АВТОНОМНЫЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

Изобретение относится к малому строительству и может быть использовано для изготовления автономных жилых модулей.
Известна установка для глубокой биологической очистки бытовой и промышленной сточной воды (полезная модель №37089), содержащая уравнительный и активационный резервуары с датчиками уровня, иловый отстойник, систему аэрации с компрессорами, насосами и аэраторами, подключенную к блоку управления с возможностью обеспечения прямого и обратного циклов очистки сточной воды, отличающаяся тем, что установка дополнительно снабжена резервуаром стабилизации активного ила, при этом система аэрации выполнена в виде двух аэрационных подсистем, одна из которых выполнена в виде аэрационной подсистемы для прямого цикла очистки, а другая в виде аэрационной подсистемы - для обратного цикла очистки сточной воды, каждая из которых снабжена компрессором, при этом аэрационная подсистема для прямого цикла очистки подключена к насосу уравнительного резервуара, иловым насосам вторичного отстойника и активационного резервуара, а аэрационная подсистема обратного цикла подключена к аэратору уравнительного резервуара, насосу для удаления плавучих загрязнений вторичного отстойника, аэратору активационного резервуара, а также аэратору и иловому насосу Также установка отличается тем, что компрессоры обеих подсистем дополнительно подключены к аварийному распределителю, с обеспечением возможности переключения компрессора одной из аэрационных подсистем, при выходе из строя компрессора другой аэрационной подсистемы, на поочередную подачу воздуха, при смене циклов очистки сточной воды, в обе аэрационные подсистемы. Аварийный распределитель выполнен в виде электровентиля, соединенного с блоком управления.
Известны станции биологической очистки "Топас" (ресурс http://www.tialbur.ru/topas.html) со следующим принципом работы.
Сточная вода поступает в приемную камеру самотеком, где все крупные фракции начинают разбиваться интенсивной аэрацией. В приемной камере происходит отделение органической части стоков от неорганической и слабое воздействие активного ила на сточную воду (твердые, неразлагаемые частицы оседают в придонную часть установки, где, контактируя с минеральным осадком, образуется пассивный осадок). Затем мелкие фракции проходят фильтр грубых нечистот, и при помощи штатного насоса эрлифта (мамут-насос) перекачиваются в аэротенк.
В аэротенке происходит интенсивное воздействие активного ила на стоки, которые находятся в нем около 5 часов. После аэротенка смесь воды и ила попадает во вторичный отстойник (пирамиду), где в спокойном состоянии идет процесс отделения ила в придонную часть, а вода через дополнительный фильтр поступает на выход.
В этот момент жировая пленка, образовывающаяся во вторичном отстойнике, удаляется жироудалителем обратно в аэротенк. Активный ил из придонной части установки поступает через дополнительный мамут-насос в стабилизатор, где происходит отделение старого активного ила от молодого. Молодой (легкий) ил перетекает в приемную камеру, а из нее обратно в аэротенк. Таким образом, создается замкнутый цикл работы системы, благодаря которому станция очищает сточные воды на 98%.
Наиболее близким аналогом является мобильный автономный комплекс магазин-кафе (патент на полезную модель №89155 RU), содержащий корпус, внутри которого размещен сантехнический узел с компактной системой биологической очистки, системы жизнеобеспечения, а именно отопление, кондиционирование воздуха, электроснабжение.
Кроме этого узел кафе комплекса снабжен системами очистки и регенерации использованной воды, выполненных в виде систем обратного осмоса, установки ультрафильтрации и нанофильтрации, дистилляции. Комплекс имеет автономный источник электроснабжения, который выполнен в виде электростанции, работающей на альтернативном источнике энергии, например, на солнечной энергии или энергии ветра.
Недостатком является высокая энергозатратность комплекса, что ограничивает его использование в условиях автономной работы.
Целью полезной модели является создание автономного жилого комплекса, оборудованного сантехническими средствами.
Цель достигается за счет конструкции комплекса. Конструкция включает в себя станцию водоподготовки, станцию глубокой биологической очистки сточной воды, санузел, систему отопления, источники электроэнергии, в том числе солнечные батареи, генераторы, работающие на жидком или газообразном топливе, систему беспроводной диспетчеризации. Система беспроводной диспетчеризации состоит из радиопередатчиков, датчиков параметров комплекса, контроллера с жестким диском. Датчики параметров комплекса отслеживают температуру снаружи и внутри комплекса, температуру отопительной системы, уровни воды в резервуарах санузла, а также в емкостях системы биологической очистки воды. На жестком диске контроллера хранится, информация об алгоритме опроса датчиков, передачи сообщений по радиоканалу о параметрах комплекса, принятию сообщений об управлении элементами комплекса, передаче сигналов элементам комплекса об изменении параметров, программе управления камерой глубокой биологической очистки сточной воды. Таким образом, контроллер в соответствии с программой либо в соответствии с удаленными командами принимает данные от датчиков комплекса, далее отправляет данные по беспроводному каналу, далее в соответствии с программой либо в соответствии с удаленными командами осуществляет включение/выключение отопительной системы, включение/выключение солнечных батарей, других генераторов электроэнергии, включение/выключение компрессора системы биологической очистки воды.
В результате комплекс является полностью автономным и пригодным для применения в местах, удаленных от централизованных инженерных сетей, включая элементы соблюдения гигиены. За счет наличия камеры глубокой биологической очистки комплекс не нарушает экологию местности, так как сточная вода очищается до показателей для сброса воды в водоемы или на рельеф. Наличие контроллера, работающего в соответствии с программами на его жестком диске обеспечивается повышение энергоэффективности работы систем комплекса, а именно систем отопления, подготовки и нагрева воды, системы биологической очистки. За счет контроллера с жестким диском и его взаимодействия с датчиками и исполнительными системами комплекса производится автономное управление системами комплекса, что уменьшает как вероятность неоптимальной работы, так и риск возникновения аварийных ситуаций. За счет системы беспроводной диспетчеризации достигается удаленный контроль как за, параметрами комплекса, так и за аварийными ситуациями, что уменьшает время устранения неполадок и повышает безопасность комплекса, повышение энергоэффективности работы систем комплекса, а именно систем отопления, подготовки и нагрева воды, системы биологической очистки.
Осуществление изобретения
Автономный экологический комплекс выполняется в виде вагона и включает в себя:
1. Станция глубокой биологической очистки воды в комплексе с блоком доочистки и обеззараживания (песчаный фильтр и ультрафиолетовое обеззараживание) обеспечивает, очистку сточных вод до показателей, соответствующих нормативным требованиям (СанПиН 2.1.5.980-00) к предельно допустимой концентрации вредных веществ в воде, что позволяет сбрасывать очищенные сточные воды непосредственно в водоемы рыбо-хозяйственного назначения или на рельеф (в дренажные колодцы, фильтрационные каналы).
2. Станция водоподготовки позволяет очищать воду из скважины либо из водоема до питьевого качества (СанПиН 2.1.4.1074-01). В состав станции входит угольная фильтрация, система обезжелезивания, умягчения, ультрафиолетовое обеззараживание, система обратного осмоса.
3. Система оборотного водоснабжения, позволяющая многократно использовать воду.
4. Санузел: душ, туалет, умывальник.
5. Система беспроводной диспетчеризации, состоит из контроллера, в котором запрограммированны функции управления экомодулем, радиопередатчиков, а также содержится жесткий диск с информацией об алгоритме опроса датчиков, программа управления камерой глубокой биологической очистки сточной воды. С помощью данной системы возможно отслеживать на расстоянии наружные и внутренние температурные параметры, получать информацию об аварийных ситуация станции биологической очистки в виде смс, переключать источники питания электроэнергией с одного на другой удаленно или в автоматическом режиме, контролировать запас воды в резервуаре, регулировать температуру отопительных приборов для экономии электроэнергии. Контроллер также может управлять работой станции биологической очистки.
Принцип работы станции глубокой очистки сточной воды.
Сточные воды поступают в буферную камеру через сетчатую решетку, которая играет роль фильтра грубой очистки, задерживая крупный мусор.
В буферной камере с помощью мелкопузырчатой аэрации происходит выравнивание стоков по количеству и составу, а также первичное окисление.
Далее через отверстия стоки поступают во вторую камеру, где посредством аэрации зарождается активный ил.
При помощи эрлифта подготовленные стоки попадают в аэротенк, где с помощью аэраторов происходит активное насыщение кислородом всего объема воды аэротенка.
Насыщение воды кислородом способствует росту бактерий и их благоприятной жизнедеятельности.
Активная аэрация сменяется режимом отстаивания, в результате которого ил оседает на дно аэротенка.
После режима отстаивания начинается фаза откачки ила эрлифтом в илосборник, в котором стабилизированный ил обезвоживается для дальнейшего удаления.
После фазы откачки ила включается эрлифт откачки чистой воды, т.о. вода из аэротенка перекачивается в четвертую камеру, в которой перекачиваемая вода попадает в успокоитель.
Частицы ила, попавшие с чистой водой в успокоитель оседают на дно четвертой камеры и удаляются в режиме откачки эрлифтом из четвертой в первую камеру.
Далее вода проходит через биофильтрационный материал (загрузку для размножения анаэроба) и удаляется самотеком через выходное отверстие в колодец чистой воды либо насосом на доочистку и обеззараживание.
Контроллер, расположенный в шкафу управления включает и выключает компрессор по заданной программе.
Датчик уровней при соответствующем уровне воды позволяет контроллеру выбирать нужную программу.
6. Система отопления (жидкостная либо электрическая).
7. Система источников электроэнергии, в том числе солнечные батареи, генераторы, работающие на жидком или газообразном топливе.