КОМПЛЕКСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

Комплексная установка для очистки сточных вод от загрязнений может быть использована для очистки сточных вод от загрязнений малых населенных мест и отдельно расположенных объектов (дома отдыха, санатории, коттеджные и вахтовые поселки и т. п.).
Известна компактная установка глубокой биологической очистки сточных вод до рыбохозяйственных нормативов, включающая емкостные сооружения предварительной обработки, биологических реакторов, выделения приросшей биомассы, доочистки и обеззараживания, трубопроводы подачи и отвода вод, циркуляции твердой фазы и воздухопроводы, (см. Яковлев С.В., Воронов Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод / Учебник для вузов: - М.: АСВ, 2002. - с.640-641).
Недостатком данной установки (устройства) являются увеличенные объемы емкостных сооружений для очистки и обеззараживания сточных вод и невозможность оперативного регулирования концентрации биомассы в процессе очистки.
Наиболее близким по технической сущности является установка для биохимической очистки сточных вод по патенту РФ №2183592 от 24.05.1999 г. (7 С 03 F 3/02), которая содержит резервуар, разделенный перегородками на секции и отсеки многоступенчатых биореакторов, состоящих из нитрификатора, денитрификатора и блока доочистки, имеющих на первой ступени секции аэротенк с двумя коридорами с негерметичными перегородками, системы коммуникаций для подвода, распределения и отвода сточных вод, рециркуляции иловых смесей эрлифтами, емкость очищенных сточных вод, подвода и отвода промывных вод, подвода воздуха от воздуходувок, аэраторы, эжекторы, шиберы, волокнистую насадку для фиксирования биомассы, устройство для приготовления и внесения в очищаемую воду реагентов, отстойники для выделения твердой фазы и узел стабилизации твердой фазы.
Однако данная установка имеет ряд недостатков, основными из которых являются:
- отсутствие возможности оперативного регулирования концентрации биомассы и, соответственно, скорости изъятия органических загрязнений на первой ступени в зависимости от показателей качества исходной сточной жидкости;
- необходимость дополнительных площадей на узел обеззараживания и гальванокоагуляции;
- увеличенное время пребывания в зоне нитрификации и денитрификации, особенно при несбалансированном поступлении концентрации загрязнений (БПК:N:Р≠100:5:1) сточных вод;
- увеличенная материалоемкость установки вследствие увеличенных объемов отдельных емкостей, а, следовательно, и себестоимости очистки сточных вод;
- загрязнение окружающей среды продуктами обработки вод и твердой фазы (диоксид углерода и метан).
Задача полезной модели состоит в повышении надежности и управляемости установки при одновременном снижении себестоимости очистки сточных вод и загрязнения окружающей среды.
Задача решается следующим образом: установка для биохимической очистки сточных вод, включающая резервуар, разделенный перегородками на секции и отсеки многоступенчатых биореакторов, состоящих из нитрификатора, денитрификатора и блока доочистки, имеющих на первой ступени секции аэротенк с двумя коридорами с негерметичными перегородками, системы коммуникаций для подвода, распределения и отвода сточных вод, рециркуляции иловых смесей эрлифтами, емкость очищенных сточных вод, подвода и отвода промывных вод, подвода воздуха от воздуходувок, аэраторы, отвода газов, эжекторы, шиберы, волокнистую насадку для фиксирования биомассы, устройство для приготовления и внесения в очищаемую воду реагентов, отстойники для выделения твердой фазы и узел стабилизации твердой фазы, она дополнительно снабжена усреднителем со встроенным первичным отстойником, в коридорах биореактора первой ступени смонтированы негерметичные перегородки, проницаемые для сточной жидкости и иловой смеси, выполненные преимущественно из сетчатых носителей, закрепленные на неподвижной штанге, подвижные в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а над усреднителем, биореакторами и узлом стабилизатора выполнены газосборные зонты, связанные через эжекторы с воздухопроводами и аэраторами, биореактор доочистки имеет трехслойную загрузку, причем последняя по ходу движения жидкости загрузка содержит ионы серебра, и трубопроводы ввода реагентов соединены с трубопроводом подачи исходных сточных вод на механическую очистку и трубопроводом подачи вод на биореактор доочистки.
Сущность полезной модели поясняется рисунком, на котором представлен ее план (фиг.1).
Установка для биохимической очистки сточных вод имеет корпус 1 и состоит из встроенного первичного отстойника 2 в усреднитель - регулятор расходов и концентраций загрязнений 3, денитрификатора 4, узла стабилизатора твердой фазы 5,
биореактора первой ступени 6, с негерметичными перегородками, подвижными в горизонтальной и вертикальной плоскостях 7, закрепленные на неподвижной штанге 8, нитрификатор 9, вторичного отстойника 10, биореактора доочистки 11, емкости очищенных сточных вод 12, газосборного зонта 13, воздуходувки 14, эжектора 15, трубопроводов подачи сточных вод на установку после выделения мусора и песка 16, после усреднения и очистки в первичном отстойнике 17, ввода реагентов 18, отвода газов из зонта 19, воздухопроводов 20, шиберов на воздухопроводах 21, аэраторов 22, отвода очищенных и обеззараженных сточных вод 23, эрлифтов 24, циркулирующей 25 и избыточной биомассы 26, подачи вод на промывку 27 и отвода промывных вод 28, негерметичной перегородки 29, разделяющей реактор первой ступени на два коридора 30 и 31, трубопровода подачи сточных вод из денитрификатора в биореактор первой ступени 32, распределительного лотка 33 сточных вод, сборного лотка иловой смеси 34, трубопровода отвода иловой смеси 35 в нитрификатор, трехслойной загрузки биореактора доочистки 36, трубопровода подачи сточных вод на доочистку 37, трубопровода очищенных сточных вод 38.
Комплексная установка для очистки сточных вод от загрязнений работает следующим образом.
Освобожденная от мусора и песка сточная вода по трубопроводу 16 поступает в усреднитель - регулятор расходов и концентраций загрязнений 3, куда также поступают промывные воды после регенерации биореактора доочистки сточных вод 11 по трубопроводу подачи промывных вод 28. В случае поступления повышенных концентраций загрязнений в трубопровод 16 по трубопроводу 18 вводятся реагенты в виде коагулянта и/или флокулянта. При этом выделяются фосфор, взвешенные и коллоидные минеральные и органические вещества. Из усреднителя - регулятора 3 сточная вода поступает во встроенный первичный отстойник 2, после которого по трубопроводу 17 поступает в денитрификатор 4, где при механическом перемешивании в аноксидных условиях (мешалка не показана) происходит восстановление нитратов и нитритов до газообразного азота и окисление органических веществ до воды и углекислого газа. Азот и углекислый газ выделяются в атмосферу. Далее по трубопроводу 32 сточная вода поступает в биореактор первой ступени 6. Биореактор первой ступени 6 разделен негерметичной перегородкой 29 на два коридора 30 и 31, в которых смонтированы на неподвижных штангах 8 проницаемые для сточной жидкости и иловой смеси негерметичные перегородки, выполненные преимущественно из сетчатых носителей 7, снабженные приспособлениями для перемещения их в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Пройдя очистку свободноплавающей и прикрепленной
биомассой, иловая смесь через сборный лоток 34 по трубопроводу 35 через распределительный лоток сточных вод 33 поступает в нитрификатор 9 с прикрепленной биомассой, в котором аэрация от воздуходувок 14 осуществляется воздухом, обогащенным углекислым газом, забираемым через эжектор 15 из трубопровода отвода газов 19 из газосборного зонта 13. Из тарификатора 9 иловая смесь направляется во вторичный отстойник 10, откуда, после разделения на жидкость и биомассу по трубопроводу подачи сточных вод на доочистку 37, поступает в биореактор доочистки 11.
В биореакторе доочистки 11 вода из трубопровода подачи сточных вод на доочистку 37, изливается, аэрируясь и насыщаясь кислородом, последовательно проходит три слоя загрузки 36: первый по ходу движения жидкости слой загрузки из жестких ершей, второй слой зернистой загрузки, преимущественно из антрацита, третий слой зернистой загрузки, содержащей ионы серебра, а затем собирается и отводится по трубопроводу очищенных сточных вод 43 в емкость очищенных сточных вод 12, откуда по трубопроводу 23 отводится на сброс.
Для увеличения эффективности очистки сточных вод от фосфатов, частиц биомассы и органических веществ перед биореактором доочистки сточных вод 11 в трубопровод подачи сточных вод на доочистку 37 по трубопроводу 18 вводится коагулянт. Регенерация загрузки биореактора доочистки ведется обратным током воды, забираемой насосами из резервуара очищенных сточных вод 12, подаваемых по трубопроводу подачи вод на промывку 27 и отводимых по трубопроводу промывных вод 28 в усреднитель - регулятор 3.
Осадок из первичных отстойников и избыточный активный ил эрлифтами перекачиваются в узел стабилизатора твердой фазы 5, откуда, после стабилизации, поступает на дальнейшую обработку (на фиг.1 не показано).
Очищенная в комплексной установке сточная вода соответствует по качеству нормативам к сбросу в рыбохозяйственные водоемы (табл.), при этом по сравнению с прототипом достигнуты следующие преимущества:
- уменьшено время пребывания сточных вод в емкостных сооружениях на 25 - 30%, что адекватно снижает затраты на очистку;
- снижается концентрация диоксида углерода в газовых выбросах в окружающую среду;
- не применяются дезинфектанты для обеззараживания очищенной воды, сопровождающиеся образованием токсичных продуктов;
- повышается оперативность в управлении процессом очистки сточных вод за счет регулирования концентрации биомассы и гидродинамики потоков в биореакторе первой ступени.
ТаблицаСравнительные технические и экономические показатели базовой и предложенной установки
№ п/п
Наименование показателей
Единица измерения
Базовая установка
Предлагаемая установка
1
Капитальные затраты на строительство
условная единица
1
0.8
2
Эксплуатационные затраты
условная единица
1
0.8
3
Время необходимое для изменения технологических
час
4
3
параметров:
8
5
- окисления органических веществ
2
0.5
- нитрификации
6
0.5
- гидродинамики потоков
0.5
0.1
- концентрации биомассы в первой ступени биореактора - обеззараживания
4
Содержание ингредиентов в очищенной сточной воде
мг/л
Соответствие нормативам к приему в рыбохозяйственные водоемы
Соответствие нормативам к приему в рыбохозяйственные водоемы
2
2
Уменьшение времени пребывания сточных вод в биореакторах очистки достигнуто за счет обеспечения микроорганизмов автотрофов дополнительным количеством минерального углерода в виде углекислого газа, собираемого газосборными зонтами при деструкции органических веществ до конечных форм (HO+СО). (Как известно, нитрификаторы относятся к медленно растущим микроорганизмам). Регулирование площади сетчатых носителей в вертикальной и горизонтальной плоскостях путем соответствующего перемещения позволяет оперативно изменять концентрацию прикрепленной и свободноплавающей биомассы, а также «встряхиванием» позволяет проводить регенерацию полотна. К тому же регулированием взаимного расположения сетчатых носителей в коридорах биореактора достигается полное использование объема сооружения.