БАШЕННЫЙ БИОРЕАКТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД "БИОФОС"

БАШЕННЫЙ БИОРЕАКТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД БИОФОС
Полезная модель относится к комбинированным устройствам для очистки сточных вод и может быть использована в различных отраслях промышленности для очистки сточных вод от органических веществ и биогенных элементов - азота и фосфора.
В технологии водоочистки известны способы одновременного удаления органических веществ и биогенных элементов (углеводородистых, фосфорсодержащих и азотистых веществ). Наиболее широко распространенной технологией является использование активного ила, подвергаемого поочередно влиянию аэробных и анаэробных условий.
При очистке сточных вод с одновременным удалением азотистых веществ используют классическое оборудование, в котором процессы аэробной обработки (окисление органических соединений и нитрификация) и анаэробной денитрификации осуществляют в самостоятельных, отделенных друг от друга резервуарах, а сепарацию активного ила ведут путем седиментации, после чего возвратный ил рециркулируют на стадию первичной обработки в процессе водоочистки. Эти сооружения занимают большие площади, что затрудняет их использование при дефиците свободных земельных участков.
Известно устройство для биологической очистки сточных вод от органических загрязнений /Авторское свидетельство СССР N 1782942, C02F 3/12, 1990 г./. Устройство представляет собой резервуар, разделенный вертикальными перегородками на центральную камеру аэрации и камеры отстаивания. Камера аэрации оборудована эрлифтным аэратором, воздухораспределительными решетками, а также трубопроМКИ C02F 3/12
ВОДОМ подачи сточной жидкости. Отстойные камеры сообщаются с камерой аэрации через перенускные окна и щелевую камеру. Для сбора очищенной сточной жидкости предусмотрена разветвленная система сборных лотков.
Совмещение в одном корпусе зон нитрификации, сепарации и денитрификацйи позволяет сократить площади, занимаемые сооружением, однако их величина еще значительна, кроме того, в известном сооружении практически не происходит процесс дефосфатации, чем, в частности, обусловлена недостаточная эффективность очистки сточных вод на этом сооружении.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является башенный биореактор - шахтный аэротенк с эрлифтной рециркуляцией. / Яковлев С.В., Скирдов И.В., Швецов В.Н. и др. Биологическая очистка производственных сточных вод (Процессы, аппараты, сооружения) М.,Стройиздат, 1985,с.61-63/. Он представляет собой цилиндрический вертикальный резервуар, который может быть заглублен или установлен на поверхности земли в виде колонны. Аэротенк в поперечном сечении разделен на две части в одной из которых предусмотрена система пневматической аэрации, а в другой размещается эрлифт, обеспечивающий циркуляцию иловой смеси и подачу ее в аарационную часть, где обеспечивается нисходящее движение иловой смеси, при этом пузырьки воздуха, поступающего из аэратора, увлекаются в нижнюю часть сооружения. Длительное пребывание воздуха при повышенном давлении обусловливает эффективное использование кислорода. Переходя из аэрационной части в эрлифтную, растворенный воздух десорбируется из иловой смеси, что дает возможность использовать для разделения иловой смеси флотацию.
- 2 Известное сооружение занимает существенно малые плопеди, однако его использование не позволяет достичь высокой степени очистки от биогенных элементов - азота и фосфора.
Технический результат, полученный от использования предложенного башенного биореактора для очистки сточных вод БИОФОС, заключается в повышении качества очищенной воды по органическим веществам и биогенным элементам, сокращении количества избыточного ила, уменьшении объемов сооружений, увеличении производительности аппщ)ата и расширении диапазона эффективного применения за счет многоцелевого использования реактора и улучшения массообмена.
Предложенный биореактор представляет собой комбинированное сооружение для биологической очистки сточных вод, совмещающее в одном объеме зоны аэробного окисления и нитрификации, денитрификации, дефосфатации и вторичного отстаивания иловой смеси.
На чертеже представлен башенный биореактор БИОФОС - вертикальный разрез.
Устройство содержит круглый в плане корпус 1 с расширенной верхней частью, разделенный вертикальной цилиндрической не доходящей до дна перегородкой 2 на анаэробную 3 и аноксичную 4 камеры. Внутри аноксичной камеры 4 коаксиально расположена камера аэрации 5 с аэратором б, в верхней расширенной части корпуса расположен кольцевой отстойник 7 с коническим днищем и иловыми щелями 8, камерой дегазации 9 и перепускными окнами 10 с шиберами 11. Устройство снабжено узлом регулировки возраста активного ила, состоящим из бака 12 со струенаправляющей перегородкой 13, треугольным водосливом 14, патрубком отвода избыточного ила 15 и трубопроводом возвратного ила 16 с переливным патрубком 17. В аноксичной камере 4 расположен эрлифт 18, трубопровод 19 которого соединен с баком 12 узла регулировки возраста активного ила. Устройство ввода сточной воды выполнено в виде бака 20 с треугольным водосливом и вертикальным трубопроводом 21, нижняя часть которого изогнута перпендикулярно цилиндрической перегородке 2 и введена в анаэробную камеру 3, устройство отвода очищенной воды выполнено в виде кольцевого коллектора 22 с переливными патрубками. Анаэробная 3 и аноксичная 4 камеры сообщаются через окна 23 с шиберами в вертикальной цилиндрической перегородке 2. Для отвода образовавшегося в результате биореакций газа в верхней части анаэробной камеры 3 предусмотрен трубопровод отвода биогаза 24.
Биореа тор работает следующим образом.
Исходную сточную воду насосом подают в бак 20 с треугольным водосливом, служащим расходомером, из которого по трубопроводу 21 по касательной к цилиндрическому корпусу 1 подают в анаэробную камеру 3, куда также через иловые щели 8 из отстойника 7 поступает циркулирующий активный ил и где за счет увеличенного образования органических кислот в результате анаэробного гидролиза органических веществ происходит высвобождение фосфатов из активного ила. Анаэробная камера 3 сообщается с аноксичной камерой 4 через окна 23 в перегородке 2. Регулировку расхода воды через окна 23 осуществляют шиберами. При подаче воздуха чербз аэратор 6 восходящий поток в камере аэрации 5 создает нисходящее движение потоков в камерах дегазации 9 анаэробной 3 и аноксичной 4 и переток иловой смеси из камеры аэрации 5 в аноксичную камеру 4 и камеру дегазации 9 отстойника 7 через перепускные окна 10. Расход воды
- 5
через окна 10 регулируют шиберами 11, В камере аэрации происходит усиленное поглощение фосфатов, высвобоаденных ранее в анаэробной камере, активным илом с одновременным окислением органических веществ и аммонийного азота. В аноксичной камере 4 высвобоаденные ранее фосфаты связываются частично биомассой активного ила при одновременном восстановлении нитратов до газообразного азота и удалении органических веществ. Иловую смесь из аноксичной камеры 4 эрлифтом 18 по трубопроводу 19 подают в бак 12 узла регулировки возраста активного ила. Уровень иловой смеси в баке задают перемещением переливного патрубка 17 на трубопроводе возврата активного ила 16. Избыточный ил через струенаправляющую перегородку 13, треугольный водослив 14 и патрубок отвода избыточного ила 15 удаляют из биореактора. Количество удаляемого биологическим путем фосфора зависит от того, сколько его поглощает активная биомасса, ежесуточно выводимая в виде избыточного ила. Стабильность процесса в реакторе определяется необходимостью поддержания постоянной величины возраста активного ила во всей системе. В отстойнике 7, куда поступает часть циркуляционного потока иловой смеси, происходит отделение очищенной воды от уплотненного циркулирующего ила, который через нижнее кольцевое отверстие - иловую щель 8 возвращается в анаэробную камеру 3. Очищенная вода из отстойника собирается через переливные патрубки в кольцевом коллекторе 22 и отводится из биореактора. Равномерность отвода очищенной воды по окружности реактора регулируется перемещением переливных патрубков на коллекторе 22. В результате протекающих биореакций образуется газ, который выводят из биореактора через трубопровод отвода биогаза 24.
Таким образом, удачно сочетающиеся в предложенном устройстве переменные в пространстве и во времени анаэробные, аноксичные и аэробные условия способствуют эффективному удалению из воды как органических соединений, так и биогенных элементов - азота и фосфора. Кроме того, УСЛОВИЯ проведения технологического процесса в предложенном биореакторе позволяют обеспечить минимальный прирост активного ила, что существенно удешевит его дальнейшую обработку и утилизацию.
Авторы:Д 1/1/1/1 М.М. Земляк
- 6 Е.В.Соколова