УСТАНОВКА ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ И СТОЧНЫХ ВОД

Полезная модель относится к сельскому хозяйству и может быть использована при очистке животноводческих, бытовых и производственных сточных вод от органических и минеральных загрязнений.
Известна установка биологической очистки сточных вод с использованием активного ила во взвешенном состоянии, предназначенная для очистки стоков жилых и промышленных зданий. УБО содержит корпус с уравнительной и активационной камерами, систему аэрации (СА) со средствами аэрации и перекачки воды и ила, подключенных к компрессорам, соединенных с блоком управления с возможностью включений подачи сжатого воздуха в систему аэрации не менее чем в двух последовательно чередующихся циклах процесса очистки, цикла обработки сточной воды с рециркуляцией активного ила и вывода очищенной воды из установки и цикла активной очистки воды, согласно полезной модели. УБО дополнительно снабжена камерой стабилизации активного ила и камерой доочистки с фильтром и активным средством для очистки фильтра с отводом загрязнений, а также средствами для ввода и вывода очищенной воды, при этом СА выполнена в виде двух аэрационных подсистем (АП) с соответствующими группами средств для перекачки и аэрации (ГС), каждая из которых предназначена для работы только в одном из упомянутых циклов очистки сточной воды и подключена к соответствующему компрессору. Компрессор одной из АП, подключен к блоку управления с возможностью включения его в работу только в циклах активной очистки воды, а компрессор другой АП подключен к блоку управления с возможностью включений его в работу только в циклах обработки сточной воды с рециркуляцией активного ила и выводом очищенной воды из установки. Корпус установки выполнен из листового полимерного материала. В предпочтительных вариантах выполнения фильтр выполнен по крайней мере двухслойным с нижним песчаным слоем, расположенным на несущей сетке и верхним гравийным слоем, при этом в пространстве между дном камеры доочистки и несущей сеткой расположено активное средство очистки фильтра, выполненное в виде распределительного патрубка подключенного к СА через пульсатор давления. Средство для отвода загрязнений из камеры доочистки выполнено в виде эрлифта с выкидной линией, подключенной к уравнительной камере. Оба компрессора АП подключены к аварийному распределителю с обеспечением возможности переключений подачи воздуха в одну или другую ГС СА от одного компрессора, при выходе из строя другого компрессора, при этом аварийный распределитель выполнен в виде электровентиля. В качестве полимерного материала использован полиэтилен, или винипласт, или другие подобные материалы [RU 64202 (Бушев Д.С., Дремов О.В.), 27.06.2007 г.]
Недостатком известной полезной модели является сложность установки, сложность ее обслуживания и эксплуатации.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является устройство для биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, содержащее размещенные в едином корпусе и разделенные вертикальной перегородкой на секцию анаэробной очистки и секцию аэробной очистки с инертной загрузкой и средствами подачи воздуха, узел ввода очищаемой среды и узел вывода продуктов очистки. Секция анаэробной очистки разделена на две зоны вертикальной перегородкой с перепускными отверстиями. Упомянутая перегородка установлена с образованием зазора в верхней части корпуса. В вертикальной перегородке, разделяющей секции анаэробной и аэробной очистки, установлен перепускной клапан U-образной патрубок таким образом, что его входное отверстие расположено в анаэробной секции ниже уровня перегородки, разделяющей анаэробную секцию на зоны. Выходное отверстие U-образного патрубка расположено в аэробной секции ниже уровня входного отверстия этого патрубка. Единый корпус снабжен герметично установленной верхней крышкой. Узел ввода очищаемой среды расположен под верхней крышкой в секции анаэробной очистки. Узел вывода продуктов очистки содержит трубопровод удаления биогазов, размещенный в крышке, и отводящий трубопровод очищенной воды, размещенный в нижней части аэробной секции. Крышка в устройстве для биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод выполнена двухсекционной и снабжена технологическими люками. Трубопровод, отводящий очищенную воду, связан с водоприемником, выполненным в виде колодца с дренажным насосом. Средства подачи воздуха выполнены в виде отверстия в стенке корпуса аэробной секции или в виде отверстия, выполненного в крышке корпуса, предпочтительно в области технологического люка [RU 39596 (Бугай П.А.), 10.08.2004 г.]
Недостатками известного устройства для биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод являются сложная и неэффективная в эксплуатации конструкция.
Задачей предлагаемой полезной модели является расширение арсенала установок биологической очистки животноводческих и сточных вод, повышение эффективности использования установок биологической очистки животноводческих и сточных вод путем уменьшения эксплуатационных расходов.
Техническим результатом заявленного решения является повышение производительности процесса биологической очистки сточных вод при одновременном сохранении высокой степени очистки.
Указанный технический результат достигается тем, что в установке для биологической очистки животноводческих и сточных вод, содержащей размещенные в корпусе и разделенные вертикальными перегородками с образованием зазоров секции анаэробной и аэробной очистки с узлом ввода очищаемой среды и узлом вывода продуктов очистки, при этом секция аэробной очистки оснащена инертной загрузкой и средствами подачи воздуха, согласно заявляемой полезной модели установлено три последовательно соединенных корпуса, первый из которых представляет собой отстойник со спирально-винтовым механизмом, второй разделен вертикальной перегородкой с зазором в нижней части на секцию анаэробной очистки, оснащенную решетками, и секцию предварительной аэробной очистки, оснащенную средством подачи воздуха, и имеет спирально-винтовой механизм, третий разделен вертикальной перегородкой с зазором в нижней части на секцию аэробной очистки, оснащенную заполненными инертным материалом кассетами, и секцию накопления, оснащенную средством подачи воздуха и узлом вывода продуктов очистки. В установке для биологической очистки животноводческих и сточных вод средства подачи воздуха могут содержать опорную трубу с радиальными отверстиями, диспергирующее покрытие с переменными пористостью и средним размером пор, техническую ткань и муфту, при этом диспергирующее покрытие сформировано фильтровальной тканью и замкнутой намоткой полипропиленовых нитей. В устройстве для биологической очистки животноводческих и сточных вод решетки секции анаэробной очистки второго корпуса могут быть выполнены из нетканого пористого материала, состоящего из полимерных волокон.
Установка для биологической очистки животноводческих и сточных вод содержит три последовательно соединенных корпуса, что позволяет разделить технологические процессы и не допустить их непроизвольное смешивание, что положительно влияет на качество и количество переработки сточных вод в целом. Применение в корпусах спирально-винтовых механизмов позволяет удалять осевший в процессе ил и продукты переработки установки без остановки технологического процесса, исключая при этом такие трудоемкие процессы, как очистка и промывка установки, а также применение специализированной техники, что повышает производительность установки и уменьшает эксплуатационные расходы, способствует повышению эффективности использования установки для биологической очистки животноводческих и сточных вод.
Применение в установке средств подачи воздуха обеспечивает принудительную подачу воздуха, а, следовательно, приток кислорода для обеспечения жизнедеятельности бактерий, размножающихся в аэрируемой среде и обеспечивающих аэробный процесс в сточных водах. Выполнение средств подачи воздуха, например, в виде опорной трубы, с радиальными отверстиями с диспергирующим покрытием вокруг и укладкой технической ткани, образованной переплетением прутьев с образованием ячеек, позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление средства подачи воздуха. Наличие ячеек в технической ткани обеспечивает равномерную диспергацию по всей боковой поверхности за счет равномерной воздухопроницаемости этой поверхности. Это позволяет осуществлять эффективную обратную промывку забитого илом средства подачи воздуха, что снижает его гидравлическое сопротивление и увеличивает срок его службы. Диспергирующее покрытие, состоящее из фильтровальной ткани и замкнутой намотки нитей, способствует равномерному распределению воздуха в секции аэробной очистки, что снижает эксплуатационные расходы установки в целом и увеличивает ее производительность.
Применение в секции анаэробной очистки второго корпуса решеток, выполненных, например, из полипропиленовой ткани, обеспечивают отделение крупной фракции от бытовых отходов и дальнейшее ее растворение на решетке до более мелкой фракции, что способствует более эффективной работе установки в целом.
Выполнение перегородок в корпусах с зазорами в нижней части обеспечивает движение и регулирование потоков животноводческих и сточных вод в необходимом объеме для обеспечения технологического процесса.
Применение в секции аэробной очистки третьего корпуса заполненных инертным материалом, например известью, кассет обеспечивает процесс нейтрализации содержащихся в стоках фосфатов. Щелочная среда поддерживается постепенным растворением в воде из кассет находящегося в них материала.
Заявляемая установка для биологической очистки животноводческих и сточных вод иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид установки для биологической очистки животноводческих и сточных вод, на фиг.2 - средство подачи воздуха в разрезе.
Установка для биологической очистки животноводческих и сточных вод состоит из трех последовательно соединенных корпусов 1, 2, 3 (фиг.1). Корпус 1 представляет собой отстойник 4 со спирально-винтовым механизмом 5. Корпус 2 разделен вертикальной перегородкой 6 с зазором в нижней части 7 на секцию анаэробной очистки 8, оснащенную решетками 9, и секцию предварительной аэробной очистки 10, оснащенную средством подачи воздуха 11, и имеет спирально-винтовой механизм 5. Корпус 3 разделен вертикальной перегородкой 12 с зазором в нижней части 7 на секцию аэробной очистки 13, оснащенную заполненными инертным материалом кассетами 14 и средством подачи воздуха 11, и секцию накопления 15. Средства подачи воздуха 11 (фиг.1) содержат опорную трубу 17 (фиг.2), с радиальными отверстиями 18, диспергирующее покрытие с переменными пористостью и средним размером пор 19, техническую ткань 20, муфту 21, при этом диспергирующее покрытие 19 сформировано фильтровальной тканью 22 и замкнутой намоткой полипропиленовых нитей 23. В секции анаэробной очистки корпуса 2 установлены решетки 9 (фиг.1) из полимерных волокон нетканого пористого материала. Установка биологической очистки животноводческих и сточных вод имеет узел ввода очищаемой среды 24 и узел вывода продуктов очистки 25. Привод спирально-винтовых механизмов 5 осуществляется электрическими двигателями 26 и 27 со встроенными редукторами.
Установка для биологической очистки животноводческих и сточных вод работает следующим образом. Сточная вода из животноводческих и промышленных предприятий через узел ввода очищаемой среды 24 поступает в корпус 1 и отстойник 4, где происходит отделение взвешенных веществ (первичное сбраживание стока). После сбраживания крупные частицы с помощью спирально-винтового механизма 5 перемещаются наружу, после этого сточные воды попадают в корпус 2, секцию анаэробной очистки 8, где, проходя через решетки 9, они преобразовываются из трудно окисляемых веществ в легко окисляемые в процессе взаимодействия с бактериями, размножающимися без подачи воздуха, то есть происходит анаэробный процесс. Далее сточные воды попадают, минуя вертикальную перегородку 6 через зазор 7 в нижней части корпуса 2 в секцию предварительной аэробной очистки 10, оснащенную средством подачи воздуха 11, где происходит окисление, поглощение, осветление стока при взаимодействии с активным илом и бактериями, размножающимися в аэрируемой среде, то есть происходит аэробный процесс с участием окислителя - кислорода с принудительной подачей воздуха через средство подачи воздуха 11. Далее сточные воды отстаиваются и крупные частицы, оседая, удаляются с помощью спирально-винтового механизма 5, а осветленные сточные воды отводятся в корпус 3, разделенный вертикальной перегородкой 12 с зазором в нижней части 7 в секцию аэробной очистки 13, оснащенную заполненными инертным материалом, например известью, кассеты 14 и средством подачи воздуха 11, где при взаимодействии со щелочной средой происходит нейтрализация содержащихся в стоках фосфатов. Щелочная среда поддерживается постепенным растворением в воде известняковой загрузки. Далее сточные воды попадают в секцию накопления 15, где происходит отделение осадка отработанной биомассы и отвод через узел вывода продуктов очистки 25 очищенных, соответствующих принятым допустимым санитарных нормам стоков из устройства для биологической очистки животноводческих и сточных вод в ближайший водоток. Экспериментальная установка для биологической очистки животноводческих и сточных вод в процессе эксплуатации показала высокую производительность при обработке сточных вод животноводческих и промышленных предприятий при минимальном техническом обслуживании.