Биофильтр с вращающейся загрузкой
Использование: биохимическая очистка сточных вод методом биофильтрации. Сущность изобретения: биофильтр содержит емкость с обрабатываемой водой и биоротор , состоящий из центрального канала с отверстиями, радиальных стенок, имеющих выпуклую форму, например, поверхность цилиндрического сегмента. Радиальные стенки образуют секции. Биоротор снабжен цилиндрической оболочкой, боковая цилиндрическая поверхность которой выполнена проницаемой. В секциях расположена плавающая загрузка в виде гранул. Стенки образуют с непроницаемыми поверхностью оболочки-полости, соединенные через центральный канал с водонепроницаемыми торцами и с другими секциями. Биоротор снабжен приспособлением для его вращения . 1 з.п.ф-лы, 1 ил. (Л С
союз советских социдлистических
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЬЯ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ О (/) С: 1 (21) 4855438/26 (22) 26.07.90 (46) 30.11.92. Бюл, М 44 (71) Ассоциация хозяйственного сотрудничества "Восток" и Научно-производственный кооператив "Биокор-Запад" (72) Я.А.Боровой, Н.С.Курилюк, С,Б.Процен-, ко, В.Г.Касацкий и В.Е.Дзигель (56) Патент СССР М 1479003, кл. С 02 F 3/08, 1986. (54) БИОФИЛЬТР С ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ЗАГРУЗКОЙ (57) Использование: биохимическая очистка сточных вод методом биофильтрации. Сущность изобретения: биофильтр содержит Изобретение относится к биохимической очистке сточных вод методом биофильтрации. Известно устройство для очистки сточных вод включающее резервуар с очищаемой водой, частично погруженный в нее биоротор с секторными модулями, заполненными загрузкой выполненной из гранулированного материала с плотностью, меньшей плотности воды, например, из пробки, пластика, центральным каналом, периферийным зубчатым колесом, выполненным из перфорированного материала, центральный канал снабжен сливным желобом, прикрепленными к его внутренней поверхности по винтовой линии, и соплами для подачи воды для вращения биоротора; Однако в данном устройстве низкая эффективность работы, так как в нем недостаточная и неравномерная интенсивность контакта биопленки с воздухом по всему объему загрузки в биороторе. На его пери„,533(, 1778083 А1 емкость с обрабатываемой водой и биоротор, состоящий из центрального канала с отверстиями, радиальных стенок, имеющих выпуклую форму, например, поверхность цилиндрического сегмента. Радиал ьные стенки образуют секции. Биоротор снабжен цилиндрической оболочкой, боковая цилиндрическая поверхность которой выполнена проницаемой. В секциях расположена плавающая загрузка в виде гранул. Стенки образуют с непроницаемыми поверхностью оболочки-полости, соединенные через центральный канал с водонепроницаемыми торцами и с другими секциями. Биоротор снабжен приспособлением для его вращения. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. ферии этот контакт максимальный, а в цен, тральной части биоротора — минимальный, что снижает окислительную мощность биофильтра. При его вращения не обеспечива- 4 ется повышение оптимальной скорости вращения загрузки, обеспечивающей доста- QQ точное время контакта биапленки с возду- С) хом по всему объему загрузки, чта приводит 0р к снижению циклов контакта загрузки с водой и воздухом и, соответственно, к снижению производительности работы устройства. В загрузке, расположенной под а водой, низкая азрация воздухом, так как не предусматривается принудительная подача его в объем загрузки после отвода с нее очищаемой воды. Цель изобретения — повышение эффективности рабаты путем увеличения интенсивности контакта биапленки с воздухом по всему объему загрузки в роторе и увеличения окислительной мощности биафильтра, 1778083 Поставленная цель достигается тем, что в известном биофильтре с вращающейся загрузкой, содержащем резервуар с очищаемой водой, частично погруженный в нее биоротор с проницаемой оболочкой и секторами, заполненными загрузкой, выполненной в виде плавающих гранул, центральным каналом с проницаемыми стенками и приспособлением для вращения биоротора, в секторах биоротора поверхность погружения радиальных стенок в очищаемую воду выполнена выпуклой, при этом они образуют с непроницаемыми поверхностью оболочки-полости, связанные через центральный канал с непроницаемыми торцами с другими секторами биоротора. Кроме того, выпуклая поверхность радиальных стенок выполнена в виде поверхности цилиндрического сегмента. На чертеже изображен биофильтр, поперечный разрез. Биофильтр содержит емкость 1 с обрабатываемой водой и биоротор, состоящий из центрального канала 2 с отверстиями 3 и непроницаемых торцов 4, радиальных стенок 5, поверхность погружения которых выполнена выпуклой, например, в виде поверхности цилиндрического сегмента. Радиальные стенки 5 образуют секции 6. Биоротор снабжен цилиндрической оболочкой, в которой только цилиндрическая поверхность 7 выполнена проницаемой, например, с отверстиями 8. Возможен вариант выполнения этой поверхности иэ сетки. В секциях 6 расположена плавающая загрузка в виде гранул 9 /пробка, пластик и т.д./ Стенки 5 образуют с непроницаемой поверхностью /торцами/ оболочки-полости 10, соединенные при помощи отверстий 3 с другими секциями 6. Биоротор погружен в воду на половину его диаметра и плавает в емкости 1, поддерживаемый плавающими гранулами 9, которые выполняют функцию гидравлического подшипника и поддерживают всю конструкцию биоротора на плаву. Над биоротором расположен патрубок 11 с соплами 12 для подачи очищаемой воды. Биоротор снабжен приспособлением для его вращения, выполненном в виде продольных лопаток 13, закрепленных на цилиндрической поверхности 7 оболочки. Возможен вариант вращения биоротора при помощи электропривода, при этом центральный канал 2 /вал/ выводится эа пределы емкости 1 соединяется с приводом /на чертежах не показано/. Биофильтр работает следующим образом, Очищаемая вода поступает нэ боковую цилиндрическую поверхность 7 оболочки 35 45 избыточным давлением, Воздух движется между гранулами 9 в этих секциях увеличивая массообмен между ним и биопленкой, при этом интенсивность процесса окисления уменьшается по ходу движения воздуха, 55 25 ротора по патрубку 12 и соплам 13. Вода задерживается на этой поверхности при помощи лопаток 13 и через отверстия 8 поступает на загрузку в биороторе. Вследствие того, что вода подается на него сверху возникает момент вращения ротора, который вращается с небольшой скоростью, например. 2-5 об/мин. При этом происходит попеременное насыщение биологической пленки, образовавшейся на поверхности гранул 9 кислородом атмосферного воздуха или питательными веществами из очищаемой воды, в зависимости от расположения той или иной секции 6 ротора в данный момент вращения, в жидкости или в газообразной фазе /атмосферном воздухе/. Учитывая TQ, что время насыщения биопленки кислородом воздуха на периферии ротора больше чем по мере приближения к его центральному каналу 2, необходимо устранить это техническое противоречие. Для этого предложена выпуклая форма радиальных стенок 5, выполненных, например, в виде поверхности цилиндрического сегмента. выпуклость которых обращены в сторону вращения ротора. При опускании стенки 5 с. такой формой происходит захват воздуха частью ее поверхности, расположенной вблизи центрального канала 2 ротора. По мере погружения радиальной стенки 5 в воду гранулы 9 смачиваются водой и по ее поверхности смещаются вверх к центральному каналу 2 ротора и попадают в объем воздуха захваченный частьюэтой стенки, что способствует увеличению продолжительности времени контакта биологической пленки на гранулах9, расположенных в этой части ротора, В процессе движения стенки воздух вытесняется водой отверстия 3 в полость центрального канала 2. торцы которого непроницаемы. Из полости канала 2 воздух через отверстие 3 выходит в секции 6 ротора расположенные на уровне воды в емкости, так как в канале он находится с так как размеры секции 6 в этом направлении увеличиваются, а поступающий объем воздуха не изменяется, соответственно, уменьшается массообмен воздуха вокруг биопленки на гранулах 9. Это способствует увеличению и выравниванию интенсивности контакта биопленки с воздухом по всем объему загрузки и увеличивает окислительную мощность биофильтра. При выходе стенки 5 иэ воды в полости 10, которую она образует с непроницаемыми торцами обо1778083 10 25 50 почки 4, образуется вакуум, который спо-собствует засасыванию воздуха из атмосферы через гранулы 9, заполняющие секции, расположенные над уровнем воды в емкости 1 и с которыми эта полость 10 соединена через центральный какал 2 с непроницаемыми торцами 4. При этом массообмен воздуха над биологической пленкой увеличивается по ходу движения воздуха в направлении центрального канала 2, так как сечения секций 6 уменьшаются в этом каправлении, соответственно, увеличивается и объем и скорость движения воздуха. Все это способствует увеличению и выравниванию интенсивности контакта биопленки с воздухом по всему объему загрузки в роторе, увеличивает окислительную мощность био фильтра. При подьеме стенки 5 над поверхностью воды остаточная вода иэ секции 6, расположенной над стенкой, вытекает иэ пространства между гранулами 9 загрузки, смоченная биомасса остается на поверхности гранул, которые приходят в соприкосновение с воздухом по всей их поверхности. Вода с секции вытекает через водопроницаемую поверхность 7 оболочки ротора, а частично в центральный канал 2, где дополнительно перемешивается с воздухом поступающим туда с секций погружающихся в воду и отводится в погруженные секции. Выполнение радиальных стенок 5 выпуклыми по ходу вращения ротора позволяет частично захватывать воздух при их погружении и создавать под ними вакуум при их выходе из воды, выполнение их в виде поверхности цилиндрического сегмента способствует более плавному перемещению гранул и воздуха к центральному каналу, что увеличивает время контакта между воздухом и гранулами с биопленкой, размещенных в погружающихся в воду секциях. Соединение полостей, образованных выпуклой поверхностью радиальных стенок и непроницаемыми торцами оболочки биоротора с другими его секциями при помощи перфорированного канала с непроницаемыми торцами позволяет засасывать воздух из атмосферы только через загрузку и выдавливать воздух из нижних секций через эту загрузку в атмосферу, причем оба эти процесса смещены по фазе иэ-за расположения стенок /см. чертеж/, что увеличивает интенсивность воздухообмена в зазорах между гранулами. При каждом обороте ротора полностью происходит замена воды, которую необходимо обрабатывать. Очищенная вода по патрубку /на чертежах не показан/ отводитс по назначению. При вращении биоротора гранулы 9 ïåремешиваются и истирают друг друга. При этом происходит самоочищение и биомасса не может черезмерно расти по толщине, иначе система забилась бы. Обновление пленки биомассы интенсифицирует процесс изъятия загрязнений. Таким образом, предлагаемый биофильтр с вращающейся загрузкой обеспечивает повышение эффективности работы путем увеличения и выравнивания интенсивности контакта биоппенки с воздухом по всему объему загрузки в роторе, увеличения окислительной мощности биофильтра, повышения оптимальной скорости вращения ротора, что увеличивает его производительность и снижает капитальные и экппуатационные затраты при биологической очистке сточных вод, Формула изобретения 1; Биофипьтр с вращающейся загрузкой, содержащий резервуар с очища иой водой, частично погруженный в нее биоротор с цилиндрической проницаемой оболочкой и загрузкой внутри нее из плава1ощих гранул, разделенной стенками на сектора, а также центральным каналом с отверстиями и приспособлением дпя вращения биаротора, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы биофильтра путем увеличения интенсивности контакта биопленки с воздухом по всему объему загрузки и его окислительной мощности, стенки секторов биоротора выполнены выпуклыми, образующими полости для воздуха, сообщенные с полостями других секторов через отверстия в центральном какапе, 2. Биофильтр flo и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что выпуклые стенки секторов выполнены в форме цилиндрического сегмента. 1778083 ° ° б ° ° eeO444 ° Ф е Ф ° ° ° 4|44 eee ° Е ° ее 4 ° беееее Е ae ° pe 4 ° ° )еа ° ° ) ° Ее|бее ео 44 ФЕО 44 еее 444 ° «е ° ° ° Е Я 4, Лъ„3 лл1 Е а 444 o ° ° oPQ+ef» Ф )Paебe P ° | е»eee ееа ° e ° 4 i ° «Е 44 е-й — еъ ° ф 14 юе еб б)Е Ф ) ° ° ° ° « ° ° а 4Е ° ° 4 ЕЕ 44 ° ° ° P4 Ье 44 ° 4 а) ° е ° 4 ° i." c ) ° ° «е °, ° eeee ° ° 4Yte ° ° е« ° ° 4 ° аааЕ 44 Е ° ) « ° ° «4«4 ee ° ° ее|4| ° ° 4 ° ° ° f Е ° ° ° 44 ° ° ° 4 ааааеа ее| |||ее e ° «gg0ge ° ° 4 ° ve 44 е ае ае аае ° 4( еае еееб| Е,| | ° 4 ° ° 44 ° |ее» ° «4 ) /. 444 ) е) )Фее«а ° e ° OafÐ f4 е 44444 Ое»4ае 5$:-. Ф «е б ° 44 ° )е ° еа ° е ° Ъа «« Составитель Я,боровой Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Ревская Редактор Заказ 4160 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 О Ю У, ° 4 ° ° ° ° ° е Фе б ° Е ° ° ° 4 ее ° ° ° ° ° ° f C ° |аб 444 ° 4 е ° «е 4, ° ° еа е ° 4 4 ° ° 4 ° ° ° ° ° ° ба 4$ е ° 44 ° ° «ef e ° ° 4 ° 4 ° 4 ° ° . ° ° 4 ° 4a ° 444 ° еg е ° ° e 4 ° ° ° е ° 4 4 ° ao Pe ° ° ° ° ° ° 44P Фа ° ° 4 ° 4 ° ФФ Ф ° ° 4 ° Е 444 4 РЕ)Е ° Ф\ Е ° ° ° ЕЕ4 ЕЕ | ° Е е ° ° ° % ФЪ 44 ° е e ea Ф е ° )е ° .4 ° 4 ° ° 4 ° ° 4) )е ° . ° ° ° e ° ° ° ° ° 44 e| ° 4 ° ь 4 °, 4l. ЬOo4 ° е ЛЕЕ Ф ее Я ФФЛ ) ° 4|
