EA007088B1 - Filters biomass carrier for biological treatment of sewage water - Google Patents

Filters biomass carrier for biological treatment of sewage water Download PDF

Info

Publication number
EA007088B1
EA007088B1 EA200500433A EA200500433A EA007088B1 EA 007088 B1 EA007088 B1 EA 007088B1 EA 200500433 A EA200500433 A EA 200500433A EA 200500433 A EA200500433 A EA 200500433A EA 007088 B1 EA007088 B1 EA 007088B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
carrier
fibers
polymer
biomass
filters
Prior art date
Application number
EA200500433A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA200500433A1 (en
Inventor
Николай Егорович Савицкий
Виктор Леонидович Лисицын
Александр Геннадьевич Кравцов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Полимер"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Полимер" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Полимер"
Priority to EA200500433A priority Critical patent/EA200500433A1/en
Publication of EA007088B1 publication Critical patent/EA007088B1/en
Publication of EA200500433A1 publication Critical patent/EA200500433A1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)

Abstract

The invention relates to biological treatment of industrial and residential waste waters using aerobic biofilters with solid fixed load - carrier of microorganisms.The filters biomass carrier for biological treatment of sewage water is embodied as fibro-porous nonwoven fabric made from synthetic fibers are joined therebetween by cohesive bonds in contact zones with cubic density 0.2-0.3 g/cm, wherein polymer fibers are produced by pneumomatic extrusion method, the melt flow index being at least 25g/10min, diameter of said fibers is 50-80 mkm.The carrier is embodied as a hollow cylindrical element, the wall is 5-10mm thick, the inner diameter is 45-55mm and porosity is 65-80%. The average pore size of the fibro-porous nonwoven fabric is 50-70 mkm. The carrier is produced by directing gas-polymer stream to being cooled forming support.The inventive carrier can be used in systems of biologic treatment of sewage waters.

Description

Изобретение относится к технике биологической очистки промышленных и бытовых сточных вод с помощью аэробных биофильтров с твердой неподвижной загрузкой - носителем микроорганизмов.The invention relates to the technique of biological treatment of industrial and domestic wastewater using aerobic biofilters with a solid fixed loading - carrier of microorganisms.

Качественная очистка сточных вод от токсичных загрязнений - одна из важных проблем, решаемых в области техники фильтрации и промышленной экологии. Попадание в почву и водоемы токсичных веществ (например, ароматических и галогенсодержащих углеводородов, эфиров, кетонов) резко ухудшает экологическую ситуацию, нарушает природный баланс в окружающей среде и создает опасность здоровью людей. В силу специфики химических свойств многие органические соединения практически не утилизируются естественным путем и не улавливаются традиционными фильтрами - адсорбентами. Перспективным способом очистки воды от органических веществ является биодеградация последних с помощью биомассы. Содержащиеся в ней микроорганизмы-деструкторы осуществляют биотрансформацию органических загрязнений по цепочке специфических биохимических превращений. Среди таких микроорганизмов наиболее известны бактерии семейств Ркеиботопак, Аеготопак и некоторые другие. Важной проблемой остается выбор оптимального и недорогого носителя биомассы.High-quality wastewater treatment from toxic pollution is one of the important problems solved in the field of filtration technology and industrial ecology. The ingress of toxic substances into the soil and water bodies (for example, aromatic and halogenated hydrocarbons, ethers, ketones) sharply worsens the ecological situation, upsets the natural balance in the environment and creates a danger to human health. Due to the specificity of chemical properties, many organic compounds are practically not utilized by natural means and are not caught by traditional adsorbent filters. A promising way to purify water from organic matter is biodegradation of the latter using biomass. The destructor microorganisms contained in it carry out the biotransformation of organic pollutants along a chain of specific biochemical transformations. Among such microorganisms, the most famous are the bacteria of the families Rkeibotopak, Aegotopak and some others. An important problem remains the choice of an optimal and inexpensive carrier of biomass.

Важнейшими критериями выбора носителя являются: развитая поверхность, пористость, удовлетворительные механическая прочность и химическая стойкость, максимальное сродство к биомассе и биотрансформируемым субстратам (т.е. высокие сорбционные характеристики), биосовместимость, способность обеспечивать устойчивую жизнедеятельность микробных ассоциаций и отсутствие токсического действия на них (Яковлев С.В., Воронов Ю.В. Биологические фильтры.- М.: Стройиздат, 1975, 135 с).The most important criteria for selecting a carrier are: developed surface, porosity, satisfactory mechanical strength and chemical resistance, maximum affinity for biomass and biotransformable substrates (i.e., high sorption characteristics), biocompatibility, ability to ensure sustainability of microbial associations and the absence of toxic action on them ( Yakovlev, SV, Voronov, Yu.V., Biological Filters, Moscow: Stroyizdat, 1975, 135 p.

При выборе носителя для промышленного процесса биоочистки обычно используют наиболее доступные технические материалы. Однако известные неорганические (песок, щебень, гравий, стекло, кирпич, шлак, кокс, керамзит, цеолит, активированный уголь и др.), органические природные (щепа, кора, опилки, торф), а также искусственные и синтетические полимерные (ацетат целлюлозы, ПЭ, ПП, ППУ, ПВХ, ПС, ПВС и др.) носители, как правило, не оптимальны по целому ряду эксплуатационных критериев. Самые распространенные формы полимерных носителей (гладкие и гофрированные пленки, ленты, стержни, ерши, кольца, трубки, диски, седла, сотовые конструкции из полимерных листов и др.) имеют неразвитую поверхность (от 50 до 300 м23). Слой гранул пенополимеров плохо проницаем и со временем забивается. Мелкозернистые полимерные носители (в том числе гелеобразующие) могут эффективно работать только в режиме псевдоожижения (Берне Ф., Кордонье Ж. Водоочистка. Очистка сточных вод нефтеперерабтки. Подготовка водных систем охлаждения / Пер. с фр. - М.: Химия, 1997, 288 с).When choosing a carrier for the industrial process of bioremediation usually use the most accessible technical materials. However, the known inorganic (sand, gravel, gravel, glass, brick, slag, coke, expanded clay, zeolite, activated carbon, etc.), organic natural (chips, bark, sawdust, peat), as well as artificial and synthetic polymeric (cellulose acetate , PE, PP, PPU, PVC, PS, PVA, etc.) carriers, as a rule, are not optimal for a number of operational criteria. The most common forms of polymer carriers (smooth and corrugated films, tapes, rods, ruffs, rings, tubes, discs, saddles, honeycomb structures made of polymer sheets, etc.) have an undeveloped surface (from 50 to 300 m 2 / m 3 ). The layer of foam polymer granules is poorly permeable and clogs with time. Fine-grained polymeric carriers (including gel-forming) can work effectively only in the fluidization mode (Berne F., Cordonier J. Water treatment. Refining wastewater treatment. Preparing water cooling systems / Transl. Fr. - M .: Chemistry, 1997, 288 with).

Оптимальным представляется носитель, сочетающий гибкость и прочность. Этого можно достичь, используя полезные свойства волокон на основе полимеров. Известен пористый с двух- или трехмерным расположением сообщающихся пор носитель [заявка 1055917 Японии, С 02Р 3/28, 3/00, 3/10, опубл. 1989], который формируют из волокнистого материала с множеством сквозных отверстий с диаметром 100 мкм. Подложку для фиксации микроорганизмов, используемую для очистки и обработки воды (заявка 2639342 Франции, С 02Р 3/06, 3/12, 3/28, опубл. 1990), получают из синтетических волокон, запутанных в неправильные клубки с образованием трехмерного элемента, свободный объем которого достигает 85-99,5%.Optimal is a carrier that combines flexibility and durability. This can be achieved using the beneficial properties of polymer-based fibers. A porous carrier with a two- or three-dimensional arrangement of communicating pores is known [Japanese Application 1055917, C 02P 3/28, 3/00, 3/10, publ. 1989], which is formed from a fibrous material with a plurality of through holes with a diameter of 100 μm. The substrate for the fixation of microorganisms used for the purification and treatment of water (French application 2639342, C 02P 3/06, 3/12, 3/28, publ. 1990) is obtained from synthetic fibers, tangled into irregular tangles to form a three-dimensional element, free the volume of which reaches 85-99.5%.

Однако перечисленные типы тканых и нетканых волокнисто-пористых материалов, приемлемые по сорбционным и другим служебным характеристикам, не обладают формоустойчивостью. Для придания им конструкционной определенности их армируют каркасами, что усложняет изготовление и эксплуатацию носителя, создает дополнительные механические нагрузки на биореактор.However, these types of woven and non-woven fibrous-porous materials that are acceptable according to sorption and other service characteristics do not have dimensional stability. To give them structural certainty, they are reinforced with frames, which complicates the manufacture and operation of the carrier, creates additional mechanical loads on the bioreactor.

В последнее время применение получили полимерные волокнистые материалы, изготовленные по пневмоэкструзионной технологии. Они обладают необходимым для носителя комплексом свойств, в том числе формоустойчивостью и высокой сорбционной емкостью. Для повышения последнего параметра технологию формирования носителей иногда совмещают с методами придания волокнистому материалу физической активности. Это обусловлено ролью физических полей при жизнедеятельности микроорганизмов (Гольдаде В.А., Макаревич А.В., Пинчук Л.С. и др. Полимерные волокнистые те11-Ыо\уп материалы. - Гомель: ИММС НАНБ, 2000, 260 с).Recently, polymeric fibrous materials made by pneumatic extrusion technology have been used. They possess the necessary for the carrier complex of properties, including dimensional stability and high sorption capacity. To increase the last parameter, the technology of carrier formation is sometimes combined with methods of giving physical activity to the fibrous material. This is due to the role of physical fields in the vital activity of microorganisms (Goldad, V.A., Makarevich, A.V., Pinchuk, LS, etc. Polymer Fibrous Te11-Yo / Pack Materials. - Gomel: IMMS NANB, 2000, 260 s).

Известен материал-носитель активной биомассы, выполненный в виде нетканого материала из скрепленных между собой синтетических волокон. Указанные волокна имеют линейную плотность в пределах от 0,9 до 6,8 дтекс и скреплены между собой посредством иглопрокалывания или термически (патент РФ № 2226181, МПК7 С 02Р 3/10, опубл. 2004 г.).Known carrier material of active biomass, made in the form of non-woven material bonded together synthetic fibers. These fibers have a linear density in the range from 0.9 to 6.8 dtex and are bonded to each other by needling or thermally (RF Patent No. 2226181, MPK7 C 02P 3/10, publ. 2004).

Недостатком материала-носителя является низкая механическая жесткость тканых элементов, которые легко деформируются под нагрузкой, увеличивая гидродинамическое сопротивление фильтрующего слоя. Нестабильность свободного объема, в котором поселены микроорганизмы, снижает их жизнеспособность при критических режимах работы биофильтров (залповые выбросы стоков, изменения температуры и т.д.)The disadvantage of the carrier material is the low mechanical stiffness of the woven elements, which are easily deformed under load, increasing the hydrodynamic resistance of the filter layer. The instability of the free volume in which microorganisms are settled reduces their viability under critical operating conditions of biofilters (salvo emissions of effluents, temperature changes, etc.)

Прототипом заявляемого изобретения является носитель биомассы (Патент РБ № 2753, МПК7 С 02Р 3/00, С 02Р 3/10, опубл. 1999), изготовленный из нетканого волокнисто-пористого синтетического материала с диаметром волокон 10-200 мкм, которые соединены между собой когезионными спайками в местах контакта, и имеет объемную плотность 0,2-0,3 г/см3. Носитель имеет форму колец с толщиной стенки 4-5 мм, внутренним диаметром 40 мм и высотой 30 мм.The prototype of the claimed invention is a biomass carrier (Patent of RB No. 2753, MPK7 C 02P 3/00, C 02P 3/10, publ. 1999) made of non-woven fibrous-porous synthetic material with a fiber diameter of 10-200 microns, which are interconnected cohesive spikes at the points of contact, and has a bulk density of 0.2-0.3 g / cm 3 . The carrier has the form of rings with a wall thickness of 4-5 mm, an internal diameter of 40 mm and a height of 30 mm.

- 1 007088- 1 007088

Основной недостаток прототипа состоит в неоптимальности его структурных характеристик, а также низкой сорбционной емкостью к биомассе. Установление столь широкого диапазона диаметров волокон (10-200 мкм) является малооправданным, поскольку материал, действительно имеющий значительный разброс толщин волокон, будет чрезвычайно неоднородным, что не позволит прогнозировать его свойства как носителя биомассы. Кроме того, процесс иммобилизации микроорганизмов является довольно длительным, в связи с чем правомерно ожидать прорастания биопленки на значительно большую глубину, чем толщина стенок носителя-прототипа. Известно, что некоторые микроорганизмыдеструкторы при отсутствии органических источников питания используют в их качестве аморфные участки полимера (Ь.8. Ршсйик, Α.ν. Макагс\'1с11. 6.М. У1а5ота. А.6. Κτανΐδον, ν.Α. 81ιαρονα1ον. Е1сс(гс(111сгша1 апа1у515 Ю Я55С55 Ьюбедтабайоп οί ро1утег сотрозйек // 1п1сгп. Вюбе1егюга1юп&Вюбедгаба1юп, 2004, № 54, Р. 13-18.). С учетом этого соображения тонкостенная конструкция представляется недолговечной, поскольку на определенном этапе жизнедеятельности биомассы должна полностью расслоиться и разрушиться. Из тонкостенного элемента биомасса будет вымываться значительно легче. Все это снижает работоспособность носителя, технический ресурс и надежность биофильтра.The main disadvantage of the prototype is the non-optimality of its structural characteristics, as well as its low sorption capacity for biomass. The establishment of such a wide range of fiber diameters (10-200 μm) is hardly justified, since the material, indeed having a significant variation in fiber thickness, will be extremely non-uniform, which does not allow predicting its properties as a carrier of biomass. In addition, the process of immobilization of microorganisms is quite long, and therefore it is reasonable to expect the growth of biofilm to a much greater depth than the thickness of the walls of the prototype carrier. It is known that some microorganisms destructors, in the absence of organic food sources, use amorphous sites of the polymer as theirs (L.8. Rsseyik, Α.ν. Makags \ '1c11. 6.M. U1a5ot. A..6. Κτανΐδον, ν.Α. 81ιαρονα1ον Essss (gs (111sgsha1 apalu155 Yu YA55S55 sudbytayop vy ov sobrutek zakrozek // 1p1sgp. Vyube1yuga1yuppe Vybegydgab1yup, 2004, no. 54, p. 13-18.). Considering this consideration, the thin-walled design seems to be underage, 2004, no. 54, p. 13-18.). and collapse. Of thin-walled elements and biomass will be washed away much easier. All this reduces the efficiency of the support, technical resources and the reliability of the biofilter.

Задача изобретения - создание носителя биомассы, обладающего высокой однородностью волокнисто-пористого слоя, высокой сорбционной емкостью к биомассе, устойчивостью функциональных свойств и стабильными режимами биоочистки.The objective of the invention is the creation of a biomass carrier having a high homogeneity of the fibrous porous layer, high sorption capacity for biomass, stability of functional properties and stable modes of bio-cleaning.

Поставленная задача решается тем, что носитель биомассы фильтров для биологической очистки сточных вод выполнен в виде волокнисто-пористого нетканого материала из синтетических волокон, соединенных между собой когезионными спайками в местах контакта, с объемной плотностью 0,2-0,3 г/см3, при этом в качестве синтетических волокон он содержит полимерные волокна, полученные методом пневмоэкструзии с индексом текучести расплава полимера не менее 25 г/10 мин, а указанные волокна имеют диаметр 50-80 мкм.The problem is solved in that the carrier of biomass of filters for biological wastewater treatment is made in the form of a fibrous-porous nonwoven material made of synthetic fibers interconnected by cohesive spikes at the points of contact with a bulk density of 0.2-0.3 g / cm 3 , while as synthetic fibers it contains polymer fibers obtained by the method of pneumatic extrusion with a melt flow index of the polymer of at least 25 g / 10 min, and these fibers have a diameter of 50-80 microns.

Носитель выполнен в виде полого цилиндрического элемента с толщиной стенки 5-10 мм, внутренним диаметром 45-55 мм и пористостью 65-80%. Средний размер пор волокнисто-пористого нетканого материала составляет 50-70 мкм. Носитель получен путем направления газо-полимерного потока на охлаждаемую формообразующую подложку.The carrier is made in the form of a hollow cylindrical element with a wall thickness of 5-10 mm, an internal diameter of 45-55 mm and a porosity of 65-80%. The average pore size of a fibrous-porous nonwoven fabric is 50-70 microns. The carrier is obtained by directing the gas-polymer flow to a cooled forming substrate.

Сущность изобретения состоит в том, что при его реализации некоторое увеличение времени смачивания культуральной жидкостью более толстостенных конструкций и времени выхода биофильтра на стационарный режим работы будет компенсироваться несколькими факторами. Во-первых, при сохранении высокой пористости волокнистого слоя биопленка сможет закрепляться не только на легко деформируемом и вымываемом поверхностном слое, но прорастать вглубь материала. Во-вторых, используя в качестве дополнительного источника питания аморфные участки полимера, биомасса сможет в большей степени продлить период продуктивного функционирования. В-третьих, будет снижена опасность быстрого расслоения и разрушения носителя. В-четвертых, более узкий диапазон диаметров волокон обусловит большую однородность материала без потери прочности и прогнозируемость его свойств. Повышению технологичности процесса формирования носителя будет способствовать применение полимера с индексом текучести расплава не менее 25 г /10 мин.The essence of the invention is that in its implementation a slight increase in the wetting time of the culture liquid of thicker structures and the time of the biofilter to a stationary mode of operation will be compensated by several factors. Firstly, while maintaining the high porosity of the fibrous layer, the biofilm can be fixed not only on the easily deformable and washable surface layer, but to grow deep into the material. Secondly, using amorphous polymer sites as an additional power source, biomass will be able to prolong the period of productive functioning to a greater degree. Third, the risk of rapid separation and destruction of the carrier will be reduced. Fourth, a narrower range of fiber diameters will cause greater uniformity of the material without loss of strength and predictability of its properties. The use of a polymer with a melt flow index of at least 25 g / 10 min will enhance the processability of the carrier formation process.

Приведем пример реализации изобретения.Let us give an example of the implementation of the invention.

Носитель получали методом пневмоэкструзии - аэродинамического распыления расплава полимера потоком воздуха. Исходный материал - гарнулированный полипропилен марки «Каплен» (ГОСТ 2699686) с индексом текучести расплава не менее 25 г/10 мин, пластификатор - диоктилфталат в количестве 2 мас.%. Расплав полипропилена перерабатывали в одношнековом экструдере с трехзонным нагревом (температуры по зонам, оС: I - 210, II - 270, III - 360, распылительная головка - 370) и выдавливался через фильеру, после чего увлекался потоком воздуха под давлением 1,5 атм и направлялся на вращающееся цилиндрическое формообразующее устройство, на котором формировалось полотно. Размер пор материала составлял - 50-70 мкм. После охлаждения волокнисто-пористой массы до комнатной температуры ее снимали с формообразующего устройства и разрезали на цилиндрические элементы с внутренним диаметром 50 мм. Пористость элементов составляла 65-80%.The carrier was obtained by the method of pneumatic extrusion - aerodynamic spraying of a polymer melt by an air stream. The starting material is garnished polypropylene of the Kaplen brand (GOST 2699686) with a melt flow index of not less than 25 g / 10 min, the plasticizer is dioctyl phthalate in an amount of 2 wt.%. The polypropylene melt was processed in a single-screw extruder with three-zone heating (temperatures in zones, о С: I - 210, II - 270, III - 360, spray head - 370) and squeezed through a spinneret, after which he was fascinated by the air flow under pressure of 1.5 atm. and went to the rotating cylindrical forming device on which the web was formed. The pore size of the material was 50-70 microns. After cooling the fibrous-porous mass to room temperature, it was removed from the forming device and cut into cylindrical elements with an inner diameter of 50 mm. The porosity of the elements was 65-80%.

Путем варьирования температурно-динамических режимов распыления расплавов можно изготавливать элементы различной формы и структуры. Волокнистые носители в виде полых цилиндрических элементов изготавливали из полимерных материалов -полиэтилена низкого давления ПЭНД, полипропилена НИ, полиамида ПА. Изменяемые параметры - толщина стенки элементов, диаметр волокон, плотность приведены в табл. 1.By varying the temperature-dynamic modes of spraying melts, elements of various shapes and structures can be made. Fibrous carriers in the form of hollow cylindrical elements were made of polymeric materials: low-pressure polyethylene, HDPE, polypropylene, NO, polyamide PA. Variable parameters - the wall thickness of the elements, fiber diameter, density are given in Table. one.

Исследования структурных механических свойств нетканого волокнисто-пористого материала проводили по следующей методике.Studies of the structural mechanical properties of nonwoven fibrous-porous material were carried out according to the following procedure.

Внутренний диаметр цилиндрического элемента носителя определяли с помощью линейки, толщину стенки - с помощью микрометра. Для определения среднего диаметра волокон из каждой пробы выделяли отдельные волокна и, используя микроскоп МПСУ, определяли их диаметр. Объемную плотность, пористость оценивали по результатам обмера и взвешивания образцов по ГОСТ 15902.2, механические свойства характеризовали разрушающим напряжением при растяжении и критической нагрузкой при сжатии цилиндрических элементов. Разрушающее напряжение при растяжении определяли по ГОСТThe inner diameter of the cylindrical element of the carrier was determined using a ruler, the wall thickness - using a micrometer. To determine the average diameter of the fibers, individual fibers were isolated from each sample and their diameter was determined using a microscope MPSU. Bulk density, porosity was assessed by the results of measurement and weighing of samples according to GOST 15902.2, mechanical properties were characterized by breaking stress under tension and critical load during compression of cylindrical elements. Destructive tensile stress was determined according to GOST

- 2 007088- 2 007088

17370 на разрывной машине 2038 Р-0,05, критическую нагрузку при сжатии кольцевых элементов оценивали по величине нагрузки, вызывающей полную деформацию цилиндрического элемента.17370 on a tensile testing machine 2038 P-0.05, the critical load during compression of ring elements was evaluated by the magnitude of the load, causing a complete deformation of the cylindrical element.

Таблица 1Table 1

№ образцов No. of samples Материал носителя Carrier material Внутренний диаметр мм Mm inner diameter Контролируемые параметры носителя Controlled media parameters Толщина стенки, мм Wall thickness mm Диаметр волокон, мкм The diameter of the fibers, microns Плотность, г/см3 Density, g / cm 3 Разрушающее напряжение при растяжении МПа Destructive stress at stretching MPa Критическая нагрузка при сжатии, Н Critical load in compression, N 1 one ПП PP 50 50 5 five 5О±5 5O ± 5 203-211 203-211 2,1 2.1 90,0 90.0 2 2 ПЭНД HDPE Ί Ί 65±5 65 ± 5 211-218 211-218 2,1 2.1 90,0 90.0 3 3 ПА PA 10 ten 80±5 80 ± 5 214-232 214-232 2,3 2.3 90,0 90.0 4 прототип 4 prototype ПП PP 4 four 20±5 20 ± 5 192-200 192-200 1,8 1.8 40,0 40.0

Данные таблицы подтверждают мнение о нецелесообразности уменьшения диаметра волокон и плотности носителей. Образец № 4 имеет неудовлетворительные параметры критической нагрузки смятия носителя и прочности при растяжении, в то время как образцы по предлагаемому техническому решению значительно превосходят прототип.These tables confirm the opinion of the inexpediency of reducing the fiber diameter and carrier density. Sample No. 4 has unsatisfactory parameters of the critical load of carrier crease and tensile strength, while the samples according to the proposed technical solution significantly exceed the prototype.

Носители испытывали также по критерию иммобилизации биомассы, которую проводили в культуральной жидкости, содержащей суточную культуру микробной ассоциации БасШиз сегеиз, Легошопаз зр, Рзеийошопаз зр. Температура - 27-28°С, рН среды 6,5-7,5, время иммобилизации 72 ч. Величины удельной (т.е. приходящейся на единицу массы носителя) сорбции биомассы рассчитывали весовым методом.Carriers were also tested according to the criterion of biomass immobilization, which was carried out in the culture fluid containing the daily culture of the microbial association BassSegeseus, Legoshopaz sp, Rzeiioshopaz sp. Temperature - 27-28 ° С, pH 6.5–7.5, immobilization time 72 hours. The values of specific (i.e. per unit mass of carrier) sorption of biomass were calculated by the gravimetric method.

Эффективность носителей при биологической очистке жидкостей оценивали по снижению индекса химического потребления кислорода (ХПК) на выходе пилотного биофильтра объемом 5,3 л. Очищали сточные воды химического предприятия, содержащие загрязнители в концентрациях, мг/л: этилгексанол (2550), хлорэтилгексил (1840), ацетон (900), изопропанол (770), метилизобутилкетон (200), диметилфталат (200), окись мезитила (100), толуол (50) и др. Предельный расход воздуха составил 1 л/л стока час, общая загрязненность стоков по индексу ХПК составила 14,1 г/л. Данные испытаний приведены в табл. 2.The efficiency of carriers in the biological treatment of liquids was evaluated by reducing the chemical oxygen consumption index (COD) at the output of a pilot biofilter with a volume of 5.3 liters. Waste water from a chemical plant containing pollutants in concentrations, mg / l: ethyl hexanol (2550), chloroethylhexyl (1840), acetone (900), isopropanol (770), methyl isobutyl ketone (200), dimethyl phthalate (200), mesityl oxide (100) , toluene (50), etc. The limiting air consumption was 1 l / l of drainage an hour, the total pollution of wastewaters on the COD index was 14.1 g / l. Test data are given in table. 2

Таблица 2table 2

№ образцов No. of samples Удельная сорбция, мг/г Specific sorption, mg / g Время смачивания, мин Wetting time, min Удельный расход стоков, л/л загрузки за 24 ч Specific consumption of wastewater, l / l load in 24 hours ХПК на выходе из биофильтра, г/л COD at the outlet of the biofilter, g / l Эффективность очистки, % Cleaning efficiency % 0,10 0.10 0,1 0.1 99,5 99.5 1 one 11,8 11.8 321 321 0,25 0.25 0,2 0.2 98,6 98.6 0,50 0.50 0,2 0.2 98,6 98.6 0,10 0.10 0,2 0.2 98,6 98.6 2 2 11,6 11.6 310 310 0,25 0.25 0,2 0.2 98,6 98.6 0,50 0.50 0,3 0.3 97,6 97.6 0,10 0.10 0,2 0.2 98,6 98.6 3 3 11,2 11.2 302 302 0,25 0.25 0,3 0.3 97,6 97.6 0,50 0.50 0,4 0.4 97,2 97.2 0,10 0.10 1,2 1.2 91,5 91.5 4(прототип) 4 (prototype) 9,2 9.2 82 82 0,25 0.25 0,7 0.7 95,2 95.2 0,50 0.50 1,2 1.2 91,5 91.5

Из табл. 2 видно, что заявляемые носители, несмотря на большее время смачивания культуральной жидкостью, лучше прототипа по главным критериям - удельной сорбции микроорганизмов и эффективности очистки, что особенно заметно при малых удельных расходах стоков. Это подтверждает высказанFrom tab. 2 shows that the claimed carriers, despite the longer wetting time with the culture liquid, are better than the prototype according to the main criteria - specific sorption of microorganisms and purification efficiency, which is especially noticeable at low specific costs of wastewater. This confirms the expressed

- 3 007088 ные предположения о дополнительных факторах, повышающих работоспособность заявляемого носителя. Материал является однородным, в силу чего демонстрирует хорошую воспроизводимость основных характеристик и линейность их изменения. Высокая эффективность очистки обусловлена наличием в водопроницаемой системе большого количества активно функционирующих микроорганизмов, способных к биодеградации загрязнений, в совокупности с оптимальными структурными характеристиками носителя. В течение 12 месяцев работы в составе пилотного биофильтра носитель-прототип из ПН (поз. № 4, табл. 1) разрушился почти полностью, в то время как заявляемый носитель (поз. № 1-3, табл. 1) признаков разрушения не обнаружил.- 3 007088 assumptions about additional factors that increase the performance of the claimed carrier. The material is homogeneous, by virtue of which it demonstrates good reproducibility of the main characteristics and linearity of their change. High cleaning efficiency is due to the presence in the permeable system of a large number of actively functioning microorganisms capable of biodegradation of pollution, in conjunction with the optimal structural characteristics of the carrier. Within 12 months of work as part of the pilot biofilter, the prototype carrier carrier MO (position No. 4, Table 1) almost completely collapsed, while the claimed carrier (position No. 1-3, Table 1) did not show any signs of destruction .

Заявляемый носитель может найти применение в системах биологической фильтрации сточных вод. Варьируя структурно-концентрационные параметры волокнистых полимерных носителей (диаметр волокон, плотность и пористость в объеме элемента), можно адаптировать их к разным режимам биоочистки и нагрузкам биофильтра. Предложенные носители имеют низкую удельную массу, что обусловливает снижение механической нагрузки на биофильтр и, следовательно, его материалоемкости. Носители достаточно просто регенерировать путем обработки водяным паром, в процессе которой конструкционные элементы носителя не теряют своих формы и жесткости.The inventive media can be used in systems of biological filtration of wastewater. By varying the structural and concentration parameters of fibrous polymeric carriers (fiber diameter, density and porosity in the volume of the element), it is possible to adapt them to different modes of bioremediation and biofilter loads. The proposed carriers have a low specific weight, which causes a decrease in the mechanical load on the biofilter and, consequently, its material intensity. The carriers can be simply regenerated by treatment with water vapor, during which the structural elements of the carrier do not lose their shape and stiffness.

Источники информацииInformation sources

1. Яковлев С.В., Воронов Ю.В. Биологические фильтры.- М.: Стройиздат, 1975, 135 с.1. Yakovlev S.V., Voronov Yu.V. Biological filters.- M .: Stroyizdat, 1975, 135 p.

2. Берне Ф., Кордонье Ж. Водоочистка. Очистка сточных вод нефтепереработки. Подготовка водных систем охлаждения / Пер. с фр. - М.: Химия, 1997, 288 с.2. Berne F., Cordogne J. Water Treatment. Refining wastewater treatment. Preparation of water cooling systems / Trans. with fr. - M .: Chemistry, 1997, 288 p.

3. Заявка 1055917 Японии, С02Р3/28, 3/00, 3/10, опубл. 1989.3. Application 1055917 Japan C02R3 / 28, 3/00, 3/10, publ. 1989.

4. Заявка 2639342 Франции, С02Р3/06, 3/12, 3/28, опубл. 1990.4. Application 2639342 France, C02R3 / 06, 3/12, 3/28, publ. 1990

5. Гольдаде В.А., Макаревич А.В., Пинчук Л.С. и др. Полимерные волокнистые те11-Ыо\уп материалы. - Гомель: ИММС НАНБ, 2000, 260 с.5. Goldade V.A., Makarevich A.V., Pinchuk L.S. and others. Polymeric fibrous te11-Ёo \ up materials. - Gomel: IMMS NANB, 2000, 260 p.

6. Патент РФ № 2226181, МПК7 С 02 Р 3/10, опубл. 2004г.6. RF patent №2226181, MPK7 C 02 R 3/10, publ. 2004

7. Патент РБ № 2753, МПК7 С02Р3/00, С02Р3/10, опубл. 1999 (прототип).7. Patent of the Republic of Belarus No. 2753, MPK7 C02P3 / 00, C02P3 / 10, publ. 1999 (prototype).

8. Ь.8. Ршсйик, Α.ν. Макагеу1сй, О.М. Щакоуа, А.О. Кгау1коу, ν.Α. 8йароуа1оу. Е1ес!ге1-1йегта1 апа1у κίκ 1о аккекк Ыобедгабайои о£ ро1утег сотрокйек // 1и1ет. Вюбе1епога1юп&Вюбедгаба1юи, 2004, № 54, Р. 13-18.8. b.8. Rssyik, ш.ν. Makage1, O.M. Shakoua, A.O. Kgau1kou, ν.Α. 8yarouaou Е1ес! Г1-1йгта1па1у κίκ 1о acccque Jobedgabayoi about £ ro1yut sotrokyek // 1 and 1et. Würöberpörül & Vyubedgabuyuy, 2004, No. 54, R. 13-18.

Claims (5)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Носитель биомассы фильтров для биологической очистки сточных вод, выполненный в виде волокнисто-пористого нетканого материала из синтетических волокон, соединенных между собой когезионными спайками в местах контакта, с объемной плотностью 0,2-0,3 г/см3, отличающийся тем, что в качестве синтетических волокон он содержит полимерные волокна, полученные методом пневмоэкструзии с индексом текучести расплава полимера не менее 25 г/10 мин, причем указанные волокна имеют диаметр 50-80 мкм.1. The carrier of the biomass of filters for biological wastewater treatment, made in the form of a fibrous-porous non-woven material from synthetic fibers interconnected by cohesive adhesions at the contact points, with a bulk density of 0.2-0.3 g / cm 3 , characterized in that as synthetic fibers it contains polymer fibers obtained by pneumatic extrusion with a melt flow index of the polymer of at least 25 g / 10 min, and these fibers have a diameter of 50-80 microns. 2. Носитель по п.1, отличающийся тем, что выполнен в виде полого цилиндрического элемента с толщиной стенки 5-10 мм и внутренним диаметром 50-55 мм.2. The carrier according to claim 1, characterized in that it is made in the form of a hollow cylindrical element with a wall thickness of 5-10 mm and an inner diameter of 50-55 mm. 3. Носитель по п.2, отличающийся тем, что пористость цилиндрического элемента составляет 6580%.3. The carrier according to claim 2, characterized in that the porosity of the cylindrical element is 6580%. 4. Носитель по п.1, отличающийся тем, что средний размер пор волокнисто-пористого нетканого материала составляет 50-70 мкм.4. The carrier according to claim 1, characterized in that the average pore size of the fibrous-porous non-woven material is 50-70 microns. 5. Носитель по п.1, отличающийся тем, что получен путем направления газополимерного потока на охлаждаемую формообразующую подложку.5. The carrier according to claim 1, characterized in that it is obtained by directing a gas-polymer stream onto a cooled forming substrate. Евразийская патентная организация, ЕАПВEurasian Patent Organization, EAPO Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6Russia, 109012, Moscow, Maly Cherkassky per., 2/6
EA200500433A 2005-03-30 2005-03-30 FILTER BIOMASS MEDIA FOR BIOLOGICAL WASTEWATER TREATMENT EA200500433A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA200500433A EA200500433A1 (en) 2005-03-30 2005-03-30 FILTER BIOMASS MEDIA FOR BIOLOGICAL WASTEWATER TREATMENT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA200500433A EA200500433A1 (en) 2005-03-30 2005-03-30 FILTER BIOMASS MEDIA FOR BIOLOGICAL WASTEWATER TREATMENT

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA007088B1 true EA007088B1 (en) 2006-06-30
EA200500433A1 EA200500433A1 (en) 2006-06-30

Family

ID=47711477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200500433A EA200500433A1 (en) 2005-03-30 2005-03-30 FILTER BIOMASS MEDIA FOR BIOLOGICAL WASTEWATER TREATMENT

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA200500433A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2743556C1 (en) * 2020-06-03 2021-02-19 Михаил Михайлович Пукемо Device for biological waste water treatment

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA016858B1 (en) * 2010-04-06 2012-08-30 Общество С Ограниченной Ответственностью "Полимер" (Ооо "Полимер") Filter for milk purification

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2743556C1 (en) * 2020-06-03 2021-02-19 Михаил Михайлович Пукемо Device for biological waste water treatment
WO2021246918A1 (en) * 2020-06-03 2021-12-09 Михаил Михайлович ПУКЕМО Device for biological wastewater treatment

Also Published As

Publication number Publication date
EA200500433A1 (en) 2006-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1096976A (en) Process and apparatus for waste water treatment
Ersahin et al. A review on dynamic membrane filtration: materials, applications and future perspectives
EP0861808B1 (en) Waste water treatment apparatus
Al-Amshawee et al. Geometry of biofilm carriers: a systematic review deciding the best shape and pore size
Verma et al. Aerobic biofiltration processes—Advances in wastewater treatment
CN100396618C (en) Polluted fluid purifying method and system
CN106132520B (en) Aeration and biological membrane reactor tunica fibrosa
CN103153881A (en) Container in which biofilm formation-inhibiting microorganisms are immobilized, and water treatment apparatus using membrane using same
JP2006192429A (en) Method for treating polluted fluid, system for treating polluted fluid, and method for producing biomass carrier suitable for treating polluted fluid
CN103058362B (en) Suspension filler for water treatment
CN104261554A (en) Method for treating sewage by using architectural regenerated aggregate as biomembrane carrier
Mahmoud et al. Simultaneous organic and nutrient removal in a naturally ventilated biotower treating presettled municipal wastewater
KR20140072825A (en) Deodorizing apparatus using bio filter
EP3883891A1 (en) Waste water treatment system using aerobic granular sludge gravity-driven membrane system
EA007088B1 (en) Filters biomass carrier for biological treatment of sewage water
Nacheva et al. Comparison of bioreactors with different kinds of submerged packed beds for domestic wastewater treatment
RU158003U1 (en) BIOLOGICAL DOWNLOAD UNIT
CA2357907A1 (en) Bacteria growth apparatus for use in multi chamber biological reactor used after a settling tank or solids removal apparatus
JP2014124579A (en) Processing apparatus of organic wastewater
KR100348159B1 (en) A method of manufacturing egg shell type media for biological wastewater treatment and offensive odor removal
RU197397U1 (en) SEWAGE TREATMENT UNIT
RU67571U1 (en) POLYMER LOADING ELEMENT
JP2003225690A (en) Water cleaning method and apparatus using fine air bubble and carbon fiber
CN108483678A (en) A kind of biological zymophore and laying method for riverbed Water Ecological Recovery
RU2535227C1 (en) Biohybrid composite material

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ KZ KG MD TJ TM