RU2709087C1

RU2709087C1 - Waste water treatment plant

Info

Publication number: RU2709087C1
Application number: RU2019129826A
Authority: RU
Inventors: Яков Бенедиктович Улановский; Михаил Александрович Королев; Сергей Александрович Драчиков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "СТРОЙИНЖИНИРИНГ СМ" (ООО "СТРОЙИНЖИНИРИНГ СМ")
Priority date: 2019-09-23
Filing date: 2019-09-23
Publication date: 2019-12-13

Abstract

FIELD: water treatment.

SUBSTANCE: invention relates to water treatment and can be used as compact structure for separation of sludge and post-treatment of waste waters of settlements, small towns, separate sewage facilities to regulatory requirements. Wastewater treatment plant comprises a housing including central and peripheral parts, flotation sludge separator 1 arranged in central part of housing, equipped with scraper 5 installed in upper part of floatation sludge separator 1, and collector with sludge discharge pipeline 6, devices for supply of sludge mixture and water 3, saturated air, as well as overflow for water separated from sludge, and bioreactor 9 with submerged filtering charge 13 for post-treatment of water separated from sludge, arranged in peripheral part of housing, connected to floatation sludge separator 1 through overflow for water separated from sludge and equipped with pipeline for discharge of after-treated water 18, aeration and regeneration systems 16.

EFFECT: invention allows reducing dimensions of the capacitance structure and improving the quality of purified water.

9 cl, 2 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ.FIELD OF TECHNOLOGY.

Изобретение относится к области очистки сточных вод, в частности, к установке очистки сточных вод, которая может быть использована в качестве компактного сооружения для илоотделения и доочистки сточных вод поселков, небольших городов, отдельных канализованных объектов до нормативных требований.The invention relates to the field of wastewater treatment, in particular, to a wastewater treatment plant, which can be used as a compact structure for sludge separation and post-treatment of wastewater in villages, small towns, individual sewage facilities to regulatory requirements.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ.BACKGROUND OF THE INVENTION

В патенте на изобретение RU 2182133 раскрывается компактная установка для очистки сточных вод, которая содержит две изолированных и коаксиально расположенных емкости. Во внутренней емкости размещен двухъярусный отстойник, осадочный кольцевой желоб которого находится в центре емкости. В конусной части осадочного кольцевого желоба предусмотрено отверстие. Во внешней емкости размещен биореактор с затопленной загрузкой и вторичный отстойник с высокопористым фильтром. Биореактор выполнен в виде рециркуляционного окислительного канала. Затопленная загрузка размещена в нескольких точках по длине биореактора.The patent RU 2182133 discloses a compact wastewater treatment plant, which contains two insulated and coaxially located containers. In the inner tank there is a two-tier sedimentation tank, the sedimentary ring trough of which is located in the center of the tank. An opening is provided in the conical part of the sedimentary annular trough. A flooded loading bioreactor and a secondary sump with a highly porous filter are located in the external tank. The bioreactor is made in the form of a recirculation oxidizing channel. The flooded loading is located at several points along the length of the bioreactor.

Как следует из описания к патенту, техническим результатом данного технического решения является повышение качества очистки сточных вод и упрощение монтажа и эксплуатации компактной установки.As follows from the description of the patent, the technical result of this technical solution is to improve the quality of wastewater treatment and simplify the installation and operation of a compact installation.

Недостатком данной установки является использование вторичного отстойника, что в 3-5 раз снижает концентрацию ила в иловой смеси по сравнению с флотационным илоотделением. Кроме того, в биореакторе не предусмотрена регенерация загрузки, что приведет к ее заиливанию и вторичному загрязнению очищенной воды.The disadvantage of this installation is the use of a secondary sump, which 3-5 times reduces the concentration of sludge in the sludge mixture compared with flotation sludge. In addition, the bioreactor does not provide for regeneration of the load, which will lead to siltation and secondary pollution of purified water.

В патенте RU 2547498 раскрывается устройство очистки сточных вод, содержащее флотатор и биореактор, состоящий из двух, сообщенных между собой секций, где первая, считая по ходу сточных вод, секция биологической очистки сточных вод, а вторая -секция фильтрации сточных вод с блоком мембран, выход эрлифта ила сообщен со входом флотатора, воздушный вход эрлифта сообщен с одним из выходов компрессора, свободный вход эрлифта ила сообщен с выходом ила биореактора, дно флотатора имеет наклон в сторону биореактора и кармана донного осадка, расположенного в нижней части дна флотатора.RU 2547498 discloses a wastewater treatment device comprising a flotator and a bioreactor, consisting of two sections interconnected, where the first, counting along the wastewater, the biological wastewater treatment section, and the second is a wastewater filtration section with a membrane unit, the airlift of the sludge is communicated with the input of the flotator, the air inlet of the airlift is communicated with one of the compressor outputs, the free entrance of the airlift of sludge is communicated with the output of the bioreactor sludge, the bottom of the flotator has an inclination towards the bioreactor and bottom sediment pocket, located on the bottom of the bottom of the skimmer.

Устройство имеет высокую эффективность очистки за счет использования блока мембран для илоотделения и фильтрации, основным недостатком, который ограничивает применение устройства в качестве компактной установки для очистки сточных вод малых канализованных объектов, является наличие мембранного блока, требующего высокого технического уровня эксплуатации, а также периодической регенерации, включая очистку кислотой, и замены мембран.The device has a high cleaning efficiency due to the use of a membrane unit for sludge separation and filtration, the main disadvantage that limits the use of the device as a compact unit for wastewater treatment of small sewage objects is the presence of a membrane block that requires a high technical level of operation, as well as periodic regeneration, including acid cleaning, and membrane replacement.

Наиболее близкое техническое решение раскрывается в патенте на изобретение RU 2015114. Компактная установка в соответствии с данным изобретением содержит резервуар с центрально расположенным илоотделителем, сообщенные между собой камеры аэрации и реаэрации, аэраторы, вторичный отстойник с тонкослойным модулем, дегазатор, трубопроводы подвода исходных сточных вод, отвода очищенных вод и перепуска иловой смеси, где аэраторы выполнены струйными с центральной воздушной трубой и нижним сжатым выпуском и установлены в верхней части илоотделителя, камер аэрации и реаэрации, трубопровод подвода исходных сточных вод выполнен напорным и присоединен к струйному аэратору илоотделителя, который снабжен вертикальной опускной трубой с реактивным распределителем на его нижнем конце, струйные аэраторы камеры реаэрации снабжены присоединенными к их нижним сжатым выпускам вертикальными опускными трубами с отводами на нижних их концах в виде колен, направленных в противоположные стороны для закручивания иловой смеси, а также напорными илопроводами с насосами, сообщающими их с нижней частью вторичного отстойника, а струйные аэраторы камеры аэрации снабжены напорными трубопроводами с насосами для циркуляции иловой смеси.The closest technical solution is disclosed in the patent for invention RU 2015114. A compact installation in accordance with this invention contains a tank with a centrally located sludge separator, interconnected aeration and reaeration chambers, aerators, a secondary settling tank with a thin-layer module, a degasser, pipelines for supplying waste water, drainage of purified water and by-pass of the sludge mixture, where aerators are made by jet with a central air pipe and lower compressed outlet and installed in the upper part of the sludge separator sprinkler, aeration and reaeration chambers, the source wastewater supply pipeline is made pressure head and connected to a sludge separator jet aerator, which is equipped with a vertical downpipe with a jet distributor at its lower end, and the reaeration chamber jet aerators are equipped with vertical downpipes connected to their lower compressed outlets with outlets at their lower ends in the form of elbows directed in opposite directions to tighten the sludge mixture, as well as pressure pipes with pumps communicating with the lower part a secondary sump, and the jet aerators of the aeration chamber are equipped with pressure pipes with pumps for circulation of the sludge mixture.

Как следует из описания изобретения, компактная установка обеспечивает высокую степень очистки и высокую производительность вследствие устойчивой рециркуляции и регенерации активного ила.As follows from the description of the invention, the compact unit provides a high degree of purification and high productivity due to the stable recirculation and regeneration of activated sludge.

Однако, недостатком этой установки является наличие наряду с флотационным илоотделителем вторичного отстойника с тонкослойным модулем и отсутствие блока глубокой доочистки, что усложняет установку и не позволяет достигать качества очищенной сточной воды, соответствующего природоохранными нормативами.However, the disadvantage of this installation is the presence, along with the flotation sludge separator, of a secondary settling tank with a thin-layer module and the absence of a deep tertiary treatment unit, which complicates the installation and does not allow achieving the quality of treated wastewater that meets environmental standards.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Задачей изобретения является устранение выявленной технической проблемы, а именно, повышение качества очистки сточной воды путем эффективного разделения активного ила и сточной воды с последующей доочисткой сточной воды до нормативных требований.The objective of the invention is to eliminate the identified technical problems, namely, improving the quality of wastewater treatment by efficient separation of activated sludge and wastewater with subsequent purification of wastewater to regulatory requirements.

Поставленная задача решается установкой очистки сточных вод, которая содержит корпус, включающий центральную и периферийную части;The problem is solved by the installation of wastewater treatment, which contains a housing including a Central and peripheral parts;

размещенный в центральной части корпуса флотационный илоотделитель, снабженный скребком, установленным в верхней части флотационного илоотделителя, илосборником с трубопроводом для отвода ила, устройствами для подачи иловой смеси и воды, сатурированной воздухом, и переливом для отделенной от ила воды;a flotation sludge separator located in the central part of the casing, equipped with a scraper installed in the upper part of the flotation sludge trap, a sludge collector with a pipe for sludge removal, devices for supplying a sludge mixture and water, saturated with air, and an overflow for water separated from the sludge;

биореактор с затопленной фильтрующей загрузкой для доочистки отделенной от ила воды, размещенный, в периферийной части корпуса, связанный с упомянутым флотационным илоотделителем через узел перелива отделенной от ила воды и снабженный трубопроводом для отвода доочищенной воды, системами аэрации и регенерации.a bioreactor with a flooded filter charge for the post-treatment of separated sludge water, located in the peripheral part of the housing, connected to the said flotation sludge separator through an overflow assembly separated from sludge water and equipped with a pipe for draining the treated water, aeration and regeneration systems.

В частных воплощениях изобретения поставленная задача решается установкой, в которой устройства для подачи иловой смеси и воды, сатурированной воздухом включают трубопровод для подачи иловой смеси и трубопровод для подачи сатурированной воды, связанные с подающим устройством.In private embodiments of the invention, the problem is solved by the installation in which the device for supplying a sludge mixture and water, succulent air include a pipe for supplying a sludge mixture and a pipe for supplying saturated water associated with the feed device.

В частных воплощениях изобретения поставленная задача решается установкой, в которой которой перелив отделенной от ила воды упомянутого флотационноого илоотделителя выполнен с регулируемым водосливомIn private embodiments of the invention, the problem is solved by the installation in which the overflow of the water of the flotation sludge separated from the sludge is carried out with an adjustable spillway

Флотационный илоотделитель в установке может быть дополнительно снабжен трубопроводом для возврата части отделенной от ила воды на сатурацию.The flotation sludge separator in the installation can be additionally equipped with a pipeline to return part of the water separated from the sludge to saturation.

Корпус в установке может быть выполнен цилиндрическим и состоящим из двух коаксиально установленных цилиндрических емкостей на общем основании.The housing in the installation can be made cylindrical and consisting of two coaxially mounted cylindrical tanks on a common base.

Периферийная часть корпуса установки может состоять из нескольких секций, отделенных друг от друга герметичными перегородками.The peripheral part of the installation housing may consist of several sections separated from each other by sealed partitions.

Биореактор в установке может быть размещен в двух секциях периферийной части корпуса.The bioreactor in the installation can be placed in two sections of the peripheral part of the housing.

В одной из периферийных секций заявленной установки может быть размещена секция для сбора ила, связанная с флотационным илоотделителем через упомянутый трубопровод для отвода ила.In one of the peripheral sections of the claimed installation can be placed section for collecting sludge associated with flotation sludge separator through the aforementioned pipe for removal of sludge.

В одной из периферийных секций установки может быть дополнительно установлен, по меньшей мере, один узел обеззараживания очищенной воды с трубопроводом для отвода обеззараженной воды.In one of the peripheral sections of the installation, at least one disinfected water treatment unit with a pipe for disinfecting water can be additionally installed.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS.

Предложенная установка для очистки сточных вод представлена на фиг. 1 (план установки) и фиг. 2 (разрез А-А).The proposed wastewater treatment plant is shown in FIG. 1 (installation plan) and FIG. 2 (section AA).

Позиции на чертежах означают следующее:Positions in the drawings mean the following:

1. Флотационный илоотделитель;1. Flotation desilter;

2. Трубопровод иловой смеси;2. Pipeline sludge mixture;

3. Трубопровод воды из сатуратора;3. Pipeline water from the saturator;

4. Подающее устройство;4. The giving device;

5. Скребок;5. Scraper;

6. Илосборник с трубопроводом для отвода ила;6. Sludge collector with a pipeline for sludge removal

7. Секция для сбора ила;7. Section for collecting sludge;

8. Герметичные перегородки;8. Sealed partitions;

9. Двухсекционный биореактор;9. Two-section bioreactor;

10. Трубопровод подачи воды на сатурацию;10. The pipeline supply of water for saturation;

11. Регулируемый водослив;11. Adjustable spillway;

12. Секции биореактора;12. Bioreactor sections;

13. Затопленная фильтрующая загрузка;13. Flooded filter loading;

14. Аэрационные коридоры;14. Aeration corridors;

15. Перфорированные трубы системы аэрации;15. Perforated pipes of the aeration system;

16. Перфорированные трубы системы регенерации;16. Perforated pipes of the regeneration system;

17. Перегородки с переливными карманами;17. Partitions with overflow pockets;

18. Трубопровод очищенной воды;18. The pipeline of purified water;

19. Узлы обеззараживания;19. Disinfection units;

20. Трубопровод обеззараженной воды.20. The pipeline of disinfected water.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Предложенная установка очистки сточных вод представляет собой компактное сооружение, корпус которого содержит центральную и периферийную части. В центральной части размещен флотационный илоотделитель, а в периферийной - биореактор (в частности, двухсекционный реактор) с затопленной фильтрующей загрузкой, сообщающиеся между собой через перелив, по которому очищенная от ила вода поступает в биореактор. Биореактор снабжен системами аэрации и регенерации. Отработанный ил отводится из флотационного илоотделитея либо в секцию для сбора ила на первую ступень очистки либо удаляется на обезвоживание.The proposed wastewater treatment plant is a compact structure, the casing of which contains the central and peripheral parts. A flotation sludge separator is located in the central part, and in the peripheral part a bioreactor (in particular, a two-section reactor) with a flooded filter load, communicating with each other through an overflow, through which water purified from sludge enters the bioreactor. The bioreactor is equipped with aeration and regeneration systems. The spent sludge is discharged from the flotation sludge separator either to the sludge collection section to the first stage of treatment or is removed for dewatering.

Установка в соответствии с настоящим изобретением по сравнению с техническими решениями, раскрытыми в предшествующем уровне техники, позволяет уменьшить габариты за счет исключения отстойника - и улучшить качество очищенной воды за счет использования биореактора с затопленной фильтрующей загрузкой с системами аэрации и регенерации.The installation in accordance with the present invention in comparison with the technical solutions disclosed in the prior art, allows to reduce the size by eliminating the sump - and to improve the quality of purified water through the use of a bioreactor with a flooded filter charge with aeration and regeneration systems.

Пример реализации изобретения.An example implementation of the invention.

Установка для очистки сточных вод с флотационным илоотделителем работает следующим образом.Installation for wastewater treatment with flotation desilter works as follows.

Во флотационный илоотделитель (1), по трубопроводу (2) поступает иловая смесь после аэротенка или биофильтра, одновременно с иловой смесью поступает под давлением насыщенная воздухом вода из сатуратора (3). Подача осуществляется в расположенное в центральной части флотационного илоотделителя подающее устройство (4).In the flotation sludge separator (1), through the pipeline (2), the sludge mixture enters after the aeration tank or biofilter, simultaneously with the sludge mixture, air-saturated water from the saturator (3) enters. The feed is carried out in the feeding device (4) located in the central part of the flotation sludge separator.

Во флотационном илоотделителе при падении давления воздух выделяется в виде мелких пузырьков, которые флотируют к поверхности сооружения хлопки избыточного ила, собираемые скребком (5) в центрально расположенный в верхней части флотационного илоотделителя илосборник с илопроводом (6).When the pressure drops in the flotation sludge separator, air is emitted in the form of small bubbles that float claps of excess sludge to the construction surface, collected by a scraper (5) in a sludge collector with a sludge conduit located centrally in the upper part of the flotation sludge trap (6).

По трубе ил поступает в секцию для сбора ила (7) и далее самотеком или с помощью насоса на первую ступень очистки (возвратный ил) или на обезвоживание (избыточный ил). Секция для сбора ила может быть организована в объеме установки путем монтажа герметичных перегородок (8), как это показано на фигурах 1 и 2. После флотационного илоотделителя сточная вода переливается для глубокой очистки в двухсекционный биореактор (9), которых может быть два, как это показано на фигурах 1 и 2, а часть воды отводится на сатурацию (10). Перелив и распределение на два биореактора осуществляется через регулируемый водослив (11). В биореакторе выделены отдельные секции (12) с установленной в них затопленной загрузкой (13), на которой иммобилизуется микрофлора, адаптированная к биодеструкции медленно окисляемых загрязнений. Для успешного протекания процесса в секциях биореактора организованна интенсивная циркуляция воды через загрузку с одновременным насыщением воды кислородом с помощью барботирования воздухом аэрационных коридоров (14). Аэрация осуществляется с помощью перфорированных труб (15), уложенных на дне коридоров. В процессе работы количество биопленки на загрузке постепенно увеличивается, поэтому периодически ее регенерируют воздухом через перфорированную трубу системы регенерации (16), расположенную под загрузкой, при этом биопленка «сдувается» и переходит в суспензию. После прекращения барботажа осевшая биопленка перекачивается на первую ступень очистки или в голову очистных сооружений. Во время регенерации загрузки биореактор выключается из работы, после завершения откачки осевшей биопленки работа возобновляется. Доочищенная вода через перегородки с периливными карманами (17) поступает по трубопроводу очищенной воды (18) на узлы обеззараживания (19) и далее на по трубопроводу обеззараженной воды (20) на сброс.The sludge goes through the pipe to the sludge collection section (7) and then by gravity or by pump to the first cleaning stage (return sludge) or to dewatering (excess sludge). The sludge collection section can be organized in the installation volume by installing sealed partitions (8), as shown in figures 1 and 2. After the flotation sludge separator, the waste water is poured for deep cleaning into a two-section bioreactor (9), which can be two, like this shown in figures 1 and 2, and part of the water is diverted to saturation (10). Overflow and distribution into two bioreactors is carried out through a controlled spillway (11). Separate sections (12) are identified in the bioreactor with a flooded load (13) installed in them, on which microflora adapted for biodegradation of slowly oxidized contaminants is immobilized. For a successful process in the sections of the bioreactor, intensive circulation of water is organized through the charge with the simultaneous saturation of water with oxygen by means of air sparging of aeration corridors (14). Aeration is carried out using perforated pipes (15) laid on the bottom of the corridors. In the process, the amount of biofilm on the load gradually increases, therefore, it is periodically regenerated by air through the perforated pipe of the regeneration system (16) located under the load, while the biofilm “deflates” and passes into the suspension. After the bubbling stops, the settled biofilm is pumped to the first stage of treatment or to the head of treatment facilities. During the regeneration of the load, the bioreactor shuts down from work, after the pumping of the settled biofilm is completed, the work resumes. The purified water through partitions with railing pockets (17) enters through the purified water pipeline (18) to the disinfection units (19) and then to the disinfected water pipeline (20) for discharge.

Заявленное изобретение целесообразно использовать в составе сооружений очистки сточных вод при строительстве новых или реконструкции существующих сооружений для эффективного илоотделения и доочистки сточных вод.The claimed invention is advisable to use as part of wastewater treatment plants during the construction of new or reconstruction of existing facilities for effective sludge separation and post-treatment of wastewater.

Claims

1. Installation of wastewater treatment, comprising a housing comprising a Central and peripheral parts;

a flotation sludge separator located in the central part of the casing, equipped with a scraper installed in the upper part of the flotation sludge trap, a sludge collector with a pipe for sludge removal, devices for supplying a sludge mixture and water, saturated with air, and an overflow for water separated from the sludge;

a bioreactor with a flooded filter charge for the post-treatment of separated sludge water, located in the peripheral part of the housing, connected to the said flotation sludge separator through an overflow for separated sludge water and equipped with a pipe for draining the treated water, aeration and regeneration systems.

2. The installation according to claim 1, in which a device for supplying a sludge mixture and water, saturated with air, include a pipeline for supplying a sludge mixture and a pipe for supplying saturated water, associated with the supply device.

3. Installation according to claim 1, in which the overflow of the water of the flotation sludge separator separated from the sludge is carried out with an adjustable spillway.

4. Installation according to claim 1, in which the flotation sludge separator is additionally equipped with a pipeline to return part of the water separated from the sludge to saturation.

5. Installation according to claim 1, in which the housing is cylindrical and consists of two coaxially mounted cylindrical tanks on a common base.

6. Installation according to claim 1, in which the peripheral part of the housing consists of several sections separated from each other by sealed partitions.

7. Installation according to claim 1, in which the bioreactor is located in two sections of the peripheral part of the housing.

8. Installation according to claim 1, in which in one of the peripheral sections there is a section for collecting sludge associated with a flotation sludge separator through said sludge discharge pipe.

9. Installation according to claim 1, in which at least one of the peripheral sections is additionally equipped with at least one disinfection unit of the treated water with a pipeline for discharging the disinfected water.