙНОГО АЗОТА И ОБРАБОТКОЙ ОСАДКА

Полезная модель относится к области биологической очистки сточных вод и предназначается для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод с удалением аммонийного азота от отдельно стоящих жилых строений и от группы строений.
Наиболее близкой к полезной модели является установка (патент №120417 от 20.09.2012) для биологической очистки сточных вод с удалением аммонийного азота и обработкой осадка, включающая подводящий патрубок исходной сточной воды, биореактор с затопленной загрузкой, имеющий зону денитрификации и зону нитрификации с аэрирующими устройствами, отстойник с эрлифтом, контейнер с поддоном для сбора и обработки осадка с фильтрующими съемными элементами, систему рециркуляции активного ила и фильтрата. Узлы и емкости установки расположены в вертикальном цилиндрическом корпусе, что обеспечивает его компактность.
Недостатками известной установки является необходимость при ее монтаже отрыва достаточно глубокого котлована, что удорожает и затрудняет земляные работы, особенно в стесненных условиях и при наличии высокого уровня грунтовых вод. Рабочая глубина воды в вертикальных установках выше, чем в горизонтальных, поэтому для аэрации требуется более мощный компрессор, что приводит к повышению расхода электроэнергии и увеличению эксплуатационных затрат.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является снижение капитальных затрат на земляные работы при монтаже установки и снижение эксплуатационных затрат.
Техническим результатом решения поставленной задачи является снижение затрат на строительно-монтажные работы при установке полезной модели на месте использования и затрат на электроэнергию при эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что в установке для биологической очистки сточных вод с удалением аммонийного азота и обработкой осадка, включающей подводящий патрубок исходной сточной воды, биореактор с затопленной загрузкой, имеющий зону денитрификации и зону нитрификации с аэрирующими устройствами, отстойник с эрлифтом, контейнер с поддоном для сбора и обработки осадка с фильтрующими съемными элементами, систему рециркуляции активного ила и фильтрата в зону денитрификации, биореактор с затопленной загрузкой, имеющий зону денитрификации и зону нитрификации с аэрирующими устройствами, отстойник с эрлифтом смонтированы в цилиндрическом корпусе, расположенном в горизонтальном положении, а контейнер с поддоном установлен в смотровом колодце, приваренном перпендикулярно к верхней части корпуса биореактора. В отстойнике оборудован тонкослойный полочный модуль, а после отстойника предусмотрена камера очищенной воды с погружным насосом. Подводящий патрубок в биореакторе врезан в стояк диаметром 150 мм, опущенный на расстояние 0,5 м от дна и выходящий на поверхность земли в виде смотрового люка с крышкой. В стояке расположена штанга с крупнопрозорчатой решеткой для сбора и удаления крупного мусора через смотровой люк. В стояке над уровнем воды в биореакторе прорезано отверстие диаметром 70 мм для отвода отработанного воздуха из реактора через канализационный стояк здания.
Предлагаемое конструктивное решение полезной модели обеспечивает неглубокое ее заложение в грунте (диаметр корпуса установки плюс 0,3-0,5 м до поверхности земли). При этом земляные работы проводятся, как правило, вручную, в любых стесненных условиях независимо от уровня грунтовых вод, без привлечения громоздкой землеройной и подъемной техники, что в конечно итоге приводит к упрощению строительно-монтажных работ и снижению их стоимости.
При горизонтальном положении корпуса биореактора рабочая глубина жидкости диктуется диаметром корпуса и высотой переливной перегородки между зонами денитрификации и нитрификации и составляет 0,9-1,5 м, что в два раза меньше, чем в установке вертикального типа (при одинаковых расходах сточных вод). Поэтому мощность компрессора для подачи воздуха принимается в 1,7-2,0 раза меньше (в зависимости от типа компрессора), что обеспечивает экономию электроэнергии в процессе эксплуатации.
Установка представлена на чертежах, где на фиг.1 изображен разрез по оси, на фиг.2 - план (условно без верхней полусферической части корпуса биореактора).
Установка для биологической очистки сточных вод с удалением аммонийного азота и обработкой осадка состоит из цилиндрического, с глухими торцевыми стенками, корпуса биореактора 1 и смотрового колодца 27, приваренного сверху к корпусу над отстойником 4. В биореакторе выделены переливной перегородкой 6 зона денитрификации 2 и зона нитрификации 3. В зоне денитрификации смонтирован стояк 8 диаметром 150 мм, к которому приварен подводящий патрубок 7. В нижней части стояка на штанге подвешена крупнопрозорчатая решетка 9. Над поверхностью воды в биореакторе в стояке 8 предусмотрено отверстие 10 диаметром 70 мм. К стояку также подведен трубопровод 22 (шланг) рециркулирующего активного ила и фильтрата. По дну денитрификатора проложены аэрирующие устройства 11 для перемешивания иловой смеси. В нитрификаторе 3 установлен блок с плоскостной загрузкой 16 и смонтированы аэрирующие устройства 13 и 14. Зона денитрификации 3 отделена от отстойника 4 полупогружной перегородкой 12, образующей в районе днища перепускное окно 17. Отстойник 4 снабжен тонкослойным полочным модулем 18, установленным на наклонной плоскости 19. В отстойнике смонтирован эрлифт 21 с отводом 22 в стояк 8 и отводом 23 с регулирующим краном в контейнер 24. Переливная перегородка 20 отделяет отстойник от камеры очищенной воды 5, снабженной погружным насосом 26. В смотровом колодце 27 размещен контейнер для избыточного активного ила 24 со съемными фильтрующими элементами и поддоном 25, а также запорно-регулирующая арматура 15 системы распределения воздуха в аэраторы 11, 13, и 14 и эрлифт 21.
Установка для биологической очистки сточных вод с удалением аммонийного азота и обработкой осадка работает следующим образом.
Исходная сточная вода самотеком по подводящему патрубку 7 поступает в стояк 8 и в нижней его части через крупнопрозорчатую решетку 9 выпускается в зону денитрификации 2. Сюда же в стояк постоянно подается рециркулирующий активный ил из отстойника 4 с помощью эрлифта 21 по отводу 22. В денитрификаторе смесь перемешивается воздухом через аэрирующие устройства 11, обеспечивающими концентрацию кислорода в пределах 0,5 мл/л, при этом происходит восстановление нитратного азота до молекулярного с одновременным окислением органических загрязнений. Крупный мусор, накопившийся на крупнопрозорчатой решетке 9, с помощью штанги вынимается вместе с решеткой по стояку через люк 28, и после промывки решетка вставляется обратно. Смесь воды и ила переливается через зубчатый водослив перегородки 6 в нитрификатор 3, снабженный блоком с плоскостной загрузкой 16. Аэрация смеси в нитрификаторе производится с помощью мелкопузырчатых аэрирующих устройств, установленных в системах 13 и 14, которые независимы друг от друга, что позволяет регулировать кислородный режим процесса нитрификации. Обработанная вода в нитрификаторе через переливное окно 17 направляется в отстойник 4 и, пройдя через полочный тонкослойный модуль, осветленная переливается через зубчатый водослив перегородки 20 в камеру очищенной воды 5, откуда погружным насосом 26 откачивается из установки. Осевший активный ил в межполочном пространстве тонкослойного модуля 18 оседает вниз к эрлифту 21, и перекачивается с помощью воздуха на рециркуляцию по отводу 22. Избыточный активный ил периодически, по мере накопления, направляется по отводу 23 через регулирующий кран в контейнер для осадка 24, где жидкость постепенно просачивается через фильтрующие элементы в поддон 25 и оттуда перетекает вместе с рециркулирующим илом в стояк 8. Обезвоженный осадок, при заполнении контейнера, перегружается в компостную яму для использования в качестве удобрения. Обслуживание установки и регулирование процессами очистки осуществляет через смотровой колодец 27 и люк 28 с помощью запорно-регулирующей арматуры 15 системы распределения воздуха.
3
В предлагаемой установке, при горизонтальном положении биореактора, рабочая глубина жидкости составляет 1,0-1,5 м (в зависимости от пропускной способности, равной 1,0-10 м/сут), в прототипе, при вертикальном расположении биореактора, рабочая глубина около 2,0 м. Это позволяет, при подборе компрессора, принимать его мощность в 1,3-1,4 раза ниже, за счет чего экономить электроэнергию. Кроме того глубина заложения установки в 1,5 раза меньше, чем у прототипа, что обеспечивает снижение капитальных затрат при строительстве на земляные работы и снижает влияние уровня грунтовых вод.
В предлагаемой установке (при горизонтальном расположении биореактора и соответствующей его реконструкции) рабочая глубина составляет 0,9-1,5 м (в зависимости от пропускной способности), в прототипе (при вертикальном расположении биореактора) рабочая глубина составляет 1,9-2,5 м. Это позволяет при подборе компрессора принимать его мощность в 1,7-2,0 раза ниже, за счет чего экономить электроэнергию, а, значит, и снизить стоимость эксплуатации.
3
3
В табл.1 приведены показатели подбора компрессором для установок с пропускной способностью 3 м/сут и 50 м/сут.
Таблица 1
РасходСВТипустановки
Расчетное количество воздуха, м<sup>3</sup>/ч
Марка компрессора
Требуемое давление, кПа
Мощность эл. двиг, кВт
Экономия эл. энергии, кВт/сут
3,0 м<sup>3</sup>/сут
Верт.
4.8
HiblowHP-150
20
0,125
1,3
Гор.
4.8
Hiblow HP-80
14,7
0,071
50,0 м<sup>3</sup>/сут
Верт.
80,0
EVL 24/24
24
0,7
7.2
Гор.
80,0
EVL 22/11
11
0,4
Глубина заложения предлагаемой установки в зависимости от ее пропускной способности в 1,5-2,0 раза меньше, чем у прототипа, что обеспечивает упрощение строительно-монтажных работ и снижает капитальные затраты.