АНАЭРОБНЫЙ БИОРЕАКТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 2003 года по МПК C02F11/04 C02F11/04 C02F101/30 C02F103/04 

Описание патента на изобретение RU2198853C1

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в бродильном производстве, а именно на спиртовых заводах.

Известен анаэробный биореактор для очистки сточных вод, в котором интенсификация очистки достигается за счет иммобилизации микроорганизмов на неподвижных носителях (Потапенко С.А., Свительский В.П., Клименко Н.А. и др. Перспективы очистки сточных вод в целлюлозно-бумажной промышленности. Обзорная информация, вып. 5, М., 1976, с. 15).

Наиболее близким к заявленному техническому решению является биореактор, который в нижней части имеет распределительный коллектор сточных вод, поступающих на очистку, а в верхней части - отделитель биомассы и биогаза, вмонтированный непосредственно в биореактор цилиндрической формы (Калюжный К.А. , Данилович Д.А., Кожевникова А.Н. Анаэробная биологическая очистка сточных вод. Сб. Итоги науки и техники, серия Биотехнология, т. 29, М., 1991, с. 51).

Причиной, которая препятствует повышению эффективности работы биореактора, является сложность размещения отделителя биомассы в верхней части биореактора цилиндрической формы, отсутствие зоны сбора биогаза и отделения пены, отсутствие герметичной крышки.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования конструкции биореактора путем оснащения его предложенными конструктивными элементами и их взаимного расположения в биореакторе.

Технический результат от реализации изобретения состоит в повышении эффективности очистки сточных вод, отделения биогаза и в предотвращении выноса активного ила.

Потребительские свойства, связанные с техническим результатом - сокращение срока сбраживания органических веществ сточных вод, повышение выхода биогаза и улучшение экологии окружающей среды.

Достигается технический результат тем, что анаэробный биореактор для очистки сточных вод, содержащий в нижней части распределительный коллектор сточных вод, а в верхней части - отделитель биомассы и биогаза, в верхней части биореактор оснащен насадкой квадратной формы и герметичной крышкой, при этом отделитель размещен в насадке, содержащей камеру сбора биогаза и отделения пены.

Оснащение биореактора насадкой квадратной формы и размещение в ней отделителя биомассы и биогаза разрешает значительно упростить монтаж и обслуживание реактора, предотвращает вынос активного ила из биореактора, повышает эффективность очистки сточных вод.

Оснащение биореактора герметичной крышкой способствует предотвращению потерь биогаза и уменьшению загрязненности окружающей среды.

Предотвращение выноса активного ила из биореактора способствует повышению содержимого биомассы в зоне брожения и, тем самым, сокращению срока сбраживания органических веществ сточных вод.

Наличие специальной камеры сбора биогаза и отделения пены улучшает процесс выделения биогаза и уменьшает его влажность.

На чертеже представлена схема биореактора. Биореактор содержит цилиндрический корпус 1, квадратной формы насадку 2 с переливным лотком 3, отделитель 4 биомассы и биогаза, перегородку 5, камеру 6 сбора биогаза и отделения пены, герметичную крышку 7 с газовым колпаком, газовую трубу 8, гидрозатвор 9, трубопровод 10 для отделения избыточного ила, распределительный коллектор 11 сточных вод.

При этом насадка и герметичная крышка размещены в верхней части биореактора, отделитель биомассы и биогаза размещены в насадке, а перегородка образует в насадке камеру сбора биогаза и отделения пены.

Биореактор работает следующим образом. Сточные воды, подлежащие очистке, с температурой 35oС непрерывно подают насосом через распределительный коллектор 11 в зону сбраживания. Далее они постепенно поднимаются вверх через слой гранулированного активного ила с размером гранул 1-3 мм. Гранулы в основном состоят из метаногенов, в первую очередь рода Methanotrix, которые образуют плотные структуры в виде клубочков. Вследствие жизнедеятельности метаногенов, которые питаются растворимыми органическими веществами сточных вод, на поверхности гранул образуется тонкий пласт пузырьков биогаза, что обуславливает подвижность всей биомассы в зоне брожения. За счет взаимного трения гранул пузырьки отрываются, увеличиваются в размерах и двигаются вверх. Движение пузырьков вертикальное, поэтому они не могут проникнуть в отстойник, а поступают в отделитель 4, дальше в камеру 6, где освобождаются от пены и поступают через газовую трубу 8 в котельную завода.

Часть гранул, которые были сфлотированы пузырьками биогаза, освобождаются от остатков газа и опускаются в зону брожения. Содержимое биомассы в зоне брожения составляет 65 г/дм3. Очищенные сточные воды, освобожденные от биомассы микроорганизмов, через переливной лоток 3 удаляются из биореактора и через гидрозатвор 9 поступают самотеком на дальнейшую доочистку в аэротенках. Периодически удаляют из биореактора избыточный активный ил через трубопровод 10.

Технологические показатели заявленного биореактора, подтверждающие достижение технического результата и преимущества в сравнении с прототипом, приведены в таблице.

Как видно из таблицы, заявленная конструкция биореактора имеет существенные преимущества в сравнении с прототипом по удельной нагрузке, эффективности очистки, выходу биогаза и времени сбраживания. При существенных технических преимуществах заявленный биореактор более компактный, простой в монтаже и обслуживании. При этом обеспечивается охрана окружающей среды от вредных выбросов.

Похожие патенты RU2198853C1

название год авторы номер документа
УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПИРТА ЭТИЛОВОГО АБСОЛЮТИРОВАННОГО 1996
  • Михненко Евгений Александрович
  • Кизюн Григорий Александрович
  • Мищенко Алексей Семенович
  • Журавский Игорь Николаевич
  • Янковая Наталья Михайловна
RU2115456C1
МЕТАНТЕК 1995
  • Евтеев В.К.
  • Просвирнин В.Ю.
RU2095321C1
Установка для получения биогаза и компоста при переработке животноводческих стоков и пищевых отходов 2021
  • Ильинский Андрей Валерьевич
  • Кирейчева Людмила Владимировна
  • Голубенко Михаил Иванович
RU2776792C1
АНАЭРОБНЫЙ ФИЛЬТР С СИФОННЫМ ОТВОДОМ 2015
  • Евтеев Виктор Константинович
  • Васильева Аяна Сергеевна
  • Аксенова Ирина Викторовна
RU2631079C2
Аппарат для микробиологической очистки сточных вод 1989
  • Воронцов Александр Александрович
  • Никитин Геннадий Алексеевич
  • Левитина Наталия Владимировна
  • Катарский Александр Сергеевич
SU1761793A1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ И БИОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2015
  • Колованов Сергей Львович
RU2595426C1
Двухсекционный биореактор для анаэробного сбраживания органических отходов 2023
  • Паршикова Марианна Викторовна
RU2811623C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЭРОБНОЙ И АЭРОБНОЙ ОБРАБОТКИ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ 2013
  • Ковалев Дмитрий Александрович
  • Камайданов Евгений Николаевич
  • Ковалев Андрей Александрович
RU2533801C1
БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПОЛУЧЕНИЯ БИОГАЗА И ГРАНУЛИРОВАННОГО БИОТОПЛИВА 2012
  • Колованов Сергей Львович
RU2545737C2
БАШЕННЫЙ РЕАКТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД 1994
  • Бондарев Анатолий Александрович
  • Соколова Елена Васильевна
  • Земляк Михаил Михайлович
RU2081851C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 198 853 C1

Реферат патента 2003 года АНАЭРОБНЫЙ БИОРЕАКТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в бродильном производстве, а именно на спиртовых заводах. Анаэробный биореактор для очистки сточных вод содержит в верхней части отделитель биомассы и биогаза, в нижней части - коллектор распределения сточных вод. В верхней части он дополнительно оснащен насадкой квадратной формы и герметичной крышкой с газовым колпаком. Отделитель биомассы и биогаза расположен в насадке, которая содержит камеру сбора биогаза и отделения пены. Технический результат состоит в повышении эффективности очистки сточных вод, отделения биогаза и в предотвращении выноса активного ила. Потребительские свойства, связанные с техническим результатом: сокращение срока сбраживания сточных вод, увеличение выхода биогаза, упрощение монтажа и обслуживания аппарата, а также улучшение экологии окружающей среды. 1 ил., 1 табл.

Формула изобретения RU 2 198 853 C1

Анаэробный биореактор для очистки сточных вод, содержащий в нижней части распределительный коллектор сточных вод, а в верхней - отделитель биомассы и биогаза, отличающийся тем, что в верхней части биореактор оснащен насадкой квадратной формы и герметичной крышкой, при этом отделитель размещен в насадке, которая содержит камеру сбора биогаза и отделения пены.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2198853C1

КАЛЮЖНЫЙ К.А
и др
Анаэробная биологическая очистка сточных вод
Сб
Итоги науки и техники, серия Биотехнология, т.29
- М., 1991, с.51
СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТОЧНЫХ ВОД И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 1999
  • Камайданов Е.Н.
  • Крыщенко К.И.
  • Дзегиленок В.Н.
  • Крыщенко И.К.
  • Ставровский М.Е.
  • Лебедев В.В.
  • Нейланд А.Б.
  • Гомзяков Г.Н.
RU2144517C1

RU 2 198 853 C1

Авторы

Каранов Юрий Анатольевич

Кошель Михаил Иванович

Даты

2003-02-20Публикация

2001-06-25Подача