CS219540B1

CS219540B1 - All-plast self carrying rotary biocontactor for cleaning the waste waters

Info

Publication number: CS219540B1
Application number: CS806140A
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: 1983-03-25

Description

Vynález řeší celoplastový samonosný stavebnicový rotační biokontaktor pro čištění odpadních vod s vysokou účinností při malé energetické náročnosti.The invention solves all-plastic self-supporting modular rotary biocontactor for wastewater treatment with high efficiency and low energy consumption.

Pro mechanicko-biologické čistírny odpadních vod se využívá s výhodou principu soustavy kotoučů nejčastěji z plastů, které se otáčejí na společné hřídeli a střídavým namáčením do odpadní vody a pobytem smočeného povrchu, který má být co největší, na vzduchu se vytvářejí optimální podmínky pro nárůst biomasy na povrchu, a tedy i účinné čištění odpadní vody pomocí mikroorganismů. Dosud se vyrábějí kotouče do rotačních biokontaktorů z plastů pro velké výkony čistíren odpadních vod, tedy i o větších průměrech, z polotovarů plastových desek, které se vytvarovávají do tvarů, umožňujících sestavením desek na společné hřídeli vytvořit konstrukci kanálků nebo meziprosíor tak, aby se desky vzájemně dotýkaly v mnoha plochách svých výstupků. V těchto plochách, respektive četných ploškách, jsou to tisíce malých plošek, se bud svaří, nebo se desky ve tvarech samostatných segmentů zakládají volně do předem připravené kovové konstrukce, která je vytvořena pro jednu nebo více biozón. Nevýhodou konstrukcí těchto biokontaktů je to, že vyžadují buď samostatnou zpevňující konstrukci, což je náročné výrobně a má nevýhodu v malé životnosti z důvodu koroze, nebo jsou řešeny v samonosném provedení konstrukce, jejíž realizace však vyžaduje speciální unikátní zařízení pro svařování v několika tisíci bodech pro každou desku. Kromě vysokých nároků na technologii výroby kotoučů nebo dílců, z kterých ss sestavují a zejména jejich kompletaci do svazků pro biozónu, js-ou tyto desky hladké, mají konstantní rozteč kotoučů, přičemž tím, že se opírají vzájemně o sebe a že plochy sousedních kotoučů od stykového místa se poznenáhlu oddalují a tím se vytvářejí podmínky pro rychlé zarůstání tohoto prostoru, čímž se ztrácí určitá část funkčního povrchu. Pro provozování technologií čištění odpadních vod, kde se může realizovat bližší vzdálenost kotoučů, například pro nitrifikaci, se ztrácí na obestavěný prostor biozóny funkční plocha. Kromě toho je výměna vzduchu v polouzavřených prostorech, vytvořených kanálky ve směru soustředných kružnic nebo v úzkých prostorech, dotýkajících se výstupků sousedních kotoučů podstatně zhoršena, čímž se snižuje intenzita narůstání biomasy na kotoučích. Při aplikaci pohonu biokontaktoru vzduchem se používá konstrukce přívodu vzduchu děrovanou trubkou ve spodní části biokontaktoru, odkud je vzduch, vytlačován, respektive dávkován do odpadní vody a při stoupání vzhůru je zachycován kapsami, umístěnými po obvodu biokontaktoru. Tím se vytváří nejen pohon biokontaktoru, ale přivádí se další kyslík mezi kotouče, který však rychle uniká příčními kanály vzhůru.For mechanical-biological sewage treatment plants, the principle of a system of discs is most often used, which are made of plastics, which rotate on a common shaft and alternate soaking in wastewater and by staying wetted surface to be as large as possible. on the surface and hence effective wastewater treatment with microorganisms. Up to now, rotary biocontactor discs have been produced from plastic for high capacity wastewater treatment plants, even larger diameters, from plastic sheet blanks that are shaped into shapes that allow assembling of plates on a common shaft to create channels or interspaces so that the plates touch each other in many areas of their projections. In these areas, or numerous facets, there are thousands of small facets, either welded or the plates in the form of separate segments are laid loosely into a pre-prepared metal structure which is designed for one or more biozones. The disadvantage of these biocontact constructions is that they either require a separate reinforcing structure, which is difficult to manufacture and have the disadvantage of low durability due to corrosion, or are designed in a self-supporting construction, but requiring special unique welding equipment at several thousand points for each board. In addition to the high demands on the production technology of the discs or the parts of which they are assembled, and especially their assembly into biozone bundles, these plates are smooth, have a constant disc pitch, by leaning against each other and the abutment point is suddenly moved away, creating conditions for rapid ingrowth of this space, thereby losing some of the functional surface. For the operation of wastewater treatment technologies where closer disc distances can be realized, for example for nitrification, the functional area of the biozone enclosure is lost. In addition, air exchange in semi-enclosed spaces formed by channels in the direction of concentric circles or in narrow spaces touching the projections of adjacent disks is substantially impaired, thereby reducing the biomass build-up intensity on the disks. In the application of the biocontactor drive by air, a perforated tube air inlet construction is used at the bottom of the biocontactor, from where air is forced out or dosed into the wastewater and is picked up by pockets located around the perimeter of the biocontactor. This not only generates the drive of the biocontactor, but supplies additional oxygen between the disks, but quickly escapes through the transverse channels.

Pro malé biokontaktory vyhovuje rotační biologický kontaktor, z plastu, sestávající ze samonosných celoplastových monolitických kotoučů, které mají většinu povrchu rozčleněnu vytvořením šachovnicově střídavě orientovanými výstupky a prohlubněmi jehlanovitých nebo kuželovitých tvarů s přepážkami a v obvodových částech kotouče výztuhami ve tvaru soustředných kružnic. Tato konstrukce však pro průměry nad 1 m nevyhovuje a kromě toho se jeví jako energeticky výhodný pohon vzduchem, který současně i urychluje proces vytváření biomasy.For small biocontactors, a rotary biological contactor, of plastic, consisting of self-supporting all-plastic monolithic disks, having most of the surface segmented by forming a checkerboard alternately oriented protrusions and recesses of pyramidal or conical shapes with baffles, and concentric circle reinforcements at the periphery of the disk. However, this construction is not suitable for diameters over 1 m and, moreover, it appears to be an energy-efficient propulsion with air, which at the same time speeds up the biomass production process.

Všechny tyto nevýhody řeší celoplastový samonosný stavebnicový rotační biokontaktor pro čištění odpadních vod podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je vytvořen ze segmentů ve tvaru výsečí, vyztužených nejméně dvěma žebry ve směru od středu k obvodu a jehož střídavé výstupky a prohlubně jsou vůči sousedním kotoučům v ekvidistanci, přičemž výztužná žebra segmentů jednotlivých kotoučů na sebe doléhají a tvoří pevným spojením jednolitý tuhý biokontaktor na společné hřídeli. V obvodové části stavebnicového kotouče přechází tvarovaná část výstupků a prohlubní v deskovitý obvod, který má jednu nebo obě strany vystupující nesouvislé žebrovité výběžky, které ze dvou sousedních kotoučů vytvářejí pomocí příčného žebírka polouzavřené komůrky. S výhodou mohou mít axiální vyztužovací žebra střídavě v příčném směru vybrání o hloubce nejméně 20 % výšky žebra, přičemž krajní axiální vyztužující žebra segmentu kotouče mají podélné drážky, které vytvoří po spojení segmentů kanál. Vnitřní žebra s výhodou mohou být opatřena kanálem pro přívod vzduchu. Kromě toho jsou blíže k ose stavebnicového kotouče než k obvodu kotouče vytvořena křížová žebra, která vytvářejí po spojení kotoučů pravoúhlé nádobky. Jednotlivé segmenty jsou v celé své konstrukci vytvořeny monolitně s lehčením jádra hmoty.All of these disadvantages are solved by the all-plastic self-supporting modular rotary biocontactor for wastewater treatment according to the invention, which consists in that it consists of segments in the shape of sectors, reinforced by at least two ribs in the middle to periphery direction. The reinforcing ribs of the individual disk segments abut one another and form a solid, rigid biocontactor on a common shaft by a rigid connection. In the circumferential portion of the modular disc, the shaped portion of the protrusions and depressions becomes a plate-like circumference having one or both sides of the projecting discontinuous rib-like projections which form a semi-closed chamber from two adjacent discs by means of a transverse rib. Advantageously, the axial stiffening ribs may alternately have a recess in the transverse direction of a depth of at least 20% of the rib height, the outer axial stiffening ribs of the disc segment having longitudinal grooves which form a channel after the segments are joined. Advantageously, the internal ribs may be provided with an air supply duct. In addition, cross ribs are formed closer to the axis of the modular disc than to the periphery of the disc, which form a rectangular container when the discs are joined. The individual segments are designed monolithically with lightening of the core.

Výhodou biokontatoru stavebnicové konstrukce v celoplastovém provedení je předně možnost ekonomické sériové výroby s možností projektování typizovaných řad čistíren odpadních vod s různou technologií. Univerzálnost konstrukce umožňuje vysokou účinnost biokontaktoru ať s pohonem elektrickým přes převody nebo vzduchovým pomocí vzduchu, eventuálně kyslíku kanálky ve vyztužujících žebrech do labyrintového systému polouzavřených komůrek, čímž se vytváří delší dráha vzduchu a jeho působení na větší specifický povrch. Nádobky, vytvořené křížovými žebry, umožňují smáčení i střední části kotouče, který není ponořen a kromě toho stékáním po povrchu vynořené části biokontaktoru se intenzifikuje okysličování odpadní vody. Další výhody jsou v ekonomické výrobě, která spočívá v možnosti poloautomatického až automatického vstřikování jednotlivých segmentů s výhodou strukturního vstřikování a dále v jednoduché kompletaci relativně konstrukčně složitého biokontaktoru, splňujícího požadavky na optimalizaci režimu a univerzálnosti. Kromě toho tuhost a přesnost výstřiků a kompletů umožňuje relativně velké mechanicko-fyzikální namáhání biokontaktoru v provozu a nevyžaduje další údržbu a kontrolní systémy pro bezporuchový provoz.The advantage of the biocontactor of modular construction in all-plastic design is first of all the possibility of economical serial production with the possibility of designing standardized series of waste water treatment plants with various technologies. The versatility of the design allows high efficiency of the biocontactor, whether powered by gears or by air-assisted air or possibly oxygen channels through reinforcing ribs into the labyrinth system of semi-closed cells, creating a longer air path and its action on a larger specific surface. The receptacles formed by the cross ribs allow wetting of the central part of the disc, which is not submerged, and in addition, by running down the surface of the emerging portion of the biocontactor, the wastewater oxidation is intensified. Further advantages are in economic production, which consists in the possibility of semi-automatic to automatic injection of individual segments with the advantage of structural injection and further in simple assembly of a relatively structurally complex biocontactor, meeting the requirements for regime optimization and universality. In addition, the rigidity and accuracy of the injections and assemblies allows a relatively high mechanical-physical stress on the biocontactor in operation and does not require additional maintenance and control systems for trouble-free operation.

Příkladná provedení celoplastového samonosného stavebnicového rotačního biokontaktoru pro čištění odpadních vod jsou znázorněna na obr. 1 a 2. Biokontaktor sestává z kompletu kotoučů, které jsou vytvořeny ze stejných segmentů, spojených mechanicky nebo svařením s výhodou pomocí tavícího zrcadla. Segmenty jsou vyrobeny technologií strukturního vstřikování z polypropylenu, polyetylénu, jejich kopolymerů nebo i jiných plastů.Exemplary embodiments of the all-plastic self-supporting modular rotary biocontactor for wastewater treatment are shown in Figures 1 and 2. The biocontactor consists of a set of disks which are formed of the same segments, mechanically or welded together, preferably by means of a melting mirror. The segments are made of structural injection technology from polypropylene, polyethylene, their copolymers or other plastics.

Obr. 1 představuje boční pohled na kotouč nasazený na hřídeli 14. Kotouč je sestaven ze čtyř segmentů 1, které mají další vyztužovací žebra 3. Jednotlivé segmenty 1 jsou svařeny v kotouč, který má uprostřed náboj 2, z kterého vybíhají vyztužovací žebra 3. Prostor mezi žebry 3 je vyplněn tvarovanou částí G výstupků a prohlubní, která přechází směrem k obvodu v deskovitý obvod kotouče, který je rozčleněn nesouvislými žebrovitými výstupky 8 ve tvaru soustředných kružnic a příčnými žebírky 9, zejména u nejkrajnějších částí obvodu v polouzavřené komůrce 10. Směrem ke středu kotouče je v prostoru tvarované části 6 výstupků a prohlubní s výhodou vytvořeno křížové žebrování 11, které umožňuje při otáčení kotouče nabírání odpadní vody. Pro utěsnění mezi náboji 2 je vloženo mezi tyto pryžové těsnění 13. Při pohonu biokontaktoru vzduchem se pro jeho rozvod mohou vytvořit ve vyztužujících žebrech podélné drážky 4 — u okrajových segmentů 1 a/nebo kanálky 5 u vnitřních segmentů 1.Giant. 1 is a side view of a disc mounted on a shaft 14. The disc is made up of four segments 1 having additional reinforcing ribs 3. The individual segments 1 are welded into a disc having a hub 2 in the middle from which the reinforcing ribs 3 extend. 3 is filled with a shaped part G of protrusions and depressions that extend towards the periphery into a plate-like periphery of the disc, which is subdivided by discontinuous rib-like protrusions 8 in the form of concentric circles and transverse ribs 9, particularly at the outermost parts of the periphery in the semi-closed chamber 10. Preferably, cross ribs 11 are provided in the area of the shaped portion 6 of the protrusions and depressions 11, which allow waste water to be taken up when the disc is rotated. For sealing between the hubs 2, a rubber seal 13 is inserted between these. When the biocontactor is driven by air, longitudinal grooves 4 - for the edge segments 1 and / or channels 5 for the inner segments 1 may be formed in the reinforcing ribs for its distribution.

Obr. 2 představuje částečný řez kolmo ke kompletovaným kotoučům biokontaktoru. Na obrázku je schematicky znázorněno uspořádání detailů konstrukce kotoučů, svařených z jednotlivých segmentů 1, které jsou navlečeny na hřídeli 14 a při rozdělení do jednotlivých biozón tvoří vždy ucelené bloky, přičemž každý blok tvoří kompaktní celek z mechanicky spojených nejlépe svařených kotoučů, které se dotýkají ve vyztužujících žebrech 3, které mohou mít vybrání 12 pro snadnější proudění odpadní vody při otáčení biokontaktoru a dále do219540 týkajících se, nebo svařených v nesouvislých žebrovitých výstupcích 8 a příčných žebírkách 9, stejně tak i v křížových žebrech 11. Okrajové části kotouče, charakterizované deskovitým obvodem 7 s výše uvedenými nesouvislými žebrovitými výstupky 8 přechází směrem dovnitř kotouče ve tvarovanou část 6 výstupků a prohlubní, která si zachovává mezi jednotlivými kotouči stálou ekvidistanci a přechází v kontakt jen v částech křížových žeber 11. Takto kompletovaný biokontaktor z unifikovaných segmentů 1 pro jednotlivé typorozměry umožňuje sestavovat takové komplety, které optimálně vyhovují podmínkám technologie čištění odpadní vody. Takto zhotovené segmenty, kotouče a biokontaktory, s průměrem až do 3,5 m mohou být použity jak pro stavbu stavebnicových čistíren pro čištění odpadních vod s lokality pro 100 ekvivalentních obyvatel, až po mohutné komplexy velkočistíren, anebo intenzifikaci stávajících čistíren.Giant. 2 is a partial cross-section perpendicular to the assembled biocontactor disks. The figure shows schematically the arrangement of details of the construction of discs welded from individual segments 1, which are threaded on the shaft 14 and when divided into individual biozones always form integral blocks, each block forms a compact whole of mechanically connected best welded discs stiffening ribs 3, which may have recesses 12 for easier wastewater flow upon rotation of the biocontactor, and further up to 22,540 relating to or welded in discontinuous ribs 8 and transverse ribs 9, as well as cross ribs 11. 7 with the aforementioned discontinuous rib-like projections 8 pass inwardly into the disc into a shaped portion 6 of the protrusions and depressions, which maintains a constant equidistant between the individual discs and only contacts in portions of the disc. The finned ribs 11 thus assembled from the unified segments 1 for individual types of dimensions enable to assemble such sets that optimally meet the conditions of the waste water treatment technology. The segments, discs and biocontactors made up to 3.5 m in diameter can be used both for the construction of modular wastewater treatment plants with sites for 100 equivalent inhabitants, up to massive large-scale treatment plant complexes, or for the intensification of existing treatment plants.

Vysoká ekonomická efektivnost je nejen ve výrobě tohoto celoplastového stavebnicového rotačního biokontaktoru, ale i v užitných vlastnostech, kde jeho tuhost, kompaktnost a minimální náročnost na provozní údržbu, stejně tak i možnost efektivního využití pohonu vzduchem s minimálními energetickými požadavky při vysoké účinnosti umožní racionálně řešit typizované projekty a realizovat výrobu čistíren odpadních vod velice rychlým průmyslovým způsobem s minimálními nároky na stavební práce.High economical efficiency is not only in the production of this all-plastic modular rotary biocontactor, but also in utility properties, where its rigidity, compactness and minimal operational maintenance, as well as the possibility of efficient use of air propulsion with minimum energy requirements at high efficiency projects and realize the production of wastewater treatment plants in a very fast industrial way with minimal demands on construction work.

Claims

SUBJECT

An all-plastic self-supporting modular rotary biocontactor for wastewater treatment with a high specific surface area, alternating protrusions and truncated cone-shaped or cone-shaped recesses and a micro-surface on the surface, characterized in that it is formed of segments (1) the ribs (3) in a direction away from the center of the circumference, the space between the ribs (3) being filled with a shaped portion (6) with protrusions and depressions that are equidistant to the adjacent biocontactor disks, the stiffening ribs (3) of the disks (1) they abut and form a rigid connection to a solid monocontactor on a common shaft (14).

2. A self-supporting modular rotary biocontactor according to claim 1, characterized in that in the peripheral part of the modular disc, the shaped part (6) of the projections and depressions passes into a plate-like periphery (7) having non-continuous rib-like projections (8). ), which form two closed discs (10) by means of a transverse rib (9).

3. All-plastic self-supporting modular

The rotary biocontactor according to claims 1 and 2, characterized in that the stiffening ribs (3) have alternately in the transverse direction a recess (12) having a depth of at least 20% of the rib height (3).

4. A self-supporting, self-supporting modular rotary biocontactor according to claims 1 to 3, characterized in that the reinforcing ribs (3) at the edge of the disc segment (1) have a longitudinal groove (4) forming a channel (5) after joining two adjacent segments.

5. All-plastic self-supporting modular rotary biocontactor according to claims 1 to 4, characterized in that the channel (5) is also formed in other ribs of the disk segment (1).

6. All-plastic self-supporting modular rotary biocontactor according to claims 1 to 5, characterized in that cross-shaped ribs (11) are formed in the shaped part (6) of the projection and depressions, which form semi-closed chambers (10).

Self-supporting self-supporting modular rotary biocontactor according to Claims 1 to 6, characterized in that the individual segments (1) of the modular biocontactor are formed monolithically with lightening of the core by foaming, applied plastic such as polypropylene, polyethylene and the like.