RU2422380C1

RU2422380C1 - Method of individual treatment of effluents and compact device to this end

Info

Publication number: RU2422380C1
Application number: RU2010102481/05A
Authority: RU
Inventors: Юрий Олегович Бобылев (RU); Юрий Олегович Бобылев
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Евробион"
Priority date: 2010-01-27
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2011-06-27

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to compact individual biological systems of effluents treatment by active sludge in suspended state and may be used in separate building or minor settlements. Effluents are fed into aerobic zone of aerotank 3 to be treated therein. Biological treatment is carried out in anoxic zone of activation reactor 3. Said anoxic zone arranged above aerobic zone of activation reactor 4 is used to perform denitrification of formed nitrates and nitrites to molecular nitrogen, self-oxidation of active sludge or decomposition of hard-to-oxidise compounds by high-concentration aerobic sludge. Active sludge sediment is mixed up by bottom aeration in large-bubble aerator 19. Active sludge is separated from purified water in settler 7. Large loop of effluents circulation is created communicating settler 7, activation tank 4, aerotank 3 by suction in circulation tube 25. Purified water is discharged via outlet branch pipe 30.

EFFECT: power savings, simplified design, higher reliability and quality.

6 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к компактным индивидуальным биологическим системам очистки хозяйственно-бытовых сточных вод активным илом во взвешенном состоянии и может быть использовано в отдельно стоящих зданиях, например, коттеджах, приусадебных домах, школах, клубах и т.д., а также в небольших поселках.The invention relates to compact individual biological systems for treating domestic wastewater with activated sludge in suspension and can be used in stand-alone buildings, for example, cottages, homesteads, schools, clubs, etc., as well as in small towns.

Известны способ двухфазной очистки сточных вод, включающий подачу сточных вод в уравнивающий резервуар с активным илом, перекачку сырой воды из трубчатого фильтра уравнивающего резервуара и последующее поступление ее в активационный резервуар, из него в отстойник, а из отстойника в камеру с пористым фильтром, перекачку ила в камеру стабилизации ила и подачу воздуха в резервуары и камеры, остановку работы устройства и отвод полностью очищенной воды, причем в первую фазу осуществляют импульсное аэрирование путем нагнетания воздуха во внутрь трубчатого фильтра и вокруг него, первой и третьей камер с циклической интенсивной аэрацией и активационного резервуара, перемешивание крупнопузырчатым аэратором ила в камере стабилизации ила, а во вторую фазу осуществляют перекачку сырой воды из трубчатого фильтра уравнивающего резервуара в первую камеру с циклической интенсивной аэрацией, совместно с работой эрлифта-рециркулятора по перекачке воды с илом из активационного резервуара в камеру стабилизации ила, импульсные аэрации уравнивающего резервуара, второй камеры с циклической интенсивной аэрацией, перетекание воды со взвешенным илом из камеры стабилизации ила в уравнивающий резервуар, аэрацию камеры с пористым фильтром, включают работу крупнопузырчатого аэратора отстойника, откачку загрязненной воды и пены из камеры с пористым фильтром в уравнивающий резервуар, при этом производительность по перекачке воды с илом из активационного резервуара посредством эрлифта-рециркулятора устанавливают больше, чем производительность по перекачке сырой воды из уравнивающего резервуара, а откачку воды из активационного резервуара производят до уровня, обуславливающего работу эрлифта-регулятора, и устройство для его осуществления (см. патент на изобретение RU №2279407, С02F 3/02, оп. в 2006 г.). Известная установка имеет достаточно сложную конструкцию и наличие перепадов высоты сточных вод в сопрягаемых резервуарах, что приводит к необходимости использования нескольких насосных систем для перекачки жидкостей. Это усложняет систему и увеличивает трудоемкость обслуживания установки.A known method of two-phase wastewater treatment, including the supply of wastewater to an equalizing tank with activated sludge, pumping raw water from a tubular filter of an equalizing tank and its subsequent flow into an activation tank, from it to a sump, and from a sump to a chamber with a porous filter, pumping sludge into the stabilization chamber of the sludge and air supply to the tanks and chambers, stopping the operation of the device and the removal of completely purified water, and in the first phase, pulsed aeration is carried out by forcing air into the inside three tubular filter and around it, the first and third chambers with intensive cyclic aeration and the activation tank, mixing sludge with a coarse-bubble aerator in the sludge stabilization chamber, and in the second phase, raw water is pumped from the equalizing tank tubular filter to the first chamber with cyclic intensive aeration, together with the operation of the airlift-recirculator for pumping water with sludge from the activation tank to the sludge stabilization chamber, pulsed aeration of the equalizing tank, the second chamber with cyclic intensive aeration, the flow of water with suspended sludge from the sludge stabilization chamber to the equalization tank, the aeration of the chamber with a porous filter, include the operation of the coarse-bubble settler aerator, pumping of contaminated water and foam from the chamber with a porous filter into the equalizing tank, while the capacity for pumping water from sludge from the activation tank by means of an airlift-recirculator set more than the capacity for pumping raw water from the equalizing tank, and pumping water from the activation nnogo tank to produce a level causing the air-lift operation controller, and a device for its implementation (see. Patent for invention RU No. 2279407, С02F 3/02, op. in 2006). The known installation has a rather complex design and the presence of differences in the height of wastewater in the mating tanks, which leads to the need to use several pumping systems for pumping liquids. This complicates the system and increases the complexity of maintaining the installation.

Известно устройство для очистки сточных вод, содержащее закрытый корпус, в котором расположены уравнивающий отсек с активным илом, входным патрубком и аэраторами, сообщающийся с ним перепускным каналом активационный отсек с установленным в его придонной части мелкопузырчатым аэратором, сообщающийся с активационным отсеком посредством главного насоса аэротенк, в котором также установлен мелкопузырчатый аэратор, связанный с аэротенком посредством илового насоса отсек стабилизации ила с расположенной в нем аэратором-мешалкой и связанный с аэротенком посредством циркуляционного насоса выходной отсек с фильтром, расположенным перед выпускным патрубком, при этом отсек стабилизации ила соединен с уравнивающим отсеком переливным трубопроводом, а все аэраторы и выполненные в виде эрлифтов насосы соединены с компрессором через пневмораспределители, связанные с блоком управления, причем выходная часть уравнивающего отсека перед перепускным каналом отделена от его входной части наклонной задерживающей решеткой, по обе стороны от которой в придонной части отсека установлены аэраторы-мешалки, аэротенк сообщен с активационным отсеком рециркуляционным насосом, выполненным в виде эрлифта, при этом в аэротенке установлен связанный с блоком управления датчик кислорода в жидкости, а на трубопроводе подачи воздуха в мелкопузырчатый аэратор, расположенный в придонной части аэротенка, установлен клапан, также связанный с блоком управления, при этом расположенный в выходном отсеке фильтр выполнен в виде каркасного фильтра ультрафильтрационной очистки (см. патент на изобретение RU №2355649, С02F 3/02, оп. в 2009 г.). Это компактное устройство и способ очистки сточных вод предназначены для коттеджей и транспортных средств и предусматривают максимальное использование сообщающихся резервуаров с самотечным переливов жидкостей, но имеет сложную схему взаимодействия сообщающихся резервуаров, не всегда справляющуюся с большими порциями сточных вод.A device for wastewater treatment is known, comprising a closed housing in which a leveling compartment with activated sludge, an inlet pipe and aerators is located, an activation compartment connected to it by a bypass channel with a fine-bubble aerator installed in its bottom part, communicating with the activation compartment through the main aeration tank pump, in which a fine-bubble aerator is also installed, connected to the aeration tank through a sludge pump, the sludge stabilization compartment with the mixer aerator located in it and connected the outlet compartment with the filter, located in front of the outlet pipe, is connected to the aeration tank by means of a circulation pump, while the sludge stabilization compartment is connected to the equalizing compartment by an overflow pipe, and all aerators and pumps made in the form of airlifts are connected to the compressor through pneumatic distributors connected to the control unit, and the outlet part of the equalizing compartment in front of the bypass channel is separated from its input part by an inclined delaying grating, on both sides of which in the bottom part of the compartment is installed The aerators are agitators, the aeration tank is connected to the activation compartment by a recirculation pump made in the form of an airlift, while the oxygen sensor in the liquid is connected to the control unit in the aeration tank, and a valve is installed on the air supply pipe to the fine bubble aerator located in the bottom part of the aeration tank, also associated with the control unit, while the filter located in the output compartment is made in the form of a frame filter for ultrafiltration cleaning (see Patent for invention RU No. 2355649, С02F 3/02, op. in 2009). This compact device and method of wastewater treatment is intended for cottages and vehicles and provides for the maximum use of communicating tanks with gravity fluid overflows, but has a complex scheme of interaction between communicating tanks, which does not always cope with large portions of wastewater.

Известны способ очистки сточных вод с интенсификацией их насыщения и устройство для очистки сточных вод, содержащее емкость с вертикальной трубой, имеющей внутреннюю биологическую загрузку и мелкопузырчатый аэратор, двумя парами расположенных тангенциально эрлифтов и верхним патрубком для подачи сточных вод в вертикальную трубу, отстойник, снабженный аэратором, рециркуляционным насосом ила и выпускным клапаном для выхода очищенной воды, камеру с пористым фильтром, систему трубопроводов и насосов, обеспечивающих принудительную перекачку воды, и блок управления (см. патент на изобретение RU №2359922, С02F 3/02, оп. в 2008 г.). Это техническое решение более компактно, чем предыдущие, но сложная система обработки сточных вод в емкости с вертикальной трубой требует достаточно равномерного поступления сточных вод, что на практике редко достижимо.A known method of wastewater treatment with intensification of its saturation and a wastewater treatment device containing a tank with a vertical pipe having an internal biological load and a fine bubble aerator, two pairs of tangentially located air-risers and an upper pipe for supplying wastewater to a vertical pipe, a sump equipped with an aerator , a sludge recirculation pump and an exhaust valve for the outlet of purified water, a chamber with a porous filter, a piping system and pumps providing forced transfer water, and control unit (see patent for invention RU No. 2359922, С02F 3/02, op. in 2008). This technical solution is more compact than the previous ones, but a complex wastewater treatment system in a tank with a vertical pipe requires a fairly uniform flow of wastewater, which is rarely achievable in practice.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению являются способ очистки сточных вод и устройство для его осуществления (см. патент на изобретение RU №2305662, С02F 3/12, оп. в 2007 г.). Известный способ очистки сточных вод характеризуется двухфазной работой устройства с поочередной аэрацией в разных резервуарах: в первой фазе подают воздух в мелкопузырчатый аэратор аэротенка, аэраторы-мешалки камеры стабилизации ила, крупнопузырчатый аэратор внешнего обдува трубчатого колодца, а во второй фазе прекращают аэрацию в аэротенке, отключают аэраторы-мешалки камеры стабилизации ила, крупнопузырчатый аэратор внешнего обдува трубчатого колодца, включают аэраторы-мешалки в уравнивающем резервуаре, мелкопузырчатый аэратор в активационном резервуаре, подают воздух в рециркуляционный и в циркуляционный насосы вторичного отстойника, в аэратор-разбиватель биопленки и в насос-удалитель биопленки, производят откачку рециркуляционным насосом взвеси частично очищенной воды с излишком ила из придонной части аэротенка в успокоитель камеры стабилизации ила, способствуя перетеканию вытесненной воды с частью поступившей взвеси самотеком сначала в уравнивающий резервуар, а затем в активационный резервуар, а при подаче большого объема поступающих сточных вод уровень в уравнивающем резервуаре повышается, срабатывает аварийный датчик, устройство принудительно переводят в первую фазу работы. Известное устройство более универсально, чем предыдущие технические решения, но имеет достаточно сложную дорогостоящую конструкцию, не оправдывающую затрат на изготовление и использование в условиях ограничения количества сточных вод и места расположения очистного сооружения.The closest technical solution to the claimed invention is a method of wastewater treatment and a device for its implementation (see patent for invention RU No. 2305662, CO2 3/12, op. In 2007). The known method of wastewater treatment is characterized by two-phase operation of the device with alternating aeration in different tanks: in the first phase, air is fed into the fine bubble aeration tank aerator, sludge stabilization chamber aerators, coarse bubble external blower of the tubular well, and in the second phase the aeration in the aeration tank is stopped, turned off aerators-mixers of the sludge stabilization chamber, coarse-bubble aerator of external blowing of a tubular well, include aerators-mixers in the equalizing tank, fine-bubble aerator activation tank, supply air to the recirculation and circulation pumps of the secondary sump, to the biofilm aerator-breaker and to the biofilm remover pump, recirculate the suspension of partially purified water from the sludge from the bottom part of the aeration tank to the sedimentation chamber of the stabilized sludge by the recirculation pump, thereby of water with part of the suspended slurry received by gravity first into the equalization tank, and then into the activation tank, and when a large volume of incoming wastewater is supplied s in the equalizing tank is increased, safing sensor is triggered, the device is forced into the first phase of work. The known device is more versatile than previous technical solutions, but has a rather complicated expensive design that does not justify the cost of manufacturing and use in conditions of limiting the amount of wastewater and the location of the treatment plant.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи уменьшения энергозатрат на обработку сточных вод, упрощения конструкции очистного сооружения и повышения его надежности при увеличении эффективности очистки сточных вод за счет интенсификации методов воздействия на сточные воды, использования однорезервуарной компактной емкости с сообщающимися смежными камерами и самотечным придонным движением сточных вод между ними, повышения качества очистки в разных режимах работы.The present invention is directed to solving the technical problem of reducing energy costs for wastewater treatment, simplifying the design of the treatment plant and increasing its reliability while increasing the efficiency of wastewater treatment through the intensification of methods for treating wastewater, the use of a single-tank compact tank with communicating adjacent chambers and gravity-based bottom movement of wastewater water between them, improving the quality of treatment in different modes of operation.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в способе индивидуальной очистки сточных вод, включающем подачу и обработку сточной воды в аэробной зоне приемного аэротенка с системой аэрации и активным илом, дальнейшую биологическую обработку сточных вод проводят в аноксидной зоне (с дефицитом кислорода, но с живой аэробной биомассой) активационного резервуара и дополнительную обработку в отстойнике с отделением активного ила и выведением очищенной воды, при этом создают большой круг вращения сточных вод из отстойника через активационный резервуар в приемный аэротенк и обратно в отстойник посредством всасывания в горизонтальную трубу за счет работы эрлифта U-образного удалителя биопленки, связанного с вертикальным трубчатым циркуляционным каналом отстойника, причем при подаче максимальной порции сточных вод меняют направление циркуляции воды по горизонтальной циркуляционной трубе с уменьшением ее скорости, и начинают вращение воды по малому кольцу внутри отстойника путем сбора биопленки с поверхности воды в отстойнике, при этом движение сточных вод по большому кругу инициирует тот же самый эрлифт удалителя биопленки, причем в расположенной под аэробной зоной аноксидной (с дефицитом кислорода, но живой аэробной биомассой) зоне активационного резервуара производят денитрификацию образовавшихся вверху нитратов и нитритов до молекулярного азота и разложение трудноокислимых загрязнений сточных вод в высококонцентрированном осадке живого аэробного активного ила, а осадок активного ила перемешивают путем придонной аэрации крупнопузырчатым аэратором, затем производят отстаивание в отстойнике и выведение очищенной воды по мере подъема уровня воды в отстойнике методом турбослива с аэрированным снизу входным концом U-образной трубы, имеющим калиброванное сечение отверстия входа. В приемном аэротенке создают условия для вращения сточных вод под действием аэрации для активизации процессов разложения и окисления загрязнений сточных вод, а также разбивания биофрагментов и биопленки.The solution of the technical problem is achieved by the fact that in the method of individual wastewater treatment, including the supply and treatment of wastewater in the aerobic zone of the receiving aeration tank with an aeration system and activated sludge, further biological treatment of wastewater is carried out in the anoxide zone (with oxygen deficiency, but with live aerobic biomass) of the activation tank and additional treatment in the sump with separation of activated sludge and the removal of purified water, while creating a large circle of rotation of wastewater from the sump h cutting the activation tank into the intake aeration tank and back to the sump by suction in a horizontal pipe due to the airlift of the U-shaped biofilm remover connected to the vertical tubular circulation channel of the sump, and when the maximum portion of wastewater is fed, they change the direction of water circulation along the horizontal circulation pipe with decreasing its speed, and they begin to rotate water along a small ring inside the sump by collecting biofilms from the surface of the water in the sump, while the movement of waste water e, in a large circle, initiates the same airlift of the biofilm remover, and in the anoxid zone (under oxygen deficiency, but living aerobic biomass) located under the aerobic zone, the nitrates and nitrites formed at the top are denitrified to molecular nitrogen and the difficultly oxidized wastewater is decomposed into highly concentrated sediment of living aerobic activated sludge, and activated sludge sediment is mixed by bottom aeration with a large-bubble aerator, then sedimentation is carried out in the sump and the removal of purified water as the water level rises in the sump by the turbo drain method with the inlet end of the U-shaped pipe aerated from below having a calibrated section of the inlet opening. In the intake aeration tank, conditions are created for the rotation of wastewater under the action of aeration to activate the decomposition and oxidation of wastewater pollution, as well as breaking up biofragments and biofilms.

А также тем, что в компактном устройстве для индивидуальной очистки сточных вод, содержащем расположенные в общем корпусе с пароизолирующей крышкой и сообщающиеся между собой приемный аэротенк с системой аэрации, связанный с активационным резервуаром не менее чем одним отверстием в промежуточном днище и через активационный резервуар путем придонного перетока с отстойником, снабженным системой выведения очищенной воды, и расположенный в изолированном кожухе компрессор, отстойник снабжен вертикальным трубчатым циркуляционным каналом с верхним концом, расположенным под пароизоляционной крышкой выше уровня сточных вод, и нижним концом, расположенным в нижней зоне отстойника, причем отстойник снабжен устройством для сбора и удаления биопленки с поверхности воды, выполненным в виде U-образной трубы с конусообразной загрузочной горловиной и выходным концом, связанным с вертикальным каналом в его средней зоне и расположенным ниже нижнего уровня сточных вод, а приемный резервуар дополнительно связан с отстойником посредством горизонтальной трубы, входящей одним концом в выходное колено U-образной трубы в его верхней зоне, причем выходное колено U-образной трубы снабжено дополнительным инжектором воздуха в его нижней зоне, превращая его в эрлифт. Система сбора и выведения очищенной воды выполнена в виде U-образной трубы турбослива, связанной длинным концом с выходным патрубком устройства, при этом укороченный входной конец U-образной трубы турбослива снабжен дозатором поступления воды и расположенным в нижней зоне инжектором воздуха, причем дозатор выполнен в виде пробки с отверстием посередине, соизмеримым с размерами пузырька от инжектора воздуха. Система аэрации приемного аэротенка снабжена расположенным по внутренней стенке возле промежуточного днища линейным аэратором с аэрационным потоком, направленным вверх вдоль перегородки с вторичным отстойником. Возможна установка дополнительного аэратора на противоположной стенке для повышения окислительной способности.And also the fact that in a compact device for individual wastewater treatment, containing located in a common housing with a vapor barrier and communicating with each other receiving aeration tank with an aeration system, connected to the activation tank by at least one hole in the intermediate bottom and through the activation tank by the bottom overflow with a sump equipped with a purified water removal system and a compressor located in an insulated casing, a sump equipped with a vertical tubular circulation channel with the upper end located under the vapor barrier above the wastewater level, and the lower end located in the lower zone of the sump, and the sump is equipped with a device for collecting and removing biofilms from the surface of the water, made in the form of a U-shaped pipe with a cone-shaped loading neck and an outlet end associated with a vertical channel in its middle zone and located below the lower level of wastewater, and the receiving tank is additionally connected to the sump by means of a horizontal pipe entering one end into the output bend of the U-shaped pipe in its upper zone, and the output bend of the U-shaped pipe is equipped with an additional air injector in its lower zone, turning it into an airlift. The system for collecting and removing purified water is made in the form of a U-shaped turbo-drain pipe connected by a long end to the outlet pipe of the device, while the shortened inlet end of the U-shaped turbo-drain pipe is equipped with a water intake meter and an air injector located in the lower zone, and the metering device is made in the form plugs with a hole in the middle, commensurate with the size of the bubble from the air injector. The intake aeration tank aeration system is equipped with a linear aerator located on the inner wall near the intermediate bottom with an aeration stream directed upward along the partition with a secondary settler. It is possible to install an additional aerator on the opposite wall to increase the oxidizing ability.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 схематично изображено компактное устройство для индивидуальной очистки сточных вод при максимальном уровне сточных вод. На фиг.2 - то же, при минимальном уровне сточных вод в устройстве. На фиг.3 - то же, с промежуточным уровнем сточных вод.The invention is illustrated by drawings. Figure 1 schematically shows a compact device for individual wastewater treatment at a maximum level of wastewater. Figure 2 - the same, with a minimum level of wastewater in the device. Figure 3 is the same with an intermediate level of wastewater.

Компактное устройство для индивидуальной очистки сточных вод включает корпус 1 с пароизоляционной крышкой 2. В корпусе 1 имеются приемный аэротенк 3, связанный с расположенным под ним активационным резервуаром 4 посредством или большого отверстия 5, или нескольких небольших отверстий в промежуточном днище 6, и отстойник 7, расположенный за перегородкой 8 со скошенной боковиной 9 и связанный с активационным резервуаром 4 в придонной зоне. В верхней зоне приемного аэротенка 3 находится входной патрубок 10 сточных вод. Под крышкой 2 в пароизолированном кожухе 11 установлен компрессор 12 с пневмораспределителем 13. Изолированный от сточных вод кожух 11 имеет отверстие 14 в крышке 2, связанное с боковыми отверстиями 15 защитного тента 16, выполненного в виде гриба над крышкой 2 с отверстием 14. Приемный аэротенк 3 оснащен линейным аэратором 17. Аэратор 17 установлен в нижнем углу над промежуточным днищем 6 таким образом, чтобы его воздушный поток был направлен вверх вдоль перегородки 8. Аэратор 17 связан воздухопроводом 18 с компрессором 12. Активационный резервуар 4 оснащен придонным крупнопузырчатым аэратором 19, расположенным в его средней зоне таким образом, чтобы его пузыри улавливались большим отверстием 5 в днище 6. Приемный аэротенк 3 может быть снабжен дополнительным аэратором, установленным около противоположной стенки.A compact device for individual wastewater treatment includes a housing 1 with a vapor barrier 2. In the housing 1 there is a receiving aeration tank 3 connected to an activation tank 4 located below it by means of either a large hole 5 or several small holes in the intermediate bottom 6, and a sump 7, located behind the partition 8 with a beveled sidewall 9 and connected to the activation tank 4 in the bottom zone. In the upper zone of the intake aeration tank 3 is the inlet 10 of the wastewater. A compressor 12 with a pneumatic distributor 13 is installed under the cover 2 in the vapor-insulated casing 11. The casing 11 isolated from the wastewater has a hole 14 in the cover 2 connected to the side holes 15 of the protective awning 16, made in the form of a mushroom above the cover 2 with the hole 14. Reception aeration tank 3 equipped with a linear aerator 17. The aerator 17 is installed in the lower corner above the intermediate bottom 6 so that its air flow is directed upward along the partition 8. The aerator 17 is connected by air duct 18 to the compressor 12. The activation tank 4 is equipped It is provided with a large-bubble bottom aerator 19 located in its middle zone so that its bubbles are caught by a large hole 5 in the bottom 6. The receiving aeration tank 3 can be equipped with an additional aerator mounted near the opposite wall.

Отстойник 7 снабжен вертикальным трубчатым циркуляционным каналом 20, верхний конец которого расположен под крышкой 2 выше уровня сточных вод, а нижний конец находится в нижней зоне отстойника 7. Отстойник 7 оснащен устройством для сбора и удаления биопленки с поверхности воды, выполненным в виде U-образной трубы 23 с конусообразной загрузочной горловиной 22. Выходной конец U-образной трубы 23 связан посредством патрубка 24 с каналом 20 в его средней зоне. Патрубок 24 расположен ниже нижнего уровня сточных вод. U-образная труба 23 связана с приемным аэротенком 3 посредством горизонтальной циркуляционной трубы 25. Тот конец горизонтальной циркуляционной трубы 25, который находится в аэротенке 3, имеет изогнутое вверх колено с патрубком 26. А с U-образной трубой 23 горизонтальная труба 25 связана посредством патрубка 27, установленного ниже уровня расположения патрубка 24 канала 20. U-образная труба 23 снабжена инжектором воздуха 28, выходной конец которого расположен в нижней части U-образной трубы 23 на сгибе выходного колена U-образной трубы 23, превращая его в эрлифт. В отстойнике 7 находится U-образная труба 29 турбослива, связанная длинным коленом с выходным патрубком 30. Укороченное входное колено 31 U-образной трубы 29 турбослива всегда находится под водой и снабжено инжектором воздуха 32 в нижней части и дозатором 33 поступления воды в трубу 29 в ее верхней части. Дозатор 33 выполнен в виде пробки с отверстием посередине, соизмеримым с размерами пузырька воздуха инжектора 32. Инжекторы 28 и 32 связаны с пневмораспределителем 13 компрессора 12. Поперечное сечение вертикального трубчатого канала 20 обычно превышает сечение труб 23, 25 и 29. Оптимальным является соотношение диаметра канала 20 к диаметру труб 23, 25 и 29, как 2:1.The sump 7 is equipped with a vertical tubular circulation channel 20, the upper end of which is located under the cover 2 above the level of wastewater, and the lower end is in the lower zone of the sump 7. The sump 7 is equipped with a device for collecting and removing biofilm from the water surface, made in the form of a U-shaped pipes 23 with a cone-shaped loading neck 22. The output end of the U-shaped pipe 23 is connected via a pipe 24 to the channel 20 in its middle zone. The pipe 24 is located below the lower level of wastewater. The U-shaped pipe 23 is connected to the intake aeration tank 3 by means of a horizontal circulation pipe 25. The end of the horizontal circulation pipe 25, which is located in the aeration tank 3, has an elbow bent upwards with a pipe 26. And with the U-shaped pipe 23, the horizontal pipe 25 is connected through a pipe 27, which is installed below the level of the branch pipe 24 of the channel 20. The U-shaped pipe 23 is equipped with an air injector 28, the output end of which is located in the lower part of the U-shaped pipe 23 at the bend of the output bend of the U-shaped pipe 23, turning it into airlift. In the sump 7 there is a U-shaped turbo-drain pipe 29, connected by a long elbow to the outlet pipe 30. A shortened inlet elbow 31 of the U-shaped turbo-drain pipe 29 is always under water and is equipped with an air injector 32 in the lower part and a dispenser 33 of water entering the pipe 29 in its top. The dispenser 33 is made in the form of a plug with a hole in the middle, comparable with the size of the air bubble of the injector 32. The injectors 28 and 32 are connected with the pneumatic distributor 13 of the compressor 12. The cross section of the vertical tubular channel 20 is usually greater than the cross section of the pipes 23, 25 and 29. The ratio of the diameter of the channel is optimal 20 to the diameter of the pipes 23, 25 and 29, as 2: 1.

Способ индивидуальной очистки сточных вод заключается в следующем. Порция сточных вод, попадающая в аэробную зону приемного аэротенка 3, смешивается с массой воды и активного ила, который находится во взвешенном состоянии. Благодаря боковому расположению линейного аэратора 17 сточные воды в аэротенке 3 все время находятся во вращательном движении, поднимаясь вверх вместе с пузырьками воздуха вдоль перегородки 8 и опускаясь вниз вдоль противоположной стенки аэротенка 3. Это способствует активному перемешиванию сточных вод, активного ила и воздушных потоков, разбиванию биофрагментов и биопленки, разложению и окислению органических веществ. Частицы, имеющие больший удельный вес, чем вся остальная масса сточных вод, выпадают в осадок через большое отверстие 5 (либо через несколько отверстий) днища 6 в аноксидную зону (с дефицитом кислорода, но живым аэробным илом) активационного резервуара 4. Большое количество активного ила, попадающего вместе с осадком на дно резервуара 4, в условиях аноксидной зоны теряет растворенный кислород и активизирует денитрификацию, разложение трудноокислимых соединений и другие биохимические реакции с изъятием кислорода из окислов для окисления продуктов разложения загрязнений. В нижней зоне осадка в дополнение также идут процессы самоокисления (избирательного лизиса) активного ила, что способствует уменьшению его прироста и улучшению видового состава (выживает сильнейший). Прошедший эти стадии активный ил подхватывают пузырьки воздуха крупнопузырчатого аэратора 19, поднимают его вверх в зону аэрации, обеспечивая рециркуляцию.The method of individual wastewater treatment is as follows. A portion of wastewater entering the aerobic zone of the intake aeration tank 3 is mixed with a mass of water and activated sludge, which is in suspension. Due to the lateral arrangement of the linear aerator 17, the wastewater in the aeration tank 3 is always in rotational motion, rising up along with air bubbles along the partition 8 and falling down along the opposite wall of the aeration tank 3. This contributes to the active mixing of wastewater, activated sludge and air flows, breaking biofragments and biofilms, decomposition and oxidation of organic substances. Particles having a greater specific gravity than the rest of the wastewater mass precipitate through a large opening 5 (or through several holes) of the bottom 6 into the anoxide zone (with oxygen deficiency but living aerobic sludge) of the activation tank 4. A large amount of activated sludge which, together with the sediment, enters the bottom of the tank 4, under the conditions of the anoxide zone loses dissolved oxygen and activates denitrification, decomposition of difficultly oxidized compounds and other biochemical reactions with the removal of oxygen from oxides to oxidize ucts decomposition of contaminants. In the lower sediment zone, in addition, self-oxidation (selective lysis) of activated sludge also occurs, which helps to reduce its growth and improve the species composition (the strongest survives). The activated sludge that has passed through these stages picks up air bubbles from the coarse-bubble aerator 19, lifts it up into the aeration zone, providing recirculation.

Способ индивидуальной очистки сточных вод характеризуется наличием большого круга движения сточных вод, направление которого и интенсивность меняются в зависимости от количества сточных вод в устройстве. На фиг.2 показано сечение компактного устройства для индивидуальной очистки сточных вод при его минимальном уровне. Этот уровень поддерживают в установке для того, чтобы активный ил находился в рабочем состоянии до поступления порции сточных вод. Из приемного аэротенка 3 сточные воды поступают в патрубок 26 горизонтальной трубы 25, а затем подхватываются пузырьками аэратора 28 в выходной зоне U-образной трубы 23 и попадают в вертикальный трубчатый циркуляционный канал 20. Пузырьки воздуха устремляются по каналу 20 вверх на выход из установки по трубе входной канализации, а сточные воды перетекают вниз к придонному отверстию 21 между отстойником 7 и активационным резервуаром 4. Большая часть сточных вод из этой зоны устремляется вверх из активационного резервуара 4 в приемный аэротенк 3 за счет естественного подсоса воздушными потоками, создаваемыми крупнопузырчатым аэратором 19 в активационном резервуаре 4 и аэратором 17 в приемном аэротенке 3. Таким образом осуществляют большой круг движения сточных вод по часовой стрелке. При минимальном уровне сточных вод не работает устройство для сбора и удаления биопленки с поверхности воды, а через дозатор 33 укороченного входного колена 31 U-образной трубы 29 турбослива наверх выходят пузырьки воздуха от инжектора 32 воздуха и разбивают биопленку и органические частички. Причем в это время давление жидкости, находящейся над дозатором 33, недостаточно для прохождения воды в дозатор 33. Этим обеспечивается сохранение стабильного нижнего уровня сточных вод в устройстве до поступления новой порции сточных вод.The method of individual wastewater treatment is characterized by the presence of a wide range of wastewater movement, the direction of which and the intensity vary depending on the amount of wastewater in the device. Figure 2 shows a cross section of a compact device for individual wastewater treatment at its minimum level. This level is maintained in the installation so that activated sludge is in working condition until a portion of wastewater arrives. From the intake aeration tank 3, waste water enters the nozzle 26 of the horizontal pipe 25, and then is picked up by the bubbles of the aerator 28 in the outlet zone of the U-shaped pipe 23 and into the vertical tubular circulation channel 20. Air bubbles flow upward through the channel 20 to the outlet of the installation inlet sewage, and wastewater flows down to the bottom hole 21 between the sump 7 and the activation tank 4. Most of the wastewater from this zone rushes up from the activation tank 4 into the intake aeration tank 3 Thu natural suction airflow generated krupnopuzyrchatym aerator 19 in the activation tank 4 and the aerator 17 in the receiver 3. Thus aeration tank performed a large range of motion of sewage clockwise. At a minimum level of wastewater, the device for collecting and removing biofilm from the water surface does not work, and through the dispenser 33 of the shortened inlet elbow 31 of the U-shaped turbofuel pipe 29, air bubbles from the air injector 32 go up and break the biofilm and organic particles. Moreover, at this time, the pressure of the liquid above the dispenser 33 is not enough for the water to pass into the dispenser 33. This ensures the maintenance of a stable lower level of wastewater in the device until a new portion of wastewater arrives.

При поступлении в устройство для очистки сточных вод новой порции жидкости общий уровень в сообщающихся резервуарах: приемном аэротенке 3 и отстойнике 7 начинает подниматься. На фиг.3 изображено устройство для очистки сточных вод с промежуточным уровнем жидкости. Пока уровень сточных вод не достигнет своего максимального значения, по-прежнему не будет работать устройство для сбора и удаления биопленки с поверхности воды отстойника 7, но образующегося в отстойнике 7 давления жидкости достаточно, чтобы заработал турбослив. Часть жидкости, выходящая из канала 20, устремляется вверх, поднимая общий уровень воды в отстойнике 7, и через дозатор 33 порции очищенной воды начинают поступать в трубу 29 турбослива. Пузырьки воздуха, подаваемые инжектором 32, отталкивают любые биочастички и биообразования от дозатора 33, не пропуская их на выход из установки к патрубку 30.When a new portion of the liquid enters the wastewater treatment device, the general level in the communicating tanks: receiving aeration tank 3 and sump 7 starts to rise. Figure 3 shows a device for wastewater treatment with an intermediate liquid level. Until the level of wastewater reaches its maximum value, the device for collecting and removing biofilm from the surface of the water of the sump 7 will still not work, but the fluid pressure generated in the sump 7 is enough to make the turbine drain work. A part of the liquid leaving the channel 20 rushes up, raising the total water level in the sump 7, and through the dispenser 33, the portions of purified water begin to flow into the turbine drain pipe 29. The air bubbles supplied by the injector 32 repel any bioparticles and bio-formation from the dispenser 33, not letting them exit the unit to the pipe 30.

При достижении уровня сточных вод в отстойнике 7, близкого к максимальному, начинает работать устройство для сбора и удаления биопленки с поверхности воды: биопленка устремляется в конусообразную загрузочную горловину 22 (изображено на фиг.1). Поступление сточных вод в циркуляционный канал 20 увеличивается, большая часть этой воды из его нижней части устремляется вверх по малому кольцу внутри отстойника 7, очищая его, а небольшая часть очищенной воды из канала 20 начинает поступать в горизонтальную трубу 25, выталкивая находящиеся в ней сточные воды в приемный резервуар 3 и производя очистку горизонтальной циркуляционной трубы 25. При этом большой круг циркуляции сточных вод меняет направление вращения на противоположное: в этом случае воды начинают вращаться в установке против часовой стрелки, но с гораздо меньшей скоростью, не приводя к принудительному поступлению ила в отстойник 7 и не нарушая его работу. Перемена направления движения большого круга сточных вод в компактном устройстве служит для очистки горизонтального циркуляционного канала 25, исключая его заиливание. Работа эрлифта U-образной трубы 23 обеспечивает эффективный сбор биопленки с поверхности сточных вод в отстойнике 7 и движение воды по малому кругу внутри отстойника 7: через загрузочную горловину 22, эрлифт U-образной трубы 23 и вертикальный циркуляционный канал, а из него обратно в верхнюю зону отстойника 7. На выходе U-образной трубы 23 и в канале 20 происходит интенсивное разбивание и аэрация биопленки, собранной на поверхности воды в отстойнике 7 и накопление биообразований, обеспечивающие дополнительную эффективную обработку сточных вод и удобство их сбора и выведения с поверхности воды в отстойнике 7.When the level of wastewater in the sump 7 is close to the maximum, a device starts to collect and remove biofilm from the surface of the water: the biofilm rushes into the cone-shaped loading neck 22 (shown in figure 1). The flow of wastewater into the circulation channel 20 increases, most of this water from its lower part rushes up the small ring inside the sump 7, purifying it, and a small part of the purified water from the channel 20 begins to flow into the horizontal pipe 25, pushing out the wastewater in the receiving tank 3 and cleaning the horizontal circulation pipe 25. In this case, a large circle of wastewater circulation changes the direction of rotation in the opposite direction: in this case, the water begins to rotate in the installation against owl arrow, but at a much lower speed, without leading to forced entry of sludge into the sump 7 and without disrupting its operation. Changing the direction of movement of a large circle of wastewater in a compact device serves to clean the horizontal circulation channel 25, excluding its siltation. The operation of the airlift of the U-shaped pipe 23 ensures the efficient collection of biofilm from the surface of the wastewater in the sump 7 and the movement of water in a small circle inside the sump 7: through the loading neck 22, the airlift of the U-shaped pipe 23 and the vertical circulation channel, and from it back to the upper settling zone 7. At the outlet of the U-shaped pipe 23 and in the channel 20, intensive breaking and aeration of the biofilm collected on the surface of the water in the settling tank 7 and the accumulation of bio-formations, providing additional effective treatment of wastewater and the virtue of their collection and removal from the surface of the water in the sump 7.

Благодаря тому, что все сообщающиеся емкости компактного устройства для очистки сточных вод - приемный аэротенк 3, активационный резервуар 4 и отстойник 7 - имеют самовыравнивающийся уровень сточных вод, не создающий избыточного давления на перегородку 8 и скошенную боковину 9, упрощается конструкция установки, уменьшается количество потребляемой энергии для циркуляции. Также этому способствует верхняя (а не придонная) установка аэратора 17 в приемном аэротенке 3, расположенном над активационным резервуаром 4, что обеспечивает уменьшение расхода энергии на преодоление пузырьками воздуха столба жидкости. Уменьшение растворенного кислорода в этом случае, как было экспериментально доказано, с успехом компенсируется работой придонного активационного резервуара, и общая окислительная способность системы не изменяется. Кислород расходуется гораздо эффективней. Сбор очищенной воды через дозатор 33 турбослива происходит самотеком и не требует расхода энергии.Due to the fact that all the communicating capacities of the compact wastewater treatment device - receiving aeration tank 3, activation tank 4 and sump 7 - have a self-leveling wastewater level that does not create excessive pressure on the partition 8 and the beveled sidewall 9, the design of the installation is simplified, the quantity consumed is reduced energy for circulation. This also contributes to the upper (and not bottom) installation of the aerator 17 in the intake aeration tank 3, located above the activation tank 4, which reduces the energy consumption for overcoming the air bubbles of the liquid column. The decrease in dissolved oxygen in this case, as was experimentally proved, is successfully compensated by the operation of the bottom activation tank, and the overall oxidizing ability of the system does not change. Oxygen is consumed much more efficiently. The collection of purified water through a dispenser 33 turbosliva occurs by gravity and does not require energy consumption.

Использование данного способа позволит значительно упростить устройство для очистки сточных вод в индивидуальных бытовых установках при уменьшении расхода энергии на их обработку и повышении надежности работы, исключить «дурной» запах и сократить площадь, занимаемую очистными сооружениями сточных вод. Установка отличается простотой исполнения, экономичностью в работе и в обслуживании.Using this method will significantly simplify the device for wastewater treatment in individual domestic plants while reducing the energy consumption for their treatment and increasing the reliability of work, eliminate the "bad" smell and reduce the area occupied by wastewater treatment plants. The installation is notable for its simplicity of execution, economical operation and maintenance.

Таким образом, технический результат, достигаемый с использованием заявленного изобретения, заключается в значительном увеличении надежности функционирования, уменьшении энергозатрат на обработку сточных вод, упрощении конструкции очистного сооружения и повышении эффективности очистки сточных вод за счет интенсификации методов воздействия на сточные воды, использования однорезервуарной компактной емкости с сообщающимися смежными камерами и самотечным придонным движением сточных вод между ними, повышения качества очистки в разных режимах работы, уменьшении стоимости строительства очистного сооружения, снижении энергозатрат на обработку сточных вод, при этом экологический результат достигается повышением качества очистки и сокращением санитарно-защитных зон.Thus, the technical result achieved using the claimed invention is to significantly increase the reliability of operation, reduce energy costs for wastewater treatment, simplify the design of the treatment plant and increase the efficiency of wastewater treatment through the intensification of methods for treating wastewater, using a single tank compact tank with interconnected adjacent chambers and gravity bottom movement of wastewater between them, improving the quality of treatment in different x operating conditions, reducing the cost of construction of a sewage treatment plant, reducing energy costs for wastewater treatment, while the environmental result is achieved by improving the quality of treatment and reducing sanitary protection zones.

Claims

1. The method of individual wastewater treatment, including the supply and treatment of wastewater in the aerobic zone of the receiving aeration tank with an aeration system and activated sludge, the aeration zone is located above the activation tank and is separated from it by an intermediate bottom with at least one hole, with further biological wastewater treatment is carried out in the anoxide zone (with oxygen deficiency in living aerobic biomass) of the activation tank and additional treatment is carried out in a sump with separation of activated sludge and removal m of purified water, while creating a large circle of wastewater circulation from the sump through the activation tank to the intake aeration tank and back to the sump by suction in a horizontal circulation pipe connected by airlift of the vertical outlet bend of the U-shaped pipe with a vertical tubular circulation channel of the sump, supplying the maximum portion of wastewater and raising the level change the direction of rotation in a large circle to the opposite with decreasing intensity, redistributing air-lift performance of the vertical outlet bend of the U-shaped pipe for collecting biofilms from the surface of the wastewater in a small circle inside the sump, through the cone-shaped loading neck of the U-shaped pipe into the vertical circulation channel and back to the upper zone of the sump, and in the activation anoxide zone located under the aerobic zone of the reservoir, denitrification of nitrates and nitrites formed at the top to molecular nitrogen is carried out, self-oxidation of activated sludge and decomposition of difficultly oxidized compounds is high concentrated aerobic sludge, and activated sludge sediment is mixed by bottom aeration with a large-bubble aerator.

2. The method of individual wastewater treatment according to claim 1, characterized in that the uniformity of the wastewater treatment is determined by the operation of a bubble turbo drain device having small limits on the transmission rate of purified water and consisting of a U-shaped pipe with an air injector in a shortened vertical elbow from the bottom and with a dispenser having a calibrated hole located in the upper zone of this knee, for the release of air bubbles and portioned water inlet between the individual bubbles, removing purified ode through the outlet knee vertical U-shaped pipe to the output from the plant, the output level of the knee a little below the lower level of sewage in the plant.

3. The method of individual wastewater treatment according to claim 1, characterized in that an additional small circle of rotation of the wastewater is created in the intake aeration tank and the pipe of the horizontal circulation pipe is cleaned of large wastewater contaminants.

4. A compact device for individual wastewater treatment, containing located in a common housing with a vapor barrier and communicating with each other aeration tank with an aeration system, located above the activation tank and connected to the activation tank with at least one hole in the intermediate bottom, and through the activation tank by bottom flow, connected to a sump equipped with a purified water removal system, and a compressor located in an insulated casing, the sump being provided a vertical tubular circulation channel with an upper end located under the vapor barrier above the wastewater level, and a lower end located in the lower zone of the sump, and the sump is equipped with a device for collecting and removing biofilm from the surface of the water, made in the form of a U-shaped pipe with a cone-shaped a loading neck and an output vertical airlift with an injector in the lower zone of the output elbow connected with a vertical tubular circulation channel in its middle zone and located below the lower level wastewater aeration tank and the receiving further connected to a sump through a horizontal circulation pipe entering at one end into the out leg airlift U-shaped pipe in its upper region.

5. A compact device for individual wastewater treatment according to claim 4, characterized in that the system for collecting and removing purified water is made in the form of a U-shaped turbo drain pipe connected by a long elbow to the device outlet pipe, while the shortened inlet elbow of the U-shaped pipe the turbo drain is equipped with a water intake dispenser and an air injector located in the lower zone, the dispenser being made in the form of a plug with a hole in the middle, commensurate with the size of the air bubble from the air injector.

6. A compact device for individual wastewater treatment according to claim 5, characterized in that the aeration system of the receiving aeration tank is equipped with a linear aerator located in the lower corner with aeration directed upward along the partition with a sump for additional permanent cleaning of the horizontal circulation pipe nozzle from large contaminants Wastewater.