Испытательный биофильтр с вращающейся загрузкой Советский патент 1983 года по МПК C02F3/08 C02F103/20 

Изобретение относится к области неорганической химии, а именно к обработке городских и промышленных сточных вод, и может найти применение в системе очистки сточных вод животноводческих комплексов. Известен способ и устройство для очистки сточных вод, заключающийся в том, чт;о сильно загрязненные сточные воды от свиноводческих ферм с ВПК 5-5 г/л и перманганатной окисляемостью 10-12 г/л подвергаются коагуляции сульфатом аммония,, флотации, биохимической очистке с отстаиванием ила, доочистке в окислительном пруду с искусственной аэрацией. В результате очищенные сточные воды (СВ) характеризуются ВПК 20-30 мг/л и перманганатной окисляемостью 100-200 мг/л l Недостатком способа и устройства для очистки СВ является многостадийность технологического процесса и сло ность его осуществления. Известно устройство, содержащее размещенный в корпусе на горизонтальном валу ротор, состоящий из перфорированных дисков, между которыми установлены лопатки, обеспечивающие захват жидкости и ее перемешивание 2. Недостатками устройства являются невозможность регулиравания подачи сточной жидкости, с целью ее максимального обогащения кислородом атмосферного воздуха при данной толщине биопленки и отсутствие возможности осуществлять биологическую очистку совместно с аэрированием сточных жидкостей в одном устройстве. Цель изобретения - повышение эффективности использования биофильтра за счет интенсификации процесса изъятия загрязнений и перемешивания отторгнувшейся биопленки и обрабатываемой жидкости. Поставленная цель достигнута тем, что в приемном устройстве, содержащем 310 приемный резервуар для сбора сточных вод корпус, ротор на горизонтальном валу, состоящий из перфорированных дисков, систему лопаток для захвата жидкости, резерв 1ар для сбора очищенных сточных вод и трубопровод для их отвода, выполнены из материалов с открытой пористостью, например из пластмассовых, стеклопластиковых материалов или ле1- ких бетонов (керамзитобетон, перлитобетон, пенобетон), обработанных гидрофобизаторами, причем отношение диаметра диска к диаметру отверстий перфорации находится в пределах 70-85, а отношение диаметра диска к толщине диска составляет 30-50. Между дисками установлены полые лопатки, выполненные из эластичного материала, например ре зины, которые при изменении давления на рабочей поверхности лопатки изменяют радиус кривизны внутренней поверхности на . При этом лопатки вращаются вместе с диском для набора сточных вод в момент их погружения совместно с частью диска и регулируемого слива сточных вод, определяемого переменной кривизной лопатки, на перфорированную поверхность во время их подъема. На фиг. 1 представлен испытательный биофильтр с вращающейся загрузкой, вид в плане; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 лопатки с изменяющимся радиусом кривизны внутренней поверхности, продольный разрез Предлагаемое устрййство состоит из приемного резервуара.1, в который поступают сточные воды, подвергаемые очистке, корпуса 2 биофильтра, опирающегося на жесткую конструкцию, выпол ненную в виде рамы 3 и опор 1, установленных на фундаменте, объемных дискообразных перфорированных элеменТов 5 для которых отношение диаметра диска к диаметру отверстий перфорации находится в пределах 70-85, а отношение диаметра диска к тощине диска составляет 30-50. Элементы 5 установлены на оси и вращаются навстречу дви,жущемуся потоку сточных вод. Объемные дисковые элементы могут быть выполнены из пластмассовых, стеклопластиковых материалов или легких бетонов (керамзитобетон, перлитобетон пенобетон), лопастей 6, выполненных полыми из эластичного материала, например резины, которые при изменении ;давления на рабочей поверхности лопат564и во время захвата сточных вод. изменяют радиус кривизны внутренней поверхности на 5-15%, вращающихся вместе с -дисками, которые предназначены для набора сточных вод в момент их погружения совместно с частью диска и регулируемого слива их сточных вод, в зависимости от кривизны лопатки на перфорированную поверхность диска во время их подъема, резервуара 7 для сбора очищенных сточных вод и трубопровода 8 для их отвода. Работает биофильтр следующим образом. Сточная жидкость, например, из животноводческих комплексов поступает в приемный резервуар 1 после предварительной очистки от твердых включений и затем направляется в корпус 2 испытательного биофильтра с вращающейся загрузкой, который опирается на жесткую конструкцию, выполненную в виде рамы 3 и опор k, установленных на фундаменте. В корпусе 2 сточные воды попадают на развитую поверхность дискообразных перфорированных элементов 5, .установленных на горизонтальг ной оси и вращающихся с небольшой скоростью, например 2-5 об/мин навстречу движущемуся потоку сточных вод. При этом происходит попеременное насыщение биологической пленки, образовавшейся на поверхности дискообразных перфорированных элементов 5, кислородом атмосферного воздуха или питательными веществами из сточных вод, в зависимости от расположения той или иной части вращающихся дискообразных перфорированных элементов, в данный момент вращения, в жидкости или в газообразной .фазе (атмосферном воздухе). Учитывая то, что насыдение биопленки кислородом воздуха происходит за меньший промежуток времени, чем то время, в течение которого биопленка находится в среде атмосферного воздуха, время пребывания пленки в среде атмосферного воздуха связано с конструктивными размерами дискообразных перфорированных элементов (диаметром, причем отношение диаметра диска к диаметру отверстий перфорации находится в пределах 70-85, толщиной диска, а отношение диаметра диска к толщине его составляет 30-50, и диаметром отверстий перфораций), а также с местом расположения данного рассматриваемого участка биоплннки на поверхности диска (удаления от оси

вращения по радиусу диска), для удлинения периода взаимодействия биологической пленки со сточных вод на осях дисков установлены полые лопатки 6, выполненные из эластичного материала, например резины, которые при .изменении давления на рабочей поверхности лопатки во время захвата сточных вод изменяют радиус кривизны внутренней поверхности на , вращающихся вместе ,с дисками, которые предназначены для набора сточных вод в момент их погружения совместно с частью диска и регулируемого их слива в зависимости от кривизны лопатки на перфорированную поверхность диска во время их подъема. При вращении дисков совместно с лопатками ускоряется процесс массообмена между разбрызгиваемой жидкостью и кислородом атмосферного воздуха. В испытательном биофильтре с вращающейся загрузкой перенос кислорода осуществляется по двум направлениям: при контакте с воздухом биопленки, сосредоточенной на развитой поверхности перфорированных дисков, вне зоны адсорбции загрязнений и при разбрызгивании сточной воды и активного ила, поднимаемой из корпуса 2 биофильтра при вращении перфорированных дисков, оснащенных лопатками, с изменившимся радиусом кривизны внутренней поверхности на .

Таким образом, применение предлагаемого испытательного биофильтра с вращающейся загрузкой, позволяет интенсифицировать процесс изъятия загрязнений, и увеличить окислительную мощность биофильтра; осуществлять одновременно процессы адсорбции и сорбции (т.е. биофильтр-аэротенк) приводящие к сокращению времени обработки сточной жидкости на k-S ч, распределять микроорганизмы по фазам (первая фаза - сорбция, составляет примерно 20%, а вторая фаза - нитрификация - ), создавать интенсивное

перемешивание отторгнувшейся биопленки и сточной жидкости, благодаря использованию объемных перфорированных дисковых элементов, оснащенных лопатками с изменяющимся радиусом кривизны внутренней поверхности, в результате чего устройство можно рассматривать как реактор идеального смешивания; производить оценку эффективности работы устройства по коэффициенту биомассы.

Формула изобретения

1.Испытательный биофильтр с вращающейся загрузкой, включающий приемный резервуар, конус, ротор на горизонтальном валу, состоящий из перфорированных дисков и лопаток для захвата жидкости, сборный резервуар и трубопровод для отвода сточных вод, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности использования биофильтра за счет интенсификации процесса изъятия загрязнений и перемешивания отторгнувшейся биопленки и обрабатываемой жидкости, диски выполнены из материалов с открытой пористостью, например из пластмассовых, стеклопластиковых материалов или легких бетонов, обработанных гидрофобизаторами, при этом отношение диаметра диска к диаметру отверстий перфорации составляет 70-85, а отношение диаметра диска к его толщине 30-50.

2.Испытательный биофильтр поп. 1, отличающийся тем, что лолопатки выполнены полыми из эластичного материала, например из резинЫ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент 1Увейцарии К , кл. С 02 С 1/00, 1979. . 2. Патент Швеции № 32«ЗЗВ, кл. 85 с 3/01, 1970 (прототип).

ч,