БЛОК БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИТСКИ СТОЧНЫХ ВОД

Полезная модель относится к области биологической очистки сточных вод и может применяться на любых очистных сооружениях. Известно техническое решение (патент РФ №1834858, опубл. 15.08.1993 г.)
- устройство для очистки сточной жидкости, содержащее первичный отстойник, аэротенк, вторичный отстойник с тонкослойными модулями и эрлифтами возвратного ила, распределительные и сборные лотки и воздухоподающие трубы, а также первичный отстойник снабжен разделяющими его на три камеры вертикальными перегородками, недоходящими до дна, при этом в центральной камере установлены распределительный лоток и под ним тонкослойные модули, крайние камеры снабжены блоками с загрузкой, под которыми расположены воздухоподающие трубы, водосборные лотки соединены с одной стороны с аэротенком, а с другой стороны - с эрлифтами, которые соединены с распределительным лотком центральной камеры.
Недостатком данного технического решения является необходимость использования дополнительных объемов для организации усреднения сточных вод, невозможность проведения процессов биохимического окисления.
Известен (патент РФ №2200135, опубл. 10.03.03 г.) реактор доочистки природных и сточных вод, включающий резервуар коридорного типа, разделенный поперечными перегородками на камеры, подающий и отводящий трубопроводы, фильтрующие блоки с центральной трубой на всю высоту блока, аэраторы, размещаемые под фильтрующими блоками и у противоположных стенок резервуара в отсеках аэрации и устройство для удержания и перемещения фильтрующих блоков. Боковые грани фильтрующих блоков, расположенных на границе отсеков фильтрации и аэрации, обращены к отсеку аэрации и выполнены из ершей.
Недостатком данного технического решения является отсутствие возможности обеспечения стабильно высокого качества доочистки биохимически окисленных сточных вод при залповых поступлениях загрязняющих примесей, интенсивное заиливание материала загрузки и, соответственно, незначительный межрегенерационный период.
Известно устройство для биологической очистки сточных вод (А.с. №1798325, опубл. 28.02.93 г.), содержащее резервуар, разделенный на коридоры, аэраторы, трубопроводы подачи сточных вод, воздуха, активного ила, трубопроводы отвода иловой смеси и водосливы, также оно снабжено установленной вдоль продольной оси резервуара камерой биосорбции с продольно размещенным в ее нижней части аэратором с приспособлениями подачи избыточного ила и отвода иловой смеси, перегородками из нетканого материала, жестко и консольно прикрепленными к боковым стенкам камеры по углом 20-70° и в шахматном порядке, а также с дополнительными перегородками из нетканого материала, жестко и консольно прикрепленными к основным перегородкам, при этом перегородки установлены на расстоянии друг от друга и свободным концом не доходят до соседних перегородок и боковых стенок камеры. Недостатком данного устройства является сложность конструкции и недостаточное качество очистки сточных вод.
Известна (патент №2152907, опубл. 20.07.00 г.) установка биологической очистки сточных вод в виде прямоугольного корпуса, включающего первичный отстойник, аэротенк с носителем прикрепленной микрофлоры, разделенный вертикальными перегородками на ступени, аэрационную систему, вторичный отстойник, систему рециркуляции активного ила и блок бактерицидной обработки очищенной воды ультрафиолетовым излучением. Носитель прикрепленной микрофлоры выполнен в виде плоских экранов, установленных поперек движения потока по всей ширине, первичный отстойник разделен по высоте перегородкой на
две части и его нижняя часть дополнительно снабжена аэрационной системой, а сама установка содержит дополнительно усредненную емкость с установленной в ней аэрационной системой и емкость аэробного стабилизатора с аэрационной системой.
Недостатком данного технического решения является то, что наличие аэрационной системы по всей длине корпуса практически сводит к минимуму возможность проведения процесса денитрификации«так как может уничтожить работающие в этом процессе микроорганизмы.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению и принятым за прототип, является техническое решение (патент РФ №2280622, опубл. 27.07.2006 г. унифицированная модульная установка для биохимической очистки сточных вод, содержащая прямоугольный корпус в виде емкости, включающий встроенный блок механической очистки, секционированный аэротенк, оборудованный носителями прикрепленной микрофлоры в виде съемных кассет с закрепленными ершовыми полимерными элементами, аэрационной системой, закрепленной на съемных кассетах и позволяющей регулировать соотношение зон аэробного и анаэробного окисления в ершовых полимерных элементах, эхолотом, сблокированный со вторичным отстойником, имеющим слой взвешенного осадка и выполняющего функции усреднителя, оборудованным затопленным водосливом, биореактор доочистки, блоки дефосфотации и обеззараживания сточных вод, системы аэрации и рециркуляции активного ила, а в аэротенке, функционирующем как секционированный аэротенк-вытеснитель, сблокированный со вторичным отстойником со слоем взвешенного осадка, поддерживается гидравлический режим, обеспечивающий многократное прохождение очищаемой воды, через кассеты с закрепленными ершовыми полимерными элементами.
Недостатками этого технического решения являются: сложность и длительность процесса очистки, отсутствие качественного удаления ила и
биопленки со дна емкостей и недостаточное качество очистки сточной воды в следствии вторичного загрязнения сточной воды оставшимся на дне и загнившим илом.
Основными задачами на решение которых направлена полезная модель являются: упрощение и ускорение процесса очистки, возможность качественного удаления ила и биопленки со дна емкости, и вследствии этого, улучшение качества очистки сточной воды.
Технический результат достигается тем, что блок биологической очистки сточных вод включает в себя аэротенк, аэрационную систему, вторичный отстойник, биореактор, блок обеззараживания сточных вод, систему аэрации и рециркуляции активного ила, а также первичный отстойник, илоотделитель с тонкослойными модулями и биотенк, а в биореакторе и биотенке установлены скребки - илосборники, состоящие из электродвигателя, редуктора, цепной передачи, двух скребков, капроновых приводных тросов, барабанов, роликов и натяжных устройств.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь. Наличие первичного отстойника и йлоотделителя с тонкослойными модулями увеличивает интенсификацию процесса очистки, установка скребка илосборника в биореакторе и биотенке улучшает качество обработки сточных вод и ликвидирует возможность вторичного загрязнения очищенных сточных вод за счет загнивания и разложения ила и биопленки на дне емкости, а использование двух скребков и капроновых тросов увеличивает надежность и прочность блока биологической очистки сточных вод.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным
признакам заявленной полезной модели. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном блоке биологической очистки сточных вод и изложенных в формуле полезной модели. Следовательно, заявленный блок биологической очистки сточных вод соответствует условию "новизна".
Полезная модель может быть применена для биологической очистки сточных вод и подтверждена возможность осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов и способно обеспечить достижение усматриваемого результата. Следовательно, заявляемая полезная модель, соответствует критерию "промышленная применимость".
На фиг.1 представлен блок биологической очистки сточных вод, состоящий из:
- первичного отстойника 1, в который входит тонкослойный модуль 2, илосборник для всплывшей биопленки 3, система илосборная 4, система промывки щитов отстойника 5;
- биореактора 6, в который входит система биощитов 7, илосборник для всплывшей биопленки 8, скребок - илосборник 9 (фиг.2), который состоит из электродвигателя 10, редуктора 11, цепной передачи 12, двух скребков 13, капроновых приводных тросов 14, барабанов 15, роликов 16, натяжных устройств 17;
- аэротенка 18, в который входит аэроционная система 19, переливная система 20;
- илоотделителя 21, в который входит тонкослойный модуль 22, система илосборная 23, илосборник для всплывшей биопленки 24, система промывки щитов 25;
- биотенка 26, в который входит система биощитов 27, илосборник для всплывшей биопленки 28, скребок - илосборник 29 (фиг.2), который состоит из электродвигателя 10, редуктора 11, цепной передачи 12, двух скребков 13, капроновых приводных тросов 14, барабанов 15, роликов 16, натяжных устройств 17;
- вторичного отстойника 30, в который входит тонкослойный модуль 31, система илосборная 32, илосборник для всплывшей биопленки 33; система промывки щитов отстойника 34;
- блок обеззараживания сточных вод УФ излучением (не показан).
Блок биологической очистки сточных вод работает следующим образом. Сточная вода с канализационной насосной станции после процеживателей и тангенциальных песколовок по самотечным трубопроводам (не показаны) поступает в первичный отстойник 1, который оборудован тонкослойным модулем 2, где происходит частичное выделение взвешенных веществ из сточной воды. Всплывшая биопленка периодически удаляется илосборником 3, а выделяемый осадок накапливается в конусных приямках и периодически по мере накопления системой илосборной 4 удаляется в осадкоуплотнитель. Щиты тонкослойного модуля 2 периодически промываются системой промывки щитов отстойника 5.
Отстоянная сточная вода самотеком поступает в биореактор 6, в котором в аноксидной (бескислородной среде происходит денитрификация, т.е. восстановление нитритов и нитратов до атомарного (газообразного, выделяющегося в атмосферу) состояния азота и частичное снижение БПК полн.
Денитрификация осуществляется иммобилизованной (фиксированной) на загрузке микрофлорой, расположенной на биощитах 7, в качестве органического субстрата (источник питания) для процесса денитрификации используются исходные сточные воды.
В процессе денитрификации происходит всплытие отмершей
биопленки, которая удаляется илосборником 8 и выпадение осадка на дно биореактора 6. Сбор и перемещение осадка к отсасывающей системе т.е. к иловой сборной трубе (не показана), которая расположена в конце биореактора, осуществляется с помощью первого скребка - илосборника 9, который состоит из электродвигателя 10, редуктора 11, цепной передачи 12, двух скребков 13, капроновых приводных тросов 14, барабанов 15, роликов 16 и натяжных устройств 17. Скребок продвинув ил по дну, возвращается в исходную позицию при движении обратно скребок автоматически отходит на позицию 13 а.
Из биореактора сточная вода, перетоком поступает в аэротенк 18, который предназначен для удаления основной части органических загрязнений и последующей нитрификации аммонийного азота, которые осуществляются за счет жизнедеятельности активного ила, который системой иловых насосов перекачивается из конца биореакторов в начало аэротенка. Аэрация сточных вод осуществляется при помощи пневматической системы аэрации 19 (мелкопузырчатые аэраторы) и воздуходувок (не показаны).
Из аэротенка сточные воды самотеком по переливной системе 20 поступают в илоотделитель 21, где установлен тонкослойный модуль 22, с помощью которого происходит отстаивание ила, который собирается в приямке и отводится системой илосборной 23. Всплывшая биопленка собирается илосборником 24, а щиты тонкослойного модуля периодически промываются системой промывки щитов 25. Очищенная вода из илоотделителя 21, перетекает в биотенк 26, с системой биощитов 27, где происходит остаточная денитрификация иммобилизованной на загрузке микрофлорой. Всплывающая биопленка удаляется илосборником 28. В биотенке также происходит выпадение осадка на дно. Сбор и перемещение осадка к отсасывающей системе т.е. к иловой сборной трубе (не показана), которая расположена в конце биотенка 26, осуществляется с помощью
второго скребка - илосборника 29 (фиг.2), который состоит из электродвигателя 10, редуктора 11, цепной передачи 12, двух скребков 13, капроновых приводных тросов 14, барабанов 15, роликов 16 и натяжных устройств 17. Скребок продвинув ил по дну, возвращается в исходную позицию при движении обратно скребок автоматически отходит на позицию 13 а.
Далее очищенная вода перетекает во вторичный отстойник 30, в котором находится тонкослойный модуль 31, где происходит выделение избыточного активного ила из очищенной сточной воды, который удаляется системой илосборной 32 всплывшая пленка удаляется илосборником 33, а щиты тонкослойного модуля периодически промываются системой промывки щитов отстойника 34, после чего очищенная сточная вода поступает на установку по обеззараживанию воды с помощью УФ излучения (не показана).
Предлагаемое изобретение - блок для биологической очистки сточных вод позволяет производить эффективную очистку сточных вод, за счет качественного удаления ила и биопленки со дна емкости и упрощает технологический процесс очистки.