ОЧИСТНОЕ СООРУЖЕНИЕ БЫТОВЫХ СТОКОВ

ОЧИСТНОЕ СООРУЖЕНИЕ БЫТОВЫХ СТОКОВ
Полезная модель относится к очистным сооружениям, предназначена для биологической очистки бытовых стоков и может быть использована для очистки близких по составу к бытовым производственных сточных вод.
Биологический метод очистки основан на использовании жизнедеятельности микроорганизмов, способствующих окислению и восстановлению содержащихся в стоках органических веществ, которые являются питательной средой для микроорганизмов. В результате происходит очистка сточных вод от органических загрязнений П. Широко известны очистные сооружения, реализующие биологический метод очистки и содержащие последовательно соединенные решетку, песколовку, блок первичных отстойников, азротенк, блок вторичных отстойников и ряд вспомогательных сооружений, например, хлораторная, илоуплотнители, контактные резервуары, иловые площадки 2.
Прототипом заявленного технического решения является очистное сооружение бытовых стоков 3, содержащее на входе устройство для удаления песка - блок песколовок, соединенный с входом блока микробиологической очистки - аэротенком, снабженным воздуходувками. Водный выход аэротенка через последовательно соединенные блок вторичных отстойников и блок песчаных фильтров подключен к контактному резервуару с блоком обеззараживания, а выход контактного резервуара является выходом устройства. При этом иловые выходы азротенка и блока вторичных отстойников через насос подведены к иловым площадкам.
Все технические средства устройства-прототипа кроме блока обеззараживания и блока песчаных фильтров выполнены подземными. Это обстоятельство приводит, во-первых, к возможности трудно обнаруживаемого попадания сточных вод в почву и загрязМКИ 6 с 02 F 1/00
нения ее, во-вторых, при расположении очистного сооружения на территориях с высоким уровнем стояния грунтовых вод возникает опасность инфильтрации грунтовых вод в подземные емкости очистного сооружения. Это приводит к увеличению нагрузки на него с соответствующим увеличением затрат и снижением качества очистки. В зимнее время расположение емкостей очистного сооружения под землей создает риск снижения температуры очищаемой воды ниже критического уровня жизнедеятельности микроорганизмов. Зто вызывает их полную или частичную гибель, а, следовательно, и дополнительное снижение качества очистки воды. Другими недостатками прототипа являются невозможность непосредственного наблюдения за ходом очистки, высокая энергоемкость из-за необходимости аэрации воды с помощью воздуходувок с большим энергопотреблением и высокие эксплуатационные расходы за счет дороговизны обслуживания подземных емкостей. Кроме того, очистное сооружение - прототип невозможно выполнить в комплектно-блочном исполнении заводской готовности и для его работы необходимы иловые площадки большой площади.
В заявленном техническом решении обеспечивается быстрый монтаж и ввод в эксплуатацию за счет выполнения очистного сооружения надземным в комплектно-блочном исполнении заводской готовности и размещения его в одном надземном производственном здании. Техническое решение позволяет сократить площади иловых площадок за счет предварительного обезвоживания осадка, обеспечить возможность непосредственного наблюдения за каждым этапом процесса очистки, исключить зависимость качества очистки от перепада внешних температур, снизить эксплуатационные и энергозатраты, снизить риск загрязнения почвы и подземных вод бытовыми стоками и исключить возможность перегрузки устройства из-за инфильтрации грунтовых вод в емкости очистного сооружения.
обеззараживания, причем иловый выход блока микробиологической очистки через насос подведен к иловым площадкам, а выход контактного резервуара является выходом очистного сооружения, на входе очистного сооружения включена камера гашения давления с треугольными водосливами, соединенная с устройством удаления песка, выполненном в виде гидроциклона, а блок микробиологической очистки представляет собой биофильтр, содержащий М одинаковых последовательно и соосно установленных с возможностью вращения цилиндрических биобарабанов с диаметром D, каждый из которых частично размещен в соответствующей секции полуцилиндрического М-секционного поддона с внутренним диаметром D1 и осью, параллельной оси вращения биобарабана, при этом отверстия в передней и задней торцевых стенках поддона являются, соответственно, входом и выходом биофильтра, каждая секция полуцилиндрического поддона с помощью введенных через боковую стенку воздуховодов соединена с компрессором, нижняя часть каждой секции полуцилиндрического поддона снабжена илопроводами, объединенными в иловый выход биофильтра, который подведен к иловым площадкам через последовательно соединенные сборник осадка, насос и блок обезвоживания осадка, водный выход последнего подключен ко входу биофильтра, а водный выход биофильтра соединен с контактным резервуаром, снабженным блоком обеззараживания, при этом диаметр D цилиндрического биобарабана и внутренний диаметр Di полуцилиндрического М-секционного поддона связаны соотношением: Di  1,1 D,
Цилиндрический биобарабан представляет собой цилиндрическую пространственную конструкцию, содержащую каркас и пористый наполнитель, торцевые поверхности каркаса сформированы п металлическими стержнями, один конец каждого из которых совмещен с осью биобарабана, а другой расположен на образующей цилиндра, каждый стержень одной торцевой поверхности каркаса скреплен с соответствующим стержнем другой торцевой поверхности ш стержнями, которые установлены параллельно оси каркаса и распределены по всей длине стержня торцевой поверхности, при этом каркас снабжен пористым наполнителем с микробиологической культурой. з н с нено многопоточным. При этом включенная на входе камера гашения давления снабжена N треугольными водосливами, каждый из которых соединен с входами одного из N гидроциклонов, а объединенные выходы N биофильтров подключены к контактному резервуару с блоком обеззараживания. Из доступной научно-технической и патентной литературы аявленное техническое решение неизвестно, поэтому его отличительые признаки, приведенные в формуле изобретения, следует считать ущественными. Техническое решение является промышленно применимым, поскольку использование его в социально-экономической практике обеспечивает быстрый монтаж и ввод в эксплуатацию за счет выполнения очистных сооружений надземными в комплектно-блочном исполнении заводской готовности и размещения их в одном надземном производственном здании. Техническое решение позволяет сократить площади иловых площадок, обеспечить возможность непосредственного наблюдения за каждым этапом процесса очистки, исключить зависимость качества очистки от перепада внешних температур, снизить эксплуатационные и энергозатраты, уменьшить риск загрязнения почвы и подземных вод бытовыми стоками и исключить возможность перегрузки устройства из-за инфильтрации грунтовых вод в емкости очистных сооружений. Сущность технического решения очистного сооружения бытовых стоков поясняется чертежом. На Фиг.1 приведена структурная схема заявленного технического решения. На Фиг.2 приведена структурная схема конкретной реализации технического решения в виде двухпоточного очистного сооружения бытовых стоков. На Фиг.З приведено схематическое изображение биобарабана. На Фиг.4 показана схема движения воды в двухпоточном очистном сооружении бытовых стоков. На Фиг.З приведена схема движения иловой смеси в двухпоточном очистном сооружении.
двумя тангенциальными входами гидроциклона 2. Выход гидроциклона 2 подключен ко входу биофильтра 3. Второй вход биофильтра 3 соединен с компрессором 4, Иловой выход биофильтра 3 через последовательно включенные илосборник 5, насос 6 и блок 7 обезвоживания осадка подведен к иловым площадкам 8, Водный выход блока 7 обезвоживания осадка подключен к входу биофильтра 3. Водный выход биофильтра 3 соединен с первым входом контактного резервуара 9. К второму входу контактного резервуара 9 подключен блок 10 обеззараживания. Выход контактного резервуара 9 является выходом очистного сооружения.
Структурная схема двухпоточного очистного сооружения бытовых стоков (Фиг.2) содержит на входе камеру i гашения давления с двумя треугольными водосливами, каждый из которых соединен с двумя тангенциальными входами каждого гидроциклона 2. Выход каждого из гидроциклонов 2 подключен ко входу соответствующего биофильтра 3. Вторые входы биофильтров 3 соединены с компрессором 4. Иловой выход каждого биофильтра 3 через последовательно включенные илосборник 5, насос 6 и блок 7 обезвоживания осадка подведен к иловым площадкам 8. Водный выход блока 7 обезвоживания осадка подключен к входу одного из биофильтров 3. Водные выходы биофильтров 3 объединены и подведены к первому входу контактного резервуара 9. Ко второму входу контактного резервуара 9 подключен блок 10 обеззараживания. Выход контактного резервуара 9 является выходом двухпоточного очистного сооружения бытовых стоков.
Биофильтр 3 (Фиг.З) в конкретной реализации включает в себя пять одинаковых биобарабанов 11 и поддон 12 содержащий пять секций 13. Каждый биобарабан 11 частично размещен в соответствующей секции 13 поддона 12, Каждая секция 13 соединена с компрессором 4 воздуховодами 15, введенными через боковую стенку секции 13 поддона 12, Нижняя часть каждой секции 13 снабжена илопроводами 16, которые объединены и представляют собой иловый выход биофильтра 3. Отверстия 17, 18 в передней и задней торцевых стенках полуцилиндрического поддона 12 являются, соответственно, входом и выходом биофильтра 3.
Камера 1 гашения давления, снабженная треугольными водосливами, предназначена для равномерного распределения щидкости между двумя гидроциклонами 2.
Гидроциклон 2 предназначен для удаления песка и плавающих франций из сточной жидкости. Гидроциклон 2 снабжен двусторонним тангенциальным подводом воды и может быть выполнен в виде вертикальной конструкции из двух соосных цилиндров, при этом верхний- большего диаметра. Нижняя часть малого цилиндра снабжена конусом.
Компрессор 4 с воздуховодами 15 предназначен для удаления с биобарабанов И биофильтров 3 избыточного активного ила. В качестве компрессора 4 может быть использован компрессор С 415 М.
В качестве насоса 6 может быть использован насос К 20/30,
Блок 1 обезвоживания осадка может включать в себя поддон для воды и систему блоков, на которых закреплен мешок из хлориновой ткани, размещенный между двумя установленных с возможностью вращения отжимными валиками.
Контактный резервуар 9 предназначен для обеспечения контакта очищенной воды с обеззараживающей жидкостью из блока 10 в течение 30 минут в соответствии с требованиями СНиП 4. Контактный резервуар 9 представляет собой сварную металлическую емкость, на входе которой размещен ершовый смеситель.
Блок 10 обеззараживания выполнен в виде сварной металлической емкости с обеззараживающей жидкостью, например, раствором хлора или может быть выполнен в виде бактерицидных ламп обеззараживания, или в виде устройства озонирования.
Биобарабан И (Фиг.З) имеет каркас, сформированный в виде цилиндрической пространственной конструкции, диаметром D - 2000 мм из стержней, диаметром 20 мм. При этом п  8, ш  5. Каркас биобарабана И заполнен пористым материалом, предназначенным для удержания аэробных микроорганизмов, например, стеклоершовым наполнителем.
Ось полуцилиндрического поддона 12 (фиг.З) выполнена параллельной оси вращения биобарабана 11. Внутренний диаметр Di полуцилиндрического поддона 12 и диаметр D биобарабана И связаны соотношением: D1  1,1 D. Полуцилиндрический поддон 12 снабжен пятью секциями 13, в каждую из которых частично погружен соответствующий биобарабан 11. Через боковую стенку каждой секции 13 полуцилиндрического поддона 12 введены воздухопроводы 15 от компрессора 4. Через отверстия в ни58ней части каждой секции 13 полуцилиндрического поддона 12 введены илопроводы 16.
Число N гидроциклонов 2 и биофильтров 3, а также число М секций полуцилиндрического поддона 12 и биобарабанов 11 в биофильтре 3 определяют из условия соответствия воды на выходе очистного сооружения заданному уровню качества.
Двухпоточное очистное сооружение бытовых стоков работает следующим образом.
Бытовые стоки поступают в камеру 1 гашения давления где с помощью треугольных водосливов стоки разделяют на два одинаковых потока. Каждый из потоков трубопроводом разделяют на две равные части, которые поступают к тангенциальным двухсторонним входам в нижней части малого цилиндра гидроциклона 2. За счет тангенциального двухстороннего подключения стоков к гидроциклону 2 происходит вращение и восхождение потока сточных вод в верхнюю широкую часть гидроциклона 2. При этом крупные взвеси из сточных вод  оседают в конусной части малого цилиндра гидроциклона 2 и периодически удаляются через отверстие в вершине конуса,
а осветленная вода переливается через верхний водослив гидроциклона 2 в желоб, соединенный с входным отверстием в полуцилиндрическом поддоне 12 биофильтра 3. Поток осветленной воды последовательно проходит через все пять секций 13 полуцилиндрического поддона 12. В поток осветленной воды в каждой секции 13 частично погружен вращающийся со скоростью v  1 - 2 оборота в минуту биобарабан 11. Биобарабан 11 вращаясь перемешивает воду и с помощью микроорганизмов, заселенных в стеклоершовом наполнителе биобарабана 11, очищает ее за счет процессов адгезии, адсорбции.
биокоагуляции взвешенных веществ и биологической деструкции органических загрязнений. За счет вращения биобарабана 11 происходит многократная фильтрация воды и насыщение ее воздухом для интенсификации жизнедеятельности микроорганизмов. Каждая последующая секция 13 полуцилиндрического поддона 12 с соответствующим биобарабаном И выполняет функцию биофильтра с более высокой степенью
очистки воды. Качество воды на выходе последней секции 13 полуцилиндрического поддона 12 биофильтра 3 соответствует показателям рыбохозяйственного значения. Через боковую стенку полуцилиндрического поддона 12 с помощью воздуховодов 15 от компрессора 4 периодически поступает сжатый воздух. При этом происходит бурление воды в каждой секции 13 полуцилиндрического поддона 12, которое позволяет периодически сбрасывать избыточный ил со стеклоершового наполнителя биобарабана И, то есть регенерировать микробиологическую загрузку стеклоершового наполнителя. Осадок и избыточная биомасса оседают на дно каждой секции 13 полуцилиндрического поддона 12 и периодически удаляются с помощью илопроводов 16, соединенных с илосборником 5. С помощью насоса 6 ил из илосборника 5 поступает в хлориновый мещок блока 7 обезвоживания осадка. Хлориновый мешок блока 7 пропускают между вращающимися валиками, которые отжимают осадок. Обезвоженный осадок переодически перемещают с помощью контейнера на иловые площадки 8. Воду, образовавшуюся при отжиме осадка собирают в поддон и передают в первую секцию полуцилиндрического поддона 12 любого из биофильтров 3. Очищенная вода с выхода биофильтра 3 подается в контактный резервуар 9. С выхода блока 10 в контактный резервуар 9 вводят обеззараживающую жидкость. Ершовый смеситель, установленный вблизи водного входа контактного резервуара 9, перемешивает очищенную воду с обеззараживающей жидкостью. При этом достигается равномерное распределение обеззараживающей жидкости в очищенной воде. Чистая вода с обеззараживающей жидкостью находится в контактном резервуаре 9 в течение 30 минут 4. С выхода контактного резервуара 9 чистая обеззараженная вода поступает, например, в открытый водоем.
другими известными, обусловлено тем, что все фрагменты очистного сооружения выполнены надземными в комплектно-блочном исполнении заводской готовности и размещены в одном производственном здании. Зто обеспечивает быстрый монтаж и ввод в эксплуатацию очистного сооружения, снижение эксплуатационных и энергозатрат. Другими преимуществами технического решения являются сокращение площади иловых площадок, обеспечение возможности непосредственного контроля за каждым этапом процесса очистки, исключение зависимости качества очистки рт перепада внешних температур, уменьшение риска загрязнения почвы и подземных вод бытовыми стоками и исключение возможности перегрузки устройства из-за инфильтрации грунтовых вод в емкости очистных сооружений.
Реализованное двухпоточное очистное сооружение имеет производительность 200-400 кубометров бытовых стоков в сутки, обеспечивает очистку бытовых стоков с содержанием взвешенных веществ 300 мг/литр, БПК5 - 200, ХПК - 250 до уровня содержания взвешенных веществ 3 мг/литр, БПК5 - 2, ХПК - 15, Информационные источники:
1. Канализация, издание пятое, М., Стройиздат, 1978, с.206
2.Там же, с.210 -212
3.Типовой проект N 302-3-86.88 Станция биологической очистки сточных вод с пневматической аэрацией, производительностью 700 куб.м/сутки (для расчетной зимней температуры - 40град. ) с глубокой очисткой, разработанный ЦНИИЭП инженерного оборудования, Москва, утвержденный Госкомархитектуры, приказ N 38 от 10.02.88.
4.СНиП 2.04.03 - 85, п.6.228
Авторы - заявители:
/Волкова Е,Н,/ лухов А.Н./
/Корнилов Ю,й./ акарина М.В,/