RU2792251C1 - Установка биологической очистки сточных вод циркуляционного типа - Google Patents
Установка биологической очистки сточных вод циркуляционного типа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2792251C1 RU2792251C1 RU2022119684A RU2022119684A RU2792251C1 RU 2792251 C1 RU2792251 C1 RU 2792251C1 RU 2022119684 A RU2022119684 A RU 2022119684A RU 2022119684 A RU2022119684 A RU 2022119684A RU 2792251 C1 RU2792251 C1 RU 2792251C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bioreactor
- section
- wastewater
- dissolved oxygen
- activated sludge
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к области коммунального хозяйства и экологического строительства и используется для биологической очистки хозяйственно-бытовых и прочих близких к ним по составу сточных вод малых объемов при высокой неравномерности поступающих загрязнений. Установка биологической очистки сточных вод циркуляционного типа включает биореактор в виде замкнутого по контуру канала с размещенными в нем системой пневматической аэрации, подключаемой воздуховодами к воздуходувному оборудованию с регулируемой подачей воздуха, погружной мешалкой с электродвигателем с частотным регулированием, узлом рассредоточенного впуска сточных вод, системой контроля концентрации растворенного кислорода и скорости потока продольной рециркуляции, встроенным двухсекционным вторичным отстойником, состоящим из полупогружной перегородки, первой секции с двумя зонами сбора и уплотнения активного ила, заканчивающимися выводящими отверстиями в биореактор, второй секции с приямком, к которому подведен илосос, а также из системы сбора и отвода очищенной сточной воды. Биореактор состоит из аэробной и аноксидной зон. Высота вторичного отстойника составляет 1/3 от глубины канала биореактора, общая площадь вторичного отстойника составляет не более 21% от общей площади коридора биореактора, а размер отверстий в биореакторе составляет не более 15% от ширины коридора биореактора. Технический результат: обеспечивает очистку малых расходов сточных вод с глубоким удалением соединений азота при пониженных затратах на аэрацию и может использоваться в том числе для отработки технологических схем очистки сточных вод для средних и больших объемов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области коммунального хозяйства и экологического строительства и используется для биологической очистки хозяйственно-бытовых и прочих близких к ним по составу сточных вод малых объемов при высокой неравномерности поступающих загрязнений.
Установка обеспечивает очистку малых расходов сточных вод с глубоким удалением соединений азота при пониженных затратах на аэрацию и может использоваться в том числе для технологических схем очистки сточных вод для средних и больших объемов.
Известен окислительный канал (RU 2 021 981 С1), представляющий собой вытянутый в плане резервуар, разделенный продольной перегородкой на сообщающиеся между собой каналы. Аэратор установлен на понтоне и имеет полый вал и закрепленную на его нижнем конце турбину с лопастями в форме гребного винта, отверстия между лопастями. Недостатком данного технического решения является сниженная эффективность механической системы аэрации в сравнении с пневматической системой, нерегулируемое распределение концентрации растворенного кислорода по объему сооружения, отсутствие решений по сохранению крупности флокул активного ила в возвратном рециркуляционном потоке, что делает невозможным осуществление эффективного процесса одновременной нитрификации и денитрификации и увеличивает энергетические затраты.
Известен окислительный канал (RU 2 090 520 С1), содержащий канал, разделенный продольной перегородкой, снабженной узлами ввода и отвода воды, насос с электродвигателем и системой управления электродвигателем, оборудованный всасывающим и напорным трубопроводом, камеру смешения и распределительное устройство с соплами, размещенными в вершинах квадратов и ориентированными по их сторонам, вентилятор с электродвигателем и системой управления электродвигателем, подключенной к реле уровня. Недостатком данного технического решения является повышенное физико-механическое воздействие на флокулы активного ила при аэрации, нерегулируемое распределение концентрации растворенного кислорода по объему сооружения, что значительно снижает эффективность одновременной нитрификации и денитрификации и приводит к повышенным энергозатратам на аэрацию иловой смеси.
Известна унифицированная модульная установка для биохимической очистки сточных вод (патент на изобретение RU 2 280 622 С2) состоящая из прямоугольного корпуса в виде емкости, включающей встроенный блок механической очистки, секционированный аэротенк с носителями прикрепленной микрофлоры в виде съемных кассет с закрепленными ершовыми полимерными элементами и закрепленной на них аэрационной системой, эхолот, биореактор доочистки, блоки дефосфотации и обеззараживания сточных вод, системы аэрации и рециркуляции активного ила, встроенный вторичный отстойник со слоем взвешенного осадка с затопленным водосливом. Недостатком данного технического решения является отсутствие продольной рециркуляции в аэротенке и необходимость использования системы рециркуляции возвратного активного ила из вторичного отстойника, что приводит к разрушению флокул активного ила при сниженном массопереносе растворенного кислорода из иловой смеси непосредственно во флокулы активного ила, что значительно снижает эффективность одновременной нитрификации и денитрификации и приводит к потере стабильности биомассы при пониженных концентрациях растворенного кислорода в системе.
Наиболее близким к заявленному изобретению является устройство для биологической очистки сточных вод (патент на полезную модель RU 80 164 U1) представляющее собой аэротенк с продольной рециркуляцией иловой смеси, образованный выполненным в корпусе циркуляционным окислительным каналом с размещенными в нем управляемой системой аэрации и мешалкой горизонтального потока с электродвигателем, узел впуска сточных вод, узел впуска активного ила, узел выпуска очищенной жидкости, систему для поддержания постоянными скоростей потока иловой смеси в аэротенке. Недостатком данного технического решения является отсутствие встроенного вторичного отстойника со слоем взвешенного осадка, в связи с чем возникает необходимость устройства внешнего вторичного отстойника с системой рециркуляции возвратного активного ила, основанной на работе насосного оборудования, что приводит к механическому разрушению флокул активного ила и значительно снижает эффективность одновременной нитрификации и денитрификации. Кроме того, данное техническое решение не предусматривает эксплуатацию устройства в режиме одновременной нитрификации и денитрификации, что приводит к необходимости создания отдельных аэробных и аноксидных кислородных зон в сооружении при повышенных энергозатратах.
Техническим результатом заявленного изобретения является создание установки очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, позволяющей осуществлять эффективную очистку сточных вод в том числе от соединений азота при низкокислородных условиях в биореакторе, что обеспечивает энергоэффективность процесса.
Для достижения этой цели в установке поддерживаются кислородные условия, позволяющие обеспечивать эффективный процесс одновременной нитрификации и денитрификации. При этом для контроля стабильности биомассы и предотвращения нитчатого вспухания активного ила в установке предусмотрена зона с относительно высоким содержанием растворенного кислорода. Для снижения ингибирующего влияния растворенного кислорода на процесс одновременной нитрификации и денитрификации в установке создаются условия для формирования крупных флокул активного ила с перспективой формирования аэробных гранул активного ила. Для этого в канале установки предусмотрен встроенных вторичный отстойник, состоящий из двух последовательных секций. Благодаря подобной конструкции крупные флокулы активного ила оседают в первой секции и возвращаются непосредственно в канал биореактора без механического воздействия насосного оборудования, мелкие фракции активного ила попадают во вторую секцию, откуда откачиваются на переработку, что позволяет задерживать в системе только крупные флокулы активного ила.
Другие отличительные признаки и преимущества изобретения ясно вытекают из описания, приведенного ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемый рисунок, который схематично изображает функциональную схему установки биологической очистки сточных вод циркуляционного типа, вид сверху, согласно изобретению.
На Фиг. 1 представлена конструкция установки.
Технический результат достигается тем, что установка биологической очистки сточных вод циркуляционного типа включает в себя биореактор с в виде замкнутого по контуру канала 1, с размещенными в нем системой пневматической аэрации 2, подключаемой воздуховодами 3 к воздуходувному оборудованию с регулируемой подачей воздуха, погружной мешалкой с электродвигателем с частотным регулированием 4, узлом рассредоточенного впуска сточных вод 5, системой контроля концентрации растворенного кислорода и скорости потока продольной рециркуляции 6, а также встроенным двухсекционным вторичным отстойником, состоящим из полупогружной перегородки 7, первой секции 8 вторичного отстойника, с двумя зонами сбора и уплотнения активного ила, заканчивающимися выводящими отверстиями в биореактор 9, второй секции 10 вторичного отстойника, с приямком 11, к которому подведен илосос 12, а также из системы сбора и отвода очищенной сточной воды 13, при этом биореактор состоит из аэробной 14 и аноксидной 15 зон.
При этом высота вторичного отстойника составляет 1/3 от глубины канала биореактора, общая площадь вторичного отстойника составляет не более 21% от общей площади коридора биореактора, а размер отверстий в биореакторе составляет не более 15% от ширины коридора биореактора.
Установка биологической очистки сточных вод циркуляционного типа работает следующим образом. Основной принцип действия установки основан на известных процессах биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод при участии смешанной культуры микроорганизмов, включающей в себя домены бактерий, архей и эукариотов, составляющей активный ил биореактора, осуществляющей в определенных эксплуатационных условиях процессы окисления органических веществ сточных вод, нитрификации, денитрификации и частично дефосфотации.
Хозяйственно бытовые сточные воды, предварительно прошедшие стадию очистки от минеральных примесей в песколовке, подаются в узел рассредоточенного впуска сточных вод 5, представляющий из себя переливной лоток, размещенный по всей ширине канала установки сразу после водосборного лотка вторичного отстойника. Поступающие сточные воды изначально попадают в зону действия погружной мешалки 4, что обеспечивает смешение циркулирующей иловой смесью. Также погружная мешалка обеспечивает поддержание горизонтальной скорости иловой смеси при продольной рециркуляции на уровне 0,25-0,3 м/с. Электродвигатель мешалки с частотным регулированием позволяет контролировать скорость потока и степень внутренней рециркуляции на уровне 500-600% в зависимости от расхода поступающих сточных вод. Внутренняя рециркуляция позволяет поддерживать активный ил во взвешенном состоянии при пониженной интенсивности аэрации в аэробной зоне биореактора 14, занимающей 30% объема биореактора и при отсутствии аэрации и дополнительного перемешивающего оборудования в аноксидной зоне биореактора 15, занимающей 70% объема биореактора. В аэробной зоне 14 концентрация растворенного кислорода поддерживается на уровне 0,85-1,2 мг/л, в аноксидной зоне 15 концентрация растворенного кислорода поддерживается на уровне 0,1-0,5 мг/л. Система пневматической аэрации 2, состоящая из мембранных аэраторов, воздухопроводов и задвижек подключается к воздуходувкам с регулируемым подачей воздуха, что позволяет регулировать концентрацию растворенного кислорода в обозначенном диапазоне в зависимости от параметров поступающих сточных вод для обеспечения требуемого качества очистки сточных вод. Контроль системы пневматической аэрации и горизонтальной скорости потока иловой смеси производится по данным мониторинга, поступающим с системы контроля концентрации растворенного кислорода и скорости потока продольной рециркуляции 6, состоящую из датчиков, расположенных в четырех сечениях по площади биореактора.
Сточная вода в иловой смеси последовательно проходит низкокислородные аэробные 14 и аноксидные 15 зоны. При этом осуществляется окисление органических веществ сточной воды, нитрификация и денитрификация азота. Процессы нитрификации и денитрификации протекают одновременно во всем объеме биореактора благодаря градиентам концентрации растворенного кислорода внутри крупных флокул активного ила. В крупных флокулах возможно образование аноксидных и анаэробных микрозон, тем самым процессы денитрификации возможны при наличии концентрации растворенного кислорода более 0,2 мг/л, используемой в классических технологиях.
Для формирования крупных флокул активного ила в установке применяется встроенный вторичный отстойник, занимающий 1/3 от глубины канала биореактора и не более 21% от общей площади коридора биореактора. Иловая смесь попадает в первую секцию вторичного отстойника 8, проходя под полупогружной перегородкой 7, опущенной в канал на глубину секции вторичного отстойника, после прохождения полупогружной установки скорость иловой воды, попадающей во вторичный отстойник значительно снижается и устанавливается в зависимости от расхода сточной воды на уровне 0,02 м/с. Время нахождения сточной воды в первой секции вторичного отстойника составляет не менее 20 минут, при этом в накопительную часть секции осаждаются крупные флокулы активного ила. Осевшие крупные флокулы активного ила возвращаются в биореактор через отверстия в нижней части секции 9. Размер отверстий составляет не более 15% от ширины коридора биореактора. После прохождения первой секции вторичного отстойника осветленная вода попадает во вторую секцию 10. В данной секции осаждается активный ил мелкой фракции, не осевший в первой секции. Осевший активный ил откачивается илососом 12 из приямка 11 по мере накопления (не реже 1 раза в сутки). Данная конструкция встроенного вторичного отстойника позволяет обеспечить накопление активного ила с преобладающими крупными размерами флокул и в перспективе создать условия для аэробной грануляции.
Таким образом, установка биологической очистки сточных вод циркуляционного типа позволяет достичь обозначенной цели, а именно осуществлять эффективную очистку сточных вод в том числе от соединений азота при низкокислородных условиях в биореакторес обеспечением энергоэффективности процесса, что проверено и подтверждено в ходе длительных экспериментов, выполненных с применением научного оборудования головного регионального центра коллективного пользования научным оборудованием и установками НИУ МГСУ.
Claims (2)
1. Установка биологической очистки сточных вод циркуляционного типа, включающая биореактор в виде замкнутого по контуру канала с размещенными в нем системой пневматической аэрации, подключаемой воздуховодами к воздуходувному оборудованию с регулируемой подачей воздуха, погружной мешалкой с электродвигателем с частотным регулированием, узлом рассредоточенного впуска сточных вод, системой контроля концентрации растворенного кислорода и скорости потока продольной рециркуляции, отличающаяся тем, что также содержит встроенный двухсекционный вторичный отстойник, состоящий из полупогружной перегородки, первой секции вторичного отстойника с двумя зонами сбора и уплотнения активного ила, заканчивающимися выводящими отверстиями в биореактор, второй секции вторичного отстойника с приямком, к которому подведен илосос, а также систему сбора и отвода очищенной сточной воды, при этом биореактор состоит из аэробной и аноксидной зон, при этом высота вторичного отстойника составляет 1/3 от глубины канала биореактора, общая площадь вторичного отстойника составляет не более 21% от общей площади коридора биореактора, а размер отверстий в биореакторе составляет не более 15% от ширины коридора биореактора.
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что кислородные условия в биореакторе поддерживаются путем создания аэробной зоны с концентрацией растворенного кислорода 0,85-1,2 мг/л, занимающей 30% объема биореактора, и аноксидной зоны с концентрацией растворенного кислорода 0,1-0,5 мг/л, занимающей 70% объема биореактора.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2792251C1 true RU2792251C1 (ru) | 2023-03-21 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR457073A (fr) * | 1912-07-03 | 1913-09-11 | Gabriel Lambert | Dispositif pour le traitement des eaux d'égout |
US5500112A (en) * | 1990-04-24 | 1996-03-19 | Mcdonald; Alistair J. | Apparatus for biological treatment of effluent |
RU2220918C1 (ru) * | 2003-02-20 | 2004-01-10 | Эль Юрий Федорович | Установка для глубокой биологической очистки сточных вод |
RU52397U1 (ru) * | 2005-09-22 | 2006-03-27 | Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" | Устройство для биологической очистки сточных вод |
RU80164U1 (ru) * | 2008-09-18 | 2009-01-27 | Виктор Иванович Баженов | Устройство для биологической очистки сточных вод |
RU2636707C1 (ru) * | 2016-12-09 | 2017-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Джи-Эс-Пи Прожект" | Способ и установка для биологической очистки сточных вод |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR457073A (fr) * | 1912-07-03 | 1913-09-11 | Gabriel Lambert | Dispositif pour le traitement des eaux d'égout |
US5500112A (en) * | 1990-04-24 | 1996-03-19 | Mcdonald; Alistair J. | Apparatus for biological treatment of effluent |
RU2220918C1 (ru) * | 2003-02-20 | 2004-01-10 | Эль Юрий Федорович | Установка для глубокой биологической очистки сточных вод |
RU52397U1 (ru) * | 2005-09-22 | 2006-03-27 | Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" | Устройство для биологической очистки сточных вод |
RU80164U1 (ru) * | 2008-09-18 | 2009-01-27 | Виктор Иванович Баженов | Устройство для биологической очистки сточных вод |
RU2636707C1 (ru) * | 2016-12-09 | 2017-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Джи-Эс-Пи Прожект" | Способ и установка для биологической очистки сточных вод |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2010327174B2 (en) | Waste water treatment equipment | |
CN103373794A (zh) | 污水处理工艺及其专用的一体式污水处理装置 | |
US3470092A (en) | System for the purification of waste waters | |
US4421648A (en) | Apparatus and a method for biological treatment of waste waters | |
CN102180543A (zh) | 高效稳定生物倍增工艺污水处理装置 | |
CN108101313A (zh) | 一种反渗透浓水处理设备 | |
CN109912029A (zh) | 一种自流内循环好氧颗粒污泥连续流反应器 | |
CN110510815B (zh) | 基于同时硝化反硝化的一体化污水处理装置及污水处理方法 | |
US5344563A (en) | Wastewater treatment system | |
US3251471A (en) | Sewage disposal system | |
CN100500593C (zh) | 复合式污水处理方法及装置 | |
CN205874139U (zh) | 一种焦化废水处理*** | |
RU2792251C1 (ru) | Установка биологической очистки сточных вод циркуляционного типа | |
CN1161285C (zh) | 溶氧法污水处理装置 | |
US4353800A (en) | Method and an apparatus for biological treatment of waste waters | |
CN203728687U (zh) | 一种复合式脱氮除磷一体化装置 | |
RU2414434C1 (ru) | Способ непрерывной интенсивной биологической очистки сточных вод и установка непрерывной интенсивной биологической очистки сточных вод | |
La Motta et al. | The effect of air-induced velocity gradient and dissolved oxygen on bioflocculation in the trickling filter/solids contact process | |
CN105668779B (zh) | 一种循环式充氧生化器 | |
RU1853U1 (ru) | Станция биологической очистки сточных вод молокозавода | |
CN109231678A (zh) | 集成污水处理设备及方法 | |
RU2270173C2 (ru) | Способ биологической очистки сточных вод и устройство для его осуществления | |
CN114477626B (zh) | 一种焦化废水处理*** | |
CN213012497U (zh) | 一种河道污水微生物强化处理*** | |
CN219079261U (zh) | 生活污水净化处理槽装置 |