CS215698B1

CS215698B1 - Rotary biological contactor made of plastic for wastewater treatment

Info

Publication number: CS215698B1
Application number: CS806141A
Authority: CS
Inventors: Lubomir Kupf; Vera Hraseova; Vaclav Sloup
Original assignee: Lubomir Kupf; Vera Hraseova; Vaclav Sloup
Priority date: 1980-09-10
Filing date: 1980-09-10
Publication date: 1982-09-15

Abstract

Vynález se týká rotačního biologického kontaktoru pro čištění odpadních vod, sestává jícého ze samonoených celoplastových monolitických kotoučů, vhodného zejména pro malé čistírny odpadních vod. Biologický kontaktor z plastu sestává ze samonosných celoplastových kotoučů, sestavených na společné hřídeli do bloků, přičemž kotouč je monolitický a vytvořen šachovnicově střídavě orientovanými výstupky a prohlubněmi jehlanovitých nebo kuželovitých tvarů, opatřených přepážkami a nejméně jednou výztuhou ve tvaru soustředných kružnic, umístěnou na plochách deskovitého obvodu ketouče tak, že výstuha se nachází mezi stejnými výztuhami na protilehlé ploše sousedního kotouče, přičemž kotouče navlečené ha hřídeli se dotýkají pouze v nábojích, z nichž vedou paprskovitě vyztužující žebra. Povrch kotoučů může být opatřen mikrodezénem a jejich vnitřní hmota vylehčena vypěněním.The invention relates to a rotary biological contactor for wastewater treatment, consisting of self-supporting all-plastic monolithic discs, suitable especially for small wastewater treatment plants. The plastic biological contactor consists of self-supporting all-plastic discs, assembled on a common shaft into blocks, the disc being monolithic and formed by checkerboard-like alternately oriented protrusions and depressions of pyramidal or conical shapes, provided with partitions and at least one reinforcement in the form of concentric circles, placed on the surfaces of the plate-like circumference of the disc so that the reinforcement is located between the same reinforcements on the opposite surface of the adjacent disc, the discs threaded onto the shaft touching only in the hubs, from which radial reinforcing ribs extend. The surface of the discs may be provided with a micropattern and their internal mass lightened by foaming.

Description

(⁵⁴) Rotační biologický kontaktor z plastu pro čištění odpadních vod( ⁵⁴ ) Rotary biological contactor made of plastic for wastewater treatment

Vynález se týká rotačního biologického kontaktoru pro čištění odpadních vod, sestává jícého ze samonoených celoplastových monolitických kotoučů, vhodného zejména pro malé čistírny odpadních vod.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a rotary biological contactor for wastewater treatment consisting of self-immersed, all-plastic monolithic disks, particularly suitable for small wastewater treatment plants.

Biologický kontaktor z plastu sestává ze samonosných celoplastových kotoučů, sestavených na společné hřídeli do bloků, přičemž kotouč je monolitický a vytvořen šachovnicově střídavě orientovanými výstupky a prohlubněmi jehlanovitých nebo kuželovitých tvarů, opatřených přepážkami a nejméně jednou výztuhou ve tvaru soustředných kružnic, umístěnou na plochách deskovitého obvodu ketouče tak, že výstuha se nachází mezi stejnými výztuhami na protilehlé ploše sousedního kotouče, přičemž kotouče navlečené ha hřídeli se dotýkají pouze v nábojích, z nichž vedou paprskovitě vyztužující žebra. Povrch kotoučů může být opatřen mikrodezénem a jejich vnitřní hmota vylehčena vypěněním.The biological plastic contactor consists of self-supporting, all-plastic discs assembled on a common shaft into blocks, the disc being monolithic and formed by a checkerboard alternately oriented protrusions and depressions of pyramidal or conical shapes, provided with bulkheads and at least one concentric circle reinforcement located on faces so that the reinforcement is located between the same stiffeners on the opposite surface of the adjacent disc, the discs strung on the shaft only contacting the hubs from which the radially stiffening ribs run. The surface of the discs can be provided with a microdezene and their inner mass lightened by foaming.

215 698215 698

215 69&215 69 &

Vynález se týká rotačního biologického kontaktoru přo čištění odpadních vod, sestávajícího ze samonosných celoplastových monolitických kotoučů, vhodného zejména pro malé čistírny odpadních vod.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to a rotary biological wastewater treatment contactor consisting of self-supporting all-plastic monolithic disks, particularly suitable for small wastewater treatment plants.

V poslední době se pro své výhody při čištění odpadních vod komunálních i průmyslových začínají uplatňovat rotační biologické kontaktory, pracujících na principu rotujících kotoučů (disků). Tyto kotouče jsou hlavním konstrukčním prvkem celého zařízení. Funkce kotoučů spočívá ve vytvoření:’! maximálního specifického povrchu pro .splnění optimálních podmínek pro narůstání biomasy z mikroorganismů, jejichž množení je podmíněno maximálním přístupem kyslíku. To se zajišťuje střídavým máčením kotoučů v odpadní vodě a okysličováním na vzduchu při pomalé rotaci. Biomasa po určité době z kotoučů splývá a ve tvarů kousků hmoty je spolu s vyčištěnou vodou odplavována buJ do dalších sekcí biozony, nebo do dosazovéku mechanicko-biologické čistírny odpadních vod, kde sedimentuje. K výrobě kotoučů se používají plasty, nejčastěji ve tvaru hladkých desek nebo zformovaných do různých tvarů. U tvarovaných desek je porušena jejich stabilita v zachování rovlnnosti při sestavování do bloků, a proto se kompletují tak, že se většinou svařují nebo mechanicky stahují pomocí kovových elementů. Tím vznikají vysoké nároky na pracnost výroby kotoučů a nedosahuje se požadovaného vysokého specifického povrchu a technologie kompletace do bloků vyžaduje speciální zařízení za tím účelem vyvinuté, aby se dosáhlo jak mechanizace kompletování, tak 1 vlastní tuhosti konstrukce bloku. Při použití kovových výztuží se musí kovové konstrukce ochránit proti agresivitě odpadní vody, což je náročné a i tak životnost zařízení je velmi omezena. Většinou se kotouče zhotovují z polotovarů plastových hladkých desek, které se buá nechají rovné, nebo se tvarují za tepla lisováním nebo vakuovým tvarováním do oožadovaných tvarů, které se déle ořezávají do konečných rpzměrů polotovarů. Tyto se pak dalšími operacemi spojují s nábojem pro uloženi na společný hřídel, a vkládají do nosné kovové konstrukce, nebo svařují ve speciálních zařízeních do bloků. Přitom dochází v místech spojů kotoučů ke ztrátě specifického povrchu a tedy i ke kompromisům mezi požadavky optimální konstrukce z hlediska výrobní technologie a požadavky konstrukce kotouče pro zajištění jeho maximální účinnosti.Recently, rotary biological contactors working on the principle of rotating disks (disks) have started to be used for their advantages in municipal and industrial wastewater treatment. These discs are the main structural element of the whole machine. The function of the wheels is to create: '! the maximum specific surface area to fulfill the optimum conditions for biomass growth from microorganisms, the propagation of which is subject to maximum oxygen access. This is ensured by alternating dipping of the disks in the waste water and oxygenation in the air at slow rotation. After some time, the biomass coalesces from the disks and, in the form of pieces of matter, together with the purified water, is washed away either to other sections of the biozone or to the afterburner of the mechanical-biological wastewater treatment plant where it sediments. Plastic is used for the production of discs, most often in the form of plain plates or formed into various shapes. In the case of molded plates, their stability is impaired in maintaining the flatness when assembled into blocks, and therefore they are assembled in such a way that they are usually welded or mechanically contracted by means of metal elements. This imposes high demands on the manufacturing of the disks and does not achieve the required high specific surface area, and the block assembly technology requires special equipment developed to achieve both the assembly mechanization and the inherent rigidity of the block structure. When using metal reinforcements, metal structures must be protected against the aggressiveness of the wastewater, which is demanding and yet the service life of the equipment is very limited. Typically, the disks are made of plastic plain plate blanks which are either left straight, or thermoformed by pressing or vacuum forming into the desired shapes, which are longer cut into the final dimensions of the blanks. These are then joined by further operations with a hub for bearing on a common shaft, and inserted into a supporting metal structure, or welded into blocks in special devices. At the same time, at the joints of the discs, the specific surface area is lost and thus there is a compromise between the requirements of the optimum design in terms of manufacturing technology and the requirements of the disc design to ensure maximum efficiency.

Tyto nedostatky odstraňuje rotační biologický kontaktor z plastu pro čiětění odpadních vod, podle vynálezu, sestávající ze samonosných celoplastových kotoučů, sestavených na společné hřídeli do bloku, jehož podstatou je, že kotouče je monolitický, a vytvořen šachovnicově střídavě orientovanými výstupky a prohlubněmi jehlanovitých nebo kuželovitých tvarů, opatřenými přepážkami a nejméně jednou výztuhou ve tvaru soustředných kružnic, umístěnou na plochách deskovitého obvodu kotouče tak, že výztuha se nachází mezi stejnými výztuhami na protilehlé ploše sousedního kotouče, přičemž kotouče navlečené na hřídeli ae dotýkají pouze v nábojích, z nichž vedou paprskovitě vyztužující žebra. Povrch kotoučů může být opatřen mikrodezénem a jejich vnitřní hmota vylehčena vypěněním.These drawbacks are overcome by the rotary biological contactor of the wastewater treatment plastic according to the invention, consisting of self-supporting all-plastic disks assembled on a common shaft into a block whose monolithic disks are formed and formed by checkerboard alternately oriented protrusions and recesses of pyramidal or conical shapes provided with baffles and at least one concentric circle reinforcement disposed on the surfaces of the plate circumference of the disc such that the reinforcement is located between the same reinforcements on the opposite surface of the adjacent disc, the discs on the shaft ae touching only the hubs from which the radially stiffening ribs . The surface of the discs can be provided with a microdezene and their inner mass lightened by foaming.

Výhody, které přináší celoplastový biologický rotační kontaktor podle vynélezu, jsou jak v oblasti zlepšení funkce a zvýšení účinnosti zařízení, tak v oblasti technologie jejich výroby. Velmi vysoký specifický povrch, který je dán členitou konstrukcí tvaru výstupků a přepážkami, jakož i radiálními výztuhami, které optimálně vyplňují prostor mezi kotouči, přičemž mezi kotouči zůstává volný průchod, ovšem s prodlouženou dráhou odpadní vody, stékající po kotou čích. Dále je to mikrodezén, který již tak vysoký specifický povrch znásobuje a podstatně urychluje uchycení mikroorganismů na povrchu kotoučů při záběhu zařízení a při opětovném narůstání biomasy na obnaženém místě kotouče, kde rozsáhlá biomasa odpadla. Takto zvýšená účinnost zařízení podstatně ovlivňuje konstrukční koncepci celého mechanicko-biologického filtru, neboť podstatně vySSí výkon zmenšuje zařízení a tím přirozeně i výrobní náklady. Kromě toho při projektech větších biozon s rotujícími kotouči se sníží s zvýšeným výkonem na kotouč i počet kotoučů, uložených na jedné hřídeli a tím vyřeží i problém únosnosti hřídele. Ta je dále podpořena i vylehčením kotoučů ve střední části jejich průřezů, čímž se dosáhne nejen větší tvarové stability a tuhosti kotoučů, ale i o 5 až 50 % nižší hmotnost, než má homogenní použitý plast. V odpadní vodě je tak kotouč nadlehčován daleko příznivějším vztlakem. Konstrukce monolitického celoplastového kptouče s uvedenými význaky přináší i značné zrychlení technologie jejich výroby a snížení výrobních nákladů, zejména podstatným snížením pracnosti. Výroba kotouče podle vynálezu je realizována jednou operací na lisu pro strukturní vstřikování plastu} forma může být opatřena mikrodezénem, avšak ani nemusí, neboť při strukturním vstřikování se automaticky vytvoří na povrchu mikrodezén při úniku plynů z formy při jejím vyplňováním taveninou plastu. Zhotovený výstřik může být použit ihned na montáž pro kompletaci zařízení. Při požadavku na zmenšení vzdálenosti mezi kotouči se vloží do dutiny formy, vytvářející náboj ve středu kotouče, vložka, které sníží výšku náboje. U dosud používaných konstrukcí kotoučů to není reálné. A tak pro některé technologie čištění odpadních vod, jalfo např. nitirifikace, se zbytečně používají zařízení větších rozměrů. Přesnost, tvarové stabilita a tuhost kotoučů podle vynálezu umožňují i vysokou mechanizaci kompletace zařízení a vložením těsnění mezi náboje kotoučů i chránění hřídele proti korozi.The advantages of the all-plastic biological rotary contactor according to the invention are both in the field of improving the function and efficiency of the devices and in the technology of their production. Very high specific surface, due to the rugged construction of the shape of the protrusions and baffles, as well as radial stiffeners, which optimally fill the space between the disks, leaving free passage between the disks, but with an extended wastewater path running down the disks. Furthermore, it is a microdesene that multiplies the already high specific surface area and significantly speeds up the attachment of microorganisms to the surface of the disks when the equipment is running in and the biomass re-grows at the exposed spot of the disk where large-scale biomass has fallen. The increased efficiency of the device significantly affects the design concept of the whole mechanical-biological filter, since the significantly higher performance reduces the device and thus naturally also the production costs. In addition, in larger biozone projects with rotating discs, the number of discs stored on a single shaft is reduced with increased power per disc, thus solving the problem of shaft bearing capacity. This is further supported by the lightening of the discs in the central part of their cross-sections, thereby achieving not only greater shape stability and stiffness of the discs, but also 5 to 50% less weight than the homogeneous plastic used. In the waste water, the disc is thus lightened by far more favorable buoyancy. The construction of a monolithic all-plastic cap with the above-mentioned features also brings a considerable acceleration of the technology of their production and a reduction of production costs, in particular a substantial reduction of labor. The manufacture of the disc according to the invention is carried out in one operation on a structural plastic injection molding machine. The mold can be provided with a microdezene, but it does not have to, since in the structural injection the microdesigns are automatically formed on the surface. The produced spray can be used immediately for assembly to complete the device. In order to reduce the distance between the disks, an insert is inserted into the mold cavity forming the hub at the center of the disk to reduce the height of the hub. This is not realistic with the disc designs used so far. Thus, for some waste water treatment technologies such as nitirification, larger devices are unnecessarily used. The accuracy, shape stability and rigidity of the discs according to the invention also allow for high mechanization of the assembly of the device and the insertion of a seal between the hubs of the discs and the protection of the shaft against corrosion.

Příkladná provedení rotačního biologického kontaktoru jsou uvedena na obr. 1 a 2. Obr 1 představuje pohled na jednu stranu kotouče, obr. 2 řez kolmo ke kotoučům v ose při sestavením na hřídeli.Exemplary embodiments of the rotary biological contactor are shown in Figs. 1 and 2. Fig. 1 is a view of one side of the disc; Fig. 2 is a cross-section perpendicular to the discs in axis when assembled on a shaft.

Kotouč je zhotoven technologií strukturního vstřikování, např. z polypropylenu. Mé průměr 8Q0 mm a jeho tloušťka se pohybuje v rozmezí 4 až 6 mm, pouze vystužující žebra mají tloušťku 14 mm, střední část kotouče s náboji na obě strany má šířku 28 mm. Ve středu má kotouč průchozí čtyřstranný otvor o rozměru 40 x 40 mm pro uložení kotouče na hřídel.The disc is made by structural injection technology, eg polypropylene. It has a diameter of 8 mm and its thickness is between 4 and 6 mm, only the reinforcing ribs have a thickness of 14 mm, the central part of the disc with hubs on both sides has a width of 28 mm. In the center, the disc has a through 40x40 mm square hole for mounting the disc on the shaft.

Jak je z obr. 1 zřejmé, kotouč 1 je z větší Části vytvořen z výstupků 2 ^a prohlubní 2, opatřených přepážkami 3. Vyztužujícími žebry 4 je kotouč 1 rozdělen na čtyři stejné sekce. Po obvodu kotouče 1 jsou tři radiální výztuhy 2· Náboj 6 tvoří pouzdro hřídele 2 ^a současně distanci mezery mezi kotouči 1.As can be seen from FIG. 1, the disk 1 is largely formed of protrusions 2 ^and depressions 2 provided with baffles 3. By reinforcing ribs 4, the disk 1 is divided into four equal sections. There are three radial stiffeners 2 around the circumference of the disc 1. The hub 6 forms the shaft sleeve 2 ^and at the same time the distance between the discs 1.

Obr. 2 představuje řez kolmo k biologickému kontaktoru, vedený osou. Řez je zobrazen třemi kotouči 1 na hřídeli 7, kterou je profilovaná trubka. Hlavní část kotouče 1 je vytvořena výstupky 9'8 prohlubněmi 2, ve kterých jsou přepážky 2· Z této. části přechází *Giant. 2 is a section taken perpendicular to the biological contactor, taken along an axis. The section is shown by three disks 1 on the shaft 7, which is a profiled tube. The main part of the disc 1 is formed by protrusions 9 '8 with depressions 2 in which the partitions 2' are provided. parts pass *

kotouč 1 v deskovitý obvod 8, opatřený radiálními výztuhami 5 po obou stranách a uspořádaných tak, že při sestavení kotoučů 1 se vždy mezi výztuhami 5. jednoho kotouče 1 nachází výztuha 2 kotouče 1 sousedního. Ve střední části kotouče 1 přechází tvar výstupků 9 a prohlubní 2 do nábojů 6 po obou stranách kotouče 1, čímž je zajišťována stabilita kotouče 1 na hřídeli 2 ^s současně vymezena vzdálenost mezi kotouči 1.the disk 1 in the plate-shaped circuit 8, provided with radial stiffeners 5 on both sides and arranged such that when assembling the disks 1, the stiffener 2 of the adjacent disk 1 is located between the stiffeners 5 of one disk 1. In the middle of the disc 1 becomes the shape of the projections 9 and the recesses two hubs 6 on both sides of the disc 1, thereby ensuring the stability of the disc 1 on the shaft 2 together ^{with the} defined distance between the disc first

Kotouče, vyrobená podle vynálezu, jsou určeny zejména pro malé typy mechanicko-biologických čistíren. Jejich vysoký specifický povrch, lehkost, tuhost a vyrobitelnost v jedné 'r,q operaci přinášejí pro aplikaci na mechanicko-biologické filtry vysokou ekonomickou efektivnost a mohou se použít jako univerzální konstrukční prvek, vyráběný ve velkých sériích.The discs produced according to the invention are intended especially for small types of mechanical-biological treatment plants. Their high specific surface area, lightness, stiffness and manufacturability in a single operation bring high economic efficiency for application to mechanical-biological filters and can be used as a universal design element produced in large series.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Rotary biological contactor of plastic for wastewater treatment, consisting of self-supporting all-plastic disks, assembled on a common shaft into a block, characterized in that the disks (1) are monolithic and consist of checkerboard-alternately oriented projections (9) and depressions (2) of pyramidal or conical shapes, provided with partitions (3) and at least one concentric circle reinforcement (5), located on the surfaces (8) of the plate circumference of the disc (1) and between the same reinforcements on the opposite surface (8) of the adjacent disc (1); wherein the disks C1) threaded on the shaft (7) only touch in the hub (6).

Rotary plastic biological contactor according to claim 1, characterized in that the discs 1 are provided with a centered radially reinforcing rib (4).

3. The rotary plastic bi-contactor of claim 1, wherein the surface of the disks is provided with a microdezene.

Rotary plastic biological contactor according to Claims 1 to 3, characterized in that the disks (1) are lightened in the inner part by foaming them.