Устройство для очистки сточных вод

Полезная модель относится к области биологической очистки промышленных сточных вод, в частности к очистке сточных вод в аэротенках.
Известно устройство для очистки сточных вод, содержащее аэротенк, расположенный в его концевой части илоотделитель с лотком и эрлифтами для перекачки активного ила в головную часть аэротенка, вторичный отстойник, (см. АС СССР №1361115, 1987 г).
Однако это устройство обладает невысокой эффективностью из-за конструкции аэраторов и приямка отстойника, что может стать причиной налипания активного ила к дну аэротенка и к отстойнику и вызвать уменьшение массы активного ила в системе рециркуляции.
Наиболее близким по технической сути является устройство для биологической очистки сточных вод, содержащее аэротенки с впуском сточной воды и активного ила, а также средства для циркуляции иловой смеси в аэротенке и аэраторы для насыщения иловой смеси кислородом воздуха, (см. патент РФ №120095, 2012 г).
Однако данное устройство характеризуется низкой окислительной способностью аэробной зоны и отсутствием благоприятных условий жизнедеятельности микроорганизмов активного ила.
Техническая задача - создание устройства для очистки сточных вод, позволяющее интенсифицировать процесс очистки за счет создания и использования анаэробной зоны, способствующей улучшению условий жизнедеятельности микроорганизмов активного ила.
Технический результат - повышение эффективности и глубины очистки сточных вод за счет усовершенствования конструкции устройства.
В анаэробной зоне увеличивается время очистки сточных вод за счет установки перегородок из водостойкого бетона с проемами для циркуляции сточной воды, но при этом предотвращается вспухание иловой смеси за счет оборудования погружными мешалками, что вместе дает более глубокую очистку сточных вод от биогенных элементов. Процесс денитрификации по затратам энергии более экономичен, чем аэробный процесс, в котором значительная часть энергии расходуется на окисление. В анаэробной зоне энергия затрачивается лишь на медленное перемешивание. При денитрификации прирост активного ила значительно ниже, чем на стадии окисления, в результате чего создаются лучшие условия для последующей обработки сточных вод.
Он достигается тем, что известное устройство, содержащее два аэротенка, патрубок подвода очищаемой воды и патрубок отвода очищенной воды, систему аэрации, которая соединена с источником сжатого воздуха - компрессором, отстойник и эрлифты, перекачивающие иловую смесь в начальный участок первого аэротенка, при этом система аэрации представляет собой трубу-коллектор, проложенную вдоль продольной стены корпуса первого аэротенка на расстоянии от дна, к которой присоединены сваркой перфорированные трубки, параллельные между собой и относительно поперечной стены корпуса первого аэротенка, а отстойник выполнен в виде прямоугольного короба с коническим приямком и снабжен пневмоворошителем, состоящим из замкнутых перфорированных труб, соединенных с источником сжатого воздуха, причем в приямке отстойника установлена вертикальная труба эрлифта с газожидкостным эжектором, рабочее сопло которого соединено с источником сжатого воздуха, при этом другой конец этой трубы соединен с начальным участком первого аэротенка, дополнительно снабжено анаэробной зоной, устроенной в первом аэротенке, занимающей половину его объема, имеющей три перегородки из водостойкого бетона с проемами для циркуляции сточной воды и две погружные мешалки, предотвращающие вспухание активного ила, установленные на дне первого аэротенка в анаэробной зоне.
В этой секции происходит потребление жирных кислот и легкоокисляемой органики микроорганизмами полифосфатной группы (активного ила), что в дальнейшем в аэробной зоне обеспечивает эффективное удаление загрязненных веществ.
Предлагаемое устройство изображено на чертеже. Фиг. 1 - вид сверху, Фиг. 2 - вид в разрезе, Фиг. 3 - вид анаэробной зоны в разрезе.
Устройство содержит аэротенк 1, патрубок 2 подвода очищаемой воды и патрубок 3 отвода очищенной воды, анаэробную зону с перегородками с проемами 4 для циркуляции сточной воды и погружными мешалками 5, установленными на дне аэротенка 1 в анаэробной зоне, систему аэрации 6, которая соединена с источником сжатого воздуха - компрессором 7, отстойник 8 и эрлифты 9, перекачивающие иловую смесь в начальный участок аэротенка 1. Система аэрации 6 представляет собой трубу-коллектор 10, проложенную вдоль продольной стены корпуса аэротенка 1 на расстоянии от дна, к которой присоединены сваркой перфорированные трубки 11, параллельные между собой и относительно поперечной стены аэротенка 1. Отстойник 8 выполнен в виде прямоугольного короба с коническим приямком 12. В коробе отстойника 8 установлен пневмоворошитель 13, состоящий из замкнутых перфорированных труб 14, соединенных с компрессором 7. В приямке 12 отстойника 8 установлена вертикальная труба эрлифта 15 с газожидкостным эжектором 16, рабочее сопло которого соединено с компрессором 7. Другой конец трубы эрлифта 15 соединен с начальным участком аэротенка 1. Перфорированные трубки 11 системы аэрации 6 имеют два ряда отверстий 17 и 18, причем отверстия одного ряда размещены относительно отверстий другого ряда в шахматном порядке. В эти отверстия вставлены штуцеры 19, наклоненные под углом не более 45° к дну аэротенка 1 и отклоненные в разные стороны.
Устройство снабжено вторым аэротенком 20, который последовательно, через лоток отстойника 8, соединен с аэротенком 1, и их конструкции аналогичны. Во втором аэротенке 20 присутствует аэробная зона.
Отстойник 21 аэротенка 20 соединен с узлом обеззараживания 22 очищенной воды.
На входе в аэротенк 1 установлен сетчатый фильтр 23 (фиг. 1).
Устройство работает следующим образом.
Сточная вода, подлежащая очистке, сначала проходит сетчатый фильтр 23, в котором освобождается от крупных агломератов, а затем непрерывно под давлением поступает в аэротенк 1 через патрубок 2, в котором она смешивается с активным илом. В анаэробной зоне вода постепенно проходит через проемы, созданные перегородками 4, увеличивающие время очистки воды. В ней без доступа кислорода при медленном перемешивании иловой смеси в двумя погружными мешалками 5 азот нитратов восстанавливается до газообразного. После денитрификации иловая смесь аэрируется. В систему аэрации 6 по трубе-коллектору 10 подается сжатый воздух от компрессора 7. Воздух, выходя под напором, из отверстий 17 и 18 штуцеров 19 обеспечивает интенсивную очистку сточной воды за счет перемешивания ее с активным илом, в результате образующейся иловой смеси, непрерывно движущейся в направлении отстойника 8 с последующим, непрерывным перетоком из аэротенка 1 в отстойник 8. В отстойнике 8 происходит разделение очищенной воды от активного ила за счет разности плотностей активного ила и очищаемой воды. Перекачка активного ила из отстойника 21 на начальный участок аэротенка 20 осуществляется эрлифтом 9. Проходя по трубе эрлифта 15, активный ил снизу вверх попадает в начальный участок аэротенка, совместно с потоком поступающих на очистку сточных вод. Активный ил смешивается со сточной водой, образуя иловую смесь. Далее цикл повторяется. Аналогичный процесс имеет место и в первом аэротенке 1, за исключением анаэробной зоны. В целях исключения залипания ила на стенках приямка 12 отстойника 21 из замкнутых перфорированных труб 14 пневмоворошителя 13 периодически выходит сжатый воздух, который сдувает активный ил со стен короба отстойника 21 в конический приямок 12.
Эффективное транспортирование ила эрлифтом 9 из отстойника 21 осуществляется при высокой скорости движения иловоздушной смеси (1-4 м/с), которая обеспечивается за счет подачи большого количества воздуха в эрлифт 9. Это позволяет сохранить жизненный цикл микроорганизмов ила за счет достаточного времени нахождения его в системе рециркуляции. Аналогично происходит процесс перекачки активного ила из отстойника 8 в аэротенк 1.
Предложенное усовершенствование аэротенка позволяет добавить анаэробную зону очистки, в которой осуществляется потребление жирных кислот и легкоокисляемой органики. Устройство проемов в перегородках в анаэробной зоне увеличивает время и степень очистки сточных вод, а установка двух погружных мешалок предотвращает возможность вспухания активного ила.
Предлагаемое устройство имеет высокую эффективность очистки сточных вод за счет органичного сочетания анаэробной и аэробной зоны очистки сточных вод. В анаэробной зоне увеличивается время очистки сточных вод, но при этом предотвращается вспухание иловой смеси за счет оборудования погружными мешалками, что вместе дает более глубокую очистку сточных вод от биогенных элементов. Процесс денитрификации по затратам энергии более экономичен, чем аэробный процесс, в котором значительная часть энергии расходуется на окисление. В анаэробной зоне энергия затрачивается лишь на медленное перемешивание. При денитрификации прирост активного ила значительно ниже, чем на стадии окисления, в результате чего создаются лучшие условия для последующей обработки сточных вод.