Установка для очистки сточных вод

Полезная модель относится к области очистки природных и сточных вод и может быть использована для очистки хозяйственно-бытовых или приравненных к ним по составу производственных сточных вод от одного или нескольких жилых объектов, отдаленных от существующих систем канализации очистных сооружений, а именно для очистки сточных вод коттеджей и поселков, турбаз и кемпингов, придорожных кафе и гостиниц, АЗС и небольших предприятий.
Известна установка для очистки сточных вод по патенту Российской Федерации №2130901, кл. C02F 3/08, 1999 г. Она содержит емкость, в которой размещены первичный отстойник, аэротенк с носителем прикрепленной микрофлоры и системами аэрации, вторичный отстойник, систему рециркуляции активного ила, систему удаления очищенной воды и илового осадка и самоочищающуюся решетку, установленную в верхней части емкости, причем аэротенк установки снабжен, по меньшей мере, двумя подвижными рамами, к которым закреплены носители прикрепленной микрофлоры, выполненные в виде параллельных штор из тканевого или пленочного материала и к нижней части которых прикреплены фиксирующие натяжные грузы, рамы подвешены на тросах, которые через блоки соединены с уравновешивающими грузами, выполненными в виде полых колпаков, установленных в кессонах с очищенной водой. Кроме того, аэротенк разделен по ходу движения сточных вод перегородками, по меньшей мере, на две части. Установка также содержит воздушный ресивер, который через воздухораспределители соединен раздельно с системами аэрации и уравновешивающими грузами каждой подвижной решетки, а также воздухораспределители дополнительно содержат патрубки с клапанами. Между вторичным отстойником и системой удаления очищенной воды установлен источник ультрафиолетового излучения.
Основным недостатком данной установки является ее очень сложная конструкция и дорогой технологический процесс, используемый в ней для очистки.
Известна компактная установка для очистки сточных вод по заявке Российской Федерации №99104466/12, кл. C02F 3/02, 2000 г., которая содержит две изолированные коаксикально расположенные емкости, двухъярусный отстойник с осадочным желобом, биореактор с затопленной загрузкой и аэрирующим устройством, вторичный отстойник, высокопористый фильтр. Двухъярусный отстойник размещен во внутренней емкости, осадочный кольцевой желоб которого находится в центре емкости, а во внешней емкости размещен биореактор с затопленной загрузкой и вторичный отстойник с высокопористым фильтром. Биореактор с затопленной загрузкой выполнен в виде рециркуляционного окислительного канала. А затопленная загрузка размещена в нескольких точках по длине биореактора. В начале биореактора установлена не доходящая до дна перегородка. Система рециркуляции и аэрации выполнена в виде погружного насоса с эжектором и полукольцевого трубопровода с отверстиями. В конусной части осадочного кольцевого желоба предусмотрено отверстие, а отбойный конус выполнен съемным на штанге.
Однако эта установка имеет сложную и дорогую конструкцию, не позволяющую очищать сточные воды с достаточной степенью очистки.
Известна установка для очистки сточных вод «ЭКО-М» по патенту Российской Федерации №32774, кл. C02F 3/02, 2003 г. Она содержит корпус с патрубком подачи сточных вод, отстойник и аэратор с диффузором. Установка снабжена стояком для откачки избыточного биологического ила и кольцевым водосливом, который установлен по окружности внутри отстойника ниже патрубка подачи сточных вод, внутри корпуса установлена аэрационная камера, а аэратор помещен в аэрационную камеру и установлен в направляющей трубе, которая установлена по оси корпуса и нижний торец ее размещен вблизи дна отстойника, а диффузор аэратора - вблизи нижнего торца направляющей трубы. Корпус и помещенная в него аэрационная камера выполнены цилиндрическими и установлены соосно.
Данная установка представляет собой конструктивно простую и одновременно надежную в эксплуатации установку.
Однако она не позволяет получить высокую степень очистки сточных вод, которые можно было повторно использовать.
Известна установка для очистки сточных вод по патенту Российской Федерации №2489366, кл. C02F 3/02, 2011 г., принятая заявителем за прототип. Она содержит корпус с патрубком подачи сточных вод, кольцевой водослив с выходным патрубком, стояк для откачки избыточного биологического ила, аэрационную камеру с конической нижней частью, установленный в ней аэратор, причем установка снабжена биологической загрузкой, стояк для откачки избыточного биологического ила установлен на всю глубину корпуса установки, в аэрационной камере установлена направляющая воронка.
Однако установка выполнена несколько усложненной и не позволяет получить необходимую степень очистки.
Технической задачей полезной модели является создание простой по конструкции и надежной в эксплуатации установки с высокой степенью очистки.
Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом решении кольцевой водослив снабжен переливными патрубками, аэратор выполнен дисковым, в конической нижней части аэрационной камеры установлен возвратный патрубок, а по ее оси установлена направляющая воронка.
Кроме того, биологическая загрузка выполнена плавающей в виде пластиковых бочонков и размещена в аэрационной камере.
Кроме того, направляющая воронка выполнена в виде обратного усеченного конуса и предназначена для создания направленного потока водо-воздушной смеси и создания отстойной зоны вокруг нее.
Технический результат заключается в том, что создана установка с высокой степенью очистки благодаря введенной в нее плавающей пространственной биологической загрузке и используемой системы мелкопузырчатой аэрации, благодаря снабжению кольцевого водослива переливными патрубками, выполнению аэратора дисковым, установке в конической нижней части аэрационной камеры возвратного патрубка, а по ее оси - направляющей воронки. Кроме того, технический результат достигается за счет того, что биологическая загрузка выполнена плавающей в виде пластиковых бочонков и размещена в аэрационной камере, а также за счет того, что направляющая воронка выполнена в виде обратного усеченного конуса и предназначена для создания направленного потока водо-воздушной смеси и создания отстойной зоны вокруг нее.
На фиг. 1 изображена установка для очистки сточных вод, вид прямо с рассеченным корпусом;
на фиг. 2 изображена установка для очистки сточных вод в ракурсе пространственного сечения корпуса.
Установка для очистки сточных вод содержит корпус 1 с горловиной 2 и крышкой 3, закрывающей горловину 2. Корпус 1 выполнен цилиндрическим, а в его нижней части выполнен отстойник 4 в виде конуса. Внутри корпуса 1 на всю его глубину вертикально установлен стояк 5 для откачки избыточного биологического ила. Верхний торец стояка 5 выведен в горловину 2. В корпусе 1, соосно с ним, установлена аэрационная камера 6 цилиндрической формы с конической нижней частью. В аэрационной камере 6 помещен аэратор 7, который выполнен дисковым. А по оси аэрационной камеры 6 в конической нижней ее части установлена направляющая воронка 8, а также в конической нижней части аэрационной камеры 6 установлен возвратный патрубок 9. Направляющая воронка 8 выполнена в виде обратного усеченного конуса и предназначена для создания направленного потока водо-воздушной смеси и создания отстойной зоны вокруг нее. Через корпус 1, на его цилиндрической части, вовнутрь аэрационной камеры 6 пропущен патрубок подачи сточных вод 10. По окружности внутри отстойника 4 ниже патрубка подачи сточных вод 10 установлен кольцевой водослив 11 и выведен наружу. Причем по всей поверхности кольцевого водослива 11 установлены переливные патрубки 12. В аэрационной камере 6 установлен патрубок 13 подачи воздуха в аэратор 7, а установка снабжена мембранным компрессором для подачи воздуха в патрубок 13. Причем мембранный компрессор, патрубок 13 подачи воздуха, аэратор 7 и направляющая воронка 8 образуют систему мелкопузырчатой аэрации.
Установка снабжена биологической загрузкой из полимера. Биологическая загрузка выполнена плавающей в виде пластиковых бочонков 14 и размещена в аэрационной камере 6.
Установка для очистки сточных вод работает следующим образом.
Сточные воды по патрубку подачи сточных вод 10 поступают во внутрь установки, а именно в аэрационную камеру 6. Одновременно мембранный компрессор через патрубок 13 подает воздух в аэратор 7, который поступает вовнутрь аэрационной камеры 6, где направляющая воронка 8 обеспечивает постоянное и полное смешивание кислорода воздуха со сточной водой. Это позволяет размножаться различным аэробным организмам, которые биологически расщепляют загрязнения стоков. Таким образом, в аэрационной камере 6 наблюдается процесс гравитации, который вызывает осаждение ранее всплывших частиц на дно отстойника 4, откуда они опять выталкиваются поступающим потоком воздуха на поверхность. Так как в аэрационную камеру 6 поступает свежая сточная вода, то она вытесняет биологический ил 15 из аэрационной камеры 6 в отстойник 4. Биологический ил 15 осаживается на дно отстойника 4, откуда он опять возвращается в аэрационную камеру 6 посредством возвратного патрубка 9.
Хозяйственно-бытовые сточные воды поступают в аэрационную камеру 6, которая выполняет роль аэротенка. В аэротенке происходит биологическая очистка сточных вод путем окисления и сорбции загрязняющих веществ биоценозом активного ила в присутствии достаточного количества кислорода. Воздух для насыщения иловой смеси кислородом и для поддержания ее во взвешенном состоянии в аэрационной камере 6 подается от мембранного компрессора через дисковый аэратор 7. Таким образом, система мелкопузырчатой аэрации повышает процент использования кислорода биологическим илом и обеспечивает необходимое перемешивание. В аэротенке используется плавающая загрузка. Плавающая загрузка в виде пластиковых бочонков 14 имеет развитую поверхность и служит для сбора и прикрепления биомассы. Благодаря режиму перемешивания, установленному в аэротенке, плавающая загрузка свободно плавает во всем объеме аэротенка, чем обеспечиваются идеальные условия для массообмена между иммобилизованным активным илом и субстратом. В конической нижней части аэротенка расположена направляющая воронка 8 в виде обратного усеченного конуса, которая служит для создания направленного потока водо-воздушной смеси и создания отстойной зоны вокруг нее. В отстойной зоне происходит разделение иловой смеси на активный ил и осветленную воду. Осевший ил подсасывается потоком водо-воздушной смеси и возвращается в аэротенк. Избыточный активный ил с осветленной водой через переливные патрубки 12 поступает в кольцевой водослив 11 цилиндрической части корпуса.
Очищенная сточная вода медленно поднимается в отстойнике 4, переливаясь в кольцевой водослив 11, входя в него через переливные патрубки 12, которые выполнены по всей поверхности кольцевого водослива 11, переполняет кольцевой водослив 11 и вытекает через выходной патрубок 16 в систему внешней сети канализации или в фильтрующий колодец, или в траншею, или на рельеф, может быть на утилизацию или на повторное использование. При этом избыточный активный ил оседает в конусной части отстойника 4 и затем откачивается ассенизационной машиной по мере необходимости.
При сбросе очищенной воды в водоем, при повторном использовании и т.п., после установки сточная вода подвергается обязательной доочистке и обеззараживанию, для этого в цепочку очистных сооружений добавляются блоки доочистки и ультрафиолетовая установка для обеззараживания стоков.
Один раз в год ил удаляют путем откачки 200-300 литров стоков со дна отстойника 4 через стояк 5 при помощи насоса или асбойлера. Для откачки осадка необходимо открыть крышку 3 и присоединить шланг асбойлера к стояку 5 для откачки избыточного ила. При откачке осадка необходимо исключить попадание в установку грунта и мусора. После откачки избыточного осадка ила необходимо долить в установку чистую воду до уровня выходного патрубка.
Использование предлагаемого технического решения позволило создать компактную установку для высококачественной очистки бытовых и приравненных к ним по составу сточных вод на объектах, где отсутствует возможность отведения сточных вод в системы централизованной канализации, таких как малые населенные пункты, отдельно стоящие дома и прочие локальные объекты.