Установка с вращающейся загрузкой для биологической очистки воды

 

Использование: биохимическая очистка сточных вод методом биофильтрации. Сущность изобретения: установка содержит резервуар 1 с обрабатываемой водой и биоротор, состоящий из центрального канала 2 с отверстиями 3, радиальных стенок 5, имеющих выпуклую форму, образующие секции 6. Биоротор снабжен цилиндрической оболочкой, боковая цилиндрическая поверхность 7 которой выполнена проницаемой . В секциях 6 расположена плавающая нагрузка в виде гранул 9, Стенки 5 образуют оболочки-полости 10, соединенные через центральный канал 2 с другими секциями б. Биоротор снабжен приспособлением для его вращения, выполненным в виде продольных лопаток 13, закрепленных на цилиндрической поверхности 7 оболочки, Часть лопаток 13 выполнена съемными. Они закреплены на биороторе с помощью зажимов 14. Лопатки 13 выполнены разной высоты и расстояние между ними изменяется по периметру цилиндрической оболочки - над одним сектором увеличивается, а над диаметрально расположённым сектором уменьшается. 1 ил. v Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)5 С 02 F 3/08

ГОСУДАРСТВЕН.ОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) @NIL> j. 3I, + g I! j,!,Д

$! ii (с" с" А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В ф к

oo ° 4, Ос ° 4 ° °

° сс4с с

44 44 с1

Ассссс C

° сс Ф

4 Ссс ссф

44 С D 4СФ О О

° DD DА, 444ООФD ODD14$44

Фуфф в484 D 4 °

{2 1) 4870544/26 (22) 20.10.90 (46) 07.04.93. Бюл. М 13 (73) Ассоциация хозяйственного сотрудничества "Восток" и Научно-производственныф кооператив "Биокор-Запад" (72) Я.А.Боровой, Н,С.Курилюк и C.Á.Ïðîценко (56) Патент СССР % 1479003, кл, С 02 F 3/08, 1989 f. (54) УСТАНОВКА С ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ЗА-

ГРУЗКОЙ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИсВОДЫ (57) Использование: биохимическая очистка сточных вод методом биофильтрации. Сущность изобретения: установка содержит резервуар 1 с обрабатываемой водой и биоротор, состоящий из центрального канала 2 с отверстиями 3, радиальных стенок 5, Ы,, 1807017 А1 имеющих выпуклую форму, образующие секции 6. Биоротор снабжен цилиндрической оболочкой, боковая цилиндрическая поверхность 7 которой выполнена проницаемой, В секциях 6 расположена плавающая нагрузка в виде гранул 9, Стенки 5 образуют оболочки-полости 10, соединенные через центральный канал 2 с другими секциями 6.

Биоротор снабжен приспособлением для его вращения, выполненным в виде продольных лопаток 13, закрепленных на цилиндрической поверхности 7 оболочки, Часть лопаток 13 выполнена съемными. Они закреплены на биороторе с помощью зажимов 14. Лопатки 13 выполнены разной высоты и расстояние между ними изменяется по периметру цилиндрической оболочки — над одним сектором увеличивается, а над диаметрально расположенным сектором уменьшается. 1 ил.

1807017

Изобретение относится к биохимической очистке сточных вод методом фильтрации.

Цель изобретения — повышение эффективности работы путем создания оптимальной регулируемой пульсации переменной угловой скорости вращения биоротора в течение одного оборота и снижения затрат на очистку воды.

На чертеже изображена установка с вращающейся загрузкой для биологической очистки воды, поперечный разрез, Установка содер>кит емкость 1 r. обрабатываемой водой и биоротор, состоящий из центрального канала 2 с отверстиями 3 и непроницаемых торцов 4, радиальных стенок 5, поверхность погружения которой выполнена выпуклой. Радиальные стенки 5 образуют секции 6. Биоротор снабжен обо лочкой, например, цилиндрической, в кото. рой цилиндрическая поверхность 7 выполнена проницаемой, например, с отверстиями 8, возможен вариант ее выполнения в виде мелкоячеистой сетки и т.д. 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 через отверстия 3 и канал 4 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, Bblllofl-ненным в виде продольных лопаток l3, закрепленных на цилиндрической поверхности 7 оболочки, Лопатки 13 выполнены съемными. Они закреплены на биороторе с помощью зажимов 14. Лопатки 13 выполнены разной высоты и расстояния между ними изменяются по периметру цилиндрической оболочки. Кроме того, расстояние между лопатками над одним сектором увеличивается, а над диаметрально расположенным сектором уменьшается. Емкость

1 снабжена лотком 15 и патрубком 16 для отвода очищенной воды, Перед лотком 15 установлена водоотбойная пластина 17, Установка работает следующим образом.

Очищаемая вода поступает на цилиндрическую поверхность 7 оболочки биоротора, погруженного в очищаемую воду, на половину его диаметра, по патрубку 12 и соплам, Вода задер>кивается на этой поверхности с помощью лопаток 13 и через отверстия 8 поступает на гранулы 9 в секциях биоротора, Вследствие того, что вода подается на него сверху возникает момент вращения ротора, который вращается с переменной угловой скоростью с частотой вращения — пределах, например, 0,4 — 1,0 мин в течение одного оборота биоротора.

При этом происходит попеременное насы"0 щение биологической пленки, образовав- . шейся 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 жид- кости или в газообразной фазе (атмосферном воздухе). Учитывая то, что время насыщения биопленки кислородом воздуха на периферии ротора больше, чем по мере приближения к его центральному каналу 2, предложена выпуклая форма радиальных стенок 5, выпуклость которых обращена 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

30 ее поверхности смещаются вверх, к центральному каналу 2 ротора и попадают в объем воздуха захваченной частью этой стенки, что способствует увеличению продолжительности времени контакта биологической

35 пленки на гранулах 9, расположенных в этой части ротора. В процессе движения стенки воздух вытесняется водой через отверстия

3 в" полость центрального канала 2, торцы которого непроницаемы, Из полости канала

40 2 воздух через отверстие 3 выходит в секции

6 ротора, расположенные на уровне воды в емкости, так как в канале он находится с избыточным давлением, Воздух движется между гранулами 9 в этих секциях увеличи45 вая массообмен между ним и биопленкой. при этом интенсивность процесса окисления уменьшается по ходудвижения воздуха, так как размеры секции 6 в этом направлении увеличиваются, а поступающий обьем

50 воздуха не изменяется, соответственно, уменьшается массообмен воздуха вокруг биопленки на гранулах 9. Это способствует увеличению и выравниванию интенсивности контакта биопленки с воздухом по всему

55 .объему загрузки и увеличивает окислительную мощность биофильтра, При выходе стенки 5 из воды в полости.10, которую она. образует с непроницаемыми торцами оболочки 4, образуется вакуум, который способствует засасыванию воздуха из атмосферы

1807017

45

50 через гранулы 9, заполняющие секции. расг оложенные над уровнем воды в емкости 1 и с которыми эта полость 10 соединена через центральный канал 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 секции 6 уменьшаются в этом направлении, срответственно, увеличивается и обьем и скорость движения воздуха.

Все это способствует увеличению и выравниванию интенсивности биопленки с воздухом по всему объему загрузки в роторе увеличивает окислительную мощность биофильтра, При подъеме стенки 5 над поверхностью воды остаточная вода из секции 6, расположенной .над стенкой, вытекает из 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 к центральному каналу, что увеличивает время контакта между воздухом и гранулами с биопленкой, размещен, йых в погружающихся в воду секциях.

Соединение полостей, образованных выпуклой поверхностью радиальных стенок и непроницаемыми торцами оболочки биоротора с другими его секциями, с помощью перфорированного канала с непроницаемыми торцами позволяетзасасывать воздух из атмосферы только через загрузку и выдавливать воздух из нижних секций через эту загрузку в атмосферу, причем оба эти процесса смещены по фазе из-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 16 отводится по назначению.

При вращении биоротора гранулы 9 пе ремешиваются и истирают одна другую.

При этом происходит самоочищение и биомасса не может черезмерно расти по толщине, иначе система забилась бы. Обновление пленки биомассы интенсифицирует процесс изьятия загрязнений.

Таким образом, предлагаемый биофильтр с вращающейся загрузкой обеспечи-, вает повышение эффективности работы путем увеличения и выравнивания интенсивности контакта биопленки с воздухом Ilo всему объему загрузки в роторе, увеличения окислительной мощности биофильтра, повышения оптимальной скорости вращения ротора, что увеличивает его производительность и снижает капитальные и эксплуатационные затраты при биологической очистке сточных вод.

Создание угловой переменной скорости обеспечивается за счет выполнения продольных лопаток разной высоты и изменения расстояния между ними по периметру оболочки, что при подаче очищаемой воды на соответствующие участки поверхности биоротора с разным количеством и высотой лопаток 13 создает разный по величине момент вращения и разную величину сопротивления очищаемой воды вращающемуся биоротору, так как в ней количество лопаток и их длина в процессе вращения биоротора изменяются. Кроме того, увеличение расстояния между лопатками 13, закрепленными над одним сектором, и уменьшение его над диаметрально расположенным сектором позволяет интенсифицировать пульсацию угловой переменной скорости вращения биоротора, так как при увеличении момента вращения под действием динамики подаваемой воды на биоротор, сопротивление его вращению уменьшается из-за уменьшения количества лопаток в воде, заполняющей резервуар, а при уменьшении момента вращения при подаче воды на участок биоротора с увеличивающимся расстоянием между лопатками, увеличивается сопротивление жидкости этому вращению, ибо количество в ней лопаток увеличивается. Для обеспечения регулируемой пульсации угловой скорости вращения биоротора лопатки 13 выполнены съемными. с возможностью регулировать их высоту, при этом они полностью вынимаются с зажимов 14 или перемещаются по высоте между ними, что позволяет в процессе пуско-наладочных работ и в процессе эксплуатации при изменении состава загрязнений, их количества или других параметров,влияющих на биохимические процессы очистки сточной воды, изменять количество лопаток или их высоту на соответствующих участках биоротора. регулируя таким образом вели1807017

Составитель Я,Боровой

Редактор Т,Никольская Техред М.Моргентал

Ю

Корректор Н; Кешеля

Заказ 1357 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, t01 чины момента его вращения или сопротивления в заданных пределах, Создание регулируемой пульсации переменной угловой скорости вращения биоротора в течение одного оборота интенсифицирует метаболическую активность биоциноза закрепленного на гранулах 9 загрузки в результате воздействия внешней дополнительной силы, стимулирующей функционирование клеток. Поле внешних сил возникает в результате вращения биоротора с переменной угловой скоростью, причем это воздействие переменно на протяжении полного оборота по величине, частоте и амплитуде. Это позволяет за счет повышения метаболических процессов интенсйфицировать процесс изъятия загрязнений иэ очищаемой воды при снижении себестоимости ее обработки.

Таким образом, в предложенной установке повышается эффективность работы путем создания оптимальной регулируемой пульсации переменной угловой скорости вращения биоротора в течение одного оборота и снижения затрат на очистку воды за счет использования новой совокупности конструктивных элементов, нового их взаимного расположения, новой взаимосвязи между ними и новых соотношений размеров.

Формула изобретения

5 Установка с вращающейся загрузкой для биологической очистки воды, содержащая емкость с очищаемой водой, частично погруженный в нее биоротор с водопроницаемой цилиндрической оболочкой, разде10 ленный радиальными стенками на секторы, заполненные плавающей загрузкой и сооб-. щенные между собой, приспособление для вращения биоротора с трубопроводом подачи очищаемой воды, отл ича юща я ся .

15 тем, что, с целью повышения эффективности, в работе путем создания оптимальной регулируемой пульсации угловой скорости вращения биоротора и снижения затрат на очистку воды, радиальные стенки выполне20 ны выпуклыми; а приспособление для вращения биоротора - в виде съемных лопаток, установленных на наружной поверхности оболочки с возможностью регулирования их высоты, при этом расстояние между лопат25 ками над одним сектором увеличивается, а над диаметрально расположенным сектором-уменьшается.