УСТАНОВКА ГЛУБОКОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Полезная модель относится к очистке бытовых сточных вод и может быть использована для биологической очистки сточных вод малых населенных пунктов, отдельных объектов, индивидуальных строений, дач и коттеджей, при отсутствии возможности подключения объекта к централизованной системе канализации.
Из патента на полезную модель №333, Кл. C 02 F 1/00, 2003 /1/ известна установка очистки сточных вод, содержащая функционально связанные циркуляционной системой накопительную емкость с вводом сточных вод, средство подачи сточных вод, средство аэрации потока сточных вод, которое связано с вводом в накопительную емкость.
Из свидетельства на полезную модель №215888, Кл. C 02 F 1/00, 2002 /2/ известен модульный комплекс для очистки сточных вод, содержащий последовательно соединенные модули предварительной очистки, физико-химической обработки, доочистки, снабженные патрубками ввода и вывода очищаемой жидкости, насосами, соединительными трубопроводами с запорной арматурой.
Из авторского свидетельства СССР 31353748, Кл. C 02 F 3/12, 1987 /3/ (наиболее близкий аналог) известно устройство для очистки бытовых сточных вод содержащие емкости аэрации и отстаивания.
Заявленная полезная модель расширяет арсенал технических средств, предназначенных для очистки бытовых сточных вод, при этом технический результат заключается в реализации указанного выше назначения с обеспечением глубокой биологической очистки бытовых сточных вод до санитарных норм допустимых загрязнений при сбросе на рельеф.
Указанный результат обеспечивается тем, что полезная модель содержит выполненные в виде отдельных, взаимосвязанных между собой
трубопроводами емкостей, представляющими собой последовательно установленные отстойник, аэротенк и сборно-распределительный колодец, при этом отстойник содержит, по меньшей мере, три, сообщающиеся между собой посредством переливных отверстий камеры, аэротенк снабжен разделительной перегородкой (сепаратором), погружным насосом, всасывающей системой подачи атмосферного воздуха, выполненной при помощи трубки (сопла) Вентури, воздушной магистралью, внутренним рукавом и содержит, по меньшей мере, четыре камеры, сообщающиеся между собой посредством отверстий, через которые очищаемый поток перетекает из одной камеры в другую. При этом используемые в полезной модели емкости выполнены из высокопрочного полиэтилена методом ротационного формования и каждая снабжена опорной конструкцией (силовой рамой), выполненной из оцинкованной стали.
Полезная модель представляет собой установку заводского исполнения, выполненную из отдельных емкостей, собранных в единый комплекс. Общий вид установки представлен на фигуре №1 и фигуре №2, где отстойник 1, содержащий осадочные камеры 2, 3 и 4, * взаимосвязанные между собой переливными отверстиями 5, при этом отверстия расположены на противоположных стенках осадочных камер 3 и 4. Посредством трубопровода 6, отстойник связан с аэротенком 7, имеющим разделительную перегородку (сепаратор) 18 и камеры 9, 10, 11 и 12 связанные между собой сериями отверстий 13 и 14. При этом серия отверстий 14 имеет две симметрично расположенные группы отверстий с разным суммарным проходным сечением, и выполнена ниже разделительной перегородки в верхней части стенки внутреннего рукава 15. Аэротенк снабжен погружным насосом 16, всасывающей системой подачи атмосферного воздуха, выполненной при помощи трубки (сопла) Вентури 21 и воздушной магистралью 22.
Глубокая биологическая очистка хозяйственно-бытовых сточных вод с помощью заявленной полезной модели осуществляется следующим образом.
Очистка сточных вод осуществляется с применением механического (отстаивание в анаэробных условиях) и многостадийного биологического метода с последующим обеззараживанием очищенных вод.
При механической очистке сточные воды из объекта по входящему трубопроводу поступают в отстойник, где происходит их механическая и микробиологическая очистка. В отстойнике происходит плавное, естественное движение жидкости из одной осадочной камеры в другую по максимально большой траектории движения через переливные отверстия 5. Взвешенные частицы, содержащиеся в сточных водах, оседают на дно и образуют осадок (ил), который подвергается медленному процессу анаэробного (без доступа кислорода) брожению, во время которого часть загрязнений растворяется в воде, а другая скапливается на дне отстойника 1 в виде нерастворимых минеральных веществ.
Анаэробный процесс происходит в две стадии:
На первой (кислое брожение) - белки, жиры и углеводы разрушаются до ряда низших жирных кислот (уксусная, муравьиная, масляная), двуокиси углерода аммония, сероводорода, спиртов и других соединений.
На второй стадии (метановое брожение) жирные кислоты, спирты и другие соединения, образовавшиеся на первой стадии, разлагаются до метана, двуокиси углерода, водорода.
Процесс осуществляется при участии бактерий, естественным образом формирующихся в бытовых сточных водах, а также внесенных искусственным путем (микробиологические препараты). Смесь газов отводится в атмосферу через вентиляционно-вытяжную систему.
Далее, после предварительной обработки в отстойнике сточная вода поступает в аэротенк 7 для дальнейшей биологической очистки. В камере 9 аэротенка при помощи погружного насоса 16 оснащенного соплом (21) Вентури (струйным насосом) вода насыщается кислородом воздуха, через всасывающую магистраль (22) связанную с атмосферой, за счет разряжения,
создающиеся в сужающейся части сопла при ламинарном течении жидкости (Закон Бернулли). Одновременно с этим происходит интенсивное перемешивание воды насыщенной кислородом. Механизм очищения, применяемый в аэротенке, базируется на биологическом процессе удаления загрязняющих веществ с помощью активного ила (сообщества бактерий, обитающих колониями в виде взвешенных в воде хлопьев).
Такими микроорганизмами являются аэробные бактерии, которые в камере 9 оксидации-нитрификации уничтожают, имеющиеся в воде загрязняющие растворенные и коллоидные вещества, питаются ими, и таким образом размножаются. Для эффективного и быстрого роста бактерий в системе используются микробиологические препараты, состоящие из живых клеток и ферментов, ускоряющих процесс распада. Степень метаболической активности достигает точки, когда бактерии становятся многочисленными и начинают скапливаться в макроколонии, включая в единое целое также и мелкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в самой воде. Таким образом, образуются хлопья размером от 1 до 10 мм. Будучи плотнее воды хлопья на последующем этапе осаждения устремляются ко дну, образуя ил.
На этапе оксидирования загрязняющие субстанции частично трансформируются в воду и углекислый газ, а большей частью используются бактериями для роста и размножения.
В результате этого процесса уничтожается большая часть загрязняющих органических соединений, благодаря этому стимулируются реакции для очистки азотной фракции. Азот удаляется в два этапа, первый из которых определяется как нитрификация и выполняется в той же камере 9 оксидирования нитрификации, благодаря присутствию кислорода. При этом аммиак, растворенные аммиачные соединения и продукты разложения протеинов оксидируются и трансформируются сначала в нитриты, а потом в нитраты, которые на следующем этапе денитрификации будут восстановлены в газообразный азот, который не является загрязняющим веществом.
В дальнейшем аэрированная смесь перетекает из камеры 9 в камеру 10, через первую серию отверстий 13 и стекает по вертикали вниз. В нижней зоне камеры 10 поток перетекает в камеру 12 через серию отверстий 14, которые выполнены ниже разделительной перегородки (сепаратора) 18 в верхней части стенки внутреннего рукава 15. Очищенная вода с не значительным содержанием частиц ила через прямоугольное отверстие в перегородке (сепараторе), оттесненная более мощным потоком воды, проходящей через правую группу отверстий (серии отверстий 14) поступает в камеру 11. При этом на границе водяных сред находящихся в камерах 11 и 12 практически постоянно сохраняется отрицательное давление «эффект пылесоса», благодаря которому остатки ила проникшие в камеру 11 скатываются по наклонной плоскости перегородки (сепаратора) обратно в камеру 12. Таким образом, ил опускается вниз под действием силы тяжести и нисходящего турбулентного потока воды, скапливается, вбирая в себя твердые осаждаемые и коллоидные частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в сточных водах. Таким образом, скопленный ил медленно выходит из прямоугольного отверстия (20), имеющегося на основании внутреннего рукава 15 под гидравлическим воздействием и рециркулируется в камере 9.
Полученные в камере 9 нитраты превращаются в газообразный азот (без запаха) на этапе денитрификации, который осуществляется в основном во внутреннем рукаве (12), по среднему периметру, которого сделана третья серия отверстий 17.
После процесса сепарации ил, отделившись от воды, опускается в нижнюю часть внутреннего рукава, где растворенный кислород практически отсутствует. Ил вступает в контакт с органическим веществом, выходящим их камеры 9 через отверстия 17, таким образом, создаются условия (отсутствие кислорода) для проведения денитрификации с выделением азота и углекислого газа, которые освобождаются, не производя негативных запахов.
Перед поступлением в сборно-распределительный колодец (8), очищенная вода протекает через небольшие дренажные отверстия, находящиеся в нижней части устройства (хлоратора) 19 и подвергается хлорированию, после чего, из сборно-распределительного колодца, дренажным насосом перекачивается на рельеф.
Использование данной полезной модели позволяет обеспечить глубокую биологическую очистку бытовых сточных вод до санитарных норм загрязнений при сбросе на рельеф.