УСТАНОВКА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД

Полезная модель относится к технике очистки осадков сточных вод от органических загрязнений и может найти применение в сооружениях по биологической обработке осадков промышленных сточных вод.
В процессе биологической очистки промышленных сточных вод на стадиях сепарации сточной воды от взвешенных компонентов образуются обводненные нефтесодержащие осадки (осадки сточных вод) для которых до настоящего времени используют технологию депонирования. Существование и расширение количества осадков сточных вод при их депонировании представляет экологическую угрозу, масштабы которой увеличиваются при расположении подобных депо вблизи крупных водных артерий.
Известно, что определенные типы отходов, такие как осадки сточных вод, содержащие нефтяные компоненты и определенные органические вещества, в частности, алифатические, ароматические, полиароматические углеводороды, асфальтены, могут быть обработаны и обезврежены био-технологически с использованием различной техники.
7
Согласно патенту США №6652752, МПК С 02 F 003/00, опубл. 2003, осадки сточных вод, содержащие алифатические и ароматические углеводороды, смолы и асфальтены в количестве до 500,000 ррм, подвергают биологической обработке в специализированной установке, включающей реактор, снабженный средствами внесения в него водной смеси осадков сточных вод, системой аэрирования, осуществляющей наряду с аэрированием механическое перемешивание водной смеси осадков сточных вод, системой поддержания температуры в интервале 20-37°С, рН в интервале 6,4-7,6, подачи биогенных и поверхностно-активных веществ. Реактор соединен с узлом наращивания и внесения инокулята, для получения
которого используют предварительные процедуры накопительного культивирования, снабженным также системами аэрирования и внесения добавок.
Недостатками данной установки являются высокие энергетические затраты на осуществление, аппаратурная сложность и многостадийность процесса, в том числе наличие стадии выделения, наращивания и внесения бактериальных деструкторов загрязнителей обрабатываемого материала.
7
По патенту США №6627434, МПК С 12 М 001/00, опубл. 2003, органические материалы, содержащие вредные компоненты, в том числе осадки сточных вод, компостируют в герметичном контейнере с плоским основанием, боковыми стенками и крышкой, через которую осуществляют загрузку и выгрузку компостируемого материала. Контейнер снабжен системой аэрации, включающей трубопроводы подачи воздуха в контейнер и из него, устройством распределения газа в центральной части основания контейнера в виде перфорированного пола, системой отведения избыточной жидкости, размещенной между перфорированным полом и основанием контейнера. Внесение добавок, улучшающих органический материал, инокулянта и перемешивание компостирумого материала осуществляют снаружи контейнера.
Недостатками системы обработки являются аппаратурная сложность и невозможность обработки в таком аппарате больших количеств отходов.
6
По патенту США №5478464, МПК С 02 F 3/04, опубл. 1995, органические твердые отходы обрабатывают в установке, состоящей из водонепроницаемой наклонной поверхности, с расположенными на ней штабелями осадков сточных вод, связанной через коммуникации с резервуаром-регенератором, системами подачи воздуха, увлажнения и ирригации, которую осуществляют путем периодической подачи на поверхность загрязненной массы культуральной среды с по крайней мере одним бактериальным штаммом и добавками, которую дренируют через массу, собирают в резервуаре-регенераторе и повторно используют для орошения. Резервуар-
регенератор связан с реактором-ферментером, предназначенным для получения культуральной среды, содержащей микроорганизмы-деструкторы, который обеспечен средствами внесения культуральной среды в резервуар-регенератор. Установка снабжена средствами контроля температуры и влажности обрабатываемых отходов и средствами их перемешивания.
Недостатком установки является наличие отдельного узла получения культуральной среды, что приводит к большим капитальным и эксплуатационным затратам.
Наиболее близкой к предлагаемой является установка обработки биодеградабельных отходов сточных вод, содержащих вредные компоненты (Патент США №4844813, МПК С 02 F 001/00, опубл. 1989). Эта установка состоит из площадки обработки с градиентом 0,5-1,5% (0,45-1,35°), окруженной дамбой с непроницаемым нижним слоем, средств доставки биодеградабельных отходов на площадку обработки, включающих грузовой транспорт, дорогу по периферии площадки обработки и скат по дамбе к площадке обработки, системы сбора и отведения жидкости, включающей дренажный слой песка и перфорированный трубопровод, размещенный в нижней части площадки обработки, средств контроля загрязнений в грунтовых водах, включающих контрольную скважину. Система дренажа через коммуникации связана с аппаратами обработки жидкой части отходов, состоящими из нефтеловушки, нефтеотстойника и гофрированного тарельчатого сепаратора, и с внешней системой дренирования осветленной жидкости.
Недостатком установки является использование отдельного узла обработки жидкой части отходов, что влечет большие капитальные и эксплуатационные затраты.
Задачей полезной модели является создание компактной и экономичной установки биологической обработки осадков сточных вод.
Поставленная задача решается установкой биологической обработки осадков сточных вод, включающей площадку-основание с наклоном и
дамбу, выполненные из непроницаемого материала, средства подачи и распределения осадков на площадке-основании, средства сбора, обработки и отведения избыточной жидкости на очистку, средства контроля, включающие контрольную скважину, датчики температуры, рН и влажности, при этом средства подачи и распределения осадков на площадке-основании содержат систему трубопроводов с рассредоточенным выпуском и насос, средства сбора, обработки и отведения избыточной жидкости содержат гравийный фильтр, бетонный лоток, емкость сбора жидкости и насос, а средства контроля дополнительно содержат средство измерения микробного титра, причем установка дополнительно содержит средства для поддержания условий активности микроорганизмов-деструкторов, включающие средства доставки и внесения в осадки наполнителя.
Отличительными признаками предлагаемой полезной модели является то, что средства подачи и распределения осадков на площадке-основании содержат систему трубопроводов с рассредоточенным выпуском и насос, средства сбора, обработки и отведения избыточной жидкости содержат гравийный фильтр, бетонный лоток, емкость сбора жидкости и насос, а средства контроля дополнительно содержат средство измерения микробного титра, причем установка дополнительно содержит средства поддержания условий для активности микроорганизмов-деструкторов, включающие средства доставки и внесения в осадки наполнителя.
На предлагаемой установке достигается эффективная и быстрая очистка осадков сточных вод от токсичных и устойчивых химических загрязнений, таких как ароматические и полиароматические углеводороды, оксиэтилированные алкилфенолы без увеличения капитальных и эксплуатационных затрат за счет использования средств сбора, обработки и отведения избыточной жидкости, состоящих из гравийного фильтра для отделения взвешенных компонентов, расположенного между нижним концом площадки обработки и бетонным лотком для отведения осветленной жидкости, а также контрольных средств и средства для поддержания условий активности
микроорганизмов-деструкторов, включающих средства доставки и внесения в осадки наполнителя, в качестве которого можно использовать растительные отходы или неплодородную почву. Удаление избыточной жидкости после фильтрации через гравийный фильтр и контролирование параметров при помощи средств контроля для поддержания в слое осадка оптимальных условий активности микроорганизмов-деструкторов позволяют упростить стадию обработки избыточной жидкости, избежать установки дополнительного узла гравитационной сепарации нефтепродуктов и экономичным способом быстро увеличить активность микробных деструкторов компонентов осадков за счет снижения токсического эффекта компонентов осадка путем внесения наполнителей.
Предлагаемое техническое решение поясняется схемой, на которой представлена установка биологической обработки осадков сточных вод.
Установка состоит из площадки-основания 1 и дамбы 2, выполненных из непроницаемого материала, например, бетона, с уклоном 1-3°, средств сбора, обработки и отведения избыточной жидкости на очистку, состоящих из гравийного фильтра 3, бетонного лотка 4, емкости сбора жидкости 5 и насоса 6, расположенных в нижней части площадки-основания, средств подачи и распределения осадков на площадке-основании, включающих систему трубопроводов 7 с рассредоточенным выпуском 8 и насос 9, средств контроля, включающих скважину 10 для контроля загрязненности грунтовых вод, а также датчики температуры 11 и влажности 12 внутри слоя обрабатываемого осадка, а также средств измерения рН 13 и микробного титра 14, средств для поддержания условий активности микроорганизмов-деструкторов, содержащих средства доставки и внесения в обрабатываемые осадки наполнителей, включающих окружающую площадку-основание дорогу 15, скат к площадке-основанию 16, любые транспортные средства, например, грузовик, самосвал, электрокара и средства перемешивания осадков, например, трактор с дисковой бороной,
систему внешней канализации 17 для отведения осветленной жидкости.
Работа установки осуществляется следующим образом. Конструируют непроницаемую площадку-основание 1 с дамбой 2, например, из бетона, с уклоном 1-3°, в нижней части площадки-основания конструируют бетонный лоток 4 системы сбора, обработки и отведения избыточной жидкости, соединенный с емкостью 5, которая соединена с насосом 6 для сброса избыточной жидкости в канализацию 17 для дальнейшей любой биологической очистки. Между бетонным лотком 4 и площадкой-основанием 1 помещают гравийный фильтр 3, высотой не менее 1 метра. С внешней стороны площадки-основания конструируют контрольную скважину 10, глубиной, достаточной для достижения отметки залегания грунтовых вод.
Водосодержащие осадки сточных вод с содержанием нефтепродуктов 300 г, полиароматических углеводородов (ПАУ) 3500 мкг на кг сухого осадка, насосом 9 подают на площадку-основание 1 через систему трубопроводов 7 с рассредоточенным выпуском 8 до образования слоя осадка вблизи гравийного фильтра 3 ниже его высоты, например, 0,7 метра. На площадку-основание 1 с помещенными на нее осадками доставляют наполнитель с использованием любого транспортного средства, дороги 15 и ската 16 и перемешивают любым средством, например, трактором с дисковой бороной. Температуру внутри слоя осадка замеряют датчиком 11, рН-датчиком 13, влажность внутри слоя осадка замеряют датчиком 12 и регулируют откачку жидкости насосом 6 в канализацию 17, анализатором 14 определяют микробный титр в слое осадка.
Работа установки в течении двух месяцев обработки позволила получить остаточное содержание нефтепродуктов в осадках сточных вод 10 г/кг, ПАУ 500 мкг/кг.
Предложенная полезная модель позволяет ускорить процесс биообработки, в том числе, очистку от токсичных и устойчивых загрязнений и
быстро и качественно провести необходимый процесс очистки осадков сточных вод.