Результат интеллектуальной деятельности: ПЛАВАЮЩИЙ КОМПЛЕКС ОЧИСТКИ ВОДЫ

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод и может быть использовано для очистки промышленных и бытовых сточных вод от широкого спектра растворенных и взвешенных органических соединений. Комплекс может устанавливаться в водоемах с большим диапазоном колебания уровня сточных вод.

Известна установка микробиологической очистки сточных вод, включающая систему подогрева, последовательно расположенные в корпусе по ходу движения сточной воды секцию анаэробной обработки воды, секцию аэробной обработки воды с системой аэрации и секцию доочистки воды, которые выполнены в виде ряда гидравлически сообщающихся смежных камер, разделенных вертикальными перегородками. Секции анаэробной и аэробной обработки воды снабжены носителями для иммобилизации микроорганизмов. В корпусе перед секцией анаэробной обработки воды расположена секция отстаивания, разделенная перегородкой с образованием нижнего перелива на гидравлически сообщающиеся камеры первичного и тонкослойного отстаивания, секция доочистки включает вторую камеру тонкослойного отстаивания, камеры тонкослойного отстаивания снабжены насадками в виде рядов параллельных наклонных пластин (Патент на изобретение RU №2238247).

Известная установка предназначена для стационарного использования, поэтому возможности ее перемещения ограничены большим объемом монтажных и демонтажных работ. Другой недостаток связан с ограничением пропуска очищаемой воды в моменты пиковых нагрузок. Кроме этого, материалоемкость и прочность корпуса обусловлена величиной гидростатического давления жидкости внутри корпуса, зависящего от высоты корпуса.

Известен плавающий водозабор-осветлитель воды, принятый в качестве прототипа, включающий емкость, соединенную с понтоном, модули тонкослойного отстаивания и обработки воды, размещенные в емкости, всасывающий трубопровод, насос и напорный трубопровод (Патент на изобретение RU №2310726).

Известное устройство осуществляет только предварительное осветление воды, при этом полученные в результате очистки загрязнения вновь сбрасываются в очищаемый водоем.

Задачей изобретения является комплексная очистка промышленных и бытовых сточных вод от широкого спектра растворенных и взвешенных органических соединений в водоемах с большим диапазоном колебания уровня сточных вод. Технический результат достигается за счет выполнения емкости в виде отдельных блоков, каждый из которых может выполнять различные операции по очистке сточных вод.

Для достижения технического результата в плавающем комплексе очистки воды, включающем емкость, соединенную с понтоном, размещенные в емкости модули тонкослойного отстаивания и обработки воды, всасывающий трубопровод, насос и напорный трубопровод, согласно изобретению емкость выполнена в виде отдельных блоков, соединенных и сообщающихся между собой с образованием верхнего перелива, при этом каждый блок выполнен с образованием, по крайней мере, одного нижнего перелива, в блоках размещены модули для аэробной и или анаэробной обработки, при этом модули с аэробной и или анаэробной обработкой снабжены носителями для иммобилизации микроорганизмов, комплекс снабжен, по крайней мере, одной системой подогрева и крышками.

Понтон выполнен разборным, а связи между блоками и понтоном снабжены фиксирующими устройствами. Комплекс снабжен, по крайней мере, вторым модулем тонкослойного отстаивания, при этом один модуль тонкослойного отстаивания размещен в начале комплекса, а другой в его конце. Система подогрева может быть установлена в первом блоке комплекса. Модуль и, или модули тонкослойного отстаивания выполнены в виде рядов параллельных наклонных пластин. Один из блоков или часть блоков или все блоки выполнены из полимерного материала.

На фиг.1 изображен схематический продольный разрез плавающего комплекса очистки воды; на фиг.2 - поперечный разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид сверху Б на фиг.1; на фиг.4 - выносное сечение В на фиг.3.

Плавающий комплекс очистки воды включает емкость, выполненную в виде отдельных блоков 1, 2, 3 и 4. Количество блоков определяется заданной производительностью, а также зависит от спектра растворенных и взвешенных органических соединений в водоеме и принятой технологии их очистки. Понтон выполнен разборным и состоит из двух поперечных частей 5 и двух продольных частей 6. Такая конструкция обеспечивает надежное соединение частей 5 и 6 понтона с блоками 1, 2, 3 и 4. Соединение частей 5 и 6 понтона может быть выполнено, например, с помощью болтовых соединений 7. Надежность связи между блоками 1, 2, 3 и 4 и частями 5 и 6 понтона может быть повышена фиксирующими устройствами, например, местными утолщениями 8 на блоках. На крайних блоках 1 и 4 по три таких местных утолщений 8, а па промежуточных блоках 2 и 3 по два местных утолщений 8. На фиг.1 и фиг.2 в качестве примера показаны местные утолщения 8, выполненные в верхних частях блоков 1, 2, 3 и 4 с опорой на верхние плоскости частей 5 и 6 понтона. Однако, местные утолщения 8 могут располагаться одновременно на верхних и нижних плоскостях частей 5 и 6 понтона, а также в углублениях внутренних плоскостей частей 5 и 6 понтона (эти варианты на чертежах не показаны). В блоках 1 и 3 расположены модули тонкослойного отстаивания 9, выполненные в виде рядов параллельных наклонных пластин. В блоке 2 расположен модуль анаэробной обработки, снабженный носителями 10 для иммобилизации микроорганизмов. В блоке 3 расположен модуль аэробной обработки, снабженный носителями 11 для иммобилизации микроорганизмов и системой аэрации 12. Комплекс снабжен, по крайней мере, одной системой подогрева 13, расположенной в блоке 1. Для обеспечения работы комплекса при низких температурах системы подогрева 13 могут быть размещены и в других блоках. В верхних частях блоков 1, 2, 3 и 4 выполнены окна 14, обеспечивающие верхний перелив очищаемой воды между блоками. В блоках 1, 2, 3 и 4 закреплены перегородки 15, обеспечивающие нижний перелив очищаемой воды внутри каждого блока. Вода из водоема 16 подается на очистку в комплекс всасывающим трубопроводом 17 и насосом 18. Очищенную воду из комплекса с помощью насоса 19 и напорного трубопровода 20 могут подавать в водоемы с очищенной водой или системы технического водоснабжения. Для удаления твердых отложений, оседающих на дне блоков 1, 2, 3 и 4 предусмотрен всасывающий трубопровод 21 и насос 22. Один из блоков или часть блоков или все блоки 1, 2, 3 и 4 могут быть выполнены из полимерного материала, в том числе эластичного. Такой выбор материалов блоков возможен благодаря равенству гидростатического давления внутри и снаружи стенок блока, а надежность соединения блоков с понтоном обеспечивается жесткостью крышек 23. Кроме этого крышки 23 служат для крепления перегородок 15 и обеспечивают стабильность температурного режима внутри комплекса. Блок 4 может быть резервным, например, для размещения в нем фильтров 24.

Комплекс работает следующим образом

Сточная вода поступает через всасывающий трубопровод 17 и насос 18 в блок 1, где происходит снижение и выравнивание скорости потока, изменение направления его движения и первичное отделение наиболее крупных и тяжелых взвешенных веществ. Сточная вода, нагретая в блоке 1 с помощью системы подогрева 13 до необходимой температуры, обеспечивающей оптимальные условия для жизнедеятельности микроорганизмов, через нижний перелив поступает в модуль тонкослойного отстаивания 9 для глубокого осветления воды. Скорость проходящего в модуле тонкослойного отстаивания 9 восходящего потока сточной воды резко падает, в результате чего происходит "расслоение" потока и интенсивное осаждение взвешенных веществ на верхней поверхности пластин, при этом благодаря наклонному положению пластин осадок стекает в днище блока 1. Одновременно в модуле тонкослойного отстаивания 9, где обеспечены оптимальные температурные и другие условия для содержащихся в сточных водах анаэробных микроорганизмов (дрожжей, микроскопических грибов, сульфатредуцирующих и гнилостных бактерий), начинается процесс сбраживания растворенной органики и ее частичная деструкция до более простых соединений (аминокислот, фосфор- и азотсодержащих соединений). Основные процессы деструкции органических веществ происходят в блоках 2 и 3 анаэробной и аэробной обработки воды с помощью свободноплавающих и иммобилизованных на носителях 10 и 11 форм микроорганизмов-деструкторов конкретных видов загрязнений. Осветленная вода с частично разложившейся органикой из модуля тонкослойного отстаивания 9 поступает через верхний перелив 14 в блок 2 анаэробной обработки воды с иммобилизованными на носителях 10 анаэробными микроорганизмами-деструкторами конкретных загрязняющих веществ, содержащихся в очищаемых стоках, где происходит более полное разложение растворенной органики до более простых веществ. После последовательного прохождения сточной воды через блок 2 анаэробной обработки осветленная сточная вода с разложившейся органикой поступает в блок 3 аэробной обработки, где происходит окончательное разложение органических веществ (окислительно-восстановительный процесс), в частности, денитрифицирующие микроорганизмы свободноплавающих и иммобилизованных на носителях 11 форм разлагают азотистые соединения до нитратов и нитритов. При этом из-за отсутствия взвешенных веществ создаются благоприятные условия для биоценоза активного ила (отсутствия заиливания, застойных зон). В блоке 3 аэробной обработки через систему аэрации 12 поступает воздух для обеспечения жизнедеятельности аэробных микроорганизмов и удаления газообразных продуктов распада. После модуля аэробной обработки очищенная вода поступает во второй модуль тонкослойного отстаивания 9, где происходит осаждение иловых частиц в днище блока 3. Завершение процесса очистки происходит в блоке 4 фильтрации. Очищенную воду отводят с помощью насоса 19 и напорного трубопровода 20.