Способ обработки сточных вод и установка для его реализации

 

Изобретение относится к очистке бытовых сточных вод отдельно расположенных объектов, мелких населенных пунктов и индивидуальных жилых домов и может быть использовано на малых предприятиях пищевой промышленности. Сточную воду обеззараживают для устранения биологической конкуренции используемых для очистки воды штаммов микроорганизмов, осветляют, обрабатывают в аэробном и анаэробном режимах, затем обработанную воду и удаляемый осадок обеззараживают. При этом в процессе обработки водные потоки турбулизируют для обеспечения взаимодействия с иммобилизованной биопленкой. Способ может быть осуществлен в установке, содержащей подводящие и отводящие трубопроводы, на которых расположены обеззараживающие устройства, например установки СВЧ, насос, компрессор, осветлитель и биореакторы в виде септических камер, в которых установлены турбулизаторы в виде профилированных перфорированных пластин. Изобретение обеспечивает высокую производительность и эффективность очистки сточных вод, а также защиту окружающей среды. 2 с. и 5 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к очистке бытовых сточных вод отдельно расположенных объектов, мелких населенных пунктов и индивидуальных жилых домов и может быть использовано на малых предприятиях пищевой промышленности.

Известны способ и устройство для очистки сточных вод по патенту РФ N 2064451, М. кл. ⁶: C 02 F 3/08, 1992, реализующих процессы аэробной и анаэробной обработки сточных вод с использованием загрузки в виде легкого материала типа "перлит".

Недостатками являются громоздкость сооружений и недостаточно полная обработка стоков.

Известны способ и устройство для очистки сточных вод по патенту РФ N 2027680, М. кл.⁶: C 02 F 3/06, 1992 , где происходит разделение сточных вод на осветленную часть, подвергаемую затем аэробной обработке и осадок, сбраживаемый в анаэробных условиях.

Недостатки заключаются в следующем; - низкие технологические показатели ввиду неполной переработки трудноокисляемых органических загрязнений с высокими ХПК и БПК; - жесткие требования к концентрации загрязнений; - вредное влияние имеющихся микроорганизмов на вносимые штаммы и зараженность продуктов переработки последними.

Задачей предлагаемого изобретения является улучшение массообменных и эксплуатационных характеристик очистки сточных вод и упрощение конструкции за счет ее выполнения в едином блоке.

Соответствующий технический результат достигнут за счет того, что перед осветлением сточную воду обеззараживают, например, с помощью установки СВЧ, обеспечивающей уничтожение бактерий, гельминтов и яйцеглист, что приводит к торможению процессов с выделением газов и ускоряет осветление сточных вод, а также нагревает их, в процессе обработки водные потоки турбулизируют для обеспечения взаимодействия всех его частей с иммобилизованной биопленкой, а обработанную сточную воду и удаляемый осадок обеззараживают для предотвращения загрязнения окружающей среды микроорганизмами, используемыми для очистки сточных вод, на подводящем и отводящих трубопроводах установлены обеззараживающие устройства, например СВЧ, а между пластинами с иммобилизованной биопленкой установлены турбулизаторы в виде профилированных перфорированных пластин, причем воздух, подаваемый в аэробный биореактор, а также газы, выделяемые в процессе обработки стоков, могут также обеззараживаться, а иммобилизованная биопленка может быть закреплена на термобондинге - материале на основе волокон из полиолефинов и полиэфиров, химически и биологически стойких в обрабатываемой среде.

На фиг. 1 представлена установка для очистки сточных вод, вид в плане, на фиг. 2 - разрез А-А, на фиг. 3 - разрез В-В фиг. 1.

Установка включает в себя подводящий трубопровод 1, на котором установлено обеззараживающее устройство 2, например СВЧ. Осветлитель 3 имеет водослив 4 с водозаборным оголовком в верхней части и со сбросом в нижней, установленной в аэробном биореакторе 5, выполненном в виде септической камеры. В нижней части осветлителя 3, выполненной из условия сбора осадка, установлен насос 6 на трубе 7, уложенной по осевой линии анаэробного биореактора 8, выполненного в виде септической камеры, в боковых канавах которой установлены трубы 9 с задвижкой 10 и обеззараживающим устройством 11. По вертикальной оси анаэробного биореактора 8 установлены под углом к вертикали со взаимным перекрытием, образуя лабиринт, перфорированные пластины 12, покрытые иммобилизованной пленкой микроорганизмов. В качестве основы таковой может быть использован термобондинг - нетканый конструкционный материал на основе волокон из полиолефинов и полиэфиров, химически и биологически стойких в обрабатываемой среде. Сверху в крышке имеется газоотводящая труба 13 с гидрозатвором 14.

В аэробном биореакторе 5 установлены пластины 15, разделяющие камеру на секции так, чтобы обрабатываемая вода проходила их последовательно снизу вверх между пластин 16, покрытых иммобилизованной пленкой микроорганизмов. Между пластинами 16 установлены профилированные перфорированные турбулизаторы 17, выполненные из листового материала таким образом, чтобы водный поток направлялся от его оси к пластинам 16. В нижней части биореактора 5 проложены трубопроводы 18 с отверстиями, соединенные трубой 19 с компрессором 20. На отводящем обработанную воду трубопроводе 21 установлено обеззараживающее устройство 22, через которое может быть пропущена и труба 19 для обеззараживания и нагрева воздуха. Сверху сооружение закрыто крышкой 23 с выпуском газов по трубе 24 через гидрозатвор 14 в атмосферу. Трубы 13 и 24 могут быть также пропущены через обеззараживающее устройство для предотвращения загрязнения окружающей среды микроорганизмами. Все элементы сооружения имеют снаружи теплоизоляцию 25.

Во избежание вредного влияния некоторых окислов и других соединений металлов на микроорганизмы, участвующие в процессах переработки сточных вод, элементы установки желательно изготавливать из биологически пассивных материалов (полипропилен, стекло или др.).

Работает устройство следующим образом.

В установившемся режиме стоки поступают по подающему трубопроводу 1 в осветлитель 3, подвергаясь при этом обеззараживанию устройством 2. Уничтожение при этом патогенных и других микробов, вызывающих процессы с выделением газов, налипающих на взвеси, ускоряют выпадение осадка в осветлителе 3. Обеззараживание устраняет способность отходов жизнедеятельности при среднем объемном весе 1,2 г/см³ плавать в воде благодаря выделяющимся газам. При этом устраняется конкуренция биоорганизмов, что способствует более эффективной работе иммобилизованных штаммов. Верхние слои осветленной воды забираются водосливом 4 и подаются в аэробный биореактор 5. Из нижней части осветлителя 3 насос 6 откачивает осадки по трубе 7 в анаэробный биореактор 8, куда сверху через крышку 23 загружают микроорганизмы, обеспечивающие переработку загрязнений в анаэробном режиме, т.е. без доступа кислорода. Выделяющиеся в ходе реакций газы (метан и др.) вместе с загрязнениями идут вверх, активно перемешиваясь при этом благодаря перфорированным турбулизаторам 12, покрытым иммобилизованной биопленкой, взаимодействующей с загрязнениями. Из верхних частей биореакторов 5 и 8, закрытых крышкой 23, газы уходят по трубам 13, 24 и гидрозатвор 14 в атмосферу, а загрязнения по мере выделения газов надают вниз в боковые траншеи биореактора 8. Оттуда осадки периодически удаляют по трубам 9, открывая задвижку 10. Для предотвращения загрязнения окружающей среды микроорганизмами, участвующими в очистке сточных вод, последние обрабатывают с помощью обеззараживающих устройств 11, например СВЧ. Некоторый нагрев при этом сред благоприятен для соответствующих реакций.

В аэробном биореакторе 5 очищаемая вода направляется турбулизаторами 17 на пластины 15 и 16 с иммобилизованной биопленкой микроорганизмов. При этом водный поток пересекается со струйками воды, проходящими сквозь отверстия турбулизаторов 17, благодаря чему с биопленкой взаимодействуют не только пограничные, но и все слои водного потока. Этому способствуют и пузырьки воздуха, закачиваемого компрессором 20 по трубе 19 в трубопроводы 18. Пузырьки воздуха окисляют загрязнения, увлекают их вверх, перемешивают водный поток.

Очищенная вода по отводящему трубопроводу 21 идет в сброс, обеззараживаясь с помощью устройства 22. Изоляция 25 локализирует установку и обеспечивает сохранение выделяющегося при работе СВЧ и окислительных процессах тепла, в свою очередь благоприятного для интенсификации процессов очистки стоков. Активная турбулизация потоков очищаемой воды в соответствующих сооружениях позволяет сбалансировать производительности аэробной и анаэробной частей установки, параметры которых соответствуют объемам перерабатываемых в них загрязнений.

Заявленное предложение обеспечивает большие по сравнению с прототипом производительность и эффективность очистки сточных вод.

Формула изобретения

1. Способ очистки сточных вод, включающий их осветление с последующей обработкой в аэробном и анаэробном режимах, отличающийся тем, что перед осветлением сточную воду обеззараживают для устранения биологической конкуренции используемых штаммов микроорганизмов, в процессе обработки водные потоки турбулизируют для обеспечения взаимодействия с иммобилизованной биопленкой и обработанную сточную воду и удаленный осадок обеззараживают для предотвращения загрязнения окружающей среды микроорганизмами, используемыми для очистки сточных вод.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздух, подаваемый в аэробный биореактор, а также газы, выделяемые в процессе обработки стоков, обеззараживают.

3. Способ по пп.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве обеззараживающего устройства используют установку СВЧ.

4. Установка для очистки сточных вод, включающая подводящий и отводящий трубопроводы, насос и компрессор, осветлитель и биореакторы в виде септических камер, отличающаяся тем, что на подводящем и отводящем трубопроводах установлены обеззараживающие устройства, а между пластинами с иммобилизованной биопленкой биореакторов установлены турбулизаторы в виде профилированных перфорированных пластин.

5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что иммобилизованную биопленку закрепляют на термободинге-материале на основе волокон из полиолефинов и полиэфиров, химически и биологически стойких в обрабатываемой среде.

6. Установка по п.4, отличающаяся тем, что на трубопроводах, подающих воздух в аэробный биореактор и отводящих газы из биореакторов, расположены установки СВЧ для обеззараживания.

7. Установка по п.3, отличающаяся тем, что ее элементы изготовлены из биологически инертных материалов, например полипропилена.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3