БЛОК ДООЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Полезная модель относится к области коммунального хозяйства и используется для доочистки промышленных и бытовых сточных вод, прошедших механическую и биологическую очистку от остаточных токсичных органических загрязнителей посредством их биодеградации с помощью биомассы.
Из существующего уровня техники известны многочисленные установки для очистки сточных вод, выполненные в виде цилиндрических башенных биореакторов и использующие многоступенчатую обработку с использованием как прикрепленной, так и находящейся во взвешенном состоянии микрофлоры. Так, в частности, известен башенный биореактор для биологического удаления из сточных вод органических веществ, соединений азота и фосфора (Патент РФ 2019526, МПК C02F 3/12, 1994 г.).
Недостатком этой установки является сложность ее конструктивного оформления и, как следствие, сложность в ее обслуживании.
Известна установка для глубокой очистки сточных вод, содержащая цилиндрический корпус с расположенными в нем коаксиально камерами аэробной и анаэробной обработки и кольцевым отстойником с коническим днищем и иловыми щелями, узлы подачи сточных вод, аэрации, рециркуляции активного ила и отвода очищенной воды. Установка снабжена также камерой смешения с устройством для ввода реагента (Патент РФ 2162446, МПК C02F 3/12; 3/30, 2001 г.)
Недостатками этой установки являются ее сложное конструктивное оформление, использование во всех зонах анаэробной, аноксичной и аэробной обработки одного и того же активного ила, последовательно проходящего все эти зоны с потоком подвергаемых обработке сточных вод (быстрая смена условий пребывания микрофлоры негативно отражается на ее работоспособности), а также использование только свободноплавающей микрофлоры, которая более, чем иммобилизованная (прикрепленная), подвержена влиянию таких негативных факторов, как колебание температур, расхода и качества сточных вод, подаваемых на очистку. Кроме того, в работе установки используют реагент, что связано с дополнительными затратами.
Известен также многоступенчатый аэротенк-вытеснитель, содержащий открытый резервуар коридорного типа, разделенный поперечными перегородками на камеры, трубу для впуска исходной воды и трубу для выпуска обработанной воды, фильтрующие блоки с волокнистой насадкой для удерживания микроорганизмов и взвешенных веществ, аэраторы, размещенные в каждой камере под фильтрующими блоками и у противоположных стенок резервуара в отсеках аэрации (А.с. СССР 1463721, А1, МПК4 C02F 3/02 // Бюл. 9. - 07.03.1989 г.).
Недостатками известного устройства являются высокая материалоемкость конструкции фильтрующих блоков и сложность эксплуатации, поскольку для выполнения ремонтных работ фильтрующих блоков необходимо полностью выключить из работы сооружение, освободить его от воды, работать операторам внутри резервуара в антисанитарных условиях с тяжелыми и громоздкими фильтрующими блоками.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является блок доочистки сточных вод, состоящий из резервуара, корпус которого выполнен в виде емкости, содержащей успокоительную и отстойную зону, зону с полимерной загрузкой, в которой установлены съемные кассеты с указанной полимерной загрузкой, причем в качестве полимерной загрузки используют волокнисто-пористый нетканый материал из синтетических волокон, также в зоне с полимерной загрузкой установлены трубчатые пневмоаэраторы с мелкопузырчатой системой аэрации, а на дне под съемными кассетами с полимерной загрузкой установлены трубчатые пневмоаэраторы с крупнопузырчатой системой аэрации (Патент РФ на полезную модель №92658, МПК C02F 3/30, опубл. 27.03.2010 г.).
Несмотря на то, что указанные трубчатые пневмоаэраторы выполнены в виде упрощенной формоустойчивой конструкции срок эксплуатации их является недостаточно длительным, а производительность его работы со временем снижается. Причиной этого является засорение рабочих органов частицами мусора, который засасывается в процессе перерывов работы аэратора, что является причиной неравномерности распределения воздуха внутри трубчатого пневмоаэратора и, следовательно, в объеме воды. Это обстоятельство порождает необходимость частой очистки или частой замены аэратора и налагает определенные ограничения на сферу его применения.
Технический результат полезной модели заключается в повышении эффективность аэрации, надежности эксплуатации и увеличении срока службы трубчатых пневмоаэраторов, освобождая их от необходимости частой очистки или частой замены указанных аэраторов.
Указанный технический результат достигается тем, что блок доочистки сточных вод состоит из резервуара, корпус которого выполнен в виде емкости, содержащей успокоительную и отстойную зону, зону с полимерной загрузкой, в которой установлены съемные кассеты с указанной полимерной загрузкой, причем в качестве полимерной загрузки используют волокнисто-пористый нетканый материал из синтетических волокон, при этом в зоне с полимерной загрузкой по всей длине установлена модульная мелкопузырчатая система аэрации с мембранными трубчатыми пневмоаэраторами.
Предпочтительно в зоне с полимерной загрузкой установлены струенаправляющие щиты в виде тонкослойного модуля.
Предпочтительно успокоительная и отстойная зона содержит струенаправляющие щиты в виде тонкослойного модуля.
На фиг. 1 представлен блок доочистки, продольный разрез;
на фиг. 2 - блок доочистки, вид сверху;
на фиг. 3 - разрез по А-А на фиг. 1;
на фиг. 4 - разрез по В-В на фиг. 2.
Блок доочистки представляет собой емкость 1, содержащей зону с полимерной загрузкой С, а также успокоительную и отстойную зону D.
Емкость 1 включает патрубок входной 2, распределительный лоток 3 U-образного сечения, кронштейн крепления 4 распределительного лотка 3, расположенные в зоне С, съемные кассеты 6 с полимерной загрузкой, также расположенные в зоне С, струенаправляющие щиты 7, 8, 9, 10, 11, 12, эрлифты 13, 14, 15, 16, 17 сбора осадка, модульная мелкопузырчатая система аэрации 18 с мембранными трубчатыми пневмоаэраторами 5, эрлифт 19 сбора плавающих веществ.
В зоне D расположен сборный лоток 20 с двухсторонним зубчатым водосливом, кронштейн 21 крепления сборного лотка, камера сборная 22, патрубок выходной 23.
Емкость 1 содержит также кронштейн 24 крепления воздуховода и трубопровода активного ила, механизм подъема 25, трубопровод 26 активного ила, воздуховод 27.
Модульная мелкопузырчатая система аэрации 18 выполнена с мембранными трубчатыми пневмоаэраторами 5 по всей длине зоны с полимерной нагрузкой С. Указанные трубчатые пневмоаэраторы выполнены методом пневмоэкструзии из волокон термопластичного полимерного материала, сплавленных между собой в местах контакта и содержат кольцевую эластичную мембрану с перфорированными участками, выполненную из эластичного полимерного материала.
При подаче воздуха через воздуховод 27 в полый цилиндр перфорированного трубчатого аэратора 5 обеспечивается равномерное заполнение внутренней полости аэратора, далее воздух выходит на поверхность аэратора и поступает на перфорированные участки кольцевой эластичной мембраны, щели которых открываются, и воздух в виде пузырьков диспергируется в водно-иловую смесь, перемешивая ее и насыщая кислородом для жизнедеятельности бактерий. При прекращении подачи воздуха щели мембраны закрываются, предотвращая попадание воды в трубы и засорение аэрационных отверстий. При этом достигается эффект наибольшего перемешивания и равномерной аэрации по всей поверхности зоны. Площадное расположение мелкопузырчатой системы аэрации обеспечивает требуемый уровень переноса кислорода и тем самым сокращает необходимые расходы воздуха на эффективную биологическую доочистку стоков.
Блок доочистки сточных вод работает следующим образом. Сточные воды поступают в распределительный лоток 3 приема сточных вод, расположенный в зоне с полимерной загрузкой С. Струенаправляющие щиты 7, 8, 9 далее направляют очищаемую жидкость через съемные кассеты 6 с полимерной загрузкой, которые предназначены для наращивания биомассы и фильтрации очищенных сточных вод. Полимерная загрузка выполнена в виде волокнисто-пористого нетканого материала из синтетических волокон, соединенных между собой когезионными спайками в местах контакта. В зоне полимерной загрузки С адсорбируются коллоидные и растворимые вещества. Органическая часть загрязнений, задержанная биологической пленкой, подвергается биохимическому окислению при помощи аэробных и анаэробных микроорганизмов, находящихся на поверхности загрузки. Для жизнедеятельности бактерий в зоне с полимерной загрузкой С установлена модульная мелкопузырчатая система аэрации 18 с мембранными трубчатыми пневмоаэраторами 5.
Для успокоения и окончательного осаждения взвешенных веществ в блоке доочистки имеются успокоительная и отстойная зоны D со струенаправляющими щитами 10, 11, 12.
Сбор очищенных стоков производится сборным лотком 20 с двухсторонним зубчатым водосливом, в котором предусмотрена камера сборная 22 для сбора очищенных сточных вод. Осадок и активный ил откачивается эрлифтами 13, 14, 15, 16, 17 сбора осадка, отводится и перераспределяется в нужную зону очистных сооружений или на иловые площадки. Возможность упрощенной замены съемных кассет 6 с полимерной загрузкой блока доочистки сточных вод в процессе эксплуатации позволяет расширить область использования очистки как сточных, так и природных вод в периоды поступления различных примесей в исходной воде.
Предлагаемое техническое решение позволяет повысить эффективность аэрации, надежность эксплуатации и увеличить срок службы аэраторов, освобождая их от необходимости частой очистки или частой замены аэраторов.