СТАНЦИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ХОЗЯЙСТВЕННО-БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД

Полезная модель относится к области очистки сточных вод, а именно к локальным станциям очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, и может найти применение для очистки поступающих от отдельного коттеджа или группы коттеджей хозяйственно-бытовых сточных вод, в условиях отсутствия централизованной системы канализации.
Из уровня техники известны следующие решения.
Так, из описания к патенту РФ №128610 (опубликован 27.05.2013) известен коаксиальный септик, который содержит корпус в виде стакана с крышкой и люком, разделенный вертикальными перегородками с переливными отверстиями на камеры, входное и выходное отверстия для обрабатываемой сточной жидкости. Внутри корпуса соосно установлен стакан меньшего диаметра с высотой не менее чем на 150 мм выше входного отверстия, являющийся входной камерой. С внешней стороны к внутреннему стакану примыкают перегородки по высоте, равной высоте внутреннего стакана, образуя периферийные переливные и выходные камеры. Сверху, на ребрах внутреннего стакана и перегородок устроена решетка со съемными технологическими люками для облегчения контроля и чистки камер тройников переливных и выходного отверстий, а также для размещения теплоизоляции при работе в зимних условиях. Известная конструкция септика не обеспечивает необходимой степени осветления и очистки сточных вод.
Наиболее близким аналогом к патентуемому решению является станция глубокой биохимической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, содержащая подводящий патрубок сточных вод, пластиковый корпус с крышкой, в котором расположен трехсекционный отстойник, включающий в себя первую, вторую и третью камеры, разделенные вертикальными стенками с отверстиями для перелива сточных вод, циркуляционный насос, расположенный в третьей камере, биореактор для окисления сточных вод, расположенный над трехсекционным отстойником, герметичный модуль размещения электротехнических элементов, прикрепленный к стенке пластикового корпуса, при этом напорный патрубок циркуляционного насоса соединен с разбрызгивателем биореактора, а в дне биореактора имеются отверстия для попадания очищенной воды в трехсекционный отстойник, при этом третья камера имеет патрубок выхода очищенной воды, а крышка корпуса имеет жесткую подвеску для крепления циркуляционного насоса (патент РФ №130603, опубликованному 27.07.2013).
Недостатками известного устройства являются недостаточная степень очистки сточных вод из-за возможного засорения разбрызгивателя, неравномерности распределения загрязненных вод по площади загрузки, а следовательно, недостаточное очищение сточных вод активными бактериями в биореакторе. Кроме того, в процессе работы станции происходит постепенное вымывание активных бактерий из загрузки, что приводит к снижению степени очистки вод в биореакторе и в станции в целом. Еще одним недостатком известного устройства является скапливание активного ила в процессе работы станции в последней камере отстойника. Скапливаясь в последней камере, активный ил не участвует в процессе очистки сточных вод в предыдущих камерах.
Также, в известных технических решениях в качестве фильтрующей загрузки часто используют ершовую загрузку, однако практика показывает, что такой вид загрузки имеет небольшой срок службы, что приводит к достаточно частой ее смене.
Задачей патентуемого решения является устранение указанных недостатков.
Технической проблемой, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является повышение степени очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, равномерное распределение загрязненных вод по площади загрузки, самоочистка последней камеры от осевшего активного ила, восстановление активных бактерий на поверхности загрузки, осуществление круговорота воды в устройстве с очисткой при помощи активного ила и активных бактерий.
Техническим результатом патентуемого решения является повышение степени очистки хозяйственно-бытовых сточных вод.
Технический результат достигается в устройстве биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, содержащем закрытый отстойник, сверху которого закреплен биореактор с загрузкой и дисковым распылителем, отстойник содержит входной и выходной патрубки и разделен перегородками на три камеры, причем перегородки выполнены с отверстиями для перелива сточных вод, при этом на дне последней камеры установлен дренажный насос, соединенный с дисковым распылителем биореактора, а на части днища биореактора, расположенной над первой камерой отстойника, выполнены отверстия для поступления воды из биореактора в первую камеру отстойника.
За счет выполнения устройства с закрытым отстойником с входным и выходным патрубками, разделенным вертикальными перегородками на три камеры, причем перегородки выполнены с отверстиями для перелива сточных вод, обеспечивается оседание грубодисперсных взвешенных частиц на дно каждой камеры и очистка с помощью активного ила в каждой камере отстойника, что приводит к повышению степени очистки хозяйственно-бытовых сточных вод.
Наличие биореактора с загрузкой, закрепленного сверху отстойника, позволяет осуществлять дополнительную очистку хозяйственно-бытовых сточных вод путем пропускания воды через загрузку с активными бактериями.
Кроме того, устройство для биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод содержит разбрызгиватель, выполненный в виде дискового распылителя, который в отличие от известного из наиболее близкого аналога не стачивается и не засорятся, а также равномерно распределяет предварительно очищенную в отстойнике воду с активным илом по всей площади загрузки, тем самым насыщая ее активными бактериями. Равномерность распределения воды по всей площади загрузки также приводит к необходимому ее насыщению кислородом, взаимодействию с активными бактериями и повышению степени очистки в биореакторе и в устройстве в целом. Подача воды с активным илом в биореактор возможна благодаря тому, что дренажный насос установлен на дно третьей камеры, где происходит скапливание осевшего активное ила.
Также отличием от наиболее близкого аналога является выполнение отверстий на части днища биореактора, расположенной над первой камерой отстойника, для поступления воды из биореактора только в первую камеру отстойника. Такое выполнение отверстий позволяет обеспечивать круговорот стоков при срабатывании дренажного насоса и возвращать активный ил только в первую камеру отстойника, откуда он с водой через отверстия в стенках пройдет все камеры отстойника. Известно, что активный ил насыщен различными бактериями, поэтому, перемещаясь вместе с водой последовательно по всем камерам отстойника, он активизирует работу устройства и повышает степень очистки сточных вод. Если сброс воды с активным илом будет произведен во все три камеры, то часть ила снова попадет в третью камеру, часть ила - во вторую, и часть ила - в первую, вода не будет проходить все камеры очистки, то есть не будет обеспечиваться циркуляция воды в устройстве с дополнительной последовательной очисткой в каждой камере отстойника, что необходимо для полноценной и эффективной биологической очистки сточных вод.
В частности, устройство содержит герметичную емкость с насосом, оборудованным датчиком уровня, для сброса очищенной воды в водоток, придорожную канаву или водоем хозяйственно-бытового назначения. При этом герметичная емкость закреплена посредством сварки в верхней части второй камеры и сообщена с третьей камерой отстойника посредством отверстия.
Кроме того, дисковый распылитель содержит штуцер, через который посредством гибкого шланга соединен с насосом, при этом дисковый распылитель соединен со штуцером посредством трех ребер.
Загрузка может быть выполнена в виде монолитной сотовой конструкции, состоящей из пластиковых цилиндрических сетчатых оболочек. Выполнение загрузки в виде монолитной сотовой конструкции, состоящей из цилиндрических сетчатых оболочек, позволяет избежать быстрого вымывания из нее активных бактерий, образует большую площадь поверхности для расположения активных бактерий, а выполнение ее из пластика увеличивает долговечность загрузки.
Корпус установки и дисковый распылитель могут быть выполнены из полипропилена, что позволяет увеличить срок службы устройства до 50 лет.
В частности, объем первой камеры может составлять 50%, а второй и третьей по 25% от общего объема отстойника.
Сущность предложенного технического решения поясняется чертежами:
фиг. 1 - функциональная схема устройства для биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод.
Фиг. 2 - разрез А-А по фиг. 1.
Согласно фиг. 1 устройство для биологической очистки хозяйственно бытовых сточных вод содержит закрытый отстойник 2. Отстойник 2 содержит входной 1 и выходной 13 патрубки и разделен вертикальными перегородками на три камеры: первую 4, вторую 5 и третью 6. Камеры отстойника выполнены с отверстиями 7, через которые протекают сточные воды. Отверстия 7 расположены таким образом, чтобы сточные воды протекали с наименьшей скоростью, благодаря чему в каждой камере 4, 5, 6 происходит оседание грубодисперсных взвешенных частиц на дно и очистка с помощью активного ила. Отверстия 7 расположены выше среднего уровня отстойника, таким образом, чтобы не затрагивать жировую пленку с поверхности воды. На трехкамерном отстойнике 2 посредством сварки закреплен биореактор 9 с крышкой 3 и с загрузкой 10 для доочистки. На днище биореактора 9 выполнены отверстия 12 таким образом, что очищенная вода попадает только в первую камеру 4 отстойника, то есть отверстия 12 выполнены только на той части днище биореактора, которая расположена над первой камерой отстойника. На дне третьей камеры установлен дренажный насос 8 с таймером. При этом напорный патрубок насоса 8 посредством гибкого шланга 14 соединен с дисковым распылителем 11. Дисковый распылитель 11 закреплен над загрузкой 10 на крышке элемента корпуса биореактора, коаксиально расположенного над отстойником 2, посредством трех ребер 17. Ребра 17 выполнены с выступающими частями, посредством которых закрепляются на крышке элемента корпуса биореактора.
Дисковый распылитель 11 содержит штуцер 15 для соединения посредством гибкого шланга 14 с насосом 8 и распылитель, выполненный в виде сплошного диска 18. При этом к штуцеру 15, его верхней части, посредством трех ребер 17 подсоединен распылитель в виде диска 18, расположенный перпендикулярно оси штуцера 15. Ребра 17 расположены радиально относительно оси штуцера 15 и крепятся к нему и к диску 18 посредством сварки. При этом ребра 17 также используют в качестве рассекателей потока воды.
В частности, устройство содержит герметичную емкость с дополнительным насосом (на фигуре не показаны), оборудованным датчиком уровня, для сброса очищенной воды в водоток, придорожную канаву или водоем хозяйственно-бытового назначения. При этом герметичная емкость закреплена посредством сварки в верхней части второй камеры 5 и сообщена с третьей камерой 6 отстойника 2 посредством дополнительного отверстия, выполненного в стенке, разделяющей третью и вторую камеру.
Установка биохимической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод работает следующим образом.
Сточные воды поступают в устройство для биохимической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод через подводящий патрубок 1 и через отверстия 7 проходят все три камеры отстойника, первую 4, вторую 5 и третью 6. В каждой камере 4, 5, 6 происходит оседание грубодисперсных взвешенных частиц на дно и очистка с помощью активного ила. При залповых сбросах сточных вод активный ил поднимается со дна первой 4 камеры и с водой поступает во вторую камеру 5, а затем в третью 6, где постепенно скапливается и оседает на дно камеры. Затем сточные воды, очищенные от грубодисперсных частиц, вместе с активным илом со дна третьей камеры 6 при помощи дренажного насоса 8, работающего по таймеру, перекачиваются в верхнюю часть установки, в биореактор 9. Таким образом, происходит возвращение активного ила в первую камеру 4 отстойника и очистка третьей камеры 6 от скопившегося активного ила. В биреакторе 9 сточные воды с активным илом через штуцер 15 под давлением подаются на диск 18 распылителя 11, при этом происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет турбулизации потока на выходе, и мелкодисперсный поток выходит из распылителя с широким факелом распыляющейся жидкости. Дробление и равномерное распределение потока также обеспечивается посредством ребер-рассекателей потока. Таким образом, через дисковый распылитель 11 осуществляется равномерное разбрызгивание воды с активным илом по всей площади загрузки 10, тем самым происходит ее насыщение активными бактериями, содержащимися в иле. Равномерность распределения воды по всей площади загрузки также приводит к необходимому ее насыщению кислородом, взаимодействию с активными бактериями и повышению степени очистки в биореакторе и в устройстве в целом. Фильтруясь через загрузку 10, предварительно очищенная в отстойнике вода оставляет в ней нерастворимые примеси, не осевшие в первой 4 и второй 5, третьей 6 камерах, а также коллоидные и растворенные органические вещества, сорбируемые биологической пленкой загрузки 10. Микроорганизмы биопленки окисляют органические вещества, получая при этом питание и энергию, необходимые для своей жизнедеятельности. В процессе метаболических реакций происходит преобразование загрязнений в простые соединения (вода, минеральные соединения и газы), в результате из сточной воды удаляются органические загрязнения, проходят процессы денитрификации и увеличивается масса активной биологической пленки в теле загрузки.
Затем очищенная в биореакторе 9 вода с активным илом возвращается в первую камеру 4 через отверстия 12, выполненные в днище биореактора 9 над первой камерой отстойника, и цикл очистки повторяется.
Отбор для выхода очищенной воды из устройства происходит через патрубок 13 в верхней части третьей камеры 6. Данный процесс препятствует выходу из устройства илового осадка, находящегося на дне, и отмерших колоний бактерий, плавающих на поверхности.
Таким образом, заявленное устройство позволяет повысить степени очистки хозяйственно-бытовых сточных вод.