Технический резервуар комплекса очистки сточных вод и способ его транспортировки, а также комплекс и способ очистки сточных вод аппаратного типа
Изобретение относится к комплексам очистки сточных вод, предназначенным для глубокой физико-химической и биологической (комбинированной) очистки производственных сточных вод от взвешенных веществ, соединений азота, фосфора, поверхностно-активных веществ и других загрязнителей с обеспечением качества очистки до требований, допускающих сброс очищенной воды в водоемы рыбохозяйственного назначения. Технический резервуар комплекса очистки сточных вод состоит из корпуса и крышки. Днище корпуса выполнено конической формы и обеспечивает систему автоматического сброса илового осадка за счет гидростатического давления. Крышка имеет отвод для организованного выброса вредных веществ. Комплекс очистки сточных вод блочно-аппаратного типа состоит из напорного коллектора и приемной камеры; механической решетки, песколовки и первичного отстойника; анаэробной зоны биореактора и аэробной зоны биореактора; вторичного отстойника; насоса-дозатора для ввода коагулянта на выходе из анаэробной зоны биореактора перед вторичным отстойником; промежуточной емкости; блока механической и сорбционной доочистки, состоящего, из скорого механического фильтра и скорого сорбционного фильтра; насоса, компрессора для аэрации, переносной пластиковой корзины и/или самосвального бункера-прицепа, соединяющего трубопровода и приямка для ила и осадка; установки обеззараживания; устройства для обезвоживания осадка и установки обеззараживания осадка. Механические решетки, песколовки и первичный отстойник предназначены для механической очистки и выполнены модульно наземного исполнения с заявленными техническими резервуарами. Анаэробная зона биореактора и аэробная зона биореактора предназначены для биологической очистки и выполнены модульно с заявленными техническими резервуарами. Первичный отстойник, анаэробная зона биореактора, аэробная зона биореактора, вторичный отстойник, блок механической и сорбционной доочистки образуют единую технологическую линию. Способ очистки сточных вод комплексом очистки сточных вод блочно-аппаратного типа характеризуется тем, что стоки по напорному коллектору поступают в приемную камеру очистных сооружений; далее стоки поступают на механические решетки; с механических решеток стоки подаются на песколовку, при этом удаление осадка из песколовки осуществляется в мешковой фильтр; далее стоки поступают в первичный отстойник, при этом удаление осадка из первичного отстойника производится по трубопроводу в приямок; далее стоки самотеком поступают в анаэробную зону биореактора, в которой происходит деструкция трудноокисляемой органики на бионосителе иммобилизованными и свободноплавающими микроорганизмами; далее стоки поступают в аэробную зону биореактора, в которой происходит нитрификация под действием аэробных нитрифицирующих бактерий и аэрации; далее очищенные стоки самотеком поступают во вторичный отстойник, при этом перед вторичным отстойником на выходе из анаэробной зоны биореактора вводится коагулянт при помощи насосов-дозаторов; при этом удаление осевшего во вторичном отстойнике ила производится по трубопроводу в приямок; далее очищенные стоки поступают в промежуточную емкость, откуда насосами подаются на блок механической и сорбционной доочистки; далее очищенные стоки направляются на установку обеззараживания; осадок и ил из приямка насосами подаются на устройство для обезвоживания осадка и установку обеззараживания осадка. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение санитарной надежности, экологической безопасности и экономичности установки, расширение области применения. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к комплексам очистки сточных вод, предназначенным для глубокой физико-химической и биологической (комбинированной) очистки производственных сточных вод от взвешенных веществ, соединений азота, фосфора, поверхностно-активных веществ и других загрязнителей с обеспечением качества очистки до требований, допускающих сброс очищенной воды в водоемы рыбохозяйственного назначения.
Из уровня техники применяющиеся до настоящего времени технологии очистки сточных вод были разработаны в конце 70-х - начале 80-х годов прошлого столетия. Высокая стоимость очистных сооружений и большие эксплуатационные затраты на очистку стоков выработали стереотип дотационности услуг по водоотведению. Последствием многолетнего господства этого стереотипа стало катастрофическое положение в сфере очистки сточных вод. Очистные сооружения стали доступны, за редким исключением, только крупным городам и существовали большей частью за счет бюджетных дотаций.
Проектирование большинством поставщиков ведется, за редким исключением, на основе проектных решений 70-80-х годов, основными проблемами которых являются:
1. Применение железобетонных резервуаров-аэротенков, которые даже визуально демонстрирует технологическую отсталость, само по себе исключает возможность аппаратного типа технологического процесса, возможность обеспечения оптимальной технологической цепи и автоматизации.
2. В российских климатических условиях железобетонные резервуары использовать просто нельзя - герметичность недостижима буквально в первые годы эксплуатации, разрушение бетона на границе раздела фаз, особенно в зимний период, потребность в дорогостоящих регулярных капитальных ремонтах с полной остановкой аэротенка - а это резкое снижение производительности и, как следствие, серьезный экологический ущерб.
3. Описанная выше старая идея единого микробиологического «котла» - аэротенка имеет еще один серьезный недостаток - активный ил в старых технологических решениях свободноплавающий. Это обстоятельство дает минимум 3 минуса:
а) В десятки-сотни раз меньшая концентрация активного ила, а значит и меньшая эффективность микробиологического процесса.
б) Возраст свободноплавающего ила в среднем не более 2 сут по сравнению с 8 сут для иммобилизованного, что также не способствует достижению эффективных микробиологических параметров.
в) Неустойчивость микробиологической системы к сбросам аварийного характера -кратковременные сбросы загрязнителей сверх допустимых среднесуточных показателей приводит к отмиранию и выносу активного ила из очистных сооружений.
4. Неэффективное обеззараживание и утилизация осадка, складирование, захоронение и сжигание осадка.
5. Большая санитарно-защитная зона.
6. Ограниченные возможности автоматизации технологических процессов и регистрации контрольных параметров.
7. Технологическая и экономическая неэффективность.
8. Ограниченность применения старых технологий для очистки концентрированных и промышленных сточных вод.
9. Ограниченность в возможности наращивания (уменьшения) производительности очистных сооружений, а также в их передислокации.
10. Ограниченность в возможности адаптации к изменяющемуся составу подаваемых на очистку сточных вод, а также в изменении требований к качеству очищенной сточной воды.
11. Длительные нормативные сроки строительства.
12. Ограниченные возможности в дроблении по очередям строительства.
Из уровня техники известно Установка комбинированной очистки сточных вод по патенту RU 2270809, 27.02.2006. В известной установке после отделения механических примесей от сточных вод их процеживанием в устройствах фильтрующих самоочищающихся устройствах, усреднения расходов сточных вод, воздействия на сточную воду коагулянтов и флокулянтов производят осветление стоков в осветлителе-адгезаторе с ершовой насадкой и последующую биологическую доочистку в биореакторе с ершовой насадкой и обеззараживание в фильтрах с каталитической загрузкой.
Также из уровня техники известен способ комбинированной: физико-химической и биологической глубокой очистки бытовых и производственных сточных вод по патенту RU 2330588, 04.05.2007 (самый близкий аналог). Способ включает процеживание стоков в фильтрующих, самоочищающихся устройствах, усреднение расходов, реагенту коагуляцию и флокуляцию примесей сточных вод. После отделения основной массы примесей сточных вод с помощью осветлителя, доочистку сточных вод ведут в биореакторе прикрепленными на ершовой насадке микроорганизмами. Проводят также рециркуляцию очищаемых стоков, обеззараживание очищенной воды, переработку, обезвреживание и сгущение осадков сточных вод, аэробную биологическую очистку сточных вод и обработку осадков. Для отделения основной массы примесей сточных вод при осветлении используют денитрификационную флотацию. Биологическую переработку и обезвреживание флотопены выполняют аэробной минерализацией совместно с регенерационной иловой водой биореактора доочистки сточных вод. Доочистку сточных вод от фосфора осуществляют фильтрованием воды через ершовую насадку, расположенную в верхней части, и пуролат в нижней части биореактора. Обеззараживание очищенной воды проводят облучением ультрафиолетовыми лучами.
Общим и существенным недостатком выше указанных технических решений является отсутствие полной автоматизации и низкий уровень санитарной надежности.
Заявленное техническое решение принципиально меняет не только технологический процесс, используя современные высокоэффективные технические решения, но и саму концепцию технического оснащения и управления процессом. Технологический резервуарный парк представляет собой набор модульных конструкций из полимерных материалов, нержавеющей и оцинкованной стали наземного исполнения, сочетающий высокую технологичность, долговечность и эстетичность. Технологические процессы полностью автоматизированы. Ручной труд применяется только при выполнении операций технического обслуживания.
Изобретение обеспечивает формирование эффективной трофической цепи гидробионтов - при использовании биореакторов, последовательно включенных в технологическую цепочку, часть из которых реализуют анаэробный процесс, часть - аэробный. Каждый биореактор - серийного заводского изготовления с унифицированными узлами для подключения входа-выхода сточной воды, системы аэрации, дозирования реагентов, элементов автоматизации технологического процесса.
При этом каждый технологический этап осуществляется на отдельном аппарате в закрытом помещении - поэтому этот тип процесса называется технологическим процессом аппаратного закрытого типа. Такой процесс поддается автоматизации, поскольку каждый из аппаратов технологически автономен. Каждый из аппаратов может быть заменен на другой в связи с неисправностью или по технологическим показаниям - таким образом достигается высокая устойчивость и гибкость технологического процесса. Все аппараты - серийного заводского изготовления, что обеспечивает высокое качество, эстетичность и приемлемые ценовые параметры. Существенное значение имеет ключевой параметр ценообразования - массовое производство унифицированных аппаратов-биореакторов закрытого типа нескольких типоразмеров. Биореакторы изготавливаются из нержавеющей стали или из полиэтилена (или полипропилена).
Следовательно, техническим результатом заявленного изобретения является повышение санитарной надежности, экологической безопасности и экономичности установки, расширение области применения.
Поставленный технический результат достигается посредством того, что технический резервуар комплекса очистки сточных вод, состоящий из корпуса с днищем и крышки, характеризующихся тем, что корпус и крышка выполнены из материала высокой прочности и в плане имеют форму шестиугольника; днище корпуса выполнено конической формы, обеспечивающей систему автоматического сброса илового осадка за счет гидростатического давления; крышка имеет отвод для организованного выброса вредных веществ.
Согласно заявленному изобретению, технический резервуар комплекса очистки сточных вод, характеризующийся тем, что выполнен из высокопрочного пластика или высокопрочного металла.
Согласно заявленному изобретению, технический резервуар комплекса очистки сточных вод, характеризующийся тем, что отвод осадка выполняется через центр днища через трубу.
Согласно заявленному изобретению, технический резервуар комплекса очистки сточных вод характеризующееся тем, что отвод выброса вредных веществ выполняется через центр крышку через трубу.
Согласно заявленному изобретению, технический резервуар комплекса очистки сточных вод характеризующееся тем, что размеры корпуса с коническим днищем обеспечивают транспортировку и хранение по принципу «стакан в стакан».
Поставленный технический результат достигается посредством того, что способ транспортировки технических резервуаров комплекса очистки сточных вод характеризующийся тем, что размещение резервуаров за счет конической формы днища емкости осуществляется по принципу «стакан в стакан».
Согласно заявленному изобретению, способ транспортировки технических резервуаров комплекса очистки сточных вод характеризующийся тем, что размещение по меньшей мере двух резервуаров.
Согласно заявленному изобретению, способ транспортировки технических резервуаров комплекса очистки сточных вод характеризующийся тем, что размещение по меньшей мере восьми резервуаров.
Поставленный технический результат достигается посредством того, что комплекс очистки сточных вод блочно-аппаратного типа, характеризующийся тем, что состоит по меньшей мере, из одного напорного коллектора и приемной камеры; по меньшей мере, из одной механической решетки, песколовки и первичного отстойника; по меньшей мере, из одной анаэробной зоны биореактора и аэробной зоны биореактора; по меньшей мере, из одного вторичного отстойника; по меньшей мере, из одного насоса-дозатора для ввода коагулянта на выходе из анаэробной зоны биореактора перед вторичным отстойником; по меньшей мере, из одной промежуточной емкости; по меньшей мере, из одного блока механической и сорбционной доочистки, состоящего, по меньшей мере, из одного скорого механического фильтра и скорого сорбционного фильтра; по меньшей мере, из одного насоса, компрессора для аэрации, переносной пластиковой корзины и/или самосвального бункера-прицепа, соединяющего трубопровода и приямка для ила и осадка; по меньшей мере, из одной установки обеззараживания; по меньшей мере, из одного устройства для обезвоживания осадка и установки обеззараживания осадка; механические решетки, песколовки и первичный отстойник предназначены для механической очистки и выполнены модульно наземного исполнения с резервуарами по п. 1; анаэробная зона биореактора и аэробная зона биореактора предназначены для биологической очистки и выполнены модульно с резервуарами по п. 1; при этом первичный отстойник, анаэробная зона биореактора, аэробная зона биореактора, вторичный отстойник, блок механической и сорбционной доочистки образуют единую технологическую линию.
Согласно заявленному изобретению, комплекс очистки сточных вод блочно-аппаратного типа, характеризующийся тем, что содержит преимущественно камерные механические решетки.
Согласно заявленному изобретению, комплекс очистки сточных вод блочно-аппаратного типа, характеризующийся тем, что содержит песколовки преимущественно горизонтального типа с круговым движением воды.
Согласно заявленному изобретению, комплекс очистки сточных вод блочно-аппаратного типа, характеризующийся тем, что содержит первичный отстойник и вторичный отстойник преимущественно с тонкослойными модулями.
Согласно заявленному изобретению, комплекс очистки сточных вод блочно-аппаратного типа, характеризующийся тем, что содержит преимущественно установку ультрафиолетового обеззараживания, при этом доза ультрафиолетового облучения должна быть не менее 30 мДж/см2.
Согласно заявленному изобретению, комплекс очистки сточных вод блочно-аппаратного типа, характеризующийся тем, что содержит преимущественно фильтр-пресса для обеззараживания осадка.
Согласно заявленному изобретению, комплекс очистки сточных вод блочно-аппаратного типа, характеризующийся тем, что содержит преимущественно установку СВЧ-обеззараживания осадка.
Согласно заявленному изобретению, комплекс очистки сточных вод блочно-аппаратного типа, характеризующийся тем, что содержит, по меньшей мере, один электрокоагулятор и поляризованный фильтр, при очистке концентрированных сточных вод.
Согласно заявленному изобретению, комплекс очистки сточных вод блочно-аппаратного типа, характеризующийся тем, что механические решетки, песколовки и первичный отстойник предназначены для механической очистки, при этом выполнены наземного исполнения.
Поставленный технический результат достигается посредством того, что способ очистки сточных вод комплексом очистки сточных вод блочно-аппаратного типа, характеризующийся тем, что стоки по напорному коллектору поступают в приемную камеру очистных сооружений; далее стоки поступают на механические решетки; с механических решеток стоки подаются, по меньшей мере, на одну песколовку, при этом удаление осадка из песколовки осуществляется в мешковой фильтр; далее стоки поступают, по меньшей мере, в один первичный отстойник, при этом удаление осадка из первичного отстойника производится по трубопроводу в приямок; далее стоки самотеком поступают, по меньшей мере, в одну анаэробную зону биореактора, в которой происходит деструкция трудноокисляемой органики на бионосителе иммобилизованными и свободноплавающими микроорганизмами; далее стоки поступают, по меньшей мере, в одну аэробную зону биореактора, в которой происходит нитрификация под действием аэробных нитрифицирующих бактерий и аэрации; далее очищенные стоки самотеком поступают, по меньшей мере, в один вторичный отстойник, при этом перед вторичным отстойником на выходе из анаэробной зоны биореактора вводится коагулянт при помощи насосов-дозаторов; при этом удаление осевшего во вторичном отстойнике ила производится по трубопроводу в приямок; далее очищенные стоки поступают, по меньшей мере, в одну промежуточную емкость, откуда насосами подаются, по меньшей мере, на один блок механической и сорбционной доочистки; далее очищенные стоки направляются по меньшей мере, на одну установку обеззараживания; осадок и ил из приямка насосами подаются, по меньшей мере, на одно устройство для обезвоживания осадка и установку обеззараживания осадка.
Согласно заявленному изобретению, способ очистки сточных вод комплексом очистки сточных вод блочно-аппаратного типа характеризующийся тем, что удаление осадка из песколовки осуществляется под действием гидростатического давления, преимущественно через нижний шлюз в коническом днище резервуара по п. 1 в мешковой фильтр и/или бункер, преимущественно самосвальный бункер-прицеп.
Согласно заявленному изобретению, способ очистки сточных вод комплексом очистки сточных вод блочно-аппаратного типа характеризующийся тем, что удаление осадка из первичного отстойника и вторичного отстойника производится под действием гидростатического давления, преимущественно через нижний шлюз в коническом днище резервуара по п. 1 по трубопроводу в приямок.
Согласно заявленному изобретению, способ очистки сточных вод комплексом очистки сточных вод блочно-аппаратного типа характеризующийся тем, что осадок и ил из приямка после обезвоживания и обеззараживания вывозится на полигон ТБО.
Согласно заявленному изобретению, способ очистки сточных вод комплексом очистки сточных вод блочно-аппаратного типа характеризующийся тем, что выгрузка улавливаемого мусора из механических решеток, осуществляется в переносные корзины и/или самосвальные бункеры-прицепы.
Согласно заявленному изобретению, способ очистки сточных вод комплексом очистки сточных вод блочно-аппаратного типа характеризующийся тем, что продолжительность протекания сточных вод в песколовке при максимальном притоке составляет не менее 30 сек.
Согласно заявленному изобретению, способ очистки сточных вод комплексом очистки сточных вод блочно-аппаратного типа характеризующийся тем, что отстаивание стоков в первичном отстойнике с тонкослойными модулями составляет не менее 1-1,5 часа.
Согласно заявленному изобретению, способ очистки сточных вод комплексом очистки сточных вод блочно-аппаратного типа характеризующийся тем, что при очистке концентрированных сточных вод перед подачей в анаэробную зону биореактора стоки проходят физико-химическую обработку, например, дозирование реагентов и/или электрокоагуляцию, и/или прохождение через поляризованные фильтры.
Согласно заявленному изобретению, способ очистки сточных вод комплексом очистки сточных вод блочно-аппаратного типа характеризующийся тем, что бионоситель имеет пространственную спиралевидную конструкцию и изготавливается из полимерных материалов.
Согласно заявленному изобретению, способ очистки сточных вод комплексом очистки сточных вод блочно-аппаратного типа характеризующийся тем, что аэрация стоков осуществляется через дисковые пневматические аэраторы, изготовленные из спеченных порошков титана.
Согласно заявленному изобретению, способ очистки сточных вод комплексом очистки сточных вод блочно-аппаратного типа характеризующийся тем, что в качестве коагулянта применяются соединения алюминия, преимущественно полиоксихлорид алюминия и/или продукты электрокоагулятора с алюминиевым электродом.
Согласно заявленному изобретению, способ очистки сточных вод комплексом очистки сточных вод блочно-аппаратного типа характеризующийся тем, что для фильтров доочистки проводится атоматизированная промывка, при этом промывная вода подается по трубопроводу в приямок.
Изобретение поясняется следующими чертежами.
на Фиг. 1 представлен технический резервуар комплекса очистки сточных вод (вид сбоку);
на Фиг. 2 - технический резервуар комплекса очистки сточных вод (вид сверху);
на Фиг. 3 - сравнение двух технических резервуаров: А) Заявленный технический резервуар комплекса очистки сточных вод; Б) Традиционный технический резервуар комплекса очистки сточных вод;
на Фиг. 4 - способ транспортировки технических резервуаров;
на Фиг. 5 - сравнение двух способ транспортировки технических резервуаров: А) Заявленный способ транспортировки технических резервуаров; Б) Традиционный способ транспортировки технических резервуаров;
на Фиг. 6 - комплекс очистки сточных вод блочно-аппаратного типа;
на Фиг. 7 - способ очистки сточных вод комплексом очистки сточных вод блочно-аппаратного типа
Технический резервуар комплекса очистки сточных вод состоит из корпуса с днищем и крышки, см. Фиг. 1 и Фиг. 2. Корпус и крышка выполнены из материала высокой прочности и в плане имеют форму шестиугольника. Днище корпуса выполнено конической формы обеспечивающее систему автоматического сброса илового осадка за счет гидростатического давления. Крышка имеет отвод для организованного выброса вредных веществ. Размеры корпуса с коническим днищем обеспечивают транспортировку и хранение по принципу «стакан в стакан». Отвод осадка выполняется через центр днища через трубу. Отвод выброса вредных веществ выполняется через центр крышку через трубу.
Технический резервуар комплекса очистки сточных вод может быть выполнен из высокопрочного пластика или высокопрочного металла.
Сравнение двух технических резервуаров представлен Фиг. 3.
Основной проблемой традиционного технического резервуара комплекса очистки сточных вод (аэротенка) (см. Фиг. 3Б) является низкая эффективность системы нитрификации. В углах аэротенка формируются застойные зоны, нарушается биологическое равновесие, что приводит к появлению гнилостной дрожжевой микрофлоры, которая снижает процессы нитрификации. Отсутствие системы сброса илового осадка приводит к нарушению естественного цикла технологического процесса, из-за чего требуется останавливать очистные сооружения для извлечения и утилизации ила.
Заявленный технический резервуар комплекса очистки сточных вод (см. Фиг. 3А) решает проблему аэротанков за счет системы автоматического сброса илового осадка, работающую от силы гидростатического давления. Организованный выброс вредных веществ позволяет сократить санитарную защитную зону в 6 раз (по сравнению с традиционным).
Шестигранная форма крышки и корпуса заявленного технического резервуара при размещении друг относительно друга позволяет воссоздать любые компактные виды «сотовой структуры» (например, размещение резервуаров как «шести лепестковый цветок»). Таким образом, заявленные технические резервуары комплекса очистки сточных вод вписываются в любой городской или природный ландшафт.
Способ транспортировки технических резервуаров комплекса очистки сточных вод заключается в том, что размещение резервуаров относительно друг друга на платформе любого транспортного средства обеспечивается за счет конической формы днища емкости осуществляется по принципу «стакан в стакан», см. Фиг. 4
При этом способ транспортировки технических резервуаров комплекса очистки сточных вод обеспечивает возможность размещение по меньшей мере двух резервуаров.
А также способ транспортировки технических резервуаров комплекса очистки сточных вод обеспечивает возможность размещение по меньшей мере восьми резервуаров.
Количество резервуаров при транспортировке заявленным способом увеличивается в 4 раза, а расходы транспортировки в 6 раз при сравнении с традиционным способ. Сравнение двух способ транспортировки технических резервуаров представлено на Фиг. 5.
Комплекс очистки сточных вод блочно-аппаратного типа (см. Фиг. 6 и 7), состоит по меньшей мере, из одного напорного коллектора (2) и приемной камеры (3); по меньшей мере, из одной механической решетки (4), песколовки (5) и первичного отстойника (6);
по меньшей мере, из одного биореактора (7), который состоит из по меньшей мере, из одной анаэробной зоны биореактора (7а) и аэробной зоны биореактора (7б);
по меньшей мере, из одного вторичного отстойника (8);
по меньшей мере, из одного насоса-дозатора и емкости для ввода коагулянта (9) на выходе из анаэробной зоны биореактора перед вторичным отстойником (7а);
по меньшей мере, из одной промежуточной емкости (10);
по меньшей мере, из одного блока механической доочистки (11) и блока сорбционной доочистки (12), состоящего, по меньшей мере, из одного скорого механического фильтра и скорого сорбционного фильтра;
по меньшей мере, из одного насоса (20), компрессора для аэрации (21), переносной пластиковой корзины и/или самосвального бункера-прицепа (17), соединяющего трубопровода и приямка для ила и осадка (16);
по меньшей мере, из одной установки обеззараживания стоков (13);
по меньшей мере, из одного устройства для обезвоживания осадка (14) и установки обеззараживания осадка (15);
механические решетки (4), песколовки (5) и первичный отстойник (6) предназначены для механической очистки (I) и выполнены модульно наземного исполнения с резервуарами (представленного на фиг. 1 и 2); анаэробная зона биореактора (7а) и аэробная зона биореактора (7б) предназначены для биологической очистки (II) и выполнены модульно с резервуарами (представленного на фиг. 1 и 2);
при этом первичный отстойник (6), анаэробная зона биореактора (7а), аэробная зона биореактора (7б), вторичный отстойник (8), блок механической доочистки (11) и блок сорбционной доочистки (12) образуют единую технологическую линию.
При этом комплекс очистки сточных вод блочно-аппаратного типа преимущественно содержит:
- камерные механические решетки (4);
- песколовки (5) горизонтального типа с круговым движением воды;
- первичный отстойник (6) и вторичный отстойник (8) преимущественно с тонкослойными модулями;
- установку ультрафиолетового обеззараживания (13), при этом доза ультрафиолетового облучения должна быть не менее 30 мДж/см2;
- обеззараживания осадка (14) в виде фильтр-пресса;
- установки обеззараживания осадка (15) СВЧ типа;
Комплекс очистки сточных вод блочно-аппаратного типа содержит, по меньшей мере, один электрокоагулятор (19) и поляризованный фильтр (18), при очистке концентрированных сточных вод.
Комплекс очистки сточных вод блочно-аппаратного типа механические решетки (4), песколовки (5) и первичный отстойник (6) предназначены для механической очистки (I), при этом выполнены наземного исполнения.
Способ очистки сточных вод комплексом очистки сточных вод блочно-аппаратного типа, см. Фиг. 6 и 7, реализован следующим образом: стоки (1) по напорному коллектору (2) поступают в приемную камеру (3) очистных сооружений;
далее стоки поступают на механические решетки (4);
с механических решеток (4) стоки подаются, по меньшей мере, на одну песколовку (5), при этом удаление осадка из песколовки (5) осуществляется в мешковой фильтр (17);
далее стоки поступают, по меньшей мере, в один первичный отстойник (6), при этом удаление осадка из первичного отстойника (6) производится по трубопроводу в приямок (16);
далее стоки самотеком поступают, по меньшей мере, в одну анаэробную зону биореактора (7а), в котором происходит деструкция трудноокисляемой органики на бионосителе иммобилизованными и свободноплавающими микроорганизмами; далее стоки поступают, по меньшей мере, в одну аэробную зону биореактора (7б), в которой происходит нитрификация под действием аэробных нитрифицирующих бактерий и аэрации;
далее очищенные стоки самотеком поступают, по меньшей мере, в один вторичный отстойник (8), при этом перед вторичным отстойником на выходе из анаэробной зоны биореактора (7а) вводится коагулянт при помощи насосов-дозаторов (9); при этом удаление осевшего во вторичном отстойнике (8) ила производится по трубопроводу в приямок (16);
далее очищенные стоки поступают, по меньшей мере, в одну промежуточную емкость (10), откуда насосами подаются, по меньшей мере, на один блок механической доочистки (11) и по меньшей мере, на один блок сорбционной доочистки (12);
далее очищенные стоки направляются по меньшей мере, на одну установку обеззараживания стоков (13);
осадок и ил из приямка насосами подаются, по меньшей мере, на одно устройство для обезвоживания осадка (14) и установку обеззараживания осадка (15).
Способ очистки сточных вод комплексом очистки сточных вод блочно-аппаратного типа дополнительно характеризуется тем, что:
- удаление осадка из песколовки (5) осуществляется под действием гидростатического давления, преимущественно через нижний шлюз в коническом днище резервуара (представленного на фиг. 1 и 2) в мешковой фильтр и/или бункер, преимущественно самосвальный бункер-прицеп (17).
- удаление осадка из первичного отстойника (6) и вторичного отстойника (8) производится под действием гидростатического давления, преимущественно через нижний шлюз в коническом днище резервуара (представленного на фиг. 1 и 2) по трубопроводу в приямок (16).
- осадок и ил из приямка (16) после обезвоживания (14) и обеззараживания (15) вывозится на полигон ТБО.
- выгрузка улавливаемого мусора из механических решеток (4), осуществляется в переносные корзины и/или самосвальные бункеры-прицепы (17).
- продолжительность протекания сточных вод в песколовке (5) при максимальном притоке составляет не менее 30 сек.
- отстаивание стоков в первичном отстойнике (6) с тонкослойными модулями составляет не менее 1-1,5 часа.
- при очистке концентрированных сточных вод перед подачей в анаэробную зону биореактора (7а) стоки проходят физико-химическую обработку, например, дозирование реагентов и/или электрокоагуляцию (19), и/или прохождение через поляризованные фильтры (18).
- бионоситель имеет пространственную спиралевидную конструкцию и изготавливается из полимерных материалов.
- аэрация стоков осуществляется через дисковые пневматические аэраторы, изготовленные из спеченных порошков титана.
- в качестве коагулянта применяются соединения алюминия, преимущественно полиоксихлорид алюминия и/или продукты электрокоагулятора с алюминиевым электродом.
- для блоков доочистки (11) и (12) проводится атоматизированная промывка, при этом промывная вода подается по трубопроводу в приямок (16).
Очищенные стоки на выпуск обозначены позицией (22).
Принцип работы очистки сточных вод комплексом очистки сточных вод блочно-аппаратного типа.
Сточные воды (1) проходят стадии:
| (I) | механической очистки (решетки (4), песколовки (5), первичные отстойники (6)); |
| (II) | биологической очистки (биореакторы анаэробной очистки (7а), биореакторы аэробной очистки (7б)); |
| (III) | коагуляции и осаждения ила во вторичных отстойниках (8); |
| (IV) | доочистки (блок механической доочистки (11) и блок сорбционной доочистки (12)); |
| (V) | обеззараживание / дезинфекции (ультрафиолетовое облучение) (13), |
| (VI) | обработки осадка (обезвоживание осадка на фильтр-прессах (14) и СВЧ-обеззараживание осадка (15)). |
Сточные воды (1) по напорному коллектору (2) поступают в приемную камеру (3) очистных сооружений, где происходит снижение и выравнивание скорости потока.
Далее стоки поступают на камерные механизированные решетки (4), где проходят механическую очистку от крупных примесей. Выгрузка уловленного мусора с решеток производится в переносные пластиковые решетчатые корзины или самосвальные бункеры-прицепы (17). Задержанные отбросы вывозятся в места захоронения твердых бытовых отходов.
С механических решеток (4) стоки подаются на песколовки (5) горизонтального типа с круговым движением воды. Песколовка (5) представляет собой круглый резервуар из нержавеющей стали с коническим днищем. Внутри песколовки находится кольцевой лоток, заканчивающийся внизу щелевым отверстием. Сточная вода из распределительной камеры по подводящему лотку поступает в кольцевой лоток песколовки. Минеральные частицы через щелевое отверстие в лотке сползают в коническую часть песколовки, а вода по отводящему лотку направляется на последующую очистку. Удаление осадка из песколовки осуществляется под воздействием гидростатического давления через нижний шлюз в мешковый фильтр. Горизонтальные песколовки с круговым движением воды рассчитаны исходя из крупности песка, подлежащего задержанию. Продолжительность протекания сточных вод при максимальном притоке не менее 30 с.
Стоки из песколовок (5) поступают в первичные отстойники (6) с тонкослойными модулями.
Первичные отстойники (6) выполнены из нержавеющей стали и находятся в едином блоке емкостей биологической очистки, служат для осаждения нерастворенных и частично коллоидных загрязнений преимущественно органического происхождения. В процессе отстаивания происходит оседание взвешенных частиц. Отстаивание является самым простым, наименее энергоемким и наиболее экономичным методом выделения из сточных вод механических примесей с плотностью, отличной от плотности воды. Относительная простота отстойных сооружений обусловливает их широкое применение на различных стадиях очистки сточной воды и обработки образующихся осадков. Эффект отстаивания составляет 40-60% при продолжительности отстаивания 1-1,5 часа. Осадок из отстойников по трубопроводу подается в приямок для осадка (16).
Более мелкие взвешенные частицы и коллоидные загрязнения отделяются при прохождении сточной воды через тонкослойные модули, установленные в отстойниках. Их разделительная способность, особенно при выделении тонкодисперсных примесей, во много раз выше. Целесообразность применения тонкослойных отстойников основывается на том, что уменьшение высоты потока при сохранении той же скорости движения пропорционально уменьшает время отстаивания. Разделение высоты потока на более мелкие отрезки одновременно увеличивает площадь отстаивания и снижает удельную нагрузку на нее по взвеси. Первичные отстойники механической очистки сточных вод являются предварительной стадией перед биологической очисткой. При механической очистке сточных вод эффект снижения взвешенных веществ составляет 40-60%, что приводит также к снижению величины БПК на 20-40%.
Далее стоки из первичных отстойников (6) самотеком поступают в биореактор (7).
Вначале стоки поступают в анаэробную зону биореактора (7а), в которой происходит деструкция трудноокисляемой органики на бионосителе иммобилизованными и свободноплавающими микроорганизмами. Затем происходит очистка стоков в аэробной зоне биореактора (7б) (аэротенках). Под действием аэробных нитрифицирующих бактерий происходит процесс нитрификации - окисление азота аммонийных солей сначала нитритными бактериями до солей азотистой кислоты (нитритов), при дальнейшем окислении нитратными бактериями - до солей азотной кислоты (нитратов). Процесс нитрификации является конечной стадией минерализации азотсодержащих органических загрязнений. Наличие нитратов в очищенных сточных водах служит одним из показателей степени их полной очистки. В виде нитратов накапливается запас кислорода, который может быть использован для окисления органических безазотистых веществ. Связанный кислород отщепляется от нитритов и нитратов под действием денитрифицирующих бактерий и вторично расходуется для окисления органического вещества. Процесс денитрификации сопровождается выделением в атмосферу свободного азота и окиси азота в газообразной форме. Последовательное соединение секций и поддержание в них оптимальной концентрации кислорода формирует трофическую цепочку, которая подбирается в зависимости от концентрации органических и биогенных элементов. Трофическая цепь представлена биоценозом микроорганизмов, завершающим звеном которой являются хищные формы, поедающие живые и отмирающие бактериальные клетки, усваивающие и расщепляющие органические соединения в начале цепи.
Иммобилизованные формы микроорганизмов позволяют отказаться от регенераторов.
Биореактор (7) состоит из пяти конусообразных сообщающихся емкостей (зон), разделенных вертикальными переливными перегородками и выполненных из листовой нержавеющей стали в металлическом корпусе.
Разделение комплекса очистки сточных вод на независимые технологические ступени позволяет обеспечить очистку 75% поступающей сточной воды до нормативных требований в случае вывода в ремонт оборудования одной из ступеней (согласно требований СНиП 2.04.03-85). Кроме того, секционирование позволяет производить опорожнение и профилактический осмотр емкостей без остановки очистных сооружений.
В аэробной зоне биореактора (7б) (аэротенках) медленно движется смесь активного ила и очищаемой сточной жидкости. Значительная часть активного ила иммобилизуется в виде слизи на бионосителе.
Смесь сточной жидкости с активным илом аэрируется на всем протяжении аэротенков через систему воздухоподводящих труб и аэраторов для дальнейшего окисления органики и насыщения воды кислородом, необходимым для жизнеобеспечения микроорганизмов и удаления газообразных продуктов распада. Подача воздуха осуществляется при помощи воздуходувных компрессоров (на фиг. 6 позиция 21). Компрессоры комплектуются с основными принадлежностями, необходимыми для безаварийной эксплуатации. Работа компрессоров полностью автоматизирована. При непредвиденном отключении рабочего компрессора предусмотрено автоматическое включение резервного агрегата.
Аэрация сточной воды осуществляется через дисковые аэраторы.
С целью интенсификации работы очистных сооружений использована система аэрации с применением пневматических аэраторов из спеченных порошков титана. Основным преимуществом аэраторов из пористого металла по сравнению с фильтросными плитами и трубчатыми аэраторами является меньшее удельное сопротивление (в 3-4 раза) при меньшем размере пор (следовательно, при меньшем размере пузырьков - до 150 мкм), что позволяет уменьшить подачу воздуха на 30-50%, сократив тем самым удельные энергозатраты на аэрацию. Аэраторы, благодаря заложенным в них "know-how", подвержены меньшему биообрастанию, чем керамические и полимерные, что существенно увеличивает срок службы до регенерации.
Биологический метод очистки сточных вод основан на жизнедеятельности микроорганизмов, которые минерализуют растворенные органические соединения, являющиеся для микроорганизмов источниками питания. Происходит деструкция трудноокисляемой органики посредством окисления (сбраживания) микроорганизмами (дрожжами, микроскопическими грибами, гнилостными бактериями и др.)
Прямоточность и поддержание оптимальной концентрации кислорода формирует в экологической водной среде трофическую цепочку, которая образуется в зависимости от концентрации органических и биогенных элементов. Трофическая цепочка представлена биоценозом микроорганизмов, завершающим звеном которой являются хищные формы, поедающие мелкие живые, ослабленные и отмершие клетки и др.
Поступающий сток → жгутиковые - 80% → прикрепленные: равноресничные, кругоресничные, брюхоресничные - 90-100% → свободноплавающие: коловратки, циклопы, дафнии и др. - до 70%.
В цепочке показана смена гидробионтов по мере изъятия из сточных вод загрязняющих веществ (т.е. питания) и создания в конце пути процесса нитрификации и осветления стоков. Вода становится чистой и отвечает нормативным требованиям к сбросу очищенных стоков в водоем, причем в ходе биологической очистки улучшаются санитарные показатели воды, а снижение жгутиковых, червей, мелких амеб и увеличение коловраток в конце трофической цепи свидетельствуют о хорошем состоянии биоценоза и удовлетворительной очистке сточных вод.
В биореакторах аэробной очистки (7б) происходят основные процессы деструкции органических веществ на бионосителе иммобилизованными и свободноплавающими формами микроорганизмов. В качестве загрузочного материала (насадки) используется загрузка, обладающая малым гидравлическим сопротивлением и значительной удельной поверхностью горизонтальных, вертикальных и радиальных отстойников. Методы интенсификации работы аэротенка, применение бионосителей для образования на них иммобилизированной формы микроорганизмов, а так же применение тонкослойных блоков в отстойниках - сертифицированы и защищены патентом. Каждая емкость биореактора разделена перегородками на две секции. В каждой секции размещены кассеты с бионосителем БСП-1 для закрепления частиц активного ила.
Важной отличительной особенностью сооружений является использование биотехнологий с иммобилизованным на инертном бионосителе (загрузке) активным илом. Бионоситель имеет пространственную спиралевидную конструкцию и изготавливается из полимерных материалов, достоинством которых является малый удельный вес, химическая стойкость, высокая удельная поверхность. Благодаря шероховатой структуре загрузка хорошо удерживает биопленку, которая не выносится из сооружения при залповых поступлениях сточных вод и других неблагоприятных условиях. Это позволяет создавать и поддерживать в биореакторах стабильные высокие концентрации микроорганизмов-деструкторов, повышает устойчивость системы к неравномерному режиму подачи стоков на очистку и неоднородности их качественного состава. Повышается «возраст» микроорганизмов активного ила. За счет достигаемой высокой степени минерализации (зольность 25-30%) избыточной, отмирающей биопленки, вынос ее во вторичные отстойники с потоком очищенных сточных вод, существенно сокращается.
В результате биологической очистки получается вода прозрачная, незагнивающая, содержащая растворенный кислород и нитраты. Сооружения биологической очистки обеспечивают снижение показателей загрязнений по взвешенным веществам и по БПКполн до 3 мг/л.
На выходе в биореактор поступает коагулянт через насосы-дозаторы (9). Внесение коагулянта улучшает процесс осаждения растворенных в воде загрязняющих веществ, вследствие чего облегчается процесс удаления осадка, обеспечивает полную утилизацию соединений фосфора. В качестве коагулянта применяется продукт «Аква-Аурат 30», раствор которого насосами-дозаторами вводится в поток очищаемых стоков перед вторичными отстойниками.
Очищенная вода поступает самотеком во вторичные отстойники (8) с тонкослойными модулями. Во вторичном отстойнике (8) происходит осаждение отработанного ила.
Осевший в отстойниках ил подается в приямок (16) и далее насосами на обезвоживание на фильтр-прессах (14).
Далее стоки из вторичных отстойников поступают в промежуточные емкости (10), откуда насосами подаются на блок механической доочистки (11) и блок сорбционной доочистки (12).
Из стадии (IV) доочистки очищенная вода направляется на обеззараживание (V).
В процессе работы фильтров блоков доочистки (IV) фильтрующий материал загрязняется. Для отмывки фильтрующего материала, загрязнений и восстановления его свойств, проводится автоматическая промывка. Промывка фильтров доочистки осуществляется водопроводной водой.
Промывка включает две стадии:
1. обратная промывка (взрыхление)
2. быстрая промывка
Промывная вода сбрасывается в приямок для осадка (16). После завершения промывки фильтр автоматически переводится в рабочий режим.
Обеззараживание (13) очищенной сточной воды происходит на установках УФ-облучения.
Применение ультрафиолетового бактерицидного излучения - экологически безопасный и эффективный метод борьбы с вирусами, бактериями, простейшими.
Для обеззараживания очищенных сточных вод предлагается использование современного УФ-оборудования нового поколения.
В качестве источников УФ-излучения для обеззараживания сточных вод используются газоразрядные лампы, в процессе работы которых в воздушной среде образуется озон. Данный тип ламп обладает широким спектром излучения, характеризуется низким КПД (5-10% от потребляемой электрической энергии).
Доза ультрафиолетового облучения не менее 30 мДж/см2.
УФ-лампы нового поколения имеют защитные кварцевые чехлы и располагаются в потоке сточной воды, обтекающей их со всех сторон. Защитные чехлы изготавливаются из кварцевого стекла, предназначены для стабилизации температурного режима ламп и предотвращения прямого доступа к ним воды. Проникновение УФ-лучей в сточную воду сопровождается их поглощением как самой водой, так и веществами, находящимися в воде в растворенном или взвешенном состоянии. Коэффициенты поглощения в сточной воде колеблются в пределах от 0,2 до 0,6. равномерность облучения достигается за счет турбулентности потока вследствие высокой скорости течения воды в установках и конструкции установок, предусматривающей наличие специальных «выравнивающих» устройств.
С учетом гигиенической надежности, эксплуатационной и экономической целесообразности УФ-излучение применяется для обеззараживания сточных вод, прошедших полную биологическую очистку.
УФ-установки для обеззараживания очищенных сточных вод позволяют получить воду с качеством, отвечающим требованиям действующих в РФ нормативных документов.
Очищенные до норм ПДК рыбохозяйственного назначения и обеззараженные сточные воды направляются на выпуск. В летний период при наличии договора возможно использование очищенных сточных вод для полива садов и огородов.
Обезвоженный на фильтр-прессах (14) осадок собирается на самосвальных прицепах (17), обеззараживается на установках СВЧ-обеззараживания (15) и вывозится на полигон ТБО.
Промышленное применение заявленного изобретения приведено на примерах ниже.
Пример 1.
Комплекс и способ очистки сточных вод блочно-аппаратного типа от нефтепродуктов, масел, взвешенных веществ и других нерастворимых продуктов.
Сточные воды (СВ) собираются в лотки-песколовки, в которых происходит удаление взвешенных веществ (песка) гидравлической крупностью 0,18-0,24 мм/с, диаметром от 0,2-0,25 мм (и выше), затем по лоткам-песколовкам СВ поступают в блок гравитационных отстойников. В гравитационном отстойнике происходит отделение грубодисперсных механических примесей. Далее сточные воды поступают в тонкослойный отстойник. Разделительная способность тонкослойных отстойников, особенно при выделении тонкодисперсных примесей во много раз выше разделительной способности горизонтальных, вертикальных и радиальных отстойников. Разделение суспензии происходит при условии неравенства плотности твердого тела и жидкости, в которой она находится. Вокруг твердой частицы, погруженной в воду образуется иммобилизованный слой жидкости, который с частицей образует единый агрегат. Таким образом, присоединенный слой воды на поверхности твердой частицы изменяет ее плотность и дисперсность. Целесообразность применения тонкослойных отстойников основывается на том, что уменьшение высоты потока при сохранении той же скорости движения, пропорционально уменьшает время отстаивания. А также разделение высоты потока на более мелкие отрезки одновременно увеличивает площадь отстаивания и снижает удельную нагрузку на нее по взвеси. Габариты тонкослойных отстойников значительно меньше, чем у других типов отстойников, что позволяет размещать их в закрытых помещениях. Таким образом, на стадии гравитационного отстаивания происходит удаление взвешенных веществ, а также несвязанных с водой гидрофобных жидкостей, например, углеводородов, - легкие углеводороды всплывают, тяжелые оседают.
Однако, присутствие в сточной воде поверхностно-активных веществ (ПАВ) приводит к формированию многофазных структур, устойчивых в воде и неподверженным гравитационному разделению. Молекула ПАВ - так называемый «бифункциональный агент». В процессе «омыления» у жирной кислоты один конец молекулы становится гидрофильным, другой остается гидрофобным. Гидрофобными концами ПАВы «обволакивают» гидрофобные частицы, образуя оболочку с гидрофильными концами наружу, получившаяся таким образом гидрофильная поверхность обволакивается гидратной оболочкой и прекрасно «вписывается» в объем воды. Такие мицеллы очень прочны благодаря образованию водородных и электростатических связей, легко компенсирующих гравитационные силы.
Для удаления мицеллярных структур применяется весьма эффективная по достигаемому результату и выгодная с точки зрения эксплуатационных затрат оригинальная технология.
После отстойников стоки поступают в блок безреагентной флотации, где происходит отделение нефтепродуктов от сточных вод. Выходящая из отстойника вода перемешивается с воздушной смесью, поступающей из компрессора во флотатор. Распределение воздуха осуществляется через микропузырчатые дисковые аэраторы с размером воздушного пузырька на отрыве от поверхности 15-75 мкм. Благодаря сверхмалым размерам обеспечивается высокая статистическая концентрация воздушных пузырьков и, как следствие, практически стопроцентная вероятность его контакта с мицеллой. На границе раздела фаз воздух-вода силы поверхностного натяжения разрывают мицеллу, «растягивая» по своей поверхности молекулы ПАВ и гидрофобной частицы. Всплывающие пузырьки извлекают загрязнения из жидкости, концентрируя их в виде пены на поверхности воды в сооружении. Образующаяся во флотаторе пена удаляется в пеносборный лоток, и, далее, в сборник уловленной нефти.
Очищенная от нефтепродуктов сточная вода самотеком поступает в блок безнапорной сорбционной фильтрации, где происходит доочистка стоков до требуемых параметров.
Отфильтрованные воды поступают в блок обеззараживания, где происходит обеззараживание их методом ультрафиолетового облучения. В качестве источников УФ-излучения для обеззараживания сточных вод используются газоразрядные лампы, в процессе работы которых в воздушной среде образуется озон. Данный тип ламп обладает широким спектром излучения, характеризуется низким КПД (5-10% от потребляемой электрической энергии). Доза ультрафиолетового облучения не менее 30 мДж/см2.
УФ-установки для обеззараживания очищенных сточных вод позволяют получить воду с качеством, отвечающим требованиям действующих в РФ нормативных документов.
При использовании очищенных вод для нужд предприятий в комплексе предусматривается накопительная емкость.
Пример 2.
Комплекс и способ очистки сточных вод блочно-аппаратного типа для автомоек.
Сточные воды (СВ) собираются в лотки-песколовки, в которых происходит удаление взвешенных веществ (песка) гидравлической крупностью 0,18-0,24 мм/с, диаметром от 0,2-0,25 мм (и выше), затем по лоткам-песколовкам СВ поступают в блок гравитационных отстойников. В гравитационном отстойнике происходит отделение грубо дисперсных механических примесей. Далее сточные воды поступают в тонкослойный отстойник. Разделительная способность тонкослойных отстойников, особенно при выделении тонкодисперсных примесей во много раз выше разделительной способности горизонтальных, вертикальных и радиальных отстойников. Разделение суспензии происходит при условии неравенства плотности твердого тела и жидкости, в которой она находится. Вокруг твердой частицы, погруженной в воду образуется иммобилизованный слой жидкости, который с частицей образует единый агрегат. Таким образом, присоединенный слой воды на поверхности твердой частицы изменяет ее плотность и дисперсность. Целесообразность применения тонкослойных отстойников основывается на том, что уменьшение высоты потока при сохранении той же скорости движения, пропорционально уменьшает время отстаивания. А также разделение высоты потока на более мелкие отрезки одновременно увеличивает площадь отстаивания и снижает удельную нагрузку на нее по взвеси. Габариты тонкослойных отстойников значительно меньше, чем у других типов отстойников, что позволяет размещать их в закрытых помещениях. Таким образом, на стадии гравитационного отстаивания происходит удаление взвешенных веществ, а также несвязанных с водой гидрофобных жидкостей, например, углеводородов, - легкие углеводороды всплывают, тяжелые оседают.
Однако, присутствие в сточной воде поверхностно-активных веществ (ПАВ) приводит к формированию многофазных структур, устойчивых в воде и неподверженным гравитационному разделению. Молекула ПАВ - так называемый «бифункциональный агент». В процессе «омыления» у жирной кислоты один конец молекулы становится гидрофильным, другой остается гидрофобным. Гидрофобными концами ПАВы «обволакивают» гидрофобные частицы, образуя оболочку с гидрофильными концами наружу, получившаяся таким образом гидрофильная поверхность обволакивается гидратной оболочкой и прекрасно «вписывается» в объем воды. Такие мицеллы очень прочны благодаря образованию водородных и электростатических связей, легко компенсирующих гравитационные силы.
Для удаления мицеллярных структур применяется весьма эффективная по достигаемому результату и выгодная с точки зрения эксплуатационных затрат оригинальная технология.
После отстойников стоки поступают в блок безреагентной флотации, где происходит отделение нефтепродуктов от сточных вод. Выходящая из отстойника вода перемешивается с воздушной смесью, поступающей из компрессора во флотатор. Распределение воздуха осуществляется через микропузырчатые дисковые аэраторы с размером воздушного пузырька на отрыве от поверхности 15-75 мкм. Благодаря сверхмалым размерам обеспечивается высокая статистическая концентрация воздушных пузырьков и, как следствие, практически стопроцентная вероятность его контакта с мицеллой. На границе раздела фаз воздух-вода силы поверхностного натяжения разрывают мицеллу, «растягивая» по своей поверхности молекулы ПАВ и гидрофобной частицы. Всплывающие пузырьки извлекают загрязнения из жидкости, концентрируя их в виде пены на поверхности воды в сооружении. Образующаяся во флотаторе пена удаляется в пеносборный лоток, и, далее, в сборник уловленной нефти.
Очищенная от нефтепродуктов сточная вода самотеком поступает в блок безнапорной сорбционной фильтрации, где происходит доочистка стоков до требуемых параметров.
Отфильтрованные воды поступают в блок обеззараживания, где происходит обеззараживание их методом ультрафиолетового облучения. В качестве источников УФ-излучения для обеззараживания сточных вод используются газоразрядные лампы, в процессе работы которых в воздушной среде образуется озон. Данный тип ламп обладает широким спектром излучения, характеризуется низким КПД (5-10% от потребляемой электрической энергии). Доза ультрафиолетового облучения не менее 30 мДж/см2.
УФ-установки для обеззараживания очищенных сточных вод позволяют получить воду с качеством, отвечающим требованиям действующих в РФ нормативных документов.
Осадок из отстойников и флотаторов самотеком поступает в приямок для осадка, затем насосом подается в блок обезвоживания осадка на мешковые сушилки.
Узлы и агрегаты, входящие в состав оборудования, изготавливаются в заводских условиях и собираются на площадке строительства.
Таким образом, вышеизложенные сведенья свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:
- объекты, воплощающие заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначены для аэрации водных пространств и могут быть использованы для глубокой физико-химической и биологической (комбинированной) очистки производственных сточных вод от взвешенных веществ, соединений азота, фосфора, поверхностно-активных веществ и других загрязнителей с обеспечением качества очистки до требований, допускающих сброс очищенной воды в водоемы рыбохозяйственного назначения.
- для заявленных объектов, в том виде, как они охарактеризованы в независимых пунктах формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;
- объекты, воплощающие заявленное техническое решение, при его осуществлении способны обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленные объекты соответствуют условиям патентоспособности «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.
1. Комплекс очистки сточных вод блочно-аппаратного типа, характеризующийся тем, что состоит
по меньшей мере из одного напорного коллектора и приемной камеры;
по меньшей мере из одной механической решетки, песколовки и первичного отстойника;
по меньшей мере из одной анаэробной зоны биореактора и аэробной зоны биореактора;
по меньшей мере из одного вторичного отстойника;
по меньшей мере из одного насоса-дозатора для ввода коагулянта на выходе из анаэробной зоны биореактора перед вторичным отстойником;
по меньшей мере из одной промежуточной емкости;
по меньшей мере из одного блока механической и сорбционной доочистки, состоящего, по меньшей мере из одного скорого механического фильтра и скорого сорбционного фильтра;
по меньшей мере из одного насоса, компрессора для аэрации, переносной пластиковой корзины и/или самосвального бункера-прицепа, соединяющего трубопровода и приямка для ила и осадка;
по меньшей мере из одной установки обеззараживания;
по меньшей мере из одного устройства для обезвоживания осадка и установки обеззараживания осадка;
механические решетки, песколовки и первичный отстойник предназначены для механической очистки и выполнены модульно наземного исполнения с резервуарами;
анаэробная зона биореактора и аэробная зона биореактора предназначены для биологической очистки и выполнены модульно с резервуарами;
при этом первичный отстойник, анаэробная зона биореактора, аэробная зона биореактора, вторичный отстойник, блок механической и сорбционной доочистки образуют единую технологическую линию.
2. Комплекс по п. 1, характеризующийся тем, что содержит преимущественно камерные механические решетки.
3. Комплекс по п. 1, характеризующийся тем, что содержит песколовки преимущественно горизонтального типа с круговым движением воды.
4. Комплекс по п. 1, характеризующийся тем, что содержит первичный отстойник и вторичный отстойник преимущественно с тонкослойными модулями.
5. Комплекс по п. 1, характеризующийся тем, что содержит преимущественно установку ультрафиолетового обеззараживания, при этом доза ультрафиолетового облучения должна быть не менее 30 мДж/см2.
6. Комплекс по п. 1, характеризующийся тем, что содержит преимущественно фильтр-прессы для обеззараживания осадка.
7. Комплекс по п. 1, характеризующийся тем, что содержит преимущественно установку СВЧ-обеззараживания осадка.
8. Комплекс по п. 1, характеризующийся тем, что содержит по меньшей мере один электрокоагулятор и поляризованный фильтр при очистке концентрированных сточных вод.
9. Комплекс по п. 1, характеризующийся тем, что механические решетки, песколовки и первичный отстойник предназначены для механической очистки, при этом выполнены наземного исполнения.
10. Способ очистки сточных вод комплексом по п. 1, характеризующийся тем, что
стоки по напорному коллектору поступают в приемную камеру очистных сооружений;
далее стоки поступают на механические решетки;
с механических решеток стоки подаются по меньшей мере на одну песколовку,
при этом удаление осадка из песколовки осуществляется в мешковой фильтр;
далее стоки поступают по меньшей мере в один первичный отстойник, при этом удаление осадка из первичного отстойника производится по трубопроводу в приямок;
далее стоки самотеком поступают по меньшей мере в одну анаэробную зону биореактора, в которой происходит деструкция трудноокисляемой органики на бионосителе иммобилизованными и свободноплавающими микроорганизмами;
далее стоки поступают по меньшей мере в одну аэробную зону биореактора, в которой происходит нитрификация под действием аэробных нитрифицирующих бактерий и аэрации;
далее очищенные стоки самотеком поступают по меньшей мере в один вторичный отстойник, при этом перед вторичным отстойником на выходе из анаэробной зоны биореактора вводится коагулянт при помощи насосов-дозаторов;
при этом удаление осевшего во вторичном отстойнике ила производится по трубопроводу в приямок;
далее очищенные стоки поступают по меньшей мере в одну промежуточную емкость, откуда насосами подаются по меньшей мере на один блок механической и сорбционной доочистки;
далее очищенные стоки направляются по меньшей мере на одну установку обеззараживания;
осадок и ил из приямка насосами подаются по меньшей мере на одно устройство для обезвоживания осадка и установку обеззараживания осадка.
11. Способ по п. 10, характеризующийся тем, что песколовка представляет собой технический резервуар, состоящий из корпуса с днищем и крышки, корпус и крышка технического резервуара выполнены из материала высокой прочности и в плане имеют форму шестиугольника, днище корпуса технического резервуара выполнено конической формы и обеспечивает систему автоматического сброса илового осадка за счет гидростатического давления; крышка технического резервуара имеет отвод для организованного выброса вредных веществ; удаление осадка из песколовки осуществляется под действием гидростатического давления, преимущественно через нижний шлюз в коническом днище технического резервуара в мешковой фильтр и/или бункер, преимущественно самосвальный бункер-прицеп;
12. Способ по п. 10, характеризующийся тем, что первичный отстойник и вторичный отстойник представляют собой технический резервуар, состоящий из корпуса с днищем и крышки, корпус и крышка технического резервуара выполнены из материала высокой прочности и в плане имеют форму шестиугольника, днище корпуса технического резервуара выполнено конической формы и обеспечивает систему автоматического сброса илового осадка за счет гидростатического давления; крышка технического резервуара имеет отвод для организованного выброса вредных веществ; удаление осадка из первичного отстойника и вторичного отстойника производится под действием гидростатического давления, преимущественно через нижний шлюз в коническом днище технического резервуара по трубопроводу в приямок.
13. Способ по п. 10, характеризующийся тем, что осадок и ил из приямка после обезвоживания и обеззараживания вывозятся на полигон ТБО.
14. Способ по п. 10, характеризующийся тем, что выгрузка улавливаемого мусора из механических решеток осуществляется в переносные корзины и/или самосвальные бункеры-прицепы.
15. Способ по п. 10, характеризующийся тем, что продолжительность протекания сточных вод в песколовке при максимальном притоке составляет не менее 30 сек.
16. Способ по п. 10, характеризующийся тем, что отстаивание стоков в первичном отстойнике с тонкослойными модулями составляет не менее 1-1,5 часа.
17. Способ по п. 10, характеризующийся тем, что при очистке концентрированных сточных вод перед подачей в анаэробную зону биореактора стоки проходят физико-химическую обработку, например дозирование реагентов и/или электрокоагуляцию, и/или прохождение через поляризованные фильтры.
18. Способ по п. 10, характеризующийся тем, что бионоситель имеет пространственную спиралевидную конструкцию и изготавливается из полимерных материалов.
19. Способ по п. 10, характеризующийся тем, что аэрация стоков осуществляется через дисковые пневматические аэраторы, изготовленные из спеченных порошков титана.
20. Способ по п. 10, характеризующийся тем, что в качестве коагулянта применяются соединения алюминия, преимущественно полиоксихлорид алюминия и/или продукты электрокоагулятора с алюминиевым электродом.
21. Способ по п. 10, характеризующийся тем, что для фильтров доочистки проводится атоматизированная промывка, при этом промывная вода подается по трубопроводу в приямок.
