БЛОК БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Полезная модель относится к области коммунального хозяйства и используется для биологической очистки сточных вод активным илом в контактном режиме городских и близких к ним по составу производственных сточных вод малых и средних объемов с высокой неравномерностью поступления загрязнений.
Известно техническое решение (Патент РФ 1834858, МПК C02F 3/02, опубл. 15.08.1993.) - устройство для очистки сточной жидкости, содержащее первичный отстойник, аэротенк, вторичный отстойник с тонкослойными модулями и эрлифтами возвратного ила, распределительные и сборные лотки и воздухоподающие трубы, а также первичный отстойник, который снабжен разделяющими его на три камеры вертикальными перегородками, не доходящими до дна, при этом в центральной камере установлены распределительный лоток и под ним тонкослойные модули, крайние камеры снабжены блоками с загрузкой, под которыми расположены воздухоподающие трубы, водосборные лотки соединены с одной стороны с аэротенком, а с другой стороны с эрлифтами, которые соединены с распределительным лотком центральной камеры.
Недостатком данного технического решения является необходимость использования дополнительных объемов для организации усреднения сточных вод, невозможность проведения процессов биохимического окисления.
Известно устройство для биологической очистки сточных вод (А.с. 1798325, МПК C02F 3/00, опубл. 28.02.93.), содержащее резервуар, разделенный на коридоры, аэраторы, трубопроводы подачи сточных вод, воздуха, активного ила, трубопроводы отвода иловой смеси и водосливы, также оно снабжено установленной вдоль продольной оси резервуара камерой биосорбции с продольно размещенным в ее нижней части аэратором с приспособлениями подачи избыточного ила и отвода иловой смеси, перегородками из нетканого материала, жестко и консольно прикрепленными к боковым стенкам камеры по углом 20-70° и в шахматном порядке, а также с дополнительными перегородками из нетканого материала, жестко и консольно прикрепленными к основным перегородкам, при этом перегородки установлены на расстоянии друг от друга и свободным концом не доходят до соседних перегородок и боковых стенок камеры.
Недостатками данного устройства являются сложность конструкции и недостаточное качество очистки сточных вод.
Известны многочисленные компактные установки биологической очистки сточных вод, содержащие корпус с патрубками подачи сточных вод на очистку и отвода очищенной воды, разделенный перегородками на технологические емкости с эрлифтами, аэраторами (Патент РФ 2201405, МПК C02F 3/02, 2003 г., патент РФ 2220112, МПК C02F 3/02, 2003 г.)
Известна также установка для биологической очистки сточных вод, содержащая корпус с патрубками подачи сточных вод на очистку и отвода очищенной воды, разделенный перегородками на приемную камеру с аэратором и двумя датчиками уровня, снабженную перфорированной перегородкой с образованием камеры предварительной аэрации с установленным в ней аэратором, аэротенк с установленным в нем аэратором, илоотстойник и вторичный отстойник, совмещенные в одной камере и отделенные один от другого наклонной, не доходящей до дна перегородкой, с образованием камеры вторичного отстойника, снабженной накопительным резервуаром очищенной воды и насосом откачки очищенной воды, выход которого соединен с патрубком отвода очищенной воды (Патент РФ на полезную модель 70244, МПК C02F 3/00, опубл. 2008 г.)
Недостатками известной установки являются недостаточная степень очистки сточных вод, а также конструктивная сложность установки.
Наиболее близким является блок биологической очистки сточных вод по патенту на РФ на ПМ №92657, МПК C02F 3/02, опубл. 23.03.2010 г., который состоит из резервуара с аэротенком-вытеснителем проточного типа, разделенного вертикальными перегородками на секции, снабженного системой пневматической аэрации постоянного действия, а также сообщенные между собой зоны денитрификации и нитрификации, причем в зоне денитрификации установлена крупнопузырчатая система аэрации, а в зоне нитрификации - мелкопузырчатая система аэрации.
Недостатком данного технического решения является низкая степень диспергирования потока воздуха для равномерного распределения его по объему емкости и перемешивания стоков.
Технический результат заключается в повышении регулирования степени очистки сточных вод путем диспергирования потока воздуха для равномерного распределения и перемешивания стоков и насыщения иловой смеси кислородом воздуха для окисления органических загрязнений.
Указанный технический результат достигается тем, что блок биологической очистки сточных вод содержит резервуар с патрубками подачи сточных вод на очистку и отвода очищенной воды, который состоит из последовательно соединенных аэротенка-смесителя и аэротенка с продленной аэрацией, оборудованных полимерной загрузкой, а также сообщенные между собой зоны денитрификации и нитрификации, при этом включает систему регенерации полимерной загрузки, расположенную в зоне нитрификации, оборудованную мембранными трубчатыми пневмоаэраторами с мелкопузырчатой системой аэрации с возможностью равномерного насыщения кислородом иловой смеси.
Блок отличается также тем, что в зоне денитрификации установлены мембранные трубчатые пневмоаэраторы с крупнопузырчатой системой аэрации.
Система регенерации полимерной загрузки в зоне нитрификации с мембранными трубчатыми пневмоаэраторами позволяет более тонко и равномерно насыщать кислородом иловую смесь.
Размещение в зоне денитрификации мембранных трубчатых пневмоаэраторов с крупнопузырчатой системой аэрации позволяет поддерживать иловую смесь во взвешенном состоянии.
На фиг. 1 представлен блок очистки, продольный разрез;
На фиг. 2 - блок очистки, вид сверху;
На фиг. 3 - разрез по А-А на фиг. 1;
На фиг. 4 - разрез по В-В на фиг. 2.
Блок биологической очистки сточных вод представляет собой резервуар, состоящий из последовательных соединенных технологических зон 1, 2 с полимерной загрузкой, которые снабжены системой пневматической аэрации постоянного действия, а также сообщенными между собой зонами денитрификации С и нитрификации D.
Блок биологической очистки сточных вод содержит входной патрубок 3, распределительный лоток 4 U-образного сечения, кронштейн 5 крепления распределительного лотка 4.
В зоне нитрификации D установлены мембранные трубчатые пневмоаэраторы 6 с мелкопузырчатой системой аэрации. В зоне денитрификации С установлены мембранные трубчатые пневмоаэраторы 7 с крупнопузырчатой системой аэрации.
В зоне нитрификации D расположен вторичный отстойник 8 и илоотстойник 9 с накопительной камерой 10, совмещенные в одной камере и отделенные один от другого наклонной перегородкой 11, а также кассеты с полимерной загрузкой 12.
Кроме того, блок содержит струенаправляющие щиты 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, расположенные в зонах денитрификации С и нитрификации D, илоотделитель 20, эрлифты сбора осадка 21, 22, 23, 24, 25, эрлифт сбора плавающих веществ 26, лоток сборный 27 с двухсторонним зубчатым водосливом, установленный в блоке посредством кронштейна 28 для крепления сборного лотка 27, в лотке имеется сборная камера 29, кронштейн 30 для крепления воздуховода 31 и трубопровода активного ила 32, патрубок выходной 33 (фиг. 3, 4).
Блок включает систему регенерации полимерной загрузки, расположенную в зоне нитрификации, оборудованную мембранными трубчатыми пневмоаэраторами 6, 34 с мелкопузырчатой системой аэрации.
Система регенерации выполнена с мембранными трубчатыми пневмоаэраторами 6 по всей длине зоны нитрификации D с полимерной загрузкой.
Блок биологической очистки сточных вод работает следующим образом. По подающей трубе через входной патрубок 3 сточная вода подается по распределительному лотку 4 в зону денитрификации С. Из вторичного отстойника 8 в зону денитрификации С подается рециркуляционный активный ил, а из зоны нитрификации D нитрифицирующий ил. При этом происходит биологический процесс денитрификации нитритов и нитратов, находящихся в активном иле, которые восстанавливаются до газообразного азота. Процесс денитрификации обеспечивают мембранные трубчатые пневмоаэраторы 7 постоянного действия с крупнопузырчатой системой аэрации, которые поддерживают иловую смесь во взвешенном состоянии.
Мембранные трубчатые пневмоаэраторы 6, 7 соединены с системой воздуховодов, по которым подается воздух. Мембранные трубчатые пневмоаэраторы 6, 7 выполнены с возможностью диспергирования потока воздуха для равномерного распределения и перемешивания стоков по всему объему указанных технологических зон 1, 2.
Далее стоки поступают в зону нитрификации D, где установлены мембранные трубчатые пневмоаэраторы 6 с мелкопузырчатой системой аэрации, посредством которых осуществляется насыщение иловой смеси кислородом воздуха. Кислород воздуха требуется на окисление органических загрязнений и восстановление аммонийного азота до нитритов и нитратов. Иловая смесь из зоны денитрификации С проходит через илоотделитель 20, где частично осветляется, и поступает на следующую ступень очистки в зону нитрификации D.
Струенаправляющие щиты 15, 18, 19 далее направляют очищаемую жидкость через съемные кассеты 12 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 нитрификации D имеется система регенерации полимерной загрузки съемных кассет 12.
Далее стоки проходят через струенаправляющие щиты 16, 17, 11 и поступают во вторичный отстойник 8 и илоотстойник 9, в котором происходит отделение активного ила от биологически очищенных вод. Иловая смесь оседает в накопительной камере 10 илоотстойника 9, откуда забирается эрлифтами 24, 25 и подается снова в зону денитрификации С, а избыточный ил удаляется по патрубку выходному на иловые площадки.
Сбор очищенных стоков происходит сборным лотком 27 с двухсторонним зубчатым водосливом, в котором предусмотрена камера сборная 29 для сбора очищенных сточных вод.
Все мембранные трубчатые аэраторы блока работают в непрерывном режиме. Таким образом, в предложенной установке использован так называемый метод продленной аэрации, что также позволяет повысить степень очистки сточных вод. Кроме того, исключение пауз в аэрации, т.е. периодических переключений аэраторов из рабочего в нерабочий режим и обратно, позволяет повысить надежность и долговечность работы блока. Совмещение илоотделителя и вторичного отстойника в одной камере существенно упрощает конструкцию и эксплуатацию установки, поскольку выгрузку образовавшегося избыточного активного ила необходимо производить реже и только из одной камеры.