УСТРОЙСТВО ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Полезная модель относится к жилищно-коммунальному и сельскому хозяйствам, может быть использована для биологической очистки сточных вод индивидуальных жилых строений загородной и сельской инфраструктуры.
Известны устройства очистки сточных вод, содержащие корпус, снабженный патрубком подачи сточных вод, образующий аэротенк, вторичный отстойник, емкость очищенной воды, связанная с вторичным отстойником переливным патрубком, аэраторы и систему транспорта [1, 2, 3].
Известные устройства недостаточно эффективны в процессах очистки сточных вод из-за налипания и закупорки отверстий аэраторов, расположенных на дне аэротенка, хлопьями ила во время смены режима работы устройств. Также известные устройства обладают низкой технологичностью и надежностью в работе из-за сложности и громоздкости конструкций, невозможности применения их при модернизации существующих устройств очистки сточных вод индивидуальных жилых строений загородной и сельской инфраструктуры.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому устройству и принятым за прототип является устройство очистки сточных вод, содержащее корпус, снабженный патрубком подачи сточных вод, образующий аэротенк, вторичный отстойник, связанный с аэротенком канальным илоотделителем, емкость очищенной воды, связанная с вторичным отстойником переливным патрубком, аэраторы и систему транспорта [4, 5].
К недостаткам известного устройства очистки сточных вод относится низкая агломерация хлопьев ила в канальном илоотделителе из-за высокой скорости потока сточных вод, и, вследствие этого, унос мелких хлопьев ила во вторичный отстойник, снижение седиментационных влагоотдающих свойств активного ила, снижение эффективности очистки сточных вод.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является повышение эффективности очистки сточных вод индивидуальных жилых строений загородной и сельской инфраструктур.
Результатом предлагаемого технического решения является интенсификация процесса хлопьеобразования и повышение седиментационных влагоотдающих свойств активного ила.
Поставленный технический результат достигается устройством очистки сточных вод, содержащим корпус, снабженный патрубком подачи сточных вод, образующий аэротенк, вторичный отстойник, связанный с аэротенком канальным илоотделителем, емкость очищенной воды, связанная с вторичным отстойником переливным патрубком, аэраторы и систему транспорта. Причем канальный илоотделитель дополнительно снабжен камерой агломерации, выполненной на входе двойным диаметром, оснащенной перегородкой, образующей равновеликие коридоры, и длиной, обеспечивающей время пребывания очищаемых сточных вод (10…20) мин.
Снабжение канального илоотделителя камерой агломерации, выполненной на входе двойным диаметром, оснащенной перегородкой, образующей равновеликие коридоры, способствует резкому снижению скорости потока на выходе из делителя потока с (0,2…0,3) м/с до (0,05…0,1) м/с. Это увеличивает вероятность столкновения частиц, их агломерации в крупные хлопья. При этом биофильтр при прохождении через него потока сточных вод не испытывает ударного воздействия, что обеспечивает рост биомассы на носителе, поддержание высокой скорости окисления, улучшение седиментационных влагоотдающих свойств активного ила. Таким образом, интенсифицируется хлопьеобразование и седиментация активного ила.
Выполнение камеры агломерации длиной, обеспечивающей время пребывания очищаемых сточных вод (10…20) минут, также обеспечивает интенсивное перемешивание и агломерацию мелких хлопьев с более крупными частицами, увеличение гравитационного эффекта до 20% (табл. 1).
На чертежах изображено устройство очистки сточных вод, где на фиг. 1 - общий вид, на фиг. 2 - вид А на фиг. 1, на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1, на фиг. 4 - выносной элемент В на фиг. 3, фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 4.
Сточные воды через патрубок 1 поступают в аэробную зону 2 аэротенка 3. Здесь протекают процессы деструкции органики на нитриты и нитраты, а также, в паузах между подачей сточных вод, регенерация активного ила, рециркулирующего из вторичного отстойника 4. При этом высокая скорость окисления органики достигается интенсивной подачей пузырьков воздуха аэратором 5 и перемешиванием активного ила со сточными водами.
Далее сточные воды попадают в анаэробную 6 зону аэротенка 3. Здесь основная часть взвешенных частиц задерживается и перемешивается пузырьками воздуха от аэратора 7, расположенного на дне аэротенка. Из-за дефицита кислорода формируется денитрифицирующий биоценоз микроорганизмов, которые в процессе жизнедеятельности расщепляют нитраты до свободного азота.
Для интенсификации илоотделения аэротенк 3 связан с вторичным отстойником 4 канальным илоотделителем 8. Здесь сточные воды поочередно проходят делитель потока 9, камеру агломерации 10 хлопьев активного ила, биофильтр 11 и стабилизатор потока 12.
В делителе потока 9 за счет пузырьков воздуха от аэратора 13 образуется спиральный восходящий поток, отделяемый перегородкой 14 от общего потока сточных вод, с которым взвешенные частицы выносятся в циркуляционный канал 15 и в аэробную зону 2 аэротенка 3. Из прямоточного канала 16 делителя потока 9 сточные воды направляются в камеру агломерации 10 хлопьев активного ила, выполненную двойным диаметром на входе. При этом в усеченной части канала происходит их закручивание, сопровождающееся резким снижением скорости потока.
В камере агломерации 10 хлопьев активного ила на всю длину установлена перегородка 17 на половину ее диаметра. Перегородка 17 делит потоки по двум равновеликим коридорам, что обеспечивает их упорядоченное и спокойное движение. По достижению верхнего уровня перегородки 17 оба потока сточных вод сталкиваются с плотным слоем биофильтра 11 из активного ила. При этом одни взвешенные частицы улавливаются биофильтром 11, обеспечивая увеличение биомассы на носителе и поддержание высокой скорости окисления, тем самым улучшая седиментационные влагоотдающие свойства активного ила. Другие частицы остаются во взвешенном состоянии, за счет градиентной коагуляции притягиваются друг к другу и слипаются, что увеличивает скорость хлопьеобразования и интенсивность седиментации активного ила.
Камера агломерации 10 хлопьев активного ила конструктивно выполнена с условием обеспечения времени пребывания сточных вод от 10 минут до 20 минут. Таким образом, за счет интенсивного перемешивания и агломерации мелких хлопьев с более крупными частицами, гравитационный эффект увеличивается до 20%.
Далее сточные воды в осветленном состоянии, пройдя стабилизатор потока 12, в верхней части которого установлен аэратор 18, попадают во вторичный отстойник 4. Пузырьки воздуха от аэратора 18, создавая встречное движение потока, возвращают проскочившие взвешенные частицы обратно на биофильтр 11.
Накапливаемый во вторичном отстойнике 4 осадок принудительно возвращается рециркулятором 19 в аэробную зону 2 аэротенка 3, а очищенные сточные воды через переливной патрубок 20 поступают в резервуар 21 очищенной воды, откуда погружным насосом 22 вода по водопроводу 23 перекачивается за пределы установки.
На поверхности вторичного отстойника в результате отстаивания, образуется биопленка. Для ее удаления, на уровне переливного патрубка 20, установлен U-образный эрлифт 24.
Воздух подается в аэраторы от компрессора 25 через воздухораспределитель 26 по системе транспорта.
Таким образом, устройством очистки сточных вод достигается повышение степени очистки сточных вод за счет интенсификации хлопьеобразования и улучшения седиментационных характеристик активного ила.
Список литературы
[1] Патент №2201405 РФ, МПК C02F 3/02. Способ очистки сточных вод и устройство для его осуществления / Ю.О. Бобылев, А.О. Бобылев. Опубл. 27.03.2003.
[2] Патент №2220112 РФ, МПК C02F 3/02. Способ очистки сточных вод и устройство для его осуществления / Ю.О. Бобылев. Опубл. 27.12.2003.
[3] Патент №2228915 РФ, МПК C02F 3/02. Способ очистки сточных вод и устройство для его осуществления / Ю.О. Бобылев. Опубл. 20.05.2004.
[4] Патент №173043 РФ, МПК CO2F 3/02, CO2F 3/12, CO2F 3/22. Устройство биоочистки / В.В. Ясакин, Е.А. Дугин, А.Е. Новиков, В.И. Пындак. Опубл. 08.08.2017.
[5] Патент №173044 РФ, МПК CO2F 3/02, CO2F 3/12, CO2F 3/22. Устройство биологической очистки сточных вод / В.В. Ясакин, Е.А. Дугин, А.Е. Новиков, В.И. Пындак. Опубл. 08.08.2017.
[6] Жмур, Н.С. Технологические и биохимические процессы очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками / Н.С. Жмур. М.: АКВАРОС, 2003. 512 с.