КАССЕТА НОСИТЕЛЯ БИОМАССЫ Российский патент 2011 года по МПК C02F3/10 

Кассета носителя биомассы предназначена для очистки и доочистки сточных вод и устанавливается в биореакторы. Защитный экран, закрепленный на кассете, служит для задерживания длинных волокнистых включений в сточных водах, что приводит к интенсификации массобменных процессов между микроорганизмами и загрязнениями сточных вод.

Известен способ биологической очистки сточных вод, патент РФ №2310615, C02F 3/02 (2007.11.20), включающий биохимическое окисление органических веществ в аэротенке-вытеснителе с расположенными в нем кассетами с волокнистыми носителями биомассы, отличающийся тем, что осуществляют доокисление органических веществ в трехступенчатом биореакторе доочистки с возвратом активного ила с первой ступени биореактора доочистки в голову очистных сооружений, при этом первая ступень биореактора доочистки является аэрируемой с интенсивностью аэрации не менее 3 м³/м²×час, а волокнистые носители биомассы в кассетах расположены в шахматном порядке.

Недостатком данного изобретения являются:

1) снижение массообменных характеристик;

2) заиливание, что приводит к более частой регенерации носителей, что, в свою очередь, снижает в целом работоспособность биореактора и повышает себестоимость очистки.

Известен аэротенк глубокой очистки сточных вод, патент РФ, №2152362, C02F 3/02, 2000.07.10. Аэротенк глубокой очистки сточных вод, включающий подводящий и отводящий трубопроводы, резервуар с системой аэрации, разделенный на зоны перегородками из контактных носителей, отличающийся тем, что носители выполнены из синтетической сетки, закрепленной на металлических рамах, которые установлены в жесткий каркас так, что обеспечивают поворот вокруг продольной оси на угол 0-270°, а сами перегородки установлены под углом к направлению движения потока сточных вод, и у остроугольного примыкания перегородки со стенкой установлен водоподъемник, имеющий трубопровод возврата биомассы в начало секции.

Недостатком данного изобретения являются:

1) низкая циркуляция сточной воды через носитель биомассы и, как следствие, снижение обмена между микроорганизмами, закрепленными на носителе, и органикой в сточной воде;

2) быстрое обрастание носителя продуктами обмена, что приводит к более частой регенерации носителей, что, в свою очередь, снижает в целом работоспособность биореактора и повышает себестоимость очистки;

3) недостаточно поверхности сеток для закрепления требуемого количества биомассы, а требуются носители с большей поверхностью, например, ершовый носитель.

Наиболее близкой по технической сущности является насадка для массообменных, преимущественно биореакционных аппаратов, патент РФ №2182848 от 16.04.2001 г., выполненная в виде упорядоченно зафиксированных на каркасе цилиндрических волокнистых элементов, включающих сердечник, состоящий из скрученных между собой отдельных шнуров, с расходящимися от него в радиальном направлении множеством отрезков волокнистых элементов по винтовым поверхностям и двумя рядами, разделенными по середине центральным шнуром, а середина каждого из отрезков волокон прижата периферийными шнурами к центральному шнуру и с двух сторон от него к соответствующим волокнам другого ряда с образованием тройного изгиба середины отрезков волокон между шнурами, волокнистые элементы состоят из набора волокон со смачиваемой и несмачиваемой поверхностями на единицу длины элемента и разных диаметров, отличающаяся тем, что центральный шнур выполнен из некорродирующей металлической проволоки, а по меньшей мере два периферийных шнура сердечника состоят из некорродирующей металлической проволоки, и не менее двух периферийных шнуров выполнены из крученого химволокна.

Насадка, отличающаяся тем, что некорродирующая металлическая проволока периферийных и центрального шнуров, имеет сопротивление деформации не более 180 МПа, первыми поверх центрального шнура уложены полимерные периферийные шнуры, а сверху них навиты на центральный шнур некорродирующие металлические периферийные шнуры.

В принятой за прототип установке имеется ряд недостатков, основным из которых являются:

1) заиливание и, как следствие, снижение скорости очищения органических загрязнений;

2) увеличение времени на регенерацию для отмывки носителя от включений.

Задача изобретения состоит в увеличении работоспособности биореактора по очистке сточных вод при одновременном снижении себестоимости процесса.

Задача изобретения достигается тем, что в известную насадку для массообменных аппаратов для очистки и доочистки сточных вод добавляется носитель прикрепленной микрофлоры в виде кассет с закрепленными ершовыми полимерными элементами, встроенными в биореактор, приспособления для крепления кассеты и носителя, отличающуюся тем, что со всех сторон снабжена защитным экраном. При этом кассета может иметь любую геометрическую форму в горизонтальной-вертикальной плоскостях, защитный экран выполнен преимущественно в виде сетчатого полотна.

Заявленное устройство состоит из

1) каркаса;

2) кассеты;

3) носителя прикрепленной микрофлоры;

4) защитного экрана;

5) системы аэрации.

Кассета носителя биомассы реализуется в способе биологической очистки сточных вод следующим образом: сточная вода поступает на очистку в биореактор, в котором происходит окисление органических веществ за счет прикрепленной биомассы, расположенной на носителе (3). Носитель биомассы крепится на специальных кассетах (2), которые могут иметь любую геометрическую форму в горизонтальной-вертикальной плоскостях и устанавливаются в каркас (1). Очищаемая вода, циркулирующая через кассеты, контактирует с иммобилизованной биомассой, закрепленной на носителе.

Кассета со всех сторон снабжена защитным экраном (4), выполненным преимущественно в виде сетчатого полотна (8×8 мм). Защитный экран задерживает длинные волокнистые включения, содержащиеся в сточных водах.

Обеспечение многократной циркуляции очищаемой воды через кассеты с носителем биомассы, а также извлечение из очищаемой воды длинных волокнистых включений позволяют интенсифицировать массобменные процессы между микроорганизмами и загрязнениями сточных вод, а также устранить процесс заиливания и, как следствие, уменьшить число регенераций носителя. Режим многократной циркуляции обеспечивается системой аэрации (5), расположенной под кассетами с носителем биомассы. Вследствие сокращения времени промывки (на 50%) увеличивается работоспособность установки и снижается себестоимость процесса. Сущность изобретения поясняется фиг.1 и 2.

Изобретение относится к области очистки воды и может быть использовано в сооружениях биологической очистки и доочистки хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу сточных вод. Носитель 3 биомассы - ершовые полимерные элементы - закрепляют на кассетах 2. Кассеты 2 со всех сторон снабжают защитным экраном 4, выполненным преимущественно в виде сетчатого полотна. Сточную воду подают в биореактор. Очищаемая вода циркулирует через кассеты 2 и контактирует с иммобилизованной биомассой, закрепленной на носителе 3. Изобретение увеличивает работоспособность биореактора, снижает себестоимость процесса. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Кассета носителя биомассы для очистки сточных вод, включающая каркас с носителем прикрепленной микрофлоры в виде кассет с закрепленными ершовыми полимерными элементами, встроенными в биореактор, приспособления для крепления кассеты и носителя, отличающаяся тем, что со всех сторон снабжена защитным экраном, закрепленным на каркасе, при этом защитный экран выполнен преимущественно в виде сетчатого полотна.

2. Кассета по п.1, отличающаяся тем, что кассета может иметь любую геометрическую форму в горизонтальной - вертикальной плоскостях.