Способ безотходной биологической очистки сточных вод с переработкой выделенных осадков

Способ безотходной биологической очистки сточных вод с переработкой выделенных осадков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к способам биологической очистки бытовых и производственных сточных вод и может быть использовано в коммунальном хозяйстве городов, промышленных комплексов.

Известно использование трехиловой биологической очистки вод. Патент на изобретение №2264353, опубликовано 20.11.2005 г., Бюл. №32. Патентообладатель Куликов Н.И. Сообщества прикрепленных на волокнистой ершовой насадке микроорганизмов и свободноплавающий активный ил обеспечивают интенсивное ведение процессов очистки специализированными по стадиям очистки сообществами микроорганизмов.

В известном устройстве не уделялось внимания сокращению вредных выбросов в окружающую природную среду, особенно переработке осадков.

Наиболее близко по наибольшему количеству сходных существенных признаков, достигаемому эффекту очистки сточных вод, по модульности блочности отдельных узлов, комплектности оборудования, компактности очистной станции, созданию благоприятных условий для обслуживающего персонала в гигиене и охране труда подведен способ обработки сточных вод с получением очищенной воды и обеззараженных отходов (Пат. 2475458 С2 Российская Федерация. МПК C02F 9/14. Опубл. 20.02.2013. Бюл. №5. Авторы: Куликов Н.И. и др. Патентообладатель: ЗАО «Компания «ЭКОС»).

В известной очистной станции достигнут нулевой баланс отходов в окружающую природную среду, что позволило размещать очистную станцию непосредственно в жилой застройке и сократило площадь земли под очистную станцию. В то же время в переработке осадков в плане сокращения энергетических затрат на ведение процесса очистки сточных вод и переработку осадков в органоминеральное удобрение имеется большой резерв и нереализованные возможности.

Задачи изобретения - достижение нулевого баланса отходов от очистной станции канализации в окружающую природную среду при снижении количества задействуемого на очистной станции воздуха на процесс очистки сточных вод, энергетических затрат на переработку и подготовку к утилизации осадков сточных вод.

Поставленные задачи решаются тем, что способ безотходной биологической очистки сточных вод и переработки выделенных осадков, включающий процеживание сточных вод в решетках, механическую очистку в песколовках с прессованием и сушкой отбросов с решеток, выравнивание расходов сточных вод по часам суток за счет усреднителей расходов, отстаивание сточных вод в первичных отстойниках для удаления плавающих примесей и основной массы взвешенных веществ, биологическую очистку сточных вод в ступенчатых биореакторах нитри-денитрификации с рециркуляцией активного ила и биоценозов, прикрепленных на волокнистой ершовой насадке, доочистку сточных вод в биореакторах гидробионтами, включая моллюсков, дозирование реагентов для связывания фосфатов в нерастворимые в воде соединения и задержание их в фильтрах доочистки, выделение во вторичных тонкослойных отстойниках возвратного и избыточного ила, обезвоживание осадков первичных отстойников и уплотненного в илоуплотнителях обработанного флокулянтами избыточного активного ила вместе с регенерационными и промывными водами доочистки, иловой водой фильтрата от обезвоживания осадка первичных отстойников, обеззараживание доочищенной воды облучением ультрафиолетовыми лучами, процесс удаления азота из сточных вод осуществляют с задействованием биоценоза бактерий анаммокс, удерживаемых на волокнистой ершовой насадке, воздух от устройств механической очистки стоков за счет системы вентиляции посредством воздуходувок направляется на биореакторы высокоскоростной биологической очистки, а часть отработанного в нитрификаторах воздуха с помощью устройств электрокаталитического обеззараживания системой вентиляции рассеивается в окружающую воздушную среду, обезвоженные осадки сточных вод после смешивания с песком из песколовок и органическим наполнителем из отходов растительности или пищевых отходов подвергаются биокомпостированию во вращающихся биобарабанах, размещаемых в помещении воздуходувной и снабжаемых теплом горячего воздуха от напорных воздуховодов. После протекания процессов разогрева компостируемых смесей осадков сточных вод с наполнителем из органических веществ до температуры 80°C, обеззараживание смесей и гибели личинок насекомых и яиц гельминтов, снижения влажности биокомпоста до 50% компост вывозится после затаривания в мешки или закрывающиеся контейнеры для использования в качестве органоминерального удобрения в зеленом хозяйстве населенного пункта или для рекультивации нарушенных территорий либо для дальнейшей переработки вермикомпостированием для получения биогумуса и биомассы червей.

Анализ известных технических решений, относящихся к способам очистки сточных вод и переработки выделенных осадков и отходов очистных станций канализации, показал, что технических решений, содержащих ту же совокупность существенных признаков, что и заявляемый способ, не обнаружено. Это позволяет сделать вывод о том, что заявленный способ соответствует критерию «новизна».

Анализ выявленных отличительных от прототипа существенных признаков показал, что такие или сходные с ними признаки в известных технологических решениях с проявлением тех же свойств не обнаружено, что позволяет сделать вывод о том, что заявляемый способ соответствует критерию «существенные отличия».

Заявляемая совокупность существенных признаков позволяет получить новый, более высокий результат, выражающийся глубоким обезвреживанием отходов очистной станции канализации с сокращением энергетических затрат и количества удаляемого и используемого воздуха. Уделяемые осадки сточных вод не имеют запаха, компактны и не оказывают вредного воздействия на людей и природную среду.

Способ поясняется технологической схемой очистки сточных вод и переработки осадков в закрытых блок-модулях (Фиг. 1) с рациональным размещением блок-модулей на площадке очистной станции канализации (Фиг. 2), компоновкой оборудования внутри блок-модулей (Фиг. 3, 4, 5, 6, 7, 8).

Перечень позиций технологической схемы очистки сточных вод и переработки осадков:

I. Блок-модуль узла механической очистки сточных вод и усреднения расходов;

II. Блок-модуль первичных отстойников и денитрификаторов;

III. Блок-модуль нитрификаторов первой ступени нитрификации;

IV. Блок-модуль второй ступени нитрификации, вторичных отстойников доочистки и обеззараживания очищенной воды;

V. Блок-модуль узла сгущения и обезвоживания осадков сточных вод;

VI. Блок-модуль воздуходувной и узла компостирования осадков сточных вод в смеси с наполнителем;

1. Поток исходных сточных вод;

2. Решетки;

3. Отбросы с решеток;

3′. Накопитель отбросов с решеток;

4. Песколовки;

4′. Пескопульпа из песколовок;

5. Резервуары усреднителей расходов сточных вод;

5′. Насосы подачи усредненного расхода сточных вод;

6. Первичные отстойники;

7. Реагенты для интенсификации процесса отстаивания в первичных отстойниках;

8. Насосы откачки осадка первичных отстойников 6 в блок-модуль V на аппараты обезвоживания 28;

8′. Осадок первичных отстойников;

9. Денитрификаторы;

10. Система вентиляции блок-модулей I и II;

11. Грузоподъемное оборудование;

12. Средства автоматизированного контроля за составом сточных вод и воздуха;

13. Ершовая насадка в кассетах;

14. Барботеры регенерации ершовой насадки;

15. Нитрификаторы первой ступени нитрификации;

16. Барботеры аэрации иловой смеси в нитрификаторах;

17. Блок газоразрядной обработки воздуха;

18. Каталитический блок разложения компонентов рассеиваемого в воздушный бассейн отработанного воздуха;

19. Нитрификаторы второй ступени;

20. Вторичные тонкослойные отстойники;

21. Насосы перекачки возвратного 21′ и избыточного 21″ активного ила;

22. Биореакторы доочистки сточных вод;

23. Насосы откачки регенерационных вод доочистки;

24. Фильтры доочистки сточных вод;

25. Контактные резервуары;

26. Илоуплотнители регенерационных вод и избыточного активного ила;

27. Приготовление реагентов для интенсификации илоуплотнения и обезвоживания осадков;

27′. Баки растворения флокулянта;

28. Аппараты обезвоживания осадков сточных вод;

29. Иловая вода от аппаратов обезвоживания осадков;

30. Кек;

31. Устройство УФ облучения очищенных сточных вод;

32. Бункер смешивания обезвоженных осадков сточных вод и наполнителя;

33. Винтовые насосы перекачки обезвоженных осадков сточных вод;

34. Конвейер подачи наполнителя в бункер смешивания;

35. Воздуходувки;

36. Напорные воздуховоды;

37. Компостеры непрерывного биокомпостирования смеси осадков с наполнителем;

38. Бункер накопления готового компоста;

39. Конвейер подачи готового компоста в бункер накопления 38;

40. Трубопроводы подвода вентиляционного воздуха к воздуходувкам 35;

41. Трубопроводы подвода вентиляционного воздуха к блокам 17 и 18;

42. Поток очищенных и обеззараженных сточных вод;

43. Вермикомпостеры;

44. Сита для отделения червей от биогумуса;

45. Наполнитель.

Поток исходных сточных вод (Фиг. 1) поступает на канализационную очистную станцию (КОС) в приемную камеру 1′, из которой распределяется на решетки 2, а затем песколовки 4 и далее в резервуары 5 усреднителей расходов сточных вод. Оборудование и резервуары 2, 3, 4, 5 относятся к узлу механической очистки сточных вод и усреднения расходов. Блок-модуль I (Фиг. 3) оснащен системой 10 принудительной вентиляции помещений, накопителями отбросов 3′ с решеток 2, накопителями пескопульпы 4′ из песколовок 4, грузоподъемным оборудованием 11 для монтажа и демонтажа оборудования, удаления отбросов 3′ и пескопульпы 4′ из блок-модуля I.

Посредством насосов 5′ из усреднителей 5 сточные воды направляются в первичные отстойники 6 тонкослойного отстаивания. Для интенсификации процесса отстаивания в напорные трубопроводы вводится реагент, флокулянт 7 (высокомолекулярное биологически разлагаемое органическое вещество). Из первичных отстойников 6 осветленная сточная вода самотеком поступает в денитрификаторы 9 блок-модуля II (Фиг. 4). Осадок первичных отстойников 6 посредством насосов 8 откачивается в блок-модуль V (Фиг. 7) в узел обезвоживания осадков сточных вод.

Блок-модуль II оснащен системой 10 принудительной вентиляции, средствами автоматизированного контроля 12 за составом и расходом сточных вод, а также грузоподъемным оборудованием 11 для монтажа и демонтажа ершовой насадки 13 в кассетах в денитрификаторах 9. По днищу денитрификаторов 9 под ершовой насадкой 13 размещены барботеры 14 регенерации ершовой насадки, к которым по напорным воздуховодам 36 можно подать воздух от воздуходувок 35 через запорно-регулирующую арматуру периодически по определенному графику.

В денитрификаторы 9 имеется подвод по напорным трубопроводам возвратного активного ила от насосов 21, расположенных в блок-модуле IV (Фиг. 6).

Из блок-модуля II сточная вода самотеком перетекает в блок-модуль III (Фиг. 7) первой ступени нитрификации. Блок-модуль III оснащен системой барботеров 16 аэрации иловой смеси, ершовой насадкой 13 в кассетах, грузоподъемным оборудованием 11 для монтажа и демонтажа кассет с ершовой насадкой 13 и барботеров 16. Система вентиляции 10 имеет два вывода воздуха. Один вывод подает воздух на воздуходувки 35, а другой на блок 17 газоразрядной обработки воздуха, т.к. содержит примеси, которые нельзя рассеивать в воздушный бассейн. Контроль за составом воздуха в различных зонах блок-модуля III осуществляет автоматизированные 12 средства контроля, которыми оборудован блок-модуль III. Из блок-модуля III сточные воды в виде иловой смеси самотеком притекают в блок-модуль IV (Рис. 6), вначале во вторую ступень нитрификации 19, в которой также имеется ершовая насадка 13 в кассетах, и барботеры 16 иловой смеси, снабжаемые постоянным потоком воздуха от воздуходувок 35 по напорным воздуховодам 36. В нитрификаторы 19 второй ступени нитрификации встроены тонкослойные вторичные отстойники 20, снабженные насосами 21 перекачки возвратного активного ила в илоуплотнители 26, размещенные в блок-модуле V (Фиг. 7).

Из вторичных отстойников 20 очищаемая сточная вода самотеком перетекает в биореакторы 22 доочистки с кассетами ершовой насадки 13. При этом барботеры 14 аэрации работают постоянно, а барботеры 16 регенерации включаются через запорно-регулирующую арматуру только по графику, устанавливаемому по показаниям средств 12 автоматизированного контроля за составом сточных вод. В период регенерации одного из отсеков биореакторов 22 доочистки сточных вод регенерационная вода из этого отсека отводится с помощью насосов 23 в илоуплотнители 26 блок-модуля V. Доочищаемая вода после биореакторов 22 смешивается с реагентами, связывающими фосфаты в нерастворимые в воде вещества AlPO₄ или FePO₄, и поступает в фильтры 24 доочистки сточных вод. Доочищенная вода смешивается с обеззараживающим реагентом, например гипохлоритом, и протекает в контактный резервуар 25 или поступает на устройство 31 УФ обеззараживания дочищенных сточных вод, а затем выводится потоком 42 на использование на технические нужды или полив зеленых насаждений. Промывные воды от регенерации загрузки фильтров 24 также отводятся в илоуплотнители 26 блок-модуля V. Поскольку после биологической очистки содержание фосфатов в сточных водах небольшое, то и добавка металлосодержащего реагента не существенно влияет на состав осадка сточных вод, поэтому не повлияет на удобрительные свойства получаемого после компостирования и последующего вермикомпостирования органоминерального удобрения. Осадки, поступающие из первичных отстойников при влажности около 95%, и осадки, сгущенные в илоуплотнителях 26 до влажности 98%, после смешивания с флокулянтом из растворных баков 27 с помощью насосов 8 первичных отстойников или илоуплотнителей 26 подаются в аппараты 28 обезвоживания осадков. После обезвоживания кек 30 подается винтовыми насосами 33 в бункер смешивания обезвоженных осадков сточных вод с наполнителем 45, состоящим из измельченных растительных отходов, например опилками, пищевыми отходами, травой, соломой и т.д. Влажность смеси должна не превышать 80%. Иловая вода от обезвоживания осадков направляется в илоуплотнители 26, а после илоразделения отводится в усреднители 5 расходов сточных вод. Смесь кека 30 с наполнителем 45 из бункера 32 смешивания загружается в компостеры 37 непрерывного биокомпостирования смеси посредством термофильных аэробных микроорганизмов. Процесс биокомпостирования длится не более 5 суток и завершается при достижении температуры в биокомпостерах 80°C. Поскольку биокомпостеры 37 размещены в блок-модуле VI совместно с воздуходувками 35 и снабжаются по напорным воздуховодам 36 горячим воздухом, так как процесс компостирования является аэробным и нуждается в кислороде воздуха, то дополнительной подачей тепла в помещение для биокомпостирования не требуется.

Известно, что осадок первичных отстойников при влажности 70% в летнее время уже на третьи сутки начинает разогреваться. При распаде 1 кг беззольного вещества осадка выделяется в аэробных условиях 4 кДж тепловой энергии. Безусловно, целесообразно инокулирование смеси осадков с наполнителем, специфичным для конкретного состава сточных вод и вида наполнителя биоценозом термофильных микроорганизмов. При температуре 80°C гибнут яйца гельминтов, личинки насекомых, патогенные организмы, происходит снижение влажности смеси до 50%. Готовый компост безвреден и может быть перевезен в закрытых контейнерах из бункеров 38 накопления готового компоста на рекультивацию нарушенных территорий, в парники вермикомпостирования или на площадки докомпостирования в естественных условиях.

Блок-модули I-VI размещаются на площадке очистной станции (Фиг. 2) таким образом, чтобы трубопроводы коммуникаций перетока сточных вод, перекачки иловых вод, подвода воздуха были минимальной длины. Углекислота, выделяющаяся в денитрификаторах, как и газообразные органические вещества в вентиляционном воздухе от решеток, песколовок 4 полезны для ведения процесса биологической очистки сточных вод в нитрификаторах 15 и 19, поэтому вентиляционный воздух от блок-модулей I и II направляется в блок модуль VI на всас воздуходувок 35. На блок 17 и 18 газоразрядной или каталитической обработки отработанный воздух поступает только из блока модуля III, так как именно в этом отработанном воздухе могут содержаться вещества, вредные для рассеивания в воздушном бассейне над территорией КОС. Отбросы с решеток 3 целесообразно вывозить на мусоросортировочную станцию, а песок в виде пескопульпы 4′ перекачивать на смешивание с другими обезвоженными осадками очистной станции в бункера 32, так как в пескопульпе 4′ до половины сухого вещества составляют органические вещества. Да и песок полезен червям при последующем вермикомпостировании. Наличие в технологической схеме очистной станции усреднителей 5 расходов сточных вод позволяет уменьшить потребное количество воздуходувок и объемы отстойников и биореакторов очистки сточных вод, рассчитываемых в соответствии с нормами проектирования на максимальный часовой расход, а он существенно может быть больше усредненного расхода. Размещение в денитрификаторах 9 ершовой насадки 13 в кассетах позволяет накапливать и сохранять биоценоз автотрофных бактерий анаммокс, а это позволяет уменьшить величину рециркуляционного потока возвратного активного ила и потребность в воздухе на нитрификацию аммонийного азота. Величина рециркуляционного потока возвратного активного ила при наличии бактерий биоценоза анаммокс в денитрификаторах 9 варьируется в зависимости от количества ершовой насадки 13 в потоке 1 исходной сточной воды. Выбор ее величины производится при проектировании КОС. Количество ершовой насадки 13 в нитрификаторах обеих ступеней и биореакторах 28 доочистки сточных вод диктуется нормативами качества очищенной воды для конкретного водоема-приемника очищенных вод или требованиями к качеству технической воды при использовании очищенных сточных вод для промышленных нужд. Закономерности работы сообществ микроорганизмов в биореакторах с комплексами, прикрепленных на ершовой насадке и свободноплавающего активного ила, приведены в [3].

При проектировании компостеров для биокомпостирования смеси обезвоженного осадка первичных отстойников, избыточного активного ила и наполнителя 45 необходимо рассчитывать по количеству обоих видов осадков в смеси и вида наполнителя 45, а также условиями, создаваемыми воздуходувками 35 и горячими воздуховодами в блок-модуле VI, а они зависят от состава сточных вод и климатических условий на площадке проектируемой КОС. Размеры одного из компостеров 37 непрерывного действия зависят от количества выделяемых обезвоженных осадков и вносимого наполнителя, а также от размеров блок-модуля VI и продолжительности биокомпостирования в конкретных условиях проектируемой КОС. Вермикомпостеры 43 и сита 44 для разделения червей и биогумуса размещаются в парниках за пределами очистной станции.

В настоящее время тепло, выделяющееся при работе воздуходувок и уносимое с горячим воздухом, не используется ни на одной КОС, поэтому можно ориентироваться при оценке экономии энергетических затрат на переработку осадков в сравнении с прототипом, в котором при переработке осадков используется сушка осадка при температуре 240°C до влажности 10…25%. Что касается экономии энергозатрат на очистку сточных вод и переработку осадков, то она показана на примере 1.

Пример.

Канализационная очистная станция, производительностью 5000 м³/сут, принимает сточные воды от населения с нормой водоотведения 200 л/чел·сут при k_общ=1,7. Максимальный часовой расход равен 5000:24·1,7=354 м³/ч. Усреднитель расходов 5 должен иметь объем не менее 10% Q_сут, т.е. 500 м³ и после усреднителя 5 часовой расход составит 5% Q_сут=250 м³/ч. Состав сточных вод будет характеризоваться значениями показателей: взвешенные вещества - 325 г/м³, БПК_полн - 375 г O₂/м³, азот аммония - 40 г N/м³, фосфор - 1,5 г Р/м³.

Объем усреднителя 5 требует иметь диаметр блок-модуля I, равным 12 м, и высоту слоя воды - 5 м.

Первичные отстойники 6 при нагрузке на полочные тонкослойные отстойники 3 м³/м²·ч должны иметь площадь полочного пространства 250 м³/ч:3=83 м², высоту 2,5 м, объем около 240 м³. На долю денитрификатора 9 из 500 м³ остается 500-240=260 м³, что соответствует получасовому времени пребывания смеси исходного стока и возвратного активного ила.

В первичном отстойнике 6 выпадает в осадок около 50% взвешенных веществ, т.е. за сутки Q_ос=5000·325·0,5=812,5 кг/сут. При влажности 95% объем осадка составит 812,5:50 кг/м³=16,25 м³/сут. Состав стоков после первичных отстойников 6 будет следующим: взвешенные вещества - 162,5 г/м³, БПК_полн - 225 г O₂/м³, азот аммония - 40 г N/м³, фосфор - 1,5 г Р/м³.

Объем I ступени нитрификации 15 должен соответствовать двухчасовому времени пребывания смеси исходного усредненного стока и возвратного активного ила при их соотношении 1:1, т.е. при суммарном расходе 500 м³/ч объем должен быть равен 1000 м³, а при слое воды 5 м диаметр резервуара блок-модуля II нужен 16 м.

Для второй ступени нитрификации 19 (блок-модуль III) при диаметре резервуара 16 м и высоте слоя воды 5 м при времени пребывания смеси - 1 час объем ступени должен быть 500 м³, площадь зеркала воды вторичных отстойников 20-83 м², объем 240 м³. Объем биореакторов 22 доочистки тоже 240 м³, объем фильтров доочистки 24 около 50 м³, общий объем блок-модуля III не более 1000 м³.

Количество избыточного активного ила при приросте Пр=0,8·C₁+0,3БПК_полн=0,8·162+0,3·220=130+66=200 г/м³, а суточный вес 5000 м³/сут·200=1000 кг/сут. При влажности обезвоженного ила 88% его объем составит 8,3 м³/сут, а осадок первичных отстойников - 4 м³.

Объем добавляемых опилок не менее 2,5 м³/сут. В смеси с наполнителем 45 объем будет 15,0 м³/сут. На суммарный объем осадка первичных отстойников 4 м³/сут и смеси ила с опилками 11,25 м³/сут объем осадков влажностью не более 80% составит 15,0 м³/сут. Такой объем потребует принять не менее 5 шт биокомпостеров с нагрузкой на 1 биокомпостер 37 в сутки до 3 м³/сут при объеме одного компостера 15 м³. Время компостирования - 5 суток.

Для нагрева осадка, вносимого в объем одного биокомпостера 37 на 40°C, требуется затрата тепловой энергии 3000 л/сут·40°C·1ккал/л·°C=120000 ккал/сут.

При сушке осадка на 3000 л/сут требуется тепловая энергия для нагрева не менее чем до 100°C, т.е. на 90°C: 3000 л/сут·90°C·1 ккал/л·°C=270000 ккал, что почти втрое больше, чем для биокомпостирования.

Влажность компоста снизится до 50%, распад сухого вещества составит не менее 20%, поэтому суточный объем компоста при весе сухого вещества 2600 кг·0,8=2080 кг и влажности 50% (сухого вещества в компосте 500 кг/м³) составит около 4,0 м³/сут. Из этого объема половину направляем на использование в зеленом хозяйстве города, т.е. 2,0 м³/сут, а 1/2 на вермикомпостирование - 2 м³/сут. Нагрузка на один вермикомпостер 43<0,5 м³/сут·шт. Требуется 27 вермикомпостеров диаметром 2 м и высотой 3 м для двухмесячного вермикомпостирования осадков сточных вод.

Из компоста получается не более 1,6 м³/сут биогумуса влажностью 40% и до 50 кг биомассы червей в сутки.

Работает предлагаемый способ безотходной биологической очистки сточных вод и переработки выделенных осадков следующим образом.

Поток исходной сточной воды 1 поступает в блок-модуль I и вначале процеживается в решетках 2, освобождаясь от крупных механических примесей (отбросов). Отбросы 3 с решеток 2 накапливаются в накопительных баках 3′, а затем вывозятся на мусороперерабатывающий завод. После решеток 2 сточные воды самотеком поступают в песколовки 4, где из них выпадает песок в виде пескопульпы 4′. В ходе эксплуатации пескопульпа 4′ поступает на смешивание с обезвоженным осадком и обезвоживается в биокомпостерах 37. После песколовок 4 сточные воды поступают в усреднитель 5 расходов. Из резервуаров усреднителя 5 расходов поток сточных вод насосами 5′ равномерным потоком подается в блок-модуль II (Фиг. 1) вначале на первичные отстойники 6, а затем в денитрификаторы 9. В первичных отстойниках 6 вследствие добавки реагентов 7 происходит выпадение в осадок половины взвешенных веществ сточной воды. Осадок первичных отстойников 6 посредством насосов 8 вместе с флокулянтом баков 27′ узла 27 приготовления реагентов перекачивается в блок-модуль V (Фиг. 7) в аппараты 28 обезвоживания осадков. Из денитрификаторов 9 сточная вода, обработанная биоценозом бактерий анаммокс, прикрепленных на ершовой насадке 13, и свободноплавающим илом денитрифицирующего биоценоза активного ила в аноксидных условиях самотеком поступает вместе с возвратным активным илом 21′, поступающим в денитрификатор 9 с помощью насосов 21 из вторичных тонкослойных отстойников 20, в нитрификатор 15 первой ступени нитрификации в блок-модулях III (Фиг. 5), где сообществами микроорганизмов свободноплавающего активного ила и прикрепленного к ершовой насадке 13 биоценоза бактерий нитрификаторов обрабатывается в аэробных условиях в течение двух часов. Ершовая насадка 13 периодически регенерируется барботерами 14, расположенными в дополнение к основным барботерам 16 нитрификаторов 15 под кассетами 13. Далее поток иловой смеси самотеком перетекает в блок-модуль IV (Фиг. 6) в нитрификаторы 19 второй ступени нитрификации, совмещенными с тонкослойными отстойниками 20. Осветленная сточная вода после вторичных тонкослойных отстойников контролируется средствами 12 автоматизированного контроля за составом сточных вод как и сточная вода после первичных отстойников 6 и поступает самотеком в биореакторы 22 доочистки сточных вод. Избыточный активный ил потоком 21″ удаляется в илоуплотнители 26, расположенные в блок-модуле V (Фиг. 7), вместе с регенерационными водами биореакторов 22 доочистки сточных вод.

В биореакторах 22 доочистки сточных вод работает прикрепленный на ершовой насадке 13 биоценоз гидробионтов, включающий мелких животных хищников (клещей, червей, моллюсков), поэтому регенерация ершовой насадки 13 производится 1 раз в неделю. В биореакторах 22 используется аэрация через эрлифтные ниши, а барботаж через насадку 13 выполняется только при ее регенерации. На переток из биореакторов 22 доочистки в фильтры 24 доочистки добавляется реагент из узла 27 для связывания фосфора в нерастворимое в воде соединение AlPO₄ или FePO₄. В фильтрах 24 фосфаты задерживаются и на контактные резервуары 25 и в узел 31 УФ обезвоживания очищенная вода 42 поступает уже нормативного качества. Регенерационные воды фильтров 24 доочистки также отводятся в илоуплотнители 26, а затем на аппараты 28 блок-модуля V (Фиг. 7) обезвоживания осадков.

Кек 30 из аппаратов 28 обезвоживания осадков вместе с наполнителем из бункера 32, поступающий по конвейерам 34 после смешивания, направляется в контейнеры 37, а иловая вода 29 отводится в усреднители расходов 5.

Готовый компост из компостеров 37 поступает в бункер 38 посредством конвейера 39, откуда вывозится на утилизацию в зеленое хозяйство города или на вторую ступень компостирования-вермикомпостирования, расположенную за пределами очистной станции канализации. Компост, прошедший вермикомпостирование в вермикомпостерах 43, разделяется в ситах 44 на биогумус и червей и задействуется на сельскохозяйственные нужды.

Блок-модули I-VI контролируются системой 12 на состав воздуха и обеспечиваются системой вытяжной или принудительной вентиляции 10, 40, 41 для подачи на средства газоочистки 17, 18 или подачи в воздуходувки 35 и через систему барботеров 14 и 16 по напорным воздуховодам 36 в аэробные биореакторы нитрификации, доочистки и биокомпостеры 37.

Задачи, поставленные в заявляемом изобретении, выполнены. Энергозатраты снижены не менее чем втрое при нулевом балансе отходов в окружающую природную среду.

Способ биологической очистки сточных вод с переработкой выделенных осадков, включающий процеживание воды для выделения механических примесей, отстаивание для удаления из сточных вод песка, усреднение расходов сточных вод по часам суток и дальнейший отвод сточных вод на отстаивание сточных вод, обработанных флокулянтом в первичные отстойники, для выделения основной массы взвешенных веществ и частично растворенных органических примесей, денитрификацию нитратов возвратного активного ила, в биореакторах аноксидного типа, оснащенных ершовой насадкой для удерживания биоценоза бактерий анаммокс, нитрификацию аммонийного азота в двухступенчатых биореакторах, оснащенных ершовой насадкой, отстаивание иловых смесей в тонкослойных вторичных отстойниках, рециркуляцию возвратного активного ила в денитрификаторы, доочистку сточных вод в биореакторах, снабженных ершовой насадкой, с биоценозом гидробионтов, включающим моллюски, связывание фосфатов реагентами, фильтрацию дочищаемых сточных вод, обеззараживание очищенных вод УФ облучением или добавкой реагентов, обезвоживание выделенных в первичных отстойниках сырых осадков и избыточного активного ила, отводящегося после реагентной обработки на сгущение в илоуплотнители, характеризующийся тем, что для переработки, обезвоживания и обеззараживания обезвоженных осадков и снижения их влажности используют компостеры в виде вращающихся барабанов с продолжительностью компостирования в течение не более 5 суток при достижении температуры в компостерах 80°C и добавку перед компостированием в обезвоженные осадки наполнителя из измельченных отходов растительности или пищевых отходов при размещении компостеров в помещении воздуходувной и задействуют при компостировании горячий воздух напорных воздуховодов в качестве источника кислорода для термофильных аэробных микроорганизмов компостирования.