RU1807017C - Установка с вращающейс загрузкой дл биологической очистки воды - Google Patents

Abstract

Использование: биохимическа  очистка сточных вод методом биофильтрации. Сущность изобретени : установка содержит резервуар 1 с обрабатываемой водой и биоротор, состо щий из центрального канала 2 с отверсти ми 3, радиальных стенок 5, имеющих выпуклую форму, образующие секции 6. Биоротор снабжен цилиндрической оболочкой, бокова  цилиндрическа  поверхность 7 которой выполнена проницаемой . В секци х 6 расположена плавающа  нагрузка в виде гранул 9, Стенки 5 образуют оболочки-полости 10, соединенные через центральный канал 2 с другими секци ми б. Биоротор снабжен приспособлением дл  его вращени , выполненным в виде продольных лопаток 13, закрепленных на цилиндрической поверхности 7 оболочки, Часть лопаток 13 выполнена съемными. Они закреплены на биороторе с помощью зажимов 14. Лопатки 13 выполнены разной высоты и рассто ние между ними измен етс  по периметру цилиндрической оболочки - над одним сектором увеличиваетс , а над диаметрально расположённым сектором уменьшаетс . 1 ил. v Ё

Description

Изобретение относитс  к биохимической очистке сточных вод методом фильтрации .

Цель изобретени  - повышение эффективности работы путем создани  оптимальной регулируемой пульсации переменной угловой скорости вращени  биоротора в течение одного оборота и снижени  затрат на очистку воды.

На чертеже изображена установка с вращающейс  загрузкой дл  биологической очистки воды, поперечный разрез.

Установка содержит емкость 1 с обрабатываемой водой и биоротор, состо щий из центрального канала 2 с отверсти ми 3 и непроницаемых торцов 4, радиальных стенок 5, поверхность погружени  которой выполнена выпуклой. Радиальные стенки 5 образуют секции 6. Биоротор снабжен оболочкой , например, цилиндрической, в которой цилиндрическа  поверхность 7 выполнена проницаемой, например, с отверсти ми 8,.возможен вариант ее выполнени  в виде мелко чеистой сетки и т.д. В секци х 6 расположена плавающа  загрузка в виде гранул 9 (пробка, пластик и т,д,). Стенки 5 образуют с непроницаемой поверхностью (торцами) оболочки-полости 10, соединенные через отверсти  3 и канал 4 с .другими секци ми 6.

Биоротор погружен в воду на половину его диаметра и плавает в емкости 1, поддерживаемый плавающими гранулами 9, которые выполн ют функцию гидравлического подшипника и поддерживают всю конструк-. цию биоротора на плаву. Над биоротором расположен патрубок 11 с соплами 12 дл  подачи очищаемой воды. Биоротор снабжен приспособлением дл  его вращени , выполненным в виде продольных лопаток 13, закрепленных на цилиндрической поверхности 7 оболочки, Лопатки 13 выполнены съемными. Они закреплены на биороторе с помощью зажимов 14. Лопатки 13 выполнены разной высоты и рассто ни  между ними измен ютс  по периметру цилиндрической оболочки. Кроме того, рассто ние между лопатками над одним сектором увеличиваетс , а над диаметрально расположенным сектором уменьшаетс . Емкость 1 снабжена лотком 15 и патрубком 16 дл  отвода очищенной воды. Перед лотком 15 установлена водоотбойна  пластина 17.

Установка работает следующим образом .

Очищаема  вода поступает на цилиндрическую поверхность 7 оболочки биоротора , погруженного в очищаемую воду, на половину его диаметра, по патрубку „12 и соплам. Вода задерживаетс  на этой поверхности с помощью лопаток 13 и через отверсти  8 поступает на гранулы 9 в секци х биоротора. Вследствие того, что вода подаетс  на него сверху возникает момент вращени  ротора, который вращаетс  с

.переменной угловой скоростью с частотой

вращени  - пределах, например, 0,4-1,0

мин в течение одного оборота биоротора.

При этом происходит попеременное насыщение биологической пленки, образовавшейс  на поверхности гранул 9 кислородом атмосферного воздуха или питательными веществами из очищаемой,воды, в зависимости от расположени  той или иной секции

5 6 ротора в данный момент вращени , в жидкости или в газообразной фазе (атмосферном воздухе). Учитыва  то, что врем  насыщени  биопленки кислородом воздуха на периферии ротора больше, чем по мере

0 приближени  к его центральному каналу 2, предложена выпукла  форма радиальных стенок 5, выпуклость которых обращена в сторону вращени  ротора. При опускании стенки 5 с такой формой происходит захват

5

воздуха частью ее поверхности, расположенной вблизи центрального канала 2 ротора .

По мере погружени  радиальной стенки 5 в воду гранулы 9 смачиваютс  водой и по

0 ее поверхности смещаютс  вверх, к центральному каналу 2 ротора и попадают в обь- . ем воздуха захваченной частью этой стенки, что способствует увеличению продолжительности времени контакта биологической

5 пленки на гранулах 9, расположенных в этой части ротора. В процессе движени  стенки воздух вытесн етс  водой через отверсти  3 в полость центрального канала 2, торцы которого непроницаемы. Из полости канала

0 2 воздух через отверстие 3 выходит в секции 6 ротора,расположенные на уровне воды в емкости, так как в канале он находитс  с избыточным давлением. Воздух движетс  между гранулами 9 в этих секци х увеличи5 ва  массообмен между ним и биопленкой, при этом интенсивность процесса окислени  уменьшаетс  по ходу движени  воздуха, так как размеры секции б в этом направлении увеличиваютс , а поступающий объем

0 воздуха не измен етс , соответственно, уменьшаетс  массообмен воздуха вокруг биопленки на гранулах 9. Это способствует увеличению и выравниванию интенсивности контакта биопленки с воздухом по всему

5 .объему загрузки и увеличивает окислительную мощность биофильтра. При выходе стенки 5 из воды в полости 10, которую она. образует с непроницаемыми торцами оболочки 4, образуетс  вакуум, который способ- ствует засасыванию воздуха из атмосферы

через гранулы 9, заполн ющие секции, расположенные над уровнем воды в емкости 1 и с которыми эта полость 10 соединена через центральный канал 2 с непроницаемы- N|H торцами 4. При этом массообмен воздуха над библогической пленкой увеличиваетс  по ходу движени  воздуха в направлении центрального канала 2, так как сечени  секции 6 уменьшаютс  в этом направлении, соответственно, увеличиваетс  и обьем и скорость движени  воздуха,

Все это способствует увеличению и вы- р вниванию интенсивности биопленки с вфздухом по всему объему загрузки в роторе увеличивает окислительную мощность биофильтра ,

При подъеме стенки 5 над поверхностью воды остаточна  вода из секции б, рас- пфложенной .над стенкой, вытекает из пространства между гранулами 9 загрузки, смоченна  биомасса остаетс  на поверхности гранул, которые приход т в соприкосновение с воздухом по всей их поверхности. Вода с секции вытекает через водопроницаемую поверхность 7 оболочки ротора, а час- тично в центральный канал 2, где дополнительно перемешиваетс  с воздухом поступающим туда с секций погружающихс  в воду и отводитс  в погруженные секции ,

Выполнение радиальных стенок 5 выпуклыми по ходу вращени  ротора позвол ет частично захватывать воздух при их погружении и создавать под ними вакуум при их выходе из воды, выполнение их в виде поверхности цилиндрического сегмента способствует более плавному перемещению гранул.к центральному каналу, что увеличивает врем  контакта между воздухом и гранулами с биопленкой, размещен- , ных в погружающихс  в воду секци х.

Соединение полостей, образованных выпуклой поверхностью радиальных стенок и непроницаемыми торцами оболочки биоротора с другими его секци ми, с помощью перфорированного канала с непроницаемыми торцами позвол ет засасывать воздух из атмосферы только через загрузку и выдавливать воздух из нижних секций через . эту загрузку в атмосферу, причем оба эти процесса смещены по фазе из-за расположени  стенок (см, чертеж), что увеличивает интенсивность воздухообмена в зазорах между гранулами.

При каждом обороте ротора полностью происходит замена воды, которую необходимо обрабатывать. Очищенна  вода по патрубку 16 отводитс  по назначению.

При вращении биоротора гранулы 9 перемешиваютс  и истирают одна другую.

При этом происходит самоочищение и биомасса не может чрезмерно расти по толщине , иначе система забилась бы. Обновление пленки биомассы интенсифицирует про- 5 цесс изъ ти  загр знений.

Таким образом, предлагаемый биофильтр с вращающейс  загрузкой обеспечит . вает повышение эффективности работы путем увеличени  и выравнивани  интен- 0 сивности контакта биопленки с воздухом по всему объему загрузки в роторе, увеличени  окислительной мощности биофильтра, по- : вышени  оптимальной скорости вращени  ротора, что увеличивает его производитель-.

5 ность и снижает капитальные и эксплуатационные затраты при биологической очистке сточных вод.

Создание угловой переменной скорости обеспечиваетс  за счет выполнени  про0 дольных лопаток разной высоты и изменени  рассто ни  между ними по периметру оболочки, что при подаче очищаемой воды на соответствующие участки поверхности биороторэ с разным количеством и высотой

5 лопаток 13 создает разный по величине момент вращени  и разную величину сопротивлени  очищаемой воды вращающемус  биоротору, так как в ней количество лопаток и их длина в процессе вращени  би-оротора

0 измен ютс . Кроме того, увеличение рассто ни  между лопатками 13, закрепленными над одним сектором, и уменьшение его над диаметрально расположенным сектором позвол ет интенсифицировать пульса5 цию угловой переменной скорости вращени  биоротора, так как при увеличении момента вращени  под действием дина- мики подаваемой воды на биоротор, сопротивление его вращению уменьшаетс 

0 из-за уменьшени  количества лопаток в воде , заполн ющей резервуар, а при уменьшении момента вращени  при подаче воды на участок биоротора с увеличивающимс  рассто нием между лопатками, увеличива5 етс  сопротивление жидкости этому вращению , ибо количество в ней лопаток увеличиваетс . Дл  обеспечени  регулируемой пульсации угловой скорости вращени  биоротора лопатки 13 выполнены съемными.

0 с возможностью регулировать их высоту, при этом они полностью вынимаютс  с за- . жимов 14 или перемещаютс  по высоте между ними, что позвол ет в процессе пус- ко-наладочных работ и в процессе эксплуа5 тации при изменении состава загр знений, их количества или других параметров,вли - ющих на биохимические процессы очистки сточной воды.измен ть количество лопаток или их высоту на соответствующих участках биоротора, регулиру  таким образом величины момента его вращений или сопротивлени  в заданных пределах.

Создание регулируемой пульсации переменной угловой скорости вращени  биоротора в течение одного оборота интенсифицирует метаболическую активность биоциноза закрепленного на грану- лах 9 загрузки в результате воздействи  внешней дополнительной силы, стимулирующей функционирование клеток. Поле внешних сил возникает в результате вращени  биоротора с переменной угловой скоростью , причем это воздействие переменно на прот жении полного оборота по величине, частоте и амплитуде. Это позвол ет за счет повышени  метаболических процессов интенсифицировать процесс изъ ти  загр знений из очищаемой воды при снижении себестоимости ее обработки. ..

Таким образом, в предложенной уста- новке повышаетс  эффективность работы путем создани  оптимальной регулируемой пульсации переменной угловой скорости вращени  биорбтора в течение одного оборота и снижени  затрат на очистку воды за счет использовани  новой совокупности конструктивных элементов, нового их взаимного расположени , новой взаимосв зи между ними и новых соотношений размеров .

Формул а изо бретени   Установка с вращающейс  загрузкой дл  биологической очистки воды, содержаща  емкость с очищаемой водой, частично погруженный в нее биоротор с водопроницаемой цилиндрической оболочкой, разделенный радиальными стенками на секторы, заполненные плавающей загрузкой и сообщенные между собой, приспособление дл  вращени  биоротора с трубопроводом подачи очищаемой воды, отличающа с  тем, что, с целью повышени  эффективности в работе путем создани  оптимальной регулируемой пульсации угловой скорости вращени  биоротора и снижени  затрат на очистку воды, радиальные стенки выполнены выпуклыми, а приспособление дл  вращени  биоротора - в виде съемных лопаток, установленных на наружной поверхности оболочки с возможностью регулировани  их высоты, при этом рассто ние между лопатками над одним сектором увеличиваетс , а над диаметрально расположенным секто- ром-у мен ьшаетс .