УСТРОЙСТВО ОЧИСТКИ ХОЗЯЙСТВЕННО-БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД

Полезная модель относится к устройствам биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, поступающих от отдельного коттеджа или группы коттеджей и предназначена для использования в условиях отсутствия централизованной канализации.
Из патента РФ №57272, класс C02F 3/06, опубликован 10.10.2006, известна установка для биологической очистки сточных вод, поступающих от отдельно стоящего здания или группы зданий, содержащая корпус в виде резервуара с крышкой, входным патрубком и пространственно-сопряженными в корпусе, приемной камеры, аэротенка, иловой камеры и камеры очищенной сточной воды, оборудованных аэрационной системой с аэраторами и эрлифтами, при этом, корпус выполнен в виде закрытого резервуара с возможностью подземного размещения и снабжен смотровой горловиной для сообщения с дневной поверхностью и обеспечения доступа к камерам, причем крышка расположена на смотровой горловине и снабжена вентиляционным каналом, а сам корпус и смотровая горловина выполнены прямоугольной формы.
Из патента РФ №63797, класс C02F 3/06, опубликован 10.06.2007, известна установка для биологической очистки сточных вод, поступающих от отдельно стоящего здания или группы зданий, содержащая корпус в виде закрытого подземного резервуара со смотровой горловиной с крышкой и вентиляционным каналом, входным и выходным патрубками и, пространственно-сопряженными в корпусе, приемной камеры, камеры-аэротенка, иловой камеры и камеры очищенной сточной воды, оборудованных аэрационной системой с аэраторами и эрлифтами, при этом корпус снабжен дополнительной технологической горловиной с крышкой. И корпус, и горловины в известном техническом решении выполнены прямоугольной формы.
Из патента РФ №75186, класс C02F 3/06, опубликован 27.02.2008, известна установка для глубокой биологической очистки сточных вод представляющая собой емкость, содержащую цельнонесущий корпус, размещенные в корпусе приемную камеру с подводом сточных вод, аэротенк, вторичный отстойник и стабилизатор активного ила, при этом приемная камера содержит фильтр грубой очистки и средство его обдува, датчики уровня и насос перекачки сточных вод, во вторичном отстойнике размещен жироотделитель для перекачки жировой пленки в аэротенк и обдув, причем приемная камера и аэротенк снабжены аэраторами, подвод воздуха к которым, а также насосам, установленным в приемной камере, аэротенке и вторичном отстойнике осуществляется от, по меньшей мере, двух компрессоров, размещаемых внутри или снаружи корпуса емкости, при этом сам корпус емкости выполнен прямоугольной формы.
Данное техническое решение принято в качестве прототипа.
Этому решению, как и техническим решениям, указанным выше, присущ один общий, достаточно существенный недостаток. Этим недостатком является выполнение корпуса прямоугольной формы. Выполнение корпуса прямоугольной формы в поперечном сечении обусловлено удобством крепления перегородок к боковым стенкам и удобством разделения внутреннего пространства на секции посредством таких перегородок. Но, особенностью установок для биологической очистки сточных, применяемых в личном хозяйстве или в коттеджном хозяйстве, является то, что корпус этой установки полностью зарывается в грунт (землю).
В этом случае, корпус воспринимает неравномерное воздействие внешней нагрузки (от земли), вследствие чего более длинные стороны прямоугольника подвергаются воздействию нагрузок, превышающих по величине нагрузки, воспринимаемые короткими сторонами прямоугольника. Это заставляет утолщать стенки корпуса, что повышает расход материала и увеличивает вес установки, оставляя тем не менее возможность деформации корпуса установки, которая, в свою очередь, может оказывать влияние на нормальную работоспособность установки в целом и, в конечном итоге, снижать ее ресурс и долговечность.
Другой особенностью установок для биологической очистки сточных, полностью зарываемых в грунт, является то, что зарывают корпус, когда он пустой и не заполнен биокомпонентами и водой. От грунта, на стенки корпуса начинает действовать внешняя нагрузка, деформирующая или прогибающая стенки корпуса внутрь его полости. А после полного монтажа, корпус заполняется илом, водой, сточными водами и другим биоматериалом, который оказывает на стенки нагрузку противоположного направления. Но, дело в том. что уровень заполненности корпуса сточными водами постоянно меняется: корпус может быть полностью заполнен, а может быть заполнен частично. При этом процесс заполнения и высвобождения корпуса имеет переменный и цикличный характер, что отражается на состоянии стенок корпуса. Во время работы установки баланс нагрузок на стенки корпуса постоянно изменяется, что приводит к "гулянию" стенок, а это негативно сказывается на места крепления в стыках перегородок со стенками. И чем площадь стенки больше, тем выше вероятность разрушения мест соединений перегородок с этими стенками.
Кроме того, наличие в установке двух компрессоров, с одной стороны существенно повышают энергозатраты в процессе ее (установки) эксплуатации, а с другой повышает вероятность возможность выхода из строя одного из компрессоров, что также влияет на ресурс установки и соответственно повышает эксплуатационные издержки.
Технической задачей для решения которой предназначена данная полезная модель, является создание устройства для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, обладающей достаточно простой и компактной конструкцией, корпус которой воспринимал бы равномерное воздействие внешней нагрузки, обеспечивая высокий срок эксплуатации и высокую степень очистки поступаемых на обработку в установку сточных вод.
Техническим результатом, для получения которого предназначена заявленная полезная модель является повышение эксплуатационной прочности и долговечности установки, погруженной полностью в грунт за счет создания равнопрочности стенок корпуса в любом поперечном направлении.
Получение указанного технического результата обеспечивается тем, что устройство для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод содержит корпус, внутреннее пространство которого разделено перегородками, образующими секции, в которых соответственно размещены приемная камера с подводом сточных вод, аэротенк, вторичный отстойник и стабилизатор активного ила, при этом приемная камера содержит фильтр грубой очистки и средство его обдува и насос перекачки сточных вод причем приемная камера и аэротенк снабжены аэраторами, подвод воздуха к которым, а также насосам, установленным в приемной камере, аэротенке и вторичном отстойнике осуществляется от одного компрессора, при этом корпус выполнен цилиндрической формы и снабжен ребрами жесткости, а вторичный отстойник снабжен наклонно установленной перегородкой, с образованием зазора с его днищем.
Предлагаемая полезная модель представлена иллюстративно, где:
на фигуре 1 - вид сверху на устройство;
фиг. 2 - разрез по сечению А-А по фиг. 1.
Устройство для глубокой очистки сточных вод содержит корпус 1 который имеет цилиндрическую форму и снабжен ребрами жесткости. Стенки корпуса выполнены из полипропилена. Цилиндрическая форма корпуса позволяет равномерно воспринимать воздействие внешней нагрузки, что, в свою очередь позволяет уменьшить толщину стенок корпуса и вес станции и, соответственно, снизить производственные расходы.
По сути, корпус представляем собой закрытую емкость, которую размещают на дне вырытого котлована и засыпают грунтов полностью, оставляя на поверхности горловину емкости или ее крышку. В момент засыпки грунт оказывает давление на стенки корпуса, но это давление одинаково в любом поперечном направлении корпуса. Так как корпус выполнен в виде цилиндра по форме, то давление от грунта на стенки практически одинаково (имеющаяся разница в давлении определена плотностью и объемом укладки грунта). При этом из-за наличия кривизны наружной поверхности стенки корпуса обеспечивается разложение векторов давления от грунта на составляющие, что снижает общую нагрузку на эту стенку (часть нагрузки имеет тангенциальный вектор).
Наличие ребер жесткости позволяет повысить прочностные характеристики корпуса при снижении его толщины. Кроме того, эти ребра жесткости являются компенсаторами разницы давлений от грунта на стенку и от заполняющего полость корпуса жидкостного компонента, исключая деформацию участков стенки, расположенных между ребрами жесткости.
Корпус разделен на рабочие камеры - приемную 2, в которой происходит первичная очистка от крупных фракций; камеру 3 аэротенка, являющейся основной камерой очистки, в которой происходит интенсивное окисление стоков без крупных фракций и их слабое окисление активным илом; вторичный отстойник 4, в котором происходит отделение рабочего активного ила от чистой воды и который снабжен жироудалителем (на фиг. 1 не обозначен,), и стабилизатор 5 активного ила (камера, в которой накапливается отработанный активный ил).
В приемной камере 2 установлены аэратор 6 и фильтр грубой очистки 7, а также средство обдува фильтра, которое на фиг. 1 не показано. Также в этой камере установлен поплавковый датчик (на фигуре 1 не показан), контролирующий уровень сточных вод в камере.
Камера 3 аэротенка снабжена аэратором 8 и эрлифтом (мамут-насосом) 9. Устройство также содержит размещенные в соответствующих камерах эрлифты (мамут-насосы) перекачки стоков 10 и откачки ила.
Работает предлагаемая полезная модель по следующей схеме.
Самотечная магистраль водоотведения подключается к входному патрубку станции. Сточные воды поступают в приемную камеру 2, в котором происходит дробление крупных органических загрязнений интенсивной аэрацией с помощью аэратора 6. Осветленная вода с помощью эрлифта 10 подается в камеру 3 аэротенк, при этом основная задача эрлифта - нивелировать колебания расхода поступающих сточных вод за счет обеспечения равномерной их подачи в камеру 3. Для избегания засора эрлифта в приемной камере 2 установлен фильтр грубой очистки 7, который задерживает загрязнения среднего размера.
В камере 3 аэротенка происходит очистка сточных вод в аэробных условиях, в присутствии микроорганизмов активного ила, находящемся во взвешенном состоянии, при этом насыщение активного ила и сточной воды кислородом осуществляется аэратором 8.
Из камеры 3, смесь обработанной воды и взвешенного активного ила самотеком, через отверстие внизу направляется во вторичный отстойник 4, в котором происходит разделение очищенной воды и взвешенного активного ила.
Сама камера 4 отделена от аэротенка, и собственно, сообщается с ним, посредством наклонно установленной перегородкой 11, с образованием зазора с дном камеры 3, выполняющей функцию успокоителя ила.
Очищенная вода поступает самотеком либо на выпуск через фильтр тонкой очистки, либо в перелив дополнительной камеры, в которой установлен насос принудительного сброса
Избыточный активный ил из придонной части установки поступает с помощью мамут-насоса 10 в стабилизатор активного ила 5, где происходит отделение старого (более тяжелого) активного ила от молодого (более легкого). Молодой ил перетекает в приемную камеру, а из нее обратно в аэротенк. В это же время, жировая пленка, образовывающаяся в камере 4, посредством жироудалителя удаляется обратно в камеру 3 аэротенка.
Необходимое количество сжатого воздуха для всех технологических нужд подается компрессором 12.
При понижении уровня сточных вод в приемной камере, фиксируемого поплавковым датчиком, в камере 3 аэротенка отключается аэрация и включается аэрация в приемной камере 2, при этом в камере аэротенка происходит осаждение загрязнений и активного ила. Полученная смесь ила и воды перекачивается эрлифтом 9 в камеру 5 стабилизатора активного ила. Ил остается на дне камеры, а надиловая вода, через переливное отверстие, поступает в приемную камеру, повышая тем самым уровень воды в этой камере. Далее рабочий цикл повторяется.
Таким образом, предлагаемая цилиндрическая форма корпуса устройства позволяет равномерно распределить воздействие внешней нагрузки и соответственно уменьшить толщину стенок корпуса и общий вес установки, обеспечивая при этом повышенный ресурс работы, уменьшение производственных и эксплуатационных расходов и, вкупе с применяемым технологическим оборудованием, надлежащую степень очистки хозяйственно-бытовых сточных вод.