РЕАКТОР ДООЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 2003 года по МПК C02F3/00 C02F3/02 

Изобретение относится к устройствам для глубокой очистки природных и сточных вод, в частности для удаления взвешенных веществ и растворенных органических и минеральных примесей за счет биологических адсорбционных и адгезионных процессов, и может быть использовано в коммунальном хозяйстве городов и промышленных предприятий.

Известно использование плавающих контейнеров с ершовой насадкой для удерживания микроорганизмов в аэротенках [1]. Достоинством таких блоков для биореакционных аппаратов является возможность перемещения их в объеме резервуара, низкая материалоемкость конструкции и простота эксплуатации. Можно, не выводя из работы все сооружение, произвести осмотр и текущий или капитальный ремонт блока. В то же время область использования таких плавающих контейнеров с ершовой насадкой - только аэротенки. В реакторах, где в период регенерации ершовой насадки необходимо опорожнение резервуара, плавающие контейнеры не применимы, так как при опорожнении они сложатся и запутаются своими элементами между собой.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является многоступенчатый аэротенк-вытеснитель [2], содержащий открытый резервуар коридорного типа, разделенный поперечными перегородками на камеры, трубу для впуска исходной воды и трубу для выпуска обработанной воды, фильтрующие блоки с волокнистой насадкой для удерживания микроорганизмов и взвешенных веществ, аэраторы, размещенные в каждой камере под фильтрующими блоками и у противоположных стенок резервуара в отсеках аэрации.

Недостатками известного устройства являются высокая материалоемкость конструкции фильтрующих блоков и сложность эксплуатации, поскольку для выполнения ремонтных работ фильтрующих блоков необходимо полностью выключить из работы сооружение, освободить его от воды, работать операторам внутри резервуара в антисанитарных условиях с тяжелыми и громоздкими фильтрующими блоками. Кроме того, область применения известного сооружения ограничивается биологической очисткой сточных вод.

Цель изобретения - улучшение процесса эксплуатации реакторов для очистки воды, снижение его материалоемкости, расширение области применения устройства для очистки воды без использования микроорганизмов.

Наличие признаков: снабжение, выполнение, взаимное расположение, обеспечивающих существенное изменение возможностей предлагаемого устройства, соответствует критерию "новизна".

Анализ выявленных отличительных от прототипа признаков показал, что такие или сходные с ними признаки в известных технических решениях с проявлением тех же возможностей не обнаружены, что позволяет сделать вывод о том, что заявляемое устройство соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг. 1-3 схематично представлено предлагаемое устройство реактора доочистки природных и сточных вод, план и разрез по поперечному сечению коридора, аксонометрическое изображение фильтрующего блока.

Реактор состоит из открытого резервуара 1 коридорного типа, разделенного поперечными перегородками 2 на камеры, трубу 3 для впуска исходной воды и трубу 4 для выпуска обработанной воды, фильтрующие блоки 5 с волокнистой насадкой 6 для удерживания микроорганизмов, механических примесей или адсорбента, аэраторы 7, размещенные под фильтрующими блоками отсеков фильтрации и у противоположных стенок резервуара в отсеках II аэрации, балки 8 на рельсах 14 и тросы с крюками 9, удерживающие в подвешенном состоянии фильтрующие блоки 5, штыри 10, фиксирующие блоки 5 в пространстве объема резервуара за счет центральных труб 11, фильтрующих блоков 5, стопорных устройств 12 на балках 8 и гнезд 13 в днище резервуара. Боковая поверхность фильтрующих блоков, обращенных к отсеку аэрации II, выполняется из жестких ершей из щетины или лески и крайние ерши размещаются с шагом, на 10% меньшим их диаметра.

Блоки снабжены центральной трубой на всю высоту блока и двумя крюками на верхней грани блока, по противоположным перегородкам вдоль коридора реактора закреплены рельсовые пути для перемещения балок с тросами и крюками, удерживающими ряд фильтрующих блоков.

Фильтрующие блоки зафиксированы в объеме реактора стержнем, пропущенным через центральную трубу блока, отверстие с зажимом в балке и гнездо в днище резервуара.

Реактор работает следующим образом. Вода через трубу 3 вводится в резервуар 1 и вовлекается воздухом из аэраторов 7, размещенных возле продольных ограждающих стен коридора резервуара 1 во вращательное движение поперек коридоров резервуара. При этом в отсеках фильтрации I вода движется вниз, а в отсеках аэрации II вода поднимается вверх. Микроорганизмы, удерживаемые на волокнистой насадке 6 фильтрующих блоков 5, либо адсорбенты, нанесенные на волокнистую насадку 6 до пропуска очищаемой воды, очищают воду от загрязнений. Фильтрующие блоки 5 удерживаются в фиксированных местах объема резервуара 1 с помощью балок 8, на рельсах 14, тросов 9, центральных труб 11, стопорных устройств 12 и гнезд 13 для штырей 10. Очищенная вода вытекает из реактора по трубе 4.

По мере загрязнения фильтрующих блоков примесями воды организуется их регенерация с помощью водо-воздушной промывки. В период регенерации насадки фильтрующих блоков через аэраторы 7 под фильтрующими блоками подается воздух и осуществляется опорожнение от воды резервуара 1. Аэраторы 7 под фильтрующими блоками включают только в период регенерации насадки, а в период очистки воды они отключены.

В предлагаемой конструкции реактора ремонт и обслуживание фильтрующих блоков существенно более прост и не требует остановки работы всего реактора. С помощью крана можно поднять балку вместе с фильтрующими блоками и штырями и произвести текущий или капитальный ремонт на специальной монтажной площадке вне пределов реактора. Поскольку фильтрующие блоки подвешиваются на тросах, то их вес передается на балку, находящуюся вне воды, а сами блоки гидростатическим давлением выталкиваются из воды. При регенерации насадки воздух дополнительно взвешивает фильтрующие блоки, поэтому их конструкция может быть облегчена. Боковая поверхность фильтрующих блоков, обращенная к отсеку аэрации II, не делается из сплошного листового, а выполняется из жестких ершей из лески или щетины с шагом, на 10% меньшим диаметра ершей, что существенно облегчает вес фильтрующего блока без ущерба гидродинамике водо-воздушного потока в отсеке аэрации II и циркуляции жидкости через отсек фильтрации I. Анализ усилий, выполненный на экспериментальных фильтрующих блоках, показал, что материалоемкость каркаса блоков может быть уменьшена почти в 3 раза без снижения их долговечности и прочности.

Возможность упрощенной замены фильтрующих блоков в процессе эксплуатации позволяет расширить область использования реактора для очистки как сточных, так и природных вод в периоды поступления различных примесей в исходной воде. Фильтрующие блоки с волокнистой насадкой можно модифицировать прикрепленными микроорганизмами, пылевидными активированными углями, цеолитами или специальными ионообменными волокнами.

Источники информации
1. Iнтенсифiкация бiологiчного очищення стiчних вод на дiючих спорудах. М. I. Кулiков i iнщi. Вiсник. Iнженернi системи i техногенна безпека в будiвництвi. 99-9 (17). С. 3-6. 1999. ДДАБА.

2. Авторское свидетельство СССР 1463721, А1, 4С 02 F 3/02. От 21.02.85. Бюл. 9 от 07. 03. 89. Многоступенчатый аэротенк-вытеснитель. Н.И. Куликов и др.

Изобретение относится к устройствам для глубокой очистки природных и сточных вод, в частности для удаления взвешенных веществ и растворенных органических и минеральных примесей за счет биологических адсорбционных и адгезионных процессов, и может быть использовано в коммунальном хозяйстве городов и промышленных предприятий. Реактор содержит открытый резервуар коридорного типа, разделенный поперечными перегородками на камеры, трубу для впуска исходной воды и трубу для выпуска обработанной воды, фильтрующие блоки, аэраторы, размещенные в каждой камере под фильтрующими блоками и у противоположных стенок резервуара в отсеках аэрации. Фильтрующие блоки, расположенные на границе отсека фильтрации и отсека аэрации, выполнены с боковой гранью, обращенной к отсеку аэрации из жестких ершей щетины или лески с шагом, на 10% меньшим диаметра ершей, все фильтрующие блоки снабжены центральной трубой на всю высоту блока и двумя крюками на верхней грани блока, по противоположным перегородкам вдоль коридора реактора закреплены рельсовые пути для перемещения балок с тросами и крюками, удерживающими ряд фильтрующих блоков. Изобретение позволяет улучшить процесс эксплуатации реакторов для очистки воды, снизить их материалоемкость, расширить область применения устройства для очистки воды без использования микроорганизмов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Реактор доочистки природных и сточных вод, содержащий открытый резервуар коридорного типа, разделенный поперечными перегородками на камеры, трубу для впуска исходной воды и трубу для выпуска обработанной воды, фильтрующие блоки, аэраторы, размещенные в каждой камере под фильтрующими блоками и у противоположных стенок резервуара в отсеках аэрации, отличающийся тем, что фильтрующие блоки, расположенные на границе отсека фильтрации и отсека аэрации, выполнены с боковой гранью, обращенной к отсеку аэрации, из жестких ершей щетины или лески с шагом, на 10% меньшим диаметра ершей, все фильтрующие блоки снабжены центральной трубой на всю высоту блока и двумя крюками на верхней грани блока, по противоположным перегородкам вдоль коридора реактора закреплены рельсовые пути для перемещения балок с тросами и крюками, удерживающими ряд фильтрующих блоков. 2. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что фильтрующие блоки зафиксированы в объеме реактора стержнем, пропущенным через центральную трубу блока, отверстие с зажимом в балке и гнездо в днище резервуара.