БИОМИКРОФИЛЬТР Российский патент 1997 года по МПК C02F1/38 B01D21/26 B04B3/00 

Изобретение относится к микробной очистке стоков селекционированными микроорганизмами, адаптированными к данному загрязнению, с отделением микроорганизмов микрофильтрованием и может быть использовано на молочных, сыроделательных, рыбоконсервных заводах, мясокомбинатах и других аналогичных предприятиях с выработкой белково-витаминной добавки (БВД).

Известен биомикрофильтр, содержащий верхний и нижний параллельные диски, закрепленную между дисками основаниями коническую фильтровальную перегородку, внутренняя полость которой сообщена с патрубком подвода субстрата, и распорный элемент, недостатком которого являются потери белковой массы вместе с фильтратом, что снижает эффективность работы устройства.

Снижение потерь белковой массы достигается тем, что между верхним и нижним дисками жестко на приводном валу с зазором относительно фильтровальной перегородки установлены дополнительные верхний и нижний диски с симметрично размещенными в них параллельно приводному валу трубами, выполненными с перфорированными стенками, нижний конец которых заглушен, а верхний конец через дополнительные трубки сообщен с напорной полостью верхнего диска.

Истекающая из перфорированных стенок симметричных труб суспензия субстрата со взвешенными микроорганизмами в поле центробежных сил образует факел распыла, который на внутренней поверхности фильтровальной перегородки формирует равномерный слой суспензии и после отделения воды соответственно равномерный слой микроорганизмов, который препятствует проскоку белковой массы. Одновременно подложный слой перемещается под действием тангенциальной составляющей силы инерции в область подсушки осадка, размещенную между нижним дополнительным и нижним дисками. Фильтровальная перегородка выполнена многослойной, что исключает вероятность проскока биомассы, т.е. проскок внутреннего слоя устраняется последующим.

На фиг. 1 схематически показан продольный разрез биомикрофильтра; на фиг. 2 технологическая схема выработки белково-витаминной добавки (БВД).

Биомикрофильтр содержит верхний 1 и нижний 2 параллельные диски, закрепленную между дисками 1 и 2 своими основаниями коническую фильтровальную перегородку 3, внутренняя полость 4 которой сообщена с патрубком 5 подвода субстрата, и распорный элемент 6. Между верхним 1 и нижним 2 дисками жестко на приводном валу 7 установлены дополнительные верхний 8 и нижний 9 диски с симметрично размещенными в них параллельно приводному валу 7 трубами 10 с перфорированными стенками 11, нижний конец 12 которых заглушен, а верхний конец через дополнительные трубки 13 сообщен с напорной полостью 14 верхнего диска 1. Нижний диск 2 выполнен с разгрузочными окнами 15 и сообщен с корпусом 16, снабженным тангенциальными патрубками 17 и 18. В технологической схеме выработки БВД биомикрофильтр 19 сообщен с биокультиватором 20, выполненным с горизонтальными провальными тарелками 21, образующие секции 22, сообщенные с воздухонагнетателями 23, а на тарелках 21 размещена абразивная зернистая иммобилизационная насадка 24. Верхняя секция 22 биокультиватора 20 сообщена с питателем 25 субстрата. Биомикрофильтр 19 сообщен по биомассе с центробежным дезинтегратором 26, а по избыточной биомассе с теплообменником-стерилизатором 27 и емкостью 28 БВД.

Биомикрофильтр в установке выработки БВД работает следующим образом.

Стоки поступают в питатель 25 для корректировки по биогенным элементам питания с условиями соотношения между углеродом, азотом и фосфором в пределах 100: 5:1. Подготовленный субстрат при температуре 36 38^oC поступает в биокультиватор 20 для наращивания на биогенных элементах питания биомассы. За счет насадки 24 (керамзит, вспученный перлит, модифицированный цеолит и т. д. ) происходит адаптация микрофлоры к изменению состава питания при провале избытка субстрата с вышележащей тарелки на нижележащую. Одновременно наблюдается сукцессия, т.е. использование метаболитов жизнедеятельности вышерасположенной микрофлоры на ниже расположенных тарелках 21. По патрубку 5 из секции 22 биокультиватора 20 субстрат в виде суспензии со взвешенными в ней микроорганизмами поступает в напорную полость 14 верхнего диска 1, вращающегося на приводном валу 7. Из напорной полости 14 по трубкам 13 суспензия перетекает в трубки 10 и распыливается через перфорированную стенку 11 во внутренней полости 4 фильтровальной перегородки 3 с образованием слоя при контакте. Вода фильтруется через слой осадка и фильтровальную перегородку 3 и в факеле распыла из корпуса 16 отводится по тангенциальному патрубку 18. Слой биомассы осадка перемещается под действием тангенциальной составляющей силы инерции и под нижним 9 дополнительным диском осуществляется его подсушка. Биомасса через разгрузочные окна 15 выбрасывается с нижнего диска 2 и в факеле распыла из корпуса 16 отводится по тангенциальному патрубку 17 в центробежный дезинтегратор 26. Под гидродинамическим, кавитационным и тепловым воздействием в дезинтеграторе 26 разрушаются оболочки микроорганизмов с освобождением физиологически активных веществ (нуклеиновые кислоты, ферменты, микроэлементы, витамины), которые являются биостимуляторами очистки стоков в биокультиваторе 20. Избыточная биомасса из микрофильтра 19 поступает в теплообменник-стерилизатор 27, в котором ее нагревают до температуры 90
95^oC и емкостью 28 развозят по предприятиям АПК в качестве добавки в рацион животных и птицы.

Применение БВД из расчета 1 г на 1 кг живого веса животных и птицы сокращает расход обычных кормов на 20 30% Физиологически активные вещества БВД на 30 40% повышают яйценосность, надой молока, привесы мяса, до минимума сокращают падеж молодняка, способствуют генетическому воспроизводству высокопродуктивного родительского стада.

Биомикрофильтр обеспечивает высокую производительность при отделении огромных масс воды при низких концентрациях биомассы, не превышающих 10 40 кг/м³.

По себестоимости БВД в десятки раз ниже себестоимости гидролизных кормовых дрожжей и не требует расхода свойственных последней дефицитных компонентов (минеральные кислоты, соапсток, мазут, электроэнергия и т.д.).

Использование технологической схемы улучшает экологическую обстановку, так как воду после очистки можно использовать в водообороте.

Использование: изобретение относится к микробной очистке стоков селекционированными микроорганизмами, адаптированными к данному загрязнению, с отделением микроорганизмов микрофильтрованием и может быть использовано на молочных, сыроделательных, рыбоконсервных заводах, мясокомбинатах и других аналогичных предприятиях с выработкой белково-витаминной добавки (БВД). Сущность изобретения: биомикрофильтр содержит верхний 1 и нижний 2 параллельных диска, закрепленную между дисками 1 и 2 своими основаниями коническую фильтровальную перегородку 3, внутренняя полость 4 которой сообщена с патрубком 5 подвода субстрата, и распорный элемент 6. Между верхним 1 и нижним 2 дисками жестко на приводном валу 7 установлены дополнительные верхний 8 и нижний 9 диски с симметрично размещенными в них параллельно приводному валу 7 трубами 10 с перфорированными стенками 11, нижний конец 12 которых заглушен, а верхний конец через дополнительные трубки 13 сообщен с напорной полостью 14 верхнего диска 1. 2 ил.

Биомикрофильтр, содержащий верхний и нижний параллельные диски, закрепленную между дисками своими основаниями коническую фильтровальную перегородку, внутренняя полость которой сообщена с патрубком подвода субстрата, и распорный элемент, отличающийся тем, что между верхним и нижним дисками жестко на приводном валу установлены дополнительные верхний и нижний диски с симметрично размещенными в них параллельно приводному валу трубками, выполненными с перфорированными стенками, нижний конец которых заглушен, а верхний конец через дополнительные трубки сообщен с напорной полостью верхнего диска.