Патентная защита технологических и технических решений на основании изобретений России №№ 2139257, 2114070, 2220915, 2390503, заявки 2009103724, 2010113444 и международной заявки по системе PCT/RU № 2010/000026

В мировой практике очистки сточных вод были два основополагающих принципа устройства очистных сооружений – биофильтры со стабильным режимом очистки и минимальными энергозатратами или аэротенки с высоким качеством очистки. Объединение их свойств в Комбинированных сооружениях (КС) и использование водоструйной аэрации по патентам РФ №№ 1020379, 1214608, 1583148, 1761688, 1761690, 1761691, 2085515, 2114070, 2139257, 2220915, 2390503, United States Patent No. US 6,217,759 B1 обеспечивает высокое и стабильное качество очистки, уменьшение энергозатрат в 2 – 3 раза, максимальную автоматизацию работы и возможность размещения компактных экологически чистых сооружений непосредственно в жилых кварталах. Поэтому новый 3-й принцип станет основным в XXI веке.
Вы и Ваша фирма имеете возможность занять вместе с нами монопольное положение на рынке строительства новых и реконструкции существующих очистных сооружений и обеспечить свое будущее при участии в совместном патентовании оптимальных технологических и технических решений международной заявки по системе PCT/RU № 2010/000026 (см. отчет о патентном поиске) и дополнительных изобретениях. Условия участия изложены в Соглашении.

Изобретение относится к очистке хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод с содержанием органических загрязнений по БПК от 50 до 50000 мг/дм³, взвешенных веществ от 50 до 1500 мг/дм³, жиров до 300 мг/дм³ и может быть использовано при очистке сточных вод, например, жилых домов, поселков, городов, мясокомбинатов, рыбозаводов, консервных заводов, животноводческих ферм, дрожжевых, пивоваренных, сахарных заводов, целлюлозно-бумажных комбинатов, предприятий химической и микробиологической промышленности и т. п. Изобретение предназначено также для очистки сточных вод с высоким содержанием гидросульфидов и сероводорода (5–100 мг/дм³), аммонийного азота (50–100 мг/дм³), образующихся в процессе гниения органических загрязнений в коллекторах и приемных резервуарах перекачивающих насосных станций, подвоза сточных вод из септиков и выгребных ям и метанового брожения в анаэробных биореакторах.

1. Установка для глубокой биохимической очистки сточных вод, содержащая устройства механической очистки, камеру смешения сточных вод с илом с циркуляционным насосом и устройство комбинированной биологической очистки, включающее биофильтр с плоскостной загрузкой, систему орошения, сборные поддоны и стокосборники, к которым подсоединены аэрационные колонны с водоструйной аэрацией, заглубленные в аэрационные зоны, и устройства доочистки, отличающаяся тем, что в устройстве комбинированной биологической очистки производительностью от 5 до 15000 м³/сут. система орошения биофильтров включает лотки со сливными патрубками и отражательные диски, причем расстояние от верхних торцов сливных патрубков лотков до дисковых отражателей составляет 0,8–2 м, а расстояние между центрами лотков и расстояние между осями патрубков в лотках составляет 0,6–1,8 м, а также тем, что при диаметре аэрационных колонн от 25 до 100 мм их высота над уровнем жидкости в аэротенках-отстойниках составляет 1,2–3,5 м, а высота заглубления под уровень жидкости составляет 1,5 – 4 м, при этом расстояние между обрезами колонн в верхней части составляет 50–500 мм и расстояние между нижними обрезами аэрационных колонн составляет 0,5–3 м.
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что длина сливных патрубков, установленных в лотках системы орошения, находится в пределах от двух до шести их диаметров, при этом диаметр отражательных дисков составляет 80–200 мм, а на трубопроводах подачи смеси сточных вод и ила в лотки орошения биофильтра установлены задвижки и дополнительно в начале лотков смонтированы шиберы, а перед начальными сливными патрубками установлены струенаправляющие пластинки.
3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что на лотках системы орошения биофильтра установлены гелий-неоновые лазеры для стимуляции роста микрофлоры, процессов нитрификации и денитрификации.
4. Установка по п. 1, отличающееся тем, что элементы загрузки биофильтра выполнены в виде шаров диаметром 35–100 мм с 4–10-ю углублениями, оси которых сходятся в центре шара; шары имеют выступы на поверхности 0,1-1,5 мм, и в состав материала элементов включены соединения металлов.
5. Установка по п. 1, отличающееся тем, что загрузка биофильтра выполнена из гофрированных керамических листов шириной 0,5–1,5 м, высотой 0,5–3 м, толщиной 2–4 мм, с выступами (шероховатостью) на поверхности 0,1–2 мм, с каркасом из параллельных и продольных волнистых полос шириной и толщиной 3–10 мм, причем часть продольных полос выполнена в виде выступающих волнистых перегородок шириной 10–35 мм, и в состав материала листов включены соединения металлов.
6. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что стокосборник поддона биофильтра оборудован струенаправляющим отражателем, верхняя часть аэрационных колонн выполнена в виде патрубков, вкручиваемых в муфты, прикреплённые к днищу стокосборника, а стокосборник снабжён лючком для монтажа патрубков и прочистки труб.
7. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что в сливных патрубках систем орошения биофильтров и в патрубках верхних частей аэрационных колонн выполнены выемки в виде спиралей длиной от 1 до 1,5 оборота и высотой, не превышающей 0,7 диаметра патрубка.
8. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что по внешнему периметру перегородки, отделяющей помещение биофильтра от помещения аэротенка-отстойника, на расстоянии 0,5–1,5 м друг от друга выполнены отверстия или установлены клапаны для перепуска воздуха.
9. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что для диаметров аэрационных колонн от 25 до 100 мм высота нижних обрезов колонн над днищем аэрационной зоны составляет 0,05-0,4 м, а расстояние от низа крайних аэрационных колонн до угла сочленения плоской и конической частей днища аэротенка-отстойника составляет 0,5–1,2 м.
10. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что длина нижнего катета конической части аэротенка-отстойника составляет половину ширины отстойной зоны плюс 0,1 – 1,0 м, высота от низа конической части перегородки, разделяющей аэрационную и отстойную зону до днища 0,5–1,5 м, а ширина треугольных валиков, размещаемых на плоской части днища аэрационной зоны, составляет 0,5–2,0 м и высота 0,5–1,5 м, при этом трубопровод отвода ила установлен по внешнему периметру конической части днища аэротенка-отстойника и имеет отверстия или патрубки, расположенные под углом 0–90^о к горизонтальной оси трубопровода и на расстоянии 0,2–1,0 м друг от друга.
11. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что над валиками установлены блоки с биологической загрузкой, выполняемые из пластмассовых пластин с отверстиями 3–30 мм и щетинками длиной 5–50 мм или керамических пластин, включающих соединения металлов, с прикрепленными стержнями или пластинами разной длины 5–40 мм и шероховатостью на них в виде выступов (0,1–1,5 мм).
12. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она состоит из двух – четырёх устройств комбинированной биологической очистки, соединенных с общей камерой смешения трубопроводами отвода ила из аэротенков-отстойников, а напорный трубопровод циркуляционного насоса камеры смешения соединен с системами орошения биофильтров устройств комбинированной биологической очистки.
13. Установка для глубокой биохимической очистки сточных вод с содержанием органических загрязнений по БПК до 3000 мг/дм³ и жиров до 300 мг/дм³, включающая биокоагуляторы-флотаторы, устройства комбинированной биологической очистки, отличающаяся тем, что напорный трубопровод циркуляционного насоса, установленного в камере смешения второго комбинированного устройства одновременно подключен к системе орошения этого устройства, к камере смешения первого комбинированного устройства и к водоструйному аэратору биокоагулятора-флотатора или к устройству обработки избыточного ила, а также тем, что к приемной камере аэратора прикреплены аэрационные колонны длиной 0,3–1,5 м, углами наклона к вертикальной оси от 0 до 50^о и тангенциально направленными патрубками.
14. Установка для глубокой биохимической очистки сточных вод с содержанием органических загрязнений по БПК до 50000 мг/дм³, сероводорода и гидросульфидов, аммонийного азота до 100 мг/дм³, включающая для концентраций загрязнений по БПК до 3000 мг/дм³ устройства механической очистки и по БПК до 50000 мг/дм³ анаэробные биореакторы, камеры смешения сточных вод и ила с циркуляционными насосами и устройства комбинированной биологической очистки, отличающаяся тем, что трубопровод подачи сточных вод подсоединен к камерам смешения устройств комбинированной биологической очистки, а напорный трубопровод циркуляционного насоса, установленного в камере смешения первого комбинированного устройства, подключен одновременно к системе орошения, а также к камере смешения второго комбинированного устройства и напорный трубопровод циркуляционного насоса, установленного в камере смешения второго комбинированного устройства подключен к системе орошения этого устройства, к камере смешения первого комбинированного устройства и к устройству обработки избыточного ила.
15. Установка по п. 14, отличающаяся тем, что в устройстве анаэробного биореактора распределительные трубы подачи циркулирующей жидкости заглублены на 0,3–2,5 м, установлены под углами наклона от 0 до 70^о к вертикальной оси и снабжены тангенциально направленными патрубками.
16. Установка по п. 14, отличающаяся тем, что к камерам смешения первого и/или второго комбинированных устройств подсоединены трубопроводы подачи пероксида водорода.
17. Установка для глубокой биохимической очистки сточных вод, отличающаяся тем, что она дополнительно включает денитрификатор и, на трубопроводе отвода осветленной жидкости от первого и/или второго комбинированных устройств к денитрификатору установлен смеситель, к которому подсоединены напорные трубопроводы циркуляционных насосов первого и/или второго комбинированных устройств, а также трубопровод подачи раствора коагулянта.
18. Установка для глубокой биохимической очистки сточных вод, отличающаяся тем, что она дополнительно включает биореактор доочистки с искусственной загрузкой, который подсоединен к трубопроводу отвода жидкости от первого или второго комбинированных устройств и/или денитрификатора.
19. Установка по п. 17, отличающаяся тем, что загрузка биореактора выполняется из пластмассовых или керамических листов, к которым прикреплены стержни или пластинки длиной 10–100 мм с отверстиями 3–30 мм, причем расстояния между стержнями или пластинками и диаметры отверстий уменьшаются от низа к верху загрузки, на листах, стержнях или пластинках имеются выступы (0,1–1,5 мм), и в структуру материала загрузки включены соединения металлов.
20. Установка для глубокой биохимической очистки сточных вод, отличающаяся тем, что она дополнительно включает сорбционный фильтр с загрузкой, обладающей свойством хемосорбции ортофосфатов, который подключен к устройству комбинированной биологической очистки и/или денитрификатору и/или биореактору.
21. Установка для глубокой биохимической очистки сточных вод, отличающаяся тем, что она дополнительно включает устройство обработки избыточного ила, к сгустителю которого подсоединены трубопроводы от устройства комбинированной биологической очистки и/или от биокоагулятора и/или анаэробного биореактора; к сгустителю, в свою очередь, подсоединен ленточный фильтр-пресс, в котором устройство отвода обезвоженного кека подключено к гранулятору, куда также подведена линия подачи (органических и/или минеральных добавок); устройство отвода гранул подсоединено к роликовому транспортеру, снабженному электрическими нагревательными элементами, и/или с размещенными последовательно над транспортером СВЧ-излучателями, подсоединенного, в свою очередь, к накопительной емкости.
22. Установка для глубокой биохимической очистки сточных вод, отличающаяся тем, что для её производительности до 10000 м³/сут. она дополнительно включает устройство для обработки использованного воздуха, а воздуховоды от устройств комбинированной биологической очистки, устройства обработки избыточного ила, биореакторов, помещений устройств тонкой механической очистки и песколовок последовательно соединены с фильтром ячейковым карманным, фильтром ячейковым складчатым и УФ-установкой с безозоновыми и озонообразующими лампами.
23. Установка для глубокой биохимической очистки сточных вод, отличающаяся тем, что для её производительности свыше 10000 м³/сут. воздуховоды от устройств комбинированной биологической очистки, устройства обработки избыточного ила, биореакторов, помещений устройств тонкой механической очистки и песколовок подсоединены к всасывающему патрубку вентилятора высокого давления, напорный воздуховод которого, в свою очередь, подключен к камере орошения устройства обработки воздуха, снабженного системой орошения, которая соединена с циркуляционным насосом, всасывающий патрубок которого подсоединен к барботажной части устройства, над которой размещена насадочная часть устройства, заполненная искусственной загрузкой, сборный поддон, в который вмонтированы трубы прямой подачи воздуха и трубы водоструйной эжекции воздуха, при этом к устройству обработки воздуха подсоединены бак с раствором гипохлорита натрия, бак с раствором одоранта и воздуховод, соединенный, в свою очередь, с каплеотделителем, который последовательно подключен к фильтру с активированным углем и установке УФ-обеззараживания.
24. Устройство для обработки использованного воздуха, отличающееся тем, что трубы прямой подачи, установленные над поверхностью жидкости, имеют длину 1,2–2,5 м, заглублены на 0,4–0,7 м в жидкость барботажной части и заполнены в нижней части трубами малого диаметра, трубы водоструйной эжекции воздуха установлены на высоте 0,6–1,8 м над жидкостью и заглублены в жидкость на 1–3 м.