БАШЕННЫЙ БИОФИЛЬТР Российский патент 2001 года по МПК C02F3/04 C02F3/04 C02F101/30 

Изобретение относится к области биологической очистки сточных вод, содержащих в основном органические загрязнения в различном фазово-дисперсном состоянии.

Известен биофильтр (см. Яковлев С.В. и др. Биологические фильтры. - М.: Стройиздат, 1975, с. 136), содержащий корпус с фильтрующей загрузкой, системы подачи и удаления воды и воздуха.

Недостатком данного биофильтра является трудоемкость обслуживания и эксплуатации, вызванная заилением фильтрующей загрузки при поступлении высококонцентрированных сточных вод.

Известен башенный биофильтр (см. а.с. N 986867, МКИ C 02 F 3/04, Бюл. N 1, 1983), содержащий корпус с фильтрующей загрузкой, установленный по оси корпуса подающий трубопровод, выполняющий функцию флотационной колонны, и расположенную над загрузкой разделительную камеру с распределителем, сборным лотком, трубопроводом для отвода пены и реактивным оросителем с прикрепленным к нему пеногоном.

Недостатком данного биофильтра является вероятность появления застойных зон ввиду образования пристенного эффекта, вызывающего неравномерность распределения очищаемых сточных вод в объеме загрузки и приводящего к снижению степени очистки и производительности установки.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является исключение образования застойных зон в объеме фильтрующей загрузки биофильтра и повышение равномерности распределения сточных вод в ней путем использования распределителя в виде труб с установленными на них суживающимися насадками с внутренними криволинейными винтообразными канавками, расположенными под углом 45^o к горизонту, с уменьшающимися по ходу движения воды диаметрами, а по периметру корпуса вдоль его стенки по высоте предусмотрены вертикальные канавки, в которых расположены спиралевидные элементы.

Технический результат достигается тем, что башенный биофильтр, содержащий корпус с фильтрующей загрузкой, установленный по оси корпуса подающий трубопровод, выполняющий функцию флотационной колонны, и расположенную над загрузкой разделительную камеру с распределителем, сборным лотком, трубопроводом для отвода пены и реактивным оросителем с прикрепленным к нему пеногоном, имеет распределитель, выполненный в виде труб с установленными на них суживающимися насадками с внутренними криволинейными винтообразными канавками, расположенными под углом 45^o к горизонту, с уменьшающимися по ходу движения воды диаметрами, а по периметру корпуса вдоль его стенки по высоте предусмотрены вертикальные канавки, в которых расположены спиралевидные элементы.

На фиг. 1 представлен башенный биофильтр, на фиг. 2 - распределитель с суживающимися насадками, на фиг. 3 - развертка внутренней поверхности суживающихся насадок с криволинейными винтообразными канавками, а на фиг. 4 - вертикальные канавки со спиралевидными элементами.

Башенный биофильтр имеет подающий трубопровод 1, выполняющий функцию флотационной колонны, установлен коаксиально телу биофильтра, выведен над его поверхностью и снабжен в верхней части разделительной камерой 2. Стояк 3, оснащенный шарикоподшипником 4, является продолжением подающего трубопровода 1. Распределитель 5 установлен в верхней части подающего трубопровода 1 и состоит из четырех радиально расположенных перфорированных труб. Водосборный лоток 6, предназначенный для отвода очищенной воды от нерастворимых примесей, трубопроводами соединен с четырьмя радиальными перфорированными трубами реактивного оросителя 7, взаимосвязь которого с разделительной камерой 2 осуществляется через систему шарикоподшипников 8. Пеносборное устройство состоит из пеногона 9, жестко соединенного с реактивным оросителем 7, который консольно закреплен на шарикоподшипнике 4 стояка 3, и трубопровода 10 отвода пены, установленного между трубами распределителя 5 и проходящего в теле фильтрующей загрузки 11 биофильтра. Сборный лоток 12 находится в нижней части биофильтра и служит для отвода очищенных сточных вод из биофильтра. Распределитель 5 выполнен в виде труб с установленными на них суживающимися насадками 13 с внутренними криволинейными винтообразными канавками 14, расположенными под углом 45^o к горизонту, с уменьшающимися по ходу движения воды диаметрами. По периметру корпуса 15 вдоль его стенки по высоте предусмотрены вертикальные канавки 16, в которых расположены спиралевидные элементы 17.

Башенный биофильтр работает следующим образом.

Подвергаемая очистке вода после предварительного насыщения ее воздухом поступает по подающему трубопроводу 1 в расположенную над фильтрующей загрузкой 11 разделительную камеру 2. Растворенная взвесь в воде под давлением воздуха при резком падении давления до атмосферного бурно выделяется в виде микропузырьков, которые обеспечивают всплытие и удерживание на поверхности разделительной камеры 2 взвешенных веществ, жиров и частиц растворенных веществ. Очищенная вода от примесей из разделительной камеры 2 собирается водосборным лотком 6 и по трубопроводам поступает в реактивный ороситель 7. Реактивный ороситель 7 вращается под действием реактивной силы, возникающей при истечении воды из перфорированных труб вокруг разделительной камеры 2 и стояка 3 соответственно на шарикоподшипниках 8 и 4. Из перфорированных труб реактивного оросителя 7 сточная вода равномерно выливается на поверхность фильтрующей загрузки 11 и, пройдя через нее, очищаясь от органических загрязнений за счет биопленки, отводится из биофильтра по сборному лотку 12. Пенный продукт собирается пеногоном 9 и отводится из разделительной камеры 2 по трубопроводу 10 отвода пены. Пеногон 9 жестко соединен с реактивным оросителем 7 и вращается вместе с ним, сгребая с поверхности разделительной камеры 2 пенные продукты и отводит их по трубопроводу 10 отвода пены. Для усиления реактивной силы и повышения степени аэрации и флотации распределитель 5 выполнен в виде труб с установленными на них суживающимися насадками 13 с внутренними криволинейными винтообразными канавками 14, расположенными под углом 45^o к горизонту, с уменьшающимися по ходу движения воды диаметром. Вода, закручиваясь в криволинейных винтообразных канавках 14 на внутренней поверхности суживающихся насадок 13, приобретает центробежные силы, способствующие вращению реактивного оросителя 7 и растворению частиц загрязнений и всплытию пены в разделительной камере 2. Жидкость, выбрасываемая из реактивного оросителя 7, смещает фильтрующую загрузку 11 к периферийной зоне биофильтра, то есть к внутренним стенкам корпуса 15. Это приводит к уплотнению фильтрующей загрузки 11 и, как следствие, возрастанию гидравлического сопротивления в ней и нарушению равномерности распределения жидкости в объеме фильтрующей загрузки 11. Все это приводит к снижению производительности биофильтра. Для устранения такого пристенного эффекта по периметру корпуса 15 вдоль его стенки по высоте предусмотрены вертикальные канавки 16, в которых расположены спиралевидные элементы 17. Попавшие в спиралевидные элементы 16 частицы фильтрующей загрузки 11 взвешиваются под действием жидкости, сталкиваются между собой, приобретают винтовое движение, ударяются, отталкиваются от стенок спиралевидных элементов 16, вибрируют, и, таким образом, взрыхляется фильтрующая загрузка 11 вблизи стенок и устраняется пристенный эффект. Для эффективного устранения пристенного эффекта вертикальные канавки 16, в которых расположены спиралевидные элементы 17, должны быть выполнены на расстоянии не более 2,2 м друг от друга. В конечном итоге скорость прохода жидкости через фильтрующую загрузку 11 возрастает, и это повышает производительность биофильтра. Исключение образования застойных зон в фильтрующей загрузке 11 повышает степень и качество очистки сточных вод.

Предлагаемое устройство позволяет предотвратить заиление фильтрующей загрузки в результате ее рециркуляции, а также повышает степень очистки сточных вод и их показатели качества благодаря исключение застойных анаэробных зон в теле фильтрующей загрузки и снижает энергозатраты.

Оригинальность предложенного технического решения заключается в использовании эндогенных (внутренних) сил элементов установки, возникающих под действием экзогенных (внешних) сил при взаимодействии ее элементов для исключения образования застойных зон и в объеме фильтрующей загрузки биофильтра и повышения равномерности распределения сточных вод в ней.

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод. Башенный биофильтр содержит корпус с фильтрующей загрузкой, установленный по оси корпуса подающий трубопровод, выполняющий функцию флотационной колонны, расположенную над загрузкой разделительную камеру с распределителем, сборным лотком, трубопроводом для отвода пены и реактивным оросителем с прикрепленным к нему пеногоном, распределитель, выполненный в виде труб с установленными на них суживающимися насадками, имеющими внутренние криволинейные винтообразные канавки. Насадки расположены под углом 45° к горизонту и имеют уменьшающиеся по ходу движения воды диаметры. По периметру корпуса вдоль его стенки предусмотрены вертикальные канавки, в которых расположены спиралевидные элементы. В фильтре исключено образование застойных зон и достигается равномерность распределения сточных вод по площади загрузки. 4 ил.

Башенный биофильтр, содержащий корпус с фильтрующей загрузкой, установленный по оси корпуса подающий трубопровод, выполняющий функцию флотационной колонны, и расположенную над загрузкой разделительную камеру с распределителем, сборным лотком, трубопроводом для отвода пены и реактивным оросителем с прикрепленным к нему пеногоном, отличающийся тем, что распределитель выполнен в виде труб с установленными на них суживающимися насадками с внутренними криволинейными винтообразными канавками, расположенными под углом 45^o к горизонту, с уменьшающимися по ходу движения воды диаметрами, а по периметру корпуса вдоль его стенки по высоте предусмотрены вертикальные канавки, в которых расположены спиралевидные элементы.