СПОСОБ ГЛУБОКОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД И СТАНЦИЯ ГЛУБОКОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

СПОСОБ ГЛУБОКОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД И СТАНЦИЯ ГЛУБОКОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД


RU (11) 2225368 (13) C1

(51) 7 C02F3/30, C02F3/30, C02F101:30 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2003107328/15 
(22) Дата подачи заявки: 2003.03.18 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.03.18 
(45) Опубликовано: 2004.03.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 23437 U1, 20.06.2002. RU 2170710 С1, 20.07.2001. RU 2185338 С2, 20.07.2002. RU 2197436 С2, 27.01.2003. RU 2051127 С1, 27.12.1995. SU 833578 А, 30.05.1981. RU 2048457 С1, 20.11.1995. ЕР 0099421 А1, 01.02.1984. 
(72) Автор(ы): Эль Ю.Ф. 
(73) Патентообладатель(и): Эль Юрий Федорович 
Адрес для переписки: 121248, Москва, а/я 18, пат.пов. Е.В.Войцеховской 

(54) СПОСОБ ГЛУБОКОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД И СТАНЦИЯ ГЛУБОКОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД 

Изобретение относится к области очистки сточных вод и может быть использовано для очистки сточных вод, концентрированных по органическим загрязнениям. Очистку ведут в установке, разделенной на четыре последовательно соединенные зоны с использованием анаэробных и аэробных условий, с последующим разделением активного ила и очищенной воды путем отстаивания и отводом активного ила и очищенной воды. Очистку сточных вод в первых двух зонах установки ведут в анаэробных условиях при перемешивании с использованием микрофлоры, прикрепленной на инертный загрузочный материал, армированный металлом, в условиях отсутствия растворенного кислорода в первой зоне и концентрации растворенного кислорода во второй зоне, не превышающей 1,0 мг/л. Очистку в третьей и четвертой зонах ведут в аэробных условиях. Очистку в третьей зоне ведут с использованием микрофлоры, прикрепленной на инертный загрузочный материал, при концентрации растворенного кислорода 2-3 мг/л, а очистку в четвертой зоне ведут с использованием свободноплавающей микрофлоры при поддержании избыточного количества растворенного кислорода более 4,0 мг/л. Очищенную воду после отстаивания делят на два потока, один из которых в количестве не менее 50% от общего количества очищенной воды направляют в первую зону, а второй направляют на доочистку в аэробных условиях с использованием микрофлоры, прикрепленной на инертный загрузочный материал. Перемешивание в первых двух зонах установки можно вести эжекционно-механическим методом. Активный ил можно возвращать в первую анаэробную зону, а в очищенную воду перед доочисткой можно вводить порошкообразные сорбенты. Станция глубокой биологической очистки сточных вод содержит блок биологической очистки, состоящий из четырех последовательно соединенных реакторов, после которых установлен отстойник с тонкослойными модулями. Первые два реактора снабжены эжекционно-механическими перемешивающими устройствами, инертная загрузка для прикрепленной микрофлоры расположена в первых трех реакторах, при этом инертная загрузка для прикрепленной микрофлоры в первых двух реакторах армирована металлом. Устройства для аэрации расположены в третьем и четвертом реакторах. Блок доочистки выполнен в виде реактора с инертной загрузкой для прикрепленной микрофлоры и устройством для аэрации и снабжен трубопроводом рециркуляции очищенной воды после отстойника, соединенным с первым реактором, и трубопроводом отвода воды после доочистки, соединенным с блоком обеззараживания, который соединен с трубопроводом отвода обработанной воды, при этом устройства для аэрации в третьем и четвертом реакторах могут быть выполнены в виде эжекционно-механических перемешивающих устройств, отстойник может быть снабжен трубопроводом рециркуляции активного ила, соединенным с первым реактором, а блок доочистки может быть снабжен узлом подачи порошкообразных сорбентов. Технический эффект - одновременная очистка сточных вод от азота и фосфора до ПДК, установленных для рыбохозяйственных водоемов, а также сокращение объемов сооружений и времени очистки. 2 с. и 6 з.п.ф-лы, 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Группа изобретений относится к области очистки сточных вод, в частности к способам и установкам глубокой биологической очистки, и может быть использована для очистки сточных вод, концентрированных по органическим загрязнением.

Известен способ глубокой биологической очистки сточных вод, согласно которому сточную воду подвергают первичному анаэробному отстаиванию с использованием носителя микроорганизмов, после чего стабилизированный осадок удаляют, а жидкую фазу направляют на двухступенчатую аэробную обработку с последующей стадией отвода осветленной воды, при этом на стадиях аэробной обработки первой и второй ступеней и отвода осветленной воды используют носители микроорганизмов, а носитель второй ступени аэробной обработки модифицируют микроводорослями (Патент РФ 2050336, C 02 F 3/30, 1995 г.).

Недостатками известного способа являются сложность в практическом осуществлении и дороговизна, в частности, из-за использования микроводорослей, а также дискретность ведения процесса и, как следствие, его существенная длительность.

Известен способ биологической очистки сточных вод от фосфатов, согласно которому биологическую очистку осуществляют в условиях пониженной интенсивности аэрации с использованием инертного загрузочного материала, обрастающего биопленкой, в непосредственный контакт с которой введен металл, создающий условия для биологической коррозии, при этом отработанную осевшую биопленку с сорбированными загрязнениями удаляют непосредственно из зоны аэрации (Патент РФ 2197436, C 02 F 3/02, 2003 г.).

Недостатками известного способа является большой расход воздуха на аэрацию, а также то, что используемая технология не позволяет удалять соединения азота.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ глубокой биологической очистки сточных вод от азота аммонийных солей, согласно которому биологическую очистку ведут в установке, разделенной на четыре последовательно чередующиеся анаэробные и аэробные зоны. Исходную сточную воду направляют в первую и третью зоны в соотношении 60% и 40%, а возвратный ил после отстаивания рециркулируют в первую и третью зоны в соотношении 100% и 100% соответственно от объема поступающих на очистку сточных вод (Патент РФ 2185338, C 02 F 3/30, 2002 г.).

Недостатками этого способа являются значительный объем сооружений, а также то, что используемая технология не позволяет удалять фосфаты до нормативов сброса в открытый водоем.

Технологический результат, полученный от использования предложенного способа, заключается в одновременной очистке сточных вод от азота и фосфора до ПДК, установленных для рыбохозяйственных водоемов, а также сокращении объемов сооружений и времени очистки.

Технологический результат достигается за счет того, что в способе глубокой биологической очистки сточных вод в установке, разделенной на четыре последовательно соединенные зоны с использованием анаэробных и аэробных условий, с последующим разделением активного ила и очищенной воды путем отстаивания и отводом активного ила и очищенной воды, очистку сточных вод в первых двух зонах установки ведут в анаэробных условиях при перемешивании с использованием микрофлоры, прикрепленной на инертный загрузочный материал, армированный металлом, в условиях отсутствия растворенного кислорода в первой зоне и концентрации растворенного кислорода во второй зоне, не превышающей 1,0 мг/л, очистку в третьей и четвертой зонах ведут в аэробных условиях. При этом очистку в третьей зоне ведут с использованием микрофлоры, прикрепленной на инертный загрузочный материал, при концентрации кислорода 2-3 мг/л, а очистку в четвертой зоне ведут с использованием свободноплавающей микрофлоры при поддержании избыточного количества растворенного кислорода более 4 мг/л, очищенную воду после отстаивания делят на два потока, один из которых, в количестве не менее 50% от общего количества очищенной воды, направляют в первую зону, а второй направляют на доочистку в аэробных условиях с использованием микрофлоры, прикрепленной на инертный загрузочный материал, при этом перемешивание в первых двух зонах установки могут вести эжекционно-механическим методом, активный ил могут возвращать в первую анаэробную зону, а в очищенную воду перед доочисткой могут вводить порошкообразные сорбенты.

На Фиг.1 представлена схема предлагаемой глубокой биологической очистки, где 1 - подача исходной воды на очистку; 2 - первая зона анаэробной обработки с использованием микрофлоры, прикрепленной на инертный загрузочный материал 3, армированный металлом; 4 - вторая зона анаэробной обработки с использованием микрофлоры, прикрепленной на инертный загрузочный материал 5, армированный металлом; 6 - третья зона аэробной обработки с использованием микрофлоры, прикрепленной на инертный загрузочный материал 7; 8 - четвертая зона аэробной обработки с использованием свободноплавающей микрофлоры; 9 - зона отстаивания с использованием тонкослойных модулей 10; 11 - рециркуляция очищенной в результате отстаивания воды, 12 - зона доочистки очищенной в результате отстаивания воды с использованием микрофлоры, прикрепленной на инертный загрузочный материал 13; 14 - отвод воды после доочистки; 15 - отвод осадков и опорожнение после промывки; 16 - рециркуляция активного ила; 17 - отвод активного ила. Дозирование порошкообразных сорбентов и подача воздуха в аэробные зоны на Фиг.1 не показаны.

Способ осуществляют следующим образом.

Подачу исходной сточной воды 1, предварительно очищенной от песка и грубодисперсных плавающих примесей, производят в первую анаэробную зону 2 установки, в которой используют микрофлору, прикрепленную на инертный загрузочный материал 3, армированный металлом, куда также направляют часть очищенной воды (и в некоторых случаях активный ил), содержащую окисленные формы азота. Воду перемешивают, например, механическим перемешивающим устройством или эжекционно-механическим методом, при этом растворенный кислород в зоне отсутствует.

Эжекционно-механический метод перемешивания - это процесс, сочетающий перемешивание объема жидкости механическим устройством с одновременным регулируемым подсосом воздуха в это устройство.

В процессе жизнедеятельности анаэробных гетеротрофных микроорганизмов происходит ферментативный гидролиз веществ с образованием низкомолекулярных соединений (в частности, летучих жирных кислот), частичное восстановление окисленных форм азота и частичное потребление фосфатов. В зоне инертного загрузочного материала, обрастающего биопленкой, в непосредственный контакт с которой введен металл, создается биогальванический элемент, и происходит процесс биогальванической дефосфотации.

Далее воду подают во вторую анаэробную зону 4, в которой также используют микрофлору, прикрепленную на инертный загрузочный материал 5, армированный металлом, при перемешивании, например, механическим перемешивающим устройством или эжекционно-механическим методом, (возможно перемешивание воздушным барботажем, но при условии, что концентрация кислорода не будет превышать 1,0 мг/л). Во второй зоне за счет жизнедеятельности анаэробной микрофлоры в условиях пониженной интенсивности аэрации обеспечивается восстановление окисленных форм азота и биогальваническая дефосфотация до ПДК рыбохозяйственных водоемов (далее - нормативная величина) и частичное окисление углеродной составляющей органических веществ.

В первую зону возвращают не менее 50% от общего объема очищенной воды, что необходимо для восстановления нитратного азота до нормативной величины.

Повышение количества растворенного кислорода во второй зоне более 1,0 мг/л приводит к ингибированию процесса дефосфатации.

В последующих двух зонах обеспечиваются аэробные условия - в третьей зоне 6 обработку ведут с использованием микрофлоры, прикрепленной на инертный загрузочный материал 7, а в четвертой 8 - очистку воды ведут с использованием свободноплавающего биоценоза микроорганизмов. В третьей зоне за счет поддержания переходного кислородного режима (2-3 мг/л) эжекционными перемешивателями или прямым барботажем воздуха смешанный биоценоз гетеротрофных и автотрофных микроорганизмов почти нацело потребляет органическую часть субстратной составляющей сточных вод. В четвертой зоне при поддержании избыточного количества (более 4,0 мг/л) растворенного кислорода (теми же методами, что и в третьей) автотрофными организмами обеспечивается полное окисление аммонийного и оставшейся части органического азота.

В результате прохождения исходной сточной воды через четыре зоны происходит глубокая минерализация не только органических веществ сточных вод, но и биомассы сообщества участвующих в очистке микроорганизмов.

Затем очищенную воду отделяют путем отстаивания в зоне 9 от активного ила, который может быть направлен - 16 в первую зону 2, избыточную часть активного ила, которая в четыре раза меньше, чем при обычной полной биологической очистке, отводят 17 на обработку, например, механическое обезвоживание.

Качественные показатели очищенной воды стабильны и, как правило, не превышают по БПК5 и взвешенным веществам - 5,0 мг/л, по аммонийному азоту - 0,4 мг/л, по нитратному азоту - 7,0 мг/л, по фосфатам - 0,5 мг/л и по ХПК - 30 мг/л.

Очищенную сточную воду делят на два потока, один из которых (не менее 50% от общего объема очищенной воды) рециркуляцией 11 возвращают в первую зону 2, а другой - направляют на доочистку в зону 12 с использованием микрофлоры, прикрепленной на инертный загрузочный материал 13, за счет жизнедеятельности которой в обедненных субстратными составляющими сточных водах осуществляется доочистка воды до нормативной величины.

Для более высокой степени очистки в воду перед зоной доочистки 12 дозируют порошкообразные сорбенты (активированный уголь, молотый туф, клиноптилолит и т.д.), что обеспечивает комбинацию биосорбционных и хемосорбционных процессов со значительным снижением в первую очередь неорганических веществ. В этом случае качество очищенной воды становится настолько высоким, что ее нецелесообразно сбрасывать в водоем, а следует вторично использовать для любых технических целей. Воду после зоны доочистки и образующийся осадок, в том числе после промывки, отводят - 14 и 15 соответственно.

Пример осуществления способа.

Сточную воду в количестве 120 м3/сут с загрязнениями:

органические вещества БПК - 200-250 мг/л;

взвешенные вещества - 150-180 мг/л;

азот аммонийных солей - 18-25 мг/л;

фосфаты - 5-8 мг/л

предварительно очищают от песка и плавающих грубодисперсных примесей, подают на двухстадийную анаэробную обработку с перемешиванием и выдерживанием на первой стадии в условиях отсутствия кислорода 0,5 часа, а на второй стадии - в течение 1,5 часа при концентрации кислорода 0,8 мг/л с использованием в качестве загрузки для прикрепленной микрофлоры пластмассовой загрузки, армированной металлом.

После чего воду подают на двухстадийную аэробную обработку: на первой стадии используют пластмассовую загрузку для прикрепленной микрофлоры и выдерживают 1,5 часа при концентрации растворенного кислорода 2,4 мг/л, а на второй стадии - используют свободноплавающую микрофлору и выдерживают 1,5 часа при концентрации растворенного кислорода 4,8 мг/л, что необходимо для отдувки молекулярного азота перед подачей в отстойник для предотвращения процесса флотации активного ила. Концентрация активного ила составляет 0,5 г/л.

Иловую смесь отстаивают в отстойнике с использованием тонкослойных модулей при удельной нагрузке на поверхность отстойника 1 м3/м2час. После разделения иловой смеси на активный ил и очищенную воду 54% очищенной воды возвращают на первую анаэробную стадию, а 46% очищенной воды направляют на доочистку.

Активный ил с концентрацией 7,8 г/л в количестве 10% от объема поступающей на очистку воды рециркулируют на первую анаэробную стадию, а избыточный активный ил сбрасывают на обработку обезвоживанием.

Очищенную воду, подаваемую на доочистку, обрабатывают в аэробных условиях с использованием микрофлоры, прикрепленной на пластмассовый загрузочный материал в течение 1 часа.

Качество очищенной воды: БПКполн - 2,8 мг/л; взвешенные вещества - 1,8 мг/л; азот аммонийных солей - 0,28 мг/л; азот нитратов - 5,2 мг/л; фосфаты - 0,18 мг/л.

Таким образом, предложенный способ глубокой биологической очистки сточных вод комбинированным биоценозом прикрепленных и свободноплавающих гетеротрофных и автотрофных микроорганизмов, действующих в анаэробных, переходных (аноксидных) и аэробных условиях, с последующей доочисткой в аэробном реакторе позволяет сократить объемы сооружений за счет существенного увеличения удельных скоростей биохимических процессов, снижения количества образующихся в процессе обработки активного ила и осадков при сокращении времени очистки и расхода воздуха на аэрацию.

Известна установка глубокой биологической очистки сточных вод "Ручей" и универсально-сборные станции глубокой биологической очистки сточных вод на основе этой установки (Установки для глубокой биологической очистки сточных вод малых населенных пунктов. Обзорная информация АКХ им. К.Д.Памфилова. М., 1991 г., с. 38-42).

Недостатками работы этих станций являются не удовлетворяющая нормативам сброса в водоем степень очистки сточных вод от органических загрязнений и соединений азота и фосфора, значительный расход воздуха на аэрацию, а также большое количество образующихся осадков сточных вод.

Известна компактная установка для биологической очистки сточных вод, содержащая два последовательно установленных анаэробных биореактора с узлом принудительного перемешивания в первом и носителем для прикрепленной микрофлоры во втором, два последовательно установленных однотипных аэробных биореактора, содержащих центральную аэрационную зону с носителем для прикрепленной микрофлоры, периферийную аэрационную зону и отстойную зону с тонкослойными модулями и периферийными лотками для осветленной воды, расположенными в верхней части отстойной зоны, реагентное хозяйство и блок ультрафиолетовой дезинфекции (Свидетельство на полезную модель РФ 23437, C 02 F 3/30, 2002 г. ).

Недостатками работы этой установки также являются не удовлетворяющая нормативам сброса в водоем степень очистки обрабатываемых сточных вод от фосфатов и необходимость использования реагентов.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предложенной является станция глубокой очистки сточных вод, выполненная в блочно-модульном исполнении и содержащая усреднительный приемный резервуар с насосом, установленный после блока механической очистки, содержащего песколовку, блок биологической очистки, содержащий аэротенк-отстойник первой ступени с носителем для прикрепленной микрофлоры в зоне аэрирования и тонкослойными модулями в зоне отстаивания, аэротенк-отстойник второй ступени с ершовой загрузкой в зоне аэрирования и тонкослойными модулями в зоне отстаивания, аэробный стабилизатор осадка с ершовой загрузкой, денитрификатор и биореактор с расположенными в нем слоями носителем для прикрепленной микрофлоры и зернистой загрузкой, блок доочистки, включающий угольный фильтр, и блок обеззараживания с использованием реагентов (Патент РФ 2048457, C 02 F 3/30, 1995 г.).

Недостатками этой станции является ее громоздкость, сложность и дороговизна в эксплуатации, поскольку используют сложные в конструктивном исполнении реакторы, требуется большой расход электроэнергии для подачи сжатого воздуха в аэротенки-отстойники, стабилизатор осадка и биореактор доочистки, а также использование реагентов для обеззараживания и удаления фосфора.

Технологический результат от использования предложенной станции глубокой биологической очистки сточных вод заключается в упрощении приемов эксплуатации, снижении расхода электроэнергии и исключении применения реагентов и, как следствие, снижении эксплуатационных расходов.

Технологический результат достигается за счет того, что в станции глубокой биологической очистки сточных вод, содержащей трубопроводы подачи сточной воды на очистку и отвода обработанной воды и активного ила, блок механической очистки, блок биологической очистки, содержащий инертную загрузку для прикрепленной микрофлоры, устройства для аэрации и отстойник с тонкослойными модулями, блок доочистки и блок обеззараживания, блок биологической очистки содержит четыре последовательно соединенных реактора, после которых установлен отстойник с тонкослойными модулями, первые два реактора снабжены эжекционно-механическими перемешивающими устройствами, инертная загрузка для прикрепленной микрофлоры расположена в первых трех реакторах, при этом инертная загрузка для прикрепленной микрофлоры в первых двух реакторах армирована металлом, устройства для аэрации расположены в третьем и четвертом реакторах, блок доочистки выполнен в виде реактора с инертной загрузкой для прикрепленной микрофлоры и устройством для аэрации, снабжен трубопроводом рециркуляции очищенной воды после отстойника, соединенным с первым реактором, и трубопроводом отвода воды после доочистки, соединенным с блоком обеззараживания, который соединен с трубопроводом отвода обработанной воды, при этом устройства для аэрации в третьем и четвертом реакторах могут быть выполнены в виде эжекционно-механических перемешивающих устройств, отстойник может быть снабжен трубопроводом рециркуляции активного ила, соединенным с первым реактором, а блок доочистки может быть снабжен узлом подачи порошкообразных сорбентов.

Схема станции для глубокой биологической очистки сточных вод приведена на Фиг.2.

Станция содержит напорный трубопровод 1, блок механической очистки 2, содержащий механическую решетку 3, контейнер для мусора 4, песколовку 5, контейнер для обезвоживания песка 6, насос возвратных стоков 7 и трубопровод подачи сточной воды 8 в блок биологической очистки 9, состоящий из четырех последовательно соединенных реакторов, первый реактор представляет собой анаэробный реактор 10 с эжекционно-механическим перемешивающим устройством (на схеме не показано) и загрузкой для прикрепленной микрофлоры 11, армированной металлом, второй - анаэробный реактор 12 с эжекционно-механическим перемешивающим устройством (на схеме не показано) и загрузкой для прикрепленной микрофлоры 13, армированной металлом, третий реактор - аэробный реактор 14 с полимерной загрузкой для прикрепленной микрофлоры 15, четвертый - аэробный реактор 16 со свободноплавающей микрофлорой, соединенный с отстойником 17, снабженным тонкослойными модулями 18 и насосом 19 для откачки из отстойника активного ила и трубопроводом рециркуляции и отвода активного ила 20, соединенным с первым анаэробным реактором 10 и через накопитель активного ила 21 с установкой для обезвоживания активного ила 22. Отстойник 17 соединен с блоком доочистки 23, выполненным в виде реактора, снабженного загрузкой для прикрепленной микрофлоры 24, насосом 25 для рециркуляции очищенной в отстойнике 17 воды, трубопроводом рециркуляции очищенной воды 26, соединенным с первым анаэробным реактором 10, и трубопроводом отвода воды после доочистки 27, соединенным с блоком обеззараживания 28, снабженным трубопроводом отвода обработанной воды 29. Реакторы 10, 12, 14 и 16, отстойник 17 и блок доочистки 23 снабжены устройствами для опорожнения, соединенными с трубопроводом опорожнения 30.

Станция работает следующим образом.

Поступающую сточную воду по напорному трубопроводу 1 подают в блок механической очистки 2 на механическую решетку 3, где вода освобождается от крупнодисперсных примесей, которые направляют в контейнер для мусора 4. Задержанные отбросы (мусор) по мере накопления вывозят на полигон депонирования твердых бытовых отходов.

Сточную воду, прошедшую механическую решетку 3, подают в песколовку 5, оборудованную тонкослойными модулями, что обеспечивает интенсивную сепарацию песка с высокой степенью очистки. Образующуюся пульпу периодически сбрасывают из нижнего конуса песколовки в контейнер для обезвоживания песка 6 - специальные фильтрующие мешки, в которых воду под действием сил гравитации отделяют от песка и направляют насосом 7 в поступающую на очистку воду. Обезвоженный песок периодически вывозят на площадку депонирования.

Сточную воду, очищенную от механических примесей, по трубопроводу подачи сточной воды 8 подают в блок биологической очистки 9. Блок биологической очистки 9 содержит установку биологической очистки, состоящую из четырех последовательно соединенных реакторов, и отстойник.

Технологическая линия емкостных сооружений может быть выполнена из прямоугольного металлического резервуара, разделенного внутренними перегородками на отдельные функциональные емкости.

Обрабатываемую сточную воду подают в первую зону установки - в анаэробный реактор 10, в котором используют микрофлору, прикрепленную на инертный загрузочный материал 11, армированный металлом и обрастающий биопленкой, куда также насосом 25 по трубопроводу рециркуляции очищенной воды 26 направляют очищенную в отстойнике 17 воду, содержащую окисленные формы азота. Воду перемешивают эжекционно-механическим перемешивающим устройством, сочетающим в себе устройство для механического перемешивания жидкости с одновременным регулируемым подсосом воздуха в это устройство, при этом растворенный кислород в первом анаэробном реакторе отсутствует. В процессе жизнедеятельности анаэробных гетеротрофных микроорганизмов происходит ферментативный гидролиз органических веществ с образованием низкомолекулярных соединений (в частности, летучих жирных кислот), частичное восстановление окисленных форм азота и частичное потребление фосфатов. Далее обрабатываемую воду подают во вторую зону - анаэробный реактор 12, в котором также используют микрофлору, прикрепленную на инертный загрузочный материал 13, армированный металлом и обрастающий биопленкой, при перемешивании эжекционно-механическим перемешивающим устройством, но при условии, что концентрация кислорода не будет превышать 1,0 мг/л. Во втором анаэробном реакторе 12 за счет жизнедеятельности анаэробной гетеротрофной микрофлоры обеспечивается восстановление окисленных форм азота до требуемого уровня, частичное окисление углеродной составляющей органических веществ и биогальваническая дефосфотация, обусловленная наличием специфической загрузки для прикрепленной микрофлоры: пластмассовой загрузки, армированной металлом.

В последующих двух зонах обеспечиваются аэробные условия - в третьей зоне - аэробном реакторе 14 обработку ведут с использованием микрофлоры, прикрепленной на инертный загрузочный материал 15, а в четвертой - аэробном реакторе 16 очистку воды ведут с использованием свободноплавающего биоценоза микроорганизмов. В третьей зоне за счет поддержания переходного кислородного режима (2-3 мг/л) эжекционно-механическим перемешивающим устройством или прямым барботажем воздуха смешанный биоценоз гетеротрофных и автотрофных микроорганизмов путем окислительно-восстановительных процессов почти нацело потребляет органическую часть субстратной составляющей сточных вод. В четвертой зоне при поддержании избыточного количества (более 4,0 мг/л) растворенного кислорода (теми же методами, что и в третьей) автотрофными организмами обеспечивается полное окисление аммонийного и оставшейся части органического азота.

В результате прохождения исходной сточной воды через четыре реактора происходит глубокая минерализация не только органических веществ сточных вод, но и биомассы сообщества участвующих в очистке микроорганизмов.

Затем очищенную воду отделяют в отстойнике 17 с тонкослойными модулями 18 от активного ила, избыточная часть которого в четыре раза меньше, чем при обычной полной биологической очистке. Осадок из отстойника 17 по трубопроводу отвода активного ила 20 подают в накопитель активного ила 21 с установкой для обезвоживания активного ила 22. Очищенную сточную воду после отстойника 17 делят на два потока, один из которых насосом для рециркуляции очищенной воды 25 по трубопроводу рециркуляции очищенной воды 26 возвращают в первый анаэробный реактор 10, а другой - направляют на доочистку в зону 23 - реактор с загрузкой для прикрепленной микрофлоры 24, за счет жизнедеятельности которой в обедненных субстратными составляющими сточных водах осуществляется доочистка воды до нормативных показателей отведения в рыбохозяйственный водоем. Для более высокой степени очистки в воду перед реактором доочистки 23 могут дозировать порошкообразные сорбенты (на схеме не показано) (активированный уголь, молотый туф, клиноптилолит и т.д.), что обеспечивает комбинацию биосорбционных и хемосорбционных процессов со значительным снижением в первую очередь неорганических веществ. В этом случае качество очищенной воды становится настолько высоким, что ее нецелесообразно сбрасывать в водоем, а следует вторично использовать для любых технических целей. Воду после блока доочистки по трубопроводу отвода очищенной воды 27 подают на блок обеззараживания 28 и оттуда по трубопроводу обработанной воды 29 отводят потребителю. Загрязненные промывные воды после периодических промывок отдельных емкостей выводят со станции по трубопроводу опорожнения 30. Воду из установки для обезвоживания осадка 22 насосом 7 возвращают в "голову" блока механической очистки. Обезвоживание активного ила может производиться на фильтр-прессах или на установке гравитационного типа - в специальных фильтрующих мешках.

Блок биологической очистки изготавливается полностью в заводских условиях определенного технологического ряда по производительности.

Таким образом, предложенная станция глубокой биологической очистки сточных вод является компактной, быстро возводимой, не требующей постоянного присутствия обслуживающего персонала, экономичной по расходу электроэнергии, что позволяет сократить площади, отводимые под станцию, и значительно уменьшить эксплуатационные расходы. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ глубокой биологической очистки сточных вод в установке, разделенной на четыре последовательно соединенные зоны с использованием анаэробных и аэробных условий с последующим разделением активного ила и очищенной воды путем отстаивания и отводом активного ила и очищенной воды, отличающийся тем, что очистку сточных вод в первых двух зонах установки ведут в анаэробных условиях при перемешивании с использованием микрофлоры, прикрепленной на инертный загрузочный материал, армированный металлом, в условиях отсутствия растворенного кислорода в первой зоне и концентрации растворенного кислорода во второй зоне, не превышающей 1,0 мг/л, очистку в третьей и четвертой зонах ведут в аэробных условиях, при этом очистку в третьей зоне ведут с использованием микрофлоры, прикрепленной на инертный загрузочный материал, при концентрации растворенного кислорода 2-3 мг/л, а очистку в четвертой зоне ведут с использованием свободноплавающей микрофлоры при поддержании избыточного количества растворенного кислорода более 4,0 мг/л, очищенную воду после отстаивания делят на два потока, один из которых в количестве не менее 50% от общего количества очищенной воды направляют в первую зону, а второй направляют на доочистку в аэробных условиях с использованием микрофлоры, прикрепленной на инертный загрузочный материал.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перемешивание в первых двух зонах установки ведут эжекционно-механическим методом.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что активный ил возвращают в первую анаэробную зону.

4. Способ по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что в очищенную воду перед доочисткой вводят порошкообразные сорбенты.

5. Станция глубокой биологической очистки сточных вод, содержащая трубопроводы подачи сточной воды на очистку и отвода обработанной воды и активного ила, блок механической очистки, блок биологической очистки, содержащий инертную загрузку для прикрепленной микрофлоры, устройства для аэрации и отстойник с тонкослойными модулями, блок доочистки и блок обеззараживания, отличающаяся тем, что блок биологической очистки содержит четыре последовательно соединенных реактора, после которых установлен отстойник с тонкослойными модулями, первые два реактора снабжены эжекционно-механическими перемешивающими устройствами, инертная загрузка для прикрепленной микрофлоры расположена в первых трех реакторах, при этом инертная загрузка для прикрепленной микрофлоры в первых двух реакторах армирована металлом, устройства для аэрации расположены в третьем и четвертом реакторах, блок доочистки выполнен в виде реактора с инертной загрузкой для прикрепленной микрофлоры и устройством для аэрации, снабжен трубопроводом рециркуляции очищенной воды после отстойника, соединенным с первым реактором, и трубопроводом отвода воды после доочистки, соединенным с блоком обеззараживания, который соединен с трубопроводом отвода обработанной воды.

6. Станция по п.5, отличающаяся тем, что устройства для аэрации в третьем и четвертом реакторах выполнены в виде эжекционно-механических перемешивающих устройств.

7. Станция по п.5 или 6, отличающаяся тем, что отстойник снабжен трубопроводом рециркуляции активного ила, соединенным с первым реактором.

8. Станция по п.5, или 6, или 7, отличающаяся тем, что блок доочистки снабжен узлом подачи порошкообразных сорбентов.






ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru