Индустриальная система для биологической глубокой очистки сточных вод Советский патент 1992 года по МПК C02F3/04 

Изобретение относится к экологии и может быть использовано в качестве универсальных, индустриально изготовленных биофильтров очистных сооружений различных компоновок и назначений.

Известна индустриальная система для биологической очистки сточных ЁОД, содержащая корпус с размещенными в нем и уложенными друг на друга пористо-пустотелыми объемными элементами, образующими очистной слой с вертикальными отверстиями

Однако указанная система мало эффективна обладает низкой производительностью по задержанию взвешенных веществ и удалению органических и азотистых соединений, требует промывки обратными токами воды дл удаления отработанной биопленки.

Цель изобретения - повышение производительности по задержанию взвешенных веществ и удалению органических, азотистых соединений и вывод отработанной биопленки, а также эффективности очистки и обеспечение несущей способности

Указанная цель достигается тем, что в индустриальной системе длч биологической глубокой очистки сточных вод содержащей корпус с размещенными в нем и уложенными друг на друга пористо-пустотелыми объемными элементами, образующими очистной слой с вертикальными отверстиями, корпус выполнен из объемных каркасных модулей, каркас каждого из которых образован из соединенных между собой ригеля стоек и днища, причем днище выполнено в виде рамы с полкой, пересекающихся и соединенных между собой и с полкой рамы продольных и поперечных полос с образованием прозоров, в углах нижней части полки рамы выполнены глухие отверстия, а в углах ее верхней части жестко закреплены стойки каркаса, ригель выполнен быстро- съемным со стоек каркаса, с пазом по его внутреннему контуру, по форме и размерам соответствующим поверхности нижней части рамы днища, по углам паза соответственно глухим отверстиям в нижней части полки рамы днища установлены штыри для устаСП

С

vj о

00

о

го |0о

CJ

новчи днища вышестоящего модуля, пористо-пустотелые элементы выполнены в виде прямоугольной призмы с отношением длины к ширине и к высоте соответственно 1 (1,5-2,0) (1.5-2,0), с желобообразными каналами по периметру призмы в вертикальной плоскости, и установлены внутри объемногр каркасного модуля на днище и друг на друга с возможностью стыковки желобообразных каналов и вертикальных отверстий и расположения последних напротив прозоров днища, а также образования самопесущей конструкции, при этом поперечные оси вертикальных отверстий расположены по продольной оси симметрии призмы и смещены относительно поперечных осей симметрии желобообразных каналов на (0,1-0,2)1, толщина перемычек между отверстиями равна диаметру сквозного отверстия, радиус которого составляет (0,2-0,25)Ь, а радиус желобообразных каналов принят равным (0,12-0,13)1, где I -длина призмы; b - ширина призмы.

Кроме того, объемно-каркасные модули установлены в корпусе с возможностью стыковки как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях.

Пространственная жесткость системы создается за счет установки внутри объемного каркасного модуля пористо-пустотелых элементов в виде призм. Паз по внутреннему периметру ригеля необходим для того, чтобы днище объемного каркасного модуля, выполненное с прозорами, ориентированно встало относительно верхнего слоя пористо-пустотелых элементов, поры которого окажутся напротив пор нижнего слоя пористо-пустотелых элементов верхнего объемно-каркасного модуля. Таким образом формируется очистная система с разветвленной, сообщающейся между собой пористой структурой, которая .благоприятно влияет на образование биопленки по всей высоте очистного сооружения. Сквозные каналы аналогичным образом состыкованы через прозоры днища, что благотворно влияет на естественную аэрацию системы.

На фиг.1 изображен фрагмент предлагаемой индустриальной системы для биологической глубокой очистки сточных вод; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.-З - вид Б на фиг,1; на фиг 4-узел I на фиг.1; на фиг.5 - объемный каркасный модуль в аксонометрии с загрузкой из пористо-пустотелых элементов в виде призм,

Индустриальная система для биологической глубокой очистки сточных вод содержит корпус и пористо-пустотелые объемные элементы в виде прямоугольных

призм 2 с вертикальными отверстиями 3. Прямоугольные призмы 2 размещены в корпусе 1 и уложены друг на друга с образованием очистного слоя. Корпус 1 выполнен в

виде объемного каркасного модуля, который состоит из стоек 4, ригеля 5, выполненного быстросъемным со стоек 4, с пазом 6 по его внутреннему контуру, и днища 7, жестко скрепленного со стойками 4 и состоя0 щего из рамы 8 с полкой 9, пересекающихся и соединенных между собой продольных и поперечных полос 10 и 11 с образованием прозоров 12 (см. фиг.З). Днище 7 верхнего модуля установлено в паз 6 ригеля 5 ниже5 стоящего модуля таким образом, чтобы прозоры 12 были совмещены с вертикальными отверстиями 3, желобообразными каналами 13 и порами 14 пористо-пустотелого элемента в виде прямоугольной призмы 2. Глухие

0 отверстия 15 полки 9 рамы 8 посажены на штыри 15 паза 6 ригеля 5 с возможностью фиксации верхнего объемного каркасного модуля относительно нижнего при помощи поверхности нижней части 17 рамы 8 днища

5 7, которая по форме и размерам соответствует пазу б ригеля 5. Стойки 4 по скользящей посадке в верхней своей части установлены в сквозные отверстия или прорези 18 ригеля 5, зафиксированы прижатием нижней части

0 17 рамы 8 днища 7 к верхним прямоугольным призмам 2 из пористо-пустотелого материала и закреплены при помощи специального приспособления. Корпусы 1 находящихся рядом модулей скреплены

5 между собой ригелями 5 при помощи болтовых соединений 19.

Элементы объемно-каркасного модуля могут быть выполнены из профильного проката и труб. В качестве материала использу0 ют нержавеющую сталь, сплавы алюминия и разновидные пластмассы.

Сборку объемного каркасного модуля осуществляют следующим образом.

На поддон устанавливают днище 7, на

5 раме 8 которого жестко закрепляют стойки 4. На днище 7 и друг на друга по Определенной схеме укладывают пористо-пустотелые объемные элементы в виде прямоугольных призм 2, совмещая при этом вертикальные

0 отверстия 3, желобообразные каналы 13 и поры 14. На стойках 4 через сквозные отверстия или прорези 18 надевают ригель 5, прижимают его к прямоугольным призмам 2 и при помощи специального приспособления

5 стойки 4 скрепляют с ригелем 5. Из объёмных каркасных модулей самонесущей конструкции собирают индустриальную систему различных геометрических очертаний для биологический глубокой очистки сточных вод.

Прочность объемных каркасных модулей, собранных из пористо пустотелых призм 2 с размером пор до 20 мм, обеспечивается при смещении осей вертикальных отверстий, расположенных по продольной оси симметрии призмы, относительно поперечных осей симметрии желобообразных каналов на (0,1-0,2)1, при толщине перегородок, равной диаметру сквозного отверстия, радиус которого составляет (0,2-0,25)Ь, при принятом радиусе желобообразных каналов(0,12-0,13)1, где b -ширина призмы, I - длина призмы.

Допустимая нагрузка РСж при сжатии призм размером 400 х 200 х 200, 300 х 200х х200 и 300 200 х 150 мм с диаметром сквозных отверстий 60, 50 и 40 мм соответственно составляет 0,5-0,8 МПа при объемной плотности 190-210 кг/м3, что делает обьемно-каркасные модули самонесущими.

Индустриальная система для биологической глубокой очистки сточных вод в составе очистных сооружений работает следующим образом.

Очищаемая вода подается сверху в объ- емный каркасный модуль и самотеком без принудительной вентиляции покупает в сложную развитую систему пор 14, вертикальных отверстий 3 и желобообразных каналов 13. В пористо-пустотелых объемных элементах с диаметром пор до 20 мм биопленка формируется в течение первых 30- 35 сут работы системы. В верхних слоях очистного слоя интенсивно развиваются бактерии, окисляющие органические веще- ства и аммонийный азот. Толщина биопленки в этих слоях достигает 2 мм. Биопленка нижних слоев толщиной 0,5 мм содержит большое количество бактерий - денитрифи- каторов, восстанавливающих нитраты м нитриты до газообразного азота. На пористо-пустотелых элементах с размером пор до 20 мм развивается в 1,2-1,5 раза больше различных видов эробных микроорганизмов, чем на керамзитовой или гравий- ной загрузке. Сточная вода, пройдя комплект объемно-каркасных модулей, очищается до требуемых параметров при гидравлических нагрузках 3-6 м3/м2. сут в зависимости от пористости (77-91%) пори- сто-пустотелых объемных элементов. Заиливание загрузочного материала из пористо-пустотелых объемных элементов отработанной биопленкой не наблюдается, так как она по открытым порам выносится сточной водой в специальные отстойники.

. Производительность системы увеличивается в 1,5-2,0 раза, при этом окислительная мощность рабочего объема очистного

слоя возрастает в 2 9 раза при одной и той же высоте рабочего слоя загрузки

Эффективность очистки сточных вод на очистном слое из пористо-пустотепого мате риала возрастает по задержанию взвешенных веществ на 11-24%, по удалению органических и азотистых веществ на 11-17 и 40-45% соответственно.

Формула изобретения 1. Индустриальная система для биологической глубокой очистки сточных вод. содержащая корпус с размещенными в нем и уложенными друг на друга пористо-пустотелыми объемными элементами, образующими очистной слой с вертикальными отверстиями, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности по задержанию взвешенных веществ и удалению органических, азотистых соединений и вывода отработанной биопленки, а также эффективности очистки и обеспечения несущей способности, корпус выполнен из объемных каркасных модулей, каркас каждого из которых выполнен из соединенных между собой ригеля, стоек и днища, при этом днище выполнено в виде рамы с полко й, пересекающихся и соединенных между собой и с полкой рамы продольных и поперечных полос с образованием прозоров, в углах нижней части полки рамы выполнены глухие отверстия, а в углах ее верхней части жестко закреплены стойки каркаса, ригель выполнен быстросъемным со стоек каркаса, с пазом по его внутреннему контуру, по форме и размерам соответствующим поверхности нижней части рамы днища, и со штырями, установленными пб углам паза соответственно глухим отверстиям в нижней части полки рамы днища для установки днища вышестоящего модуля, пористо-пустотелые элементы выполнены в виде прямоугольной призмы с отношением длины к ширине и к высоте соответственно 1:(1,5-2,0}:(1,5-2,0), с желобообрэзными каналами по периметру призмы в вертикальной плоскости и установлены внутри объемного каркасного модуля на днище и друг на друга с возможностью стыковки желобообразных каналов и вертикальных отверстий и расположения последних напротив прозоров днища, а также образования самонесущей конструкции, при этом поперечные оси вертикальных отверстий расположены по продольной оси симметрии блока и смещены относительно поперечных осей симметрии желобообразных каналов на 0,1-0,2 длины призмы, толщина перемычек между отверстиями равна диаметру сквозного отверстия, радиус которого составляет 0,2-0,25 ширины призмы, а радиус желобообразных

каналов принят равным 0 12-0 13 длины призмы.

2 Система поп 1,отличающаяся тем. что объемные каркасные модули установлена в корпусе с возможностью стыковки как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях

Использование1 биологическая очистка сточных вод методом биофильтрации. Сущность изобретения биофильтр содержит загрузку которая выполнена из объемных кар- касных модулей, установленных с возможностью стыковки элементов как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях Корпус модуля выполнен из ригеля, стоек и днища, а пористо-пустотелые элементы - в виде прямоугольной призмы со сквозными отверстиями и желобообразны- ми каналами по периметру. В самонесущей конструкции модуля поперечные оси вертикальных отверстий смещены относительно поперечных осей желобообразных каналов, а толщина перемычек между отверстиями равна их диаметру, 5 ил

S 9

. 2

Ьид В

Г/, 1 . . ri . 1 ч .1 ч 1/1 , .т ,11 I Д,, I I 1.1 1 I I ИМИ, I I I II.

МЖШШШЗ

Фаг 5

3

Фай. 4

18

4

Физ.5