АВТОНОМНАЯ УСТАНОВКА ОЧИСТКИ БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД "АУ ОБСВ-2"

Описание полезной модели.
Полезная модель относится к установкам биологической очистки бытовых сточных вод, а именно к системам очистки стоков отдельно стоящих зданий, например, приусадебных домов, коттеджей и т.п.Установка может быть использована для подготовки сточных вод к повторному использованию для различных нужд: полива растений, моек и других потребностей отдельно расположенного жилья.
Известны установки биологической очистки бытовых сточных вод, основанные на использовании активного ила во взвешенном состоянии - см., например, RU 52847 U1, 27.04.2006 /1/, RU 57272 U1, 10.10.2006 /2/. Предварительно очищенная сточная вода равномерно закачивается эрлифтом в аэротенк, где происходит разрушение органических соединений путем окисления активным илом. Далее смесь чистой воды и активного ила при помощи эрлифта рециркуляции направляется во вторичный отстойник, где происходит отделение ила от чистой воды под действием гравитации. Отделенный ил возвращается в аэрируемое пространство аэротенка.
Однако такие установки технически сложны, требуют создания дисперсной аэрационной смеси, подвержены забиванию аэратора отходами во время перерывов в работе, и, кроме того, они связаны с затратами электроэнергии.
Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемой полезной модели можно считать установку для очистки бытовых стоков «Осина», известную из RU 42519 U1, 10.12.2004 /3/, содержащую аэротенк и закрытый железобетонный резервуар с впускной и сливной трубой, разделенный перегородками на отсеки, представляющие собой последовательно размещенные приемную камеру, камеру осветления воды, камеру биофильтра с фильтрационной загрузкой, например, керамзитом, соединенную с атмосферой воздуховодом. Сливная труба может быть соединена с водоприемным колодцем. Установка обеспечивает непрерывную автономную работу без использования дополнительных источников энергии, без принудительного перемешивания сточных вод.
Недостатком наиболее близкого аналога является недостаточно высокая степень очистки сточных вод, а также громоздкость, приводящая к необходимости перемещения ее при монтаже с помощью подъемного крана.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание автономной экологичной установки очистки сточных бытовых вод, простой в изготовлении и монтаже, функционирующей без использования химических реагентов, независимую от подвода электрической, тепловой, механической энергии.
Технический результат, обеспеченный решением указанной задачи заключается в получении степени очистки сточных вод, достаточной для использования очищенной воды для технических нужд, в т.ч для полива, мойки, а также для декоративных водоемов, при высокой технологичности и легкости изготовления и монтажа установки. Автономная установка предназначена для использования ее в местности с высоким уровнем грунтовых вод и исключает проникновение сточных вод в грунтовые воды.
Приведенный технический результат достигается за счет того, что автономная установка очистки бытовых сточных вод, содержащая закрытую емкость, связанную с внутренней сантехнической системой здания посредством впускной трубы, а посредством сливной трубы - с коллекторным колодцем для сбора очищенной воды, размещенный в емкости фильтр и воздуховод для подвода аэрирующего воздуха и отвода выделяющихся газов, снабжена установленным на входе перед фильтром сепаратором для отделения от сточных вод недиспергированных биологических отходов и взвешенных частиц с биологическим реактором для их переработки, при этом закрытая емкость содержит два отсека, разделенных вертикальной перегородкой, не доходящей до дна емкости и имеющей отверстия для прохода аэрирующего воздуха, в первом отсеке первым по ходу очистки размещена первая секция фильтра, содержащая, по меньшей мере, один фильтрующий блок, состоящий из, по меньшей мере, трех разделенных сетчатым материалом насыпных фильтрующих слоев, крупность материала в которых увеличивается от первого по ходу очистки слоя к последующему, и расположенных в один ряд под нижним фильтрующим слоем перфорированных труб, образующих воздухопроводные каналы, а также размещенная под первой секцией, вторая секция фильтра, содержащая, по меньшей мере, один фильтрующий блок, состоящий из упомянутых насыпных слоев, а во втором отсеке установлена, по меньшей мере, одна дополнительная вертикальная перегородка, не превышающая по высоте уровень размещения нижнего слоя перфорированных труб первого фильтрующего блока, отгораживающая дополнительный отсек с размещенной в ней третьей секцией фильтров, содержащей, по меньшей мере, один фильтрующий блок, смежный со второй секцией фильтра и состоящий из упомянутых насыпных слоев, размещенной с возможностью перелива очищенной воды через упомянутую дополнительную перегородку в свободную часть второго отсека закрытой емкости установки, а воздуховод для подвода аэрирующего воздуха и отвода выделяющихся газов включает две трубы, соединенные с упомянутыми двумя отсеками закрытой емкости.
В частном случае выполнения установки в качестве первого по ходу очистки насыпного фильтрующего слоя блок фильтра содержит песок, в частности кремниевый, в качестве среднего слоя - минеральный кусковой материал, фракцией 15-40 мм, в частности, щебень, а в качестве нижнего слоя минеральный кусковой материал, фракцией 50-150 мм.
Для удобства монтажа установки каждый блок фильтра может быть заключен в отдельную сменную кассету. В качестве сетчатого материала, разделяющего насыпные фильтрующие слои, может быть использована геоткань.
ДОополнительно установка может быть оснащена жироулавливателем, установленным между внутренней сантехнической системой здания и закрытой емкостью.
Сепаратор для отделения недиспергированных биологических отходов и взвешенных частиц может быть выполнен в виде сетки, установленной поверх верхнего песчаного слоя первого фильтрующего блока с уклоном в сторону, противоположную впускной трубе.
Сепаратор для отделения взвешенных частиц может быть выполнен в виде сетки и дополнительно оснащен жироулавливателем.
При наличии нескольких дополнительных вертикальных перегородок они размещены с понижением по высоте в сторону свободной части второго отсека закрытой емкости
Полезная модель иллюстрируется фиг.1, на которой приведена схема размещения элементов автономной установки очистки бытовых сточных вод от коллекторного выпуска до отвода очищенной воды в плане и в ее продольном сечении по А-А.
Автономная установка очистки бытовых сточных вод включает закрытую емкость 1, соединенную впускной трубой 2 с внутренней сантехнической системой здания а сливной трубой 3-е коллекторным колодцем 4. Емкость 1 разделена не доходящей до дна емкости перегородкой 5 на два отсека 6 и 7. В отсеке 6 емкости 1 размещен первая секция 8 из двух фильтрующих блоков, каждый из которых содержит фильтр из трех разделенных геотканью насыпных слоев с увеличивающейся (по ходу очистки вод) крупностью фракций составляющих их материалов, а также расположенные в один ряд под насыпными слоями фильтра перфорированные трубы 9. Под первой секцией 8 размещена вторая секция фильтра 10, состоящая из трех блоков, каждый из которых состоит из трех разделенных геотканью насыпных слоев с увеличивающейся (по ходу очистки вод) крупностью фракций. В отсеке 7 размещена дополнительная перегородка 11, отгораживающая дополнительный отсек с размещенной в нем третьей секцией фильтра 12, состоящей из трех блоков насыпных фильтров аналогичной конструкции, представляющих собой по сути фильтр донной фильтрации. Очищенная вода, поднимаясь снизу-вверх, переливается в свободную часть 13 второго отсека закрытой емкости установки. Полости секций 6 и 7 соединены двумя трубами 14 и 15 с атмосферой. Воздухообмен аэрирующего воздуха с отводом выделяющихся при переработке газов осуществляется с участием перфорированных труб 9, имеющих выход в отсек 7, а также посредством отверстий в перегородке 5. На входе в систему фильтров установлен сепаратор 16 в виде съемной сетки для отделения не жидких остатков органического происхождения с возможностью передачи собранных на нем фракций на рабочую поверхность биореактора 17, расположенного непосредственно над поверхностью первого песчаного слоя сепаратора, создающего подходящие условия как для аккумуляции недиспергированных биологических отходов, так и для процесса их биологической переработки до конечной фазы гумуса, осуществляемой с использованием естественных биологических агентов биогеоценоза местности.
Собранную в свободной части 13 емкости очищенную воду отводят в коллекторный колодец 4 с помощью трубы 3 или насоса 18. Бытовые сточные воды из внутренней сантехнической системы здания могут либо поступать напрямую на сепаратор 17, либо предварительно собираться в жироулавливателе 19, выполненном в виде закрытой емкости, где более легкие частицы собираются на поверхности и могут быть удалены механическим путем.
Обе секции закрытой емкости с фильтрами и другие емкости установки оборудованы люками для удобства ее обслуживания.
Очистка сточных вод в установке осуществляется следующим образом.
Из внутренней сантехнической системы здания (источника загрязнения) сточные воды, содержащие органические и фекальные отходы, через жироулавливатель 19 посредством впускной трубы 2 поступают в закрытую емкость 1 на сепаратор 16, выполненный в виде установленной с уклоном сетки. Собирающиеся на нем недиспергированные органические вещества и взвешенные частицы периодически поступают в биологический реактор 17 для их аккумулирования и переработки. Воды, прошедшие через сепаратор поступают на первую секцию фильтров, содержащую фильтрующие блоки, которые в непрерывном режиме выполняют функцию очистки протекающей за счет гравитации очищаемой жидкости. При этом первый слой (песок) является адсорбирующим-фильтрующим, второй адсорбирующий - диспергирующий - аэрирующий слой (щебень), имеет более крупную фракцию (15-40 мм), а третий абсорбирующий - адгезирующий - аэрирующий слой имеет еще большую крупность составляющего его материала (50-150 мм). Перфорированные трубы выполняют роль капельно - абсорбирующего-адгезирующего-аэрирующего слоя и вместе с трубами 14 и 15, соединяющими емкость с атмосферой, обеспечивают постоянную циркуляцию воздуха внутри емкости 1, способствующего прохождению окислительных реакций в очищаемых водах. За счет того, что очищаемые воды в первой секции фильтра проходят через крупные фракции насыпных слоев и перфорированные трубы в виде тонкого слоя, наиболее полно происходят реакции окисления, обеспечивающие биологическую очистку. Далее воды проходят через вторую секцию фильтра, где происходит очистка практически без доступа воздуха, а далее, просачиваясь через отверстие под перегородкой 5, поступают в третью секцию фильтра, в которой они поднимаются вверх, достигая верхнего песчаного слоя. Загрязненные воды, проходя через приведенную систему фильтров, участвуют в ряде физико-химических и физико-механических процессов, протекающих в фильтрах таких как: абсорбция, адсорбция, адгезия, фильтрация, каплеобразование, испарение, конденсация, окисление, диссоциация, протекающих в фильтрующих сменных кассетах. Прошедшая фильтрацию вода переливается через край перегородки и попадает в отсек 13, и далее в коллекторный колодец 4, где она депозируется, из которого ее откачивают насосом для вторичного использования в технических целях. Третья секция фильтра может быть разделена несколькими вертикальными перегородками, с образованием зон, уменьшающихся по высоте, при этом очищенная вода переливается каскадом и попадает в отсек 13.
Приведенный цикл очистки сточных вод с успехом используется в местности с высоким уровнем грунтовых вод, поскольку исключает проникновение в грунтовые воды неочищенных сточных вод, при этом создаются условия для достижения высокой степени очистки последних.