Устройство для биологической очистки сточных вод Советский патент 1992 года по МПК C02F3/06 

4 СО О Ю (Л

Изобретение относится к биохимической очистке сточных вод методом биологического окисления. Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства для биологической очистки сточных вод путем увеличения поверхности загрузки и ее окислительной мощности, обеспечения активного обновления биопленки по всему объему загрузки и интенсивного перемешивания отторгнувшейся биопленки и сточных вод. Устройство содержит резервуар 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками и вал 4, на котором установлен ротор из перфорированных полых элементов 5, прикрепленных к валу. Элементы 5 расположены на стержнях 6 в шахматном порядке. На наружной поверхности элементов 5 закреплена загрузка в виде пучков длинных волокон 7 из синтетических или натуральных материалов. Диаметр волокон уменьшается по мере приближения их к валу. Предложенное выполнение загрузки обеспечивает значительное увеличение ее поверхности, активное обновление биопленхи и ее перемешивание со сточной водой. 1 э.п. ф-лы, 4 vtn.

Фиг. 2

Изобретение относится к биохимической очистке сточных вод методом биологического окисления.

Известно устройство для биологической очистки сточных вод, содержащее го- ризонтально размещенный в резервуаре вал с ротором, по периферии которого закреплены цилиндрические полые элементы с отверстиями на боковой поверхности и загрузкой, причем оно снабжено перфори- роваиными дисками, вертикально размещенными на валу, а отверстия на боковой поверхности цилиндрических элементов выполнены различными по величине, при этом отверстия большие расположены на верхней части полых элементов при подъеме последних из воды, а отверстия меньшие - на остальной части боковой поверхности полых элементов.

Однако известное устройство характе- ризуется низкой эффективностью работы, так как в нем недостаточная площадь поверхности загрузки, соответственно площадь поверхности биопленки, не обеспечивается создание мелких пызурьков воздуха и воды при движении ротора ибо уменьшение диаметра перфорации ограничено из-за возможности зарастания или забивки их биопленкой, а также их разрушение в процессе движения на более мелкие части, не обеспечивается активное обновление биопленки (все элементы ротора статичны отно- сительно друг друга), не создается интенсивное перемешивание отторгнувшейся биопленки с сточных вод (не произ- водится их захват в значительном объеме в донной части резервуара), большой вес ротора, что снижает производительность устройства, требует значительных капитальных и эксплуатационных затрат и сни- жает качество очистки сточных вод.

Цель изобретения - повышение эффективности работы путем увеличения поверхности загрузки и ее окислительной мощности, обеспечение активного обновле- ния биопленки по всему объему загрузки и интенсивного перемешивания отторгнувшейся биопленки и сточных вод.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для биологической очистки сточных вод, содержащем резервуар, вал с ротором,на котором закреплены перфорированные полые элементы с загрузкой, последняя выполнена в виде длинных волокон, закрепленных на наружной поверхности полых элементов, при этом диаметр волокон уменьшается по мере их приближения к валу.

Кроме того, перфорированные полые элементы размещены со смещением друг

относительно друга в радиальном направлении.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, поперечный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.З - держатель с волокнами, фрагмент; на фиг.4 - перфорированный полый элемент с держателями и волокнами, фрагмент.

Устройство содержит резервуар 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками и вал 4, который приводится во вращение при помощи привода (не показан). На валу установлен ротор из перфорированных полых элементов 5, прикрепленных к валу при помощи радиальных стержней 6. Элементы 5 (трубы) расположены на стержнях 6 в шахматном порядке. На наружной поверхности элементов 6 закреплена загрузка в виде длинных волокон 7, выполненных из синтетических или натуральных материалов. Волокна 7 закреплены также на элементах б, например, в виде пучков, зафиксированных при помощи пары держателей 8, которые сжимаются при помощи болтов 9. В паре держателей 8 один из них жестко прикреплен к продольному элементу 5 или к стержням 6. Диаметр волокон 7 в пучках уменьшается по мере приближения их к валу 4. Отверстия 10 перфорированных элементов 5 выполнены на их поверхности со стороны вала.

Устройство работает следующим образом.

Сточные воды поступают в резервуар 1 после предварительной очистки от твердых включений. В резервуаре 1 они попадают на развитую поверхность ротора с загрузкой в виде пучков волокон 7, закрепленной на его поверхности. Ротор вращается с небольшой скоростью, например 2-5 об/мин, навстречу движущемуся потоку сточных вод. При этом происходит попеременное насыщение биологической пленки, образовавшейся на поверхности волокон 7, кислородом атмосферного воздуха или питательными веществами из сточных вод, в зависимости от расположения той или иной части вращающегося ротора с волокнами 7 в данный момент вращения, в жидкости или газообразной фазе (атмосферном воздухе). При поочередном погружении перфорированных полых элементов в обрабатываемую жидкость захваченный воздух выходит через их перфорацию и аэрирует сточную воду. Кроме того, при погружении загрузки в виде пучков волокон 7 в сточную воду происходит захват воздуха и дополнительное вовлечение его в жидкость, что способствует допол- нительной аэрации обрабатываемой жидкости. При подъеме полых элементов из

воды они заполнены водой, которая медленно вытекает из них и стекает по волокнам 7 на поверхность сточной воды в резервуаре. Кроме того, пучками волокон дополнительно захватывается обьем воды, который тоже стекает в виде капель вниз. Все это способствует дополнительной аэрации жидкости.

Аэробные бактерии, закрепленные на поверхности волокон 7, окисляют продукты разложения органических веществ на безвредные соединения В устройстве с вращающейся волокнистой загрузкой перенос кислорода осуществляется по двум направлениям: при контакте с воздухом биоплен- ки, сосредоточенной на развитой поверхности загрузки, и при разбрызгивании сточной воды и активного ила, поднимаемого из резервуара 1 при вращении ротора с загрузкой.

Выполнение загрузки в виде длинных волокон, закрепленных на наружной поверхности полых элементов, способствует скачкообразному увеличению площади поверхности, на которой образуемся биологи- ческая пленка из аэробных бактерий, и осуществлению подачи необходимого количества кислорода для аэрации сточных вод и обеспечения интенсивного окисления ими продуктов разложения органических ве- ществ на безвредные соединения. Обеспечивается активное обновление биологической пленки при контакте соседних волокон в процессе их движения и интенсивное перемешивание отторгнувшейся биопленки и сточных вод благодаря использованию обьемной загрузки в виде пучков волокон.

Уменьшение диаметра волокон по мере приближения полых элементов, на которых они прикреплены к валу, позволяет уменьшить дисперсность пузырьков аэрирующего воздуха при его прохождении снизу вверх в объеме обрабатываемой сточной воды, так как в этом направлении уменьшает- ся и диаметр волокон, что обеспечивает в процессе этого движения уменьшение дисперсности пузырьков аэрирующего воздуха. Это увеличивает площадь контакта воздуха с обрабатываемой сточной вод л, При движении жидкости, захваченной полыми элементами и загрузкой в виде пучков волокон, вниз сквозь волокна, диаметр которых уменьшается в этом направлении, происходит разрушение капель жидкости, что приводит к уменьшению их дисперсности и увеличению площади контакта с кислородом. Все это интенсифицирует процесс изъятия загрязнений и увеличивает окислительную мощность устройства. Кроме того,

уменьшение диаметра волокон по мере приближения к валу способствует активному обновлению биопленки по всему объему загрузки. Линейная скорость перемещения закрепленных волокон на периферии больше, чем у закрепленных ближе к валу волокон. Поэтому турбулентность в жидкости, возникающая при движении волокон на периферии резервуара, больше. Причем ин-; тенсивность изгибания, колебания волокон на периферии, соответственно, выше, что вызывает более интенсивное обновление биопленки, а уменьшение толщины волокон по мере уменьшения турбулентности в жидкости выравнивает интенсивность колебания волокон, так как тонкое волокно интенсивнее колеблется в турбулентном потоке.

Смещение перфорированных полых элементов друг относительно друга в радиальном направлении на роторе способствует созданию более однородной структуры объемной загрузки в виде пучков волокон и обеспечивает равномерное разрушение пузырьков воздуха и капель воды на более мел кие части по всему объему этой загрузки. Кроме того, это способствует и более равномерному распределению захваченного воздуха и жидкости полыми элементами при их движении в донной части устройства и над поверхностью обрабатываемой сточной воды, увеличивая при этом окислительную мощность устройства.

Таким образом, применение предлагаемого устройства для биологической очистки сточных вод позволяет повысить эффективность работы путем увеличения площади поверхности Загрузки, увеличения его окислительной мощности, обеспечения активного обновления биопленки по всему объему загрузки, создания интенсивного перемешивания отторгнувшейся биопленки vi сточных вод, что способствует повышению производительности устройства, снижает капитальные и эксплуатационные затраты и повышает качество очистки сточных вод.

Формула изобретения 1. Устройство для биологической очистки сточных вод, содержащее резервуар, вал с ротором, на котором закреплены перфорированные полые элементы с загрузкой, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности в работе устройства путем увеличения поверхности загрузки и ее окислительной мощности, обеспечения активного обновления биоплехки по всему объему загрузки и интенсивного перемешивания отторгнувшейся биопленки и сточных вод, загрузка выполнена в виде длинных

волокон, закрепленных на наружной поверхности полых элементов, при этом диаметр волокон уменьшается по мере их приближения к валу.

К

8

hr

Фиг.1

ФигА