Способ и устройство для биологической очистки сточных вод

 

Изобретение касается устройства для биологической очистки сточных вод и может использоваться в очистных установках жилых домов. В ходе процесса осветления отделенную воду через определенные интервалы времени откачивают из процесса сепарирования и затем путем интенсивного перемешивания нарушают седиментацию, после чего процесс седиментации продолжают. Устройство снабжено средством интенсивного перемешивания, установленным во вторичном отстойнике, и насосом для понижения уровня в резервуаре до наступления нарушения седиментации. Технический результат состоит в предотвращении попадания активного ила в осветленную воду. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Данное изобретение касается способа биологической очистки сточных вод, при осуществлении которого осветляемую воду после ее механической первичной очистки подвергают процессу биологической деструкции загрязнений активным илом в аэробных и/или неокисных, и/или анаэробных условиях с последующей седиментацией, при этом активный ил возвращают в процесс очистки, а его избыток выводят из этого процесса.

Изобретение касается также устройства для осуществления способа, которое содержит короб для механической первичной очистки с предвключенным впускным отверстием для очищаемой сточной воды, полость активации с аэрационными элементами, вторичный отстойник с приемным цилиндром, рециркуляционный иловый насос для перекачивания активного ила со дна вторичного отстойника во входную зону полости активации и слив осветленной воды.

Известен способ биологической очистки сточной воды, при осуществлении которого осветляемую воду после ее механической первичной очистки подвергают процессу биологической деструкции загрязнений активным илом в аэробных и/или неокисных, и/или анаэробных условиях с последующей седиментацией, при этом активный ил возвращают в процесс очистки, а его избыток выводят из этого процесса.

Вышеуказанный способ используют в различных установках для очистки сточных вод, начиная с небольших очистных установок для отдельных домов и кончая очистными установками для большого эквивалентного числа жителей.

Известно, что при использовании этого способа, то есть при эксплуатации указанных установок для очистки сточных вод, в процессе седиментации происходит вынос взвешенных загрязнений и активного ила на поверхность вторичного отстойника. В частности, этот эффект довольно часто проявляется в небольших очистных установках по причине значительной нерегулярности поступления сточной воды, подлежащей осветлению. Удаление плавающих загрязнений с илом в больших очистных установках зачастую осуществляют специальным устройством, которое снимает или откачивает такие загрязнения с поверхности вторичного отстойника.

В небольших очистных установках, где такие нежелательные явления возникают часто, а количество плавающих загрязнений и ила является значительным, устройство для удаления плавающих загрязнений с илом по экономическим причинам, как правило, отсутствует и устранение указанных загрязнений и ила обычно производится вручную. При удалении вместе с плавающими загрязнениями необходимо удалять и плавающий ил, количество которого зачастую многократно превышает количество плавающих загрязнений, или же необходимо механическим перемешиванием выделять газовую фазу из всплывающего активного ила, чтобы отделить ил системы очистки сточной воды от плавающих загрязнений, благодаря чему количество загрязнений, подлежащих удалению с поверхности вторичного отстойника, значительно уменьшается.

Этот способ удаления плавающих загрязнений является довольно длительным по времени, и в процессе перемешивания плавающего активного ила с одновременным притоком очищаемой сточной воды происходит вынос указанного активного ила в слив, что приводит к значительному ухудшению конечных параметров осветленной воды.

В системах очистки сточных вод, в которых для седиментации активного ила применяют вертикальный вторичный отстойник, плавающие загрязнения из приемного цилиндра, установленного в полости вторичного отстоя, необходимо удалять вручную. В этом приемном цилиндре плавающие загрязнения также находятся, как правило, вместе с вынесенным активным илом, что увеличивает количество веществ, подлежащих удалению из системы.

Задачей изобретения является устранение или, по крайней мере, значительное уменьшение указанных выше недостатков.

Согласно изобретению эта задача способа биологической очистки сточных вод, при осуществлении которого осветляемую воду после ее механической первичной очистки подвергают процессу биологического удаления загрязнений активным илом в аэробных и/или неокисных, и/или анаэробных условиях с последующей седиментацией, при этом активный ил возвращают в процесс очистки, выводят из этого процесса его возможный избыток и отводят отделенную осветленную воду, решается тем, что в ходе процесса осветления отделенную воду через определенные интервалы времени откачивают из процесса сепарирования и затем путем интенсивного перемешивания нарушают седиментацию остальной части с последующим продолжением процесса седиментации.

Другой признак изобретения состоит в том, что количество воды, откачиваемой через определенные интервалы времени, примерно соответствует предположительному импульсному поступлению очищаемой сточной воды в процесс очистки во время откачивания воды из вторичного отстойника, интенсивного перемешивания и последующей стабилизации процесса осветления.

Для достижения наиболее высокой эффективности очистки предпочтительно после разрушения слоя седиментационных частиц производить отсос плавающих загрязнений с поверхности отделенной воды и далее осуществлять возврат отсасываемых плавающих загрязнений в процесс активации.

Сущность устройства для осуществления способа согласно данному изобретению, содержащего в резервуаре, в его входной зоне, короб для механической первичной очистки с предвключенным впускным отверстием для очищаемой сточной воды, полость активации с аэрационными элементами, вторичный отстойник с приемным цилиндром, рециркуляционный иловый насос для перекачки активного ила со дна вторичного отстойника во входную зону полости активации и слив осветленной воды, состоит в том, что вторичный отстойник снабжен средством для интенсивного перемешивания его содержимого или же подключен к этому средству, что вторичный отстойник присоединен к насосу для понижения эксплуатационного уровня, выпускное отверстие которого выходит в отвод, и что во вторичном отстойнике установлен отсасывающий патрубок для отсоса плавающих загрязнений с пониженной поверхности, при этом патрубок установлен на отсасывающем насосе с выпускным отверстием над уровнем входной зоны.

Предпочтительным является выполнение, при котором насос для понижения эксплуатационного уровня, средство для интенсивного перемешивания содержимого вторичного отстойника, отсасывающий насос и рециркуляционный иловый насос выполнены в виде маммут-насосов.

Другой признак состоит в том, что входная зона, в которой установлен короб для механической первичной очистки, простраственно ограничена забральной стенкой.

Следующим существенным признаком изобретения является то, что во входной части отвода для осветленной воды, выходящего в сливную полость, образован перелив, определяющий высоту эксплуатационного уровня, за которым подключен насос для понижения эксплуатационного уровня, при этом сливная полость ограничена частью кожуха вторичного отстойника и имеет проход, наклонную и боковые стенки.

Для обеспечения надежного протекания процесса осветления предпочтительным согласно изобретению является выполнение, согласно которому средство для интенсивного перемешивания содержимого вторичного отстойника, рециркуляционный иловый насос, насос для понижения эксплуатационного уровня, а также отсасывающий насос подключены к воздухораспределителю, соединенному с источником сжатого воздуха, при этом воздухораспределитель и источник сжатого воздуха управляются программируемым блоком управления.

Изобретение более подробно поясняется ниже с помощью прилагаемых чертежей, на которых:

фиг.1 показывает биологическую очистную установку в плане, без крышки, в варианте выполнения, предназначенном для использования в качестве домовой очистной установки;

фиг.2 - разрез очистной установки в плоскости А-А на фиг.1;

фиг.3 - разрез очистной установки в плоскостях В-В на фиг.1 без изображения сливной части и насоса для периодического понижения уровня;

фиг.4 - увеличенная деталь D, обозначенная на фиг.2;

фиг.5 - разрез очистной установки согласно фиг.2 со схематическим изображением источника сжатого воздуха.

В резервуаре 1, в его входной зоне 2, ограниченной забральной стенкой 3, размещен короб 4 для механической первичной очистки осветляемой сточной воды, поступающей в короб 4 через впуск 5.

Кроме того, в резервуаре 1 установлен вторичный отстойник 6 с днищем 7. Во вторичном отстойнике 6 размещен приемный цилиндр 8 с входной приставкой 9 (фиг.3), выходящей в полость активации 10 резервуара 1, в нижней части которого находятся аэрационные элементы 11, подключенные к источнику сжатого воздуха (не показан). В днище вторичного отстойника 6 предусмотрено отверстие 12, к которому присоединен шламопровод 13, соединенный с рециркуляционным иловым насосом 14, выпускной патрубок 15 которого расположен над поверхностью входной зоны 2. Рециркуляционный иловый насос 14 выполняется предпочтительно в виде маммут-насоса, соединенного, как показано на фиг.5, с воздухораспределителем 18. Для отведения осветленной воды из вторичного отстойника 6 служит отвод 16. Описанное устройство общеизвестно.

В соответствии с изобретением вторичный отстойник 6 снабжен средством 17 для интенсивного перемешивания его содержимого или в случае необходимости соединен с таким средством, при этом перемешивание производится лишь через установленные, сравнительно короткие интервалы, о чем еще будет описано ниже.

Средство 17 для интенсивного перемешивания предпочтительно образовано непосредственно в шламопроводе 13 в виде маммут-насоса с водопроводной линией, присоединенной к воздухораспределителю 18, как показано на фиг.5. Оно может быть также выполнено в виде механического смесительного устройства, находящегося непосредственно за вторичным отстойником 6, или в виде сопла Лаваля и т.п.

Во вторичном отстойнике 6 под эксплуатационным уровнем 19 на высоте пониженного уровня 24 установлен отсасывающий патрубок 20, присоединенный к отсасывающей трубе 21, проходящей через стенку вторичного отстойника 6 до отсасывающего насоса 22, выпускное отверстие 23 которого находится над уровнем входной зоны 2.

Вторичный отстойник 6 снабжен также насосом 25 для понижения эксплуатационного уровня 19 до высоты пониженного уровня 24, при этом выпускное отверстие 26 этого насоса выходит в отвод 16, а его вход 27 несколько опущен под пониженный уровень 24. Предпочтительно, чтобы и насос 25 для понижения эксплуатационного уровня 19 находился во вторичном отстойнике 6 и, следовательно, в резервуаре 1, как таковом, при этом насос также выполнен в виде маммут-насоса и соединен с воздухораспределителем 18, как это видно на фиг.5.

Отвод 16 для осветленной воды своей входной частью расположен в сливной полости 30 очищенной воды, которая, как показано на фиг.4, частично ограничена секцией стенки вторичного отстойника 6, имеющей проход 31, частично наклонной стенкой 32 и боковыми стенками 33, 33’ (см. фиг.1). Упомянутая секция стенки вторичного отстойника 6 выполняет функцию забральной стенки, нижний край которой определен верхним краем прохода 31. Нижний край отвода 16 для осветленной воды своим переливом 34 определяет высоту эксплуатационного уровня 19. За переливом 34 в отвод 16 выходит выпускное отверстие 26 насоса 25 для понижения эксплуатационного уровня 19.

Как уже указывалось, средство 17 для интенсивного перемешивания, рециркуляционный насос 14, отсасывающий насос 22 и насос 25 для понижения эксплуатационного уровня 19 соединены самостоятельными подводящими сжатый воздух трубопроводами с воздухораспределителем 18, управляемым блоком управления 29, который является программируемым и приспособлен для управления работой вышеупомянутых маммут-насосов.

Вторичный отстойник с другими встроенными элементами, описанными выше, выполнен в виде монтажного узла, закрепленного на держателях 35, 35’, установленных в резервуаре 1, что является предпочтительным с точки зрения изготовления, монтажа и ремонта установки.

Ниже описан способ биологической очистки сточной воды и работа очистной установки.

Сточная вода, подлежащая осветлению, через впускной трубопровод 5 поступает в очистную установку 1, где она механически предварительно очищается в коробе 4 механической первичной очистки, течет затем в полость активации 10, в которой подвергается процессу биологической деструкции загрязнений с помощью активного ила, при этом в зависимости от характера загрязнений и требуемых конечных параметров очищенной воды указанный процесс может осуществляться в аэробных, неокисных и анаэробных условиях или в их сочетании. Из полости активации 10 очищаемая вода через входную приставку 9 и приемный цилиндр 8 поступает во вторичный отстойник 6, где происходит седиментационное отделение ила от очищенной воды, которая выводится из очистной установки через отвод 16 для чистой воды. Осажденный ил по шламопроводу 13 перекачивается посредством рециркуляционного илового насоса 14 во входную зону 2 и возвращается в полость активации 10, где участвует в интенсификации процесса биологической деструкции сточной воды, поступающей в очистную установку через впуск 5.

Уменьшение количества нежелательных плавающих загрязнений, а также ила в верхней зоне полости вторичной очистки отстойника 6 может происходить, как правило, в две фазы.

В первой фазе, протекающей наилучшим образом в период минимального поступления в очистную установку осветляемой сточной воды, то есть ночью, блок управления в соответствии с установленной программой подает команду на включение насоса 25, причем на определенное время работы.

Насос 25 перекачивает часть осветленной воды из вторичного отстойника 6 в отвод 16 для чистой воды, в результате чего эксплуатационный уровень 19 в очистной установке относительно быстро опускается до высоты пониженного уровня 24.

Такое резкое откачивание части содержимого вторичного отстойника создает в очистной установке резервную мощность, благодаря которой обеспечивается то обстоятельство, что в течение следующей, второй фазы, уменьшения количества взвешенных загрязнений, равно как и во время стабилизации следующего за этой второй фазой очистного процесса, не происходит нежелательного слива из очистной установки и тем самым не ухудшается ее очищающее действие.

Вторая фаза протекает непосредственно по окончании первой фазы, то есть после того, как насос 25 при достижении пониженного уровня 24 останавливается и в действие вступает средство 17 интенсивного перемешивания содержимого вторичного отстойника 6, что длится относительно недолго. В данном случае указанное средство 17 представляет собой интегрированный в шламопровод 15 маммут-насос, управляемый блоком управления 29 и наполняемый воздухом от источника сжатого воздуха 28 через воздухораспределитель 18. В результате указанного интенсивного перемешивания происходит быстрое разрушение слоя всплывшего активного ила и плавающих загрязнений. При перемешивании одновременно происходит выведение и растворение газовой фазы, поддерживающей всплывший активный ил на поверхности во вторичном отстойнике 6. В это же время совершается отделение плавающих загрязнений от всплывшего активного ила.

В описанной системе осветления сточной воды, в которой для седиментации активного ила используется вертикальный вторичный отстойник 6, таким же образом осуществляется интенсивное перемешивание содержимого приемного цилиндра 8 во вторичном отстойнике 6, что также значительно уменьшает количество веществ, которые необходимо удалять из приемного цилиндра 8.

По окончании второй фазы рационально после частичного осаждения активного ила во вторичном отстойнике 6 и всплытия взвешенных загрязнений интегрировать в описанный процесс следующую фазу, заключающуюся в отсасывании из вторичного отстойника 6 плавающих на поверхности загрязнений. Для этого по команде блока управления 29 приводится в действие отсасывающий насос 22, отсасывающий патрубок 20 которого отсасывает эти нежелательные загрязнения с еще пониженного уровня 24 вторичного отстойника 6 и направляет их во входную зону 2. Затем отсасывающий насос 22 выключается и очистная установка переходит в стабилизированный режим.

Вышеописанный способ и установка обеспечивают сведение к минимуму обслуживания вторичного отстойника с точки зрения удаления плавающих загрязнений, а также активного ила при одновременном значительном улучшении функционирования и параметров биологической очистной установки.

Описанное применение способа согласно изобретению и установка для его осуществления никоим образом не ограничиваются вышеописанным примером. Они пригодны также и для очистных установок, в которых отдельные функциональные полости или узлы не находятся в общем резервуаре.

Формула изобретения

1. Устройство для биологической очистки сточных вод, содержащее резервуар (1), во входной зоне (2) которого предусмотрен короб для механической первичной очистки с предвключенным впуском (5) для очищаемой воды, полость активации (10) с аэрационными элементами (11) и вторичный отстойник (6), в котором установлен приемный цилиндр (8), присоединенный к входной приставке (9), выходящей в полость активации (10), причем ко вторичному отстойнику (6) присоединен шламопровод (13) рециркуляционного насоса (14) для возврата активного ила со дна вторичного отстойника (6) во входную зону (2) полости активации (10) и отвод (16) осветленной воды, отличающееся тем, что вторичный отстойник (6) снабжен средством (17) для интенсивного перемешивания его содержимого или же подключен к этому средству, что вторичный отстойник (6) присоединен к насосу (25) для понижения эксплуатационного уровня (19) очищенной воды, выпускное отверстие (26) которого выходит в отвод (16), во вторичном отстойнике (6) установлен отсасывающий патрубок (20) для отсоса плавающих загрязнений с пониженной поверхности (24), при этом отсасывающий патрубок (20) присоединен к отсасывающему насосу (22), выпускное отверстие (23) которого размещено над входной зоной (2).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что насос (25) для понижения эксплуатационного уровня, средство (17) для интенсивного перемешивания содержимого вторичного отстойника, отсасывающий насос (22) и рециркуляционный насос (14) для ила выполнены в виде маммут-насосов.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что входная зона (2), в которой установлен короб (4) для механической первичной очистки, пространственно ограничена забральной стенкой (3).

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что во входной части отвода (16) для осветленной воды, выходящего в сливную полость (30), образован перелив (34), определяющий высоту эксплуатационного уровня (19), при этом выпускное отверстие (26) насоса (25) для понижения эксплуатационного уровня (19) подключено за переливом (34), а сливная полость (30) ограничена частью стенки вторичного отстойника (6), снабженного проходом (31), наклонной стенкой (32) и боковыми стенками (33), (33’).

5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что средство (17) для интенсивного перемешивания содержимого вторичного отстойника (6), рециркуляционный насос (14) для активного ила, насос (25) для понижения эксплуатационного уровня (19), а также отсасывающий насос (22) подключены к воздухораспределителю (18), соединенному с источником сжатого воздуха (28), при этом воздухораспределитель (18) и источник сжатого воздуха (28) управляются программируемым блоком управления (29).

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что средство (17) для интенсивного перемешивания в виде маммут-насоса выполнено непосредственно в шламопроводе (13) для возврата активного ила.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5