RU2043311C1

RU2043311C1 - Aerobic bioxidizer

Info

Publication number: RU2043311C1
Application number: RU93006259A
Authority: RU
Inventors: Л.С. Скворцов; Б.Н. Репин; С.С. Запорожец; М.В. Королева; М.И. Друкаров; В.А. Мордясов
Original assignee: Скворцов Лев Серафимович
Priority date: 1993-02-02
Filing date: 1993-02-02
Publication date: 1995-09-10

Abstract

FIELD: biological treatment of domestic and industrial sewage. SUBSTANCE: aerobic oxidizer has aerated basin with plantation of higher water plants located in closed circulating system. Jet-guide device is made in form of wing dike with by-pass channel and separate aerated basin into two sections communicated with each other by means of circulation unit. Circulation unit has two adjacent vertical separating wall. Upper edge of central wall is located below the water surface in the structure. Aerator is made in form of disperser of compressed air found in lower part of circulation unit. EFFECT: higher efficiency. 4 dwg

Description

Изобретение относится к биологической очистке и может найти применение на сооружениях обработки поверхностного стока с территорий промышленных площадок, населенных мест, а также при очистке сточной жидкости, поступающей на сооружения биологической очистки со значительным коэффициентом неравномерности, или при доочистке стока, прошедшего первичную обработку. The invention relates to biological treatment and can find application in facilities for processing surface runoff from industrial sites, populated areas, as well as in the treatment of wastewater entering biological treatment plants with a significant coefficient of unevenness, or in the aftertreatment of runoff that has undergone primary processing.

Преимущественной областью применения данного изобретения является очистка сточной жидкости, содержащей биоразлагаемые компоненты. An advantageous field of application of the present invention is the treatment of wastewater containing biodegradable components.

Известен аэробный биоокислитель, включающий аэрируемый бассейн с продольной циркуляцией рабочей среды по замкнутому контуру, оборудованный струенаправляющим устройством, аэратором, впуском исходной сточной жидкости и выпуском очищенной сточной жидкости. Known aerobic biooxidant, including an aerated pool with longitudinal circulation of the working medium in a closed circuit, equipped with a jetting device, an aerator, the inlet of the original waste fluid and the release of purified waste fluid.

Факторами, снижающими качество очищенной сточной жидкости, является недостаток активной микрофлоры, ведущей очистку, которая, находясь в свободно плавающем состоянии, вымывается из сооружения потоком проходящей воды. Factors that reduce the quality of the treated wastewater are the lack of active microflora that conducts treatment, which, being in a free-floating state, is washed out of the structure by a stream of passing water.

Аэробный биоокислитель, включающий аэрируемый бассейн с продольной циркуляцией рабочей среды по замкнутому контуру, оборудованный струенаправляющим устройством, аэратором, впуском исходной сточной жидкости и выпуском очищенной сточной жидкости, отличающийся тем, что аэробный биоокислитель дополнительно снабжен плантацией высшей водной растительности, охватываемой замкнутым циркуляционным потоком, при этом аэрируемый бассейн и плантация высшей водной растительности размещены в едином объеме с общим зеркалом воды, струенаправляющее устройство выполнено в виде дамбы с перепускным каналом, встроенным в дамбу на границе аэрируемого бассейна и плантации высшей водной растительности, разделяющей аэрируемый бассейн на две секции, сообщенные между собой посредством циркуляционного узла, представленного двумя смежными вертикальными камерами, ограниченными с внешних сторон двумя не доходящими до дна аэрируемого бассейна стенками и центральной разделительной стенкой, верхняя кромка которой расположена ниже зеркала воды, а аэратор выполнен в виде диспергаторов сжатого воздуха, размещенных в нижней части вертикальных камер циркуляционного узла. Aerobic biooxidant, including an aerated pool with longitudinal circulation of the working medium in a closed circuit, equipped with a jetting device, an aerator, an inlet of the original waste fluid and the release of purified waste fluid, characterized in that the aerobic biooxidant is additionally equipped with a plantation of higher aquatic vegetation covered by a closed circulation flow This aerated pool and plantation of higher aquatic vegetation are located in a single volume with a common water mirror, directing The device is made in the form of a dam with a bypass channel built into the dam at the border of the aerated pool and the plantation of higher aquatic vegetation, dividing the aerated pool into two sections communicated with each other by means of a circulation unit represented by two adjacent vertical chambers bounded on the outside by two not reaching to the bottom of the aerated pool with walls and a central dividing wall, the upper edge of which is located below the water mirror, and the aerator is made in the form of dispersants of compressed air, placed in the bottom of the vertical circulation chambers node.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении степени и надежности очистки сточных вод за счет более глубокого извлечения мелкодиспергированных и растворенных загрязнений, корректировки кислородного баланса и исключения возможности вторичного загрязнения очищенной сточной жидкости. The technical result that can be obtained by carrying out the invention is to increase the degree and reliability of wastewater treatment through deeper extraction of finely dispersed and dissolved contaminants, adjusting the oxygen balance and eliminating the possibility of secondary pollution of the treated wastewater.

На фиг. 1 изображен аэробный биоокислитель в плане, включающий аэрируемый бассейн и плантацию высшей водной растительности; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 поперечный разрез циркуляционного узла; на фиг. 4 циркуляционный узел, план. In FIG. 1 shows an aerobic biooxidant in plan, including an aerated pool and plantation of higher aquatic vegetation; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 transverse section of the circulation unit; in FIG. 4 circulation unit, plan.

Предлагаемый аэробный биоокислитель включает аэрируемый бассейн 1, разделенный дамбой 2 с перепускным каналом 3 на секции 4 и 5, сообщенные между собой циркуляционным узлом 6, оборудованным двумя смежными вертикальными камерами 7 и 8, ограниченными с внешних сторон стенками 9 и 10, не доходящими до дна 11 аэрируемого бассейна с оставлением придонных щелей 12 и 13, и центральной разделительной стенкой 14, верхняя кромка 15 которой расположена ниже уровня зеркала воды; плантацию 16 высшей водной растительности с секциями 17 и 18; диспергаторы 19 сжатого воздуха, размещенные в нижней части циркуляционного узла, с подводом воздуха по воздухопроводам 20 с запорно-регулировочной арматурой 21; впуск 22 исходной сточной жидкости и выпуск 23 очищенной сточной жидкости. The proposed aerobic biooxidant includes an aerated pool 1, divided by a dam 2 with a bypass channel 3 into sections 4 and 5, interconnected by a circulation unit 6, equipped with two adjacent vertical chambers 7 and 8, bounded on the outside by walls 9 and 10, not reaching the bottom 11 aerated basin with the bottom holes 12 and 13, and the central dividing wall 14, the upper edge 15 of which is located below the level of the water mirror; plantation 16 of higher aquatic vegetation with sections 17 and 18; dispersants 19 of compressed air located in the lower part of the circulation unit, with air supply through the air ducts 20 with shut-off and control valves 21; the inlet 22 of the original wastewater and the outlet 23 of the purified wastewater.

Предлагаемое сооружение работает следующим образом. The proposed structure works as follows.

Сточная жидкость, содержащая биоразлагаемые компоненты, по впуску 22 исходной сточной жидкости поступает в одно из отделений (секций) 4 или 5 аэрируемого бассейна 1, где входит в контакт с активной биологической средой, содержащей необходимые для функционирования аэробные микроорганизмы. Концентрации растворенного кислорода в жидкой среде поддерживаются на необходимом уровне в результате работы диспергаторов 19 сжатого воздуха, осуществляющих помимо этого замкнутую циркуляцию рабочей среды. Интенсивность продольной циркуляции зависит от величины перепада водовоздушной среды в циркуляционном узле 6 по отношению к зеркалу воды в сооружении. В реальных условиях такой перепад составляет 0,3.0,6 м. Рабочая глубина аэрируемого бассейна 1 порядка 2. 6 м позволяет за счет достаточного погружения диспергаторов 19 сжатого воздуха обеспечить интенсивный циркуляционный поток при небольших энергозатратах, а также способствует более эффективному растворению кислорода в жидкости из воздушных пузырьков. Помимо этого, такая рабочая глубина аэрируемого бассейна 1 обеспечивает благоприятный теплотехнический и технологический режимы работы в холодное время года (фиг. 1 и 2). Wastewater containing biodegradable components through the inlet 22 of the original wastewater enters one of the sections (sections) 4 or 5 of the aerated pool 1, where it comes into contact with an active biological medium containing aerobic microorganisms necessary for functioning. Concentrations of dissolved oxygen in a liquid medium are maintained at the required level as a result of the operation of dispersants 19 of compressed air, which in addition carry out a closed circulation of the working medium. The intensity of the longitudinal circulation depends on the difference in the air-water environment in the circulation unit 6 with respect to the water mirror in the structure. In real conditions, such a difference is 0.3.0.6 m. The working depth of the aerated pool 1 is of the order of 2.6 m. Due to the sufficient immersion of compressed air dispersants 19, an intensive circulation flow is achieved at low energy consumption, and also contributes to a more efficient dissolution of oxygen in the liquid from air bubbles. In addition, such a working depth of the aerated pool 1 provides favorable thermotechnical and technological modes of operation in the cold season (Fig. 1 and 2).

Активная биологическая среда, состоящая из экологически связанных популяций аэробной микрофлоры, простейших и высших организмов, способствует интенсивному биологическому расщеплению органических загрязнений и их ассимиляции. An active biological environment, consisting of ecologically related populations of aerobic microflora, protozoa and higher organisms, contributes to the intensive biological breakdown of organic pollutants and their assimilation.

Сточная вода, подвергшаяся биологической очистке в одной из секций 4 или 5 аэрируемого бассейна 1, имеющего облицовку днища и боковых откосов, медленно поступает на плантацию 16 высшей водной растительности, разделяясь на многочисленные мелкие потоки и струйки, проходящие между корней и нижней частью стеблей растений. Подводная часть плантации высшей водной растительности (ВВР) представляет собой биореактор, в котором прикрепленная микрофлора, ассимилирующая остаточные загрязнения, развивается в виде биопленки на корнях и подводной части стеблей растений. Поскольку этот процесс после использования ранее введенного в воду растворенного кислорода нуждается в его новых порциях, плантация ВВР должна иметь рабочую глубину не более 1,0 м, что обеспечивает реаэрацию атмосферного воздуха и проникновение кислорода в данные слои в результате ветровых колебаний стеблей растений. Wastewater that has undergone biological treatment in one of sections 4 or 5 of the aerated pool 1, having a lining of the bottom and side slopes, slowly enters the plantation 16 of higher aquatic vegetation, being divided into numerous small streams and trickles passing between the roots and lower part of the plant stems. The underwater part of the plantation of higher aquatic vegetation (WWR) is a bioreactor in which the attached microflora, which assimilates residual pollution, develops as a biofilm on the roots and underwater part of plant stems. Since this process, after using dissolved oxygen previously introduced into the water, needs its new portions, the WWR plantation should have a working depth of no more than 1.0 m, which ensures reaeration of atmospheric air and oxygen penetration into these layers as a result of wind vibrations of plant stems.

В теплое время года эффективность работы ВВР как по окислению загрязнений, так и по обеззараживанию воды повышается за счет процесса фотосинтеза и интенсивного развития микроводорослей, дополнительно увеличивающих содержание растворенного кислорода. In the warm season, the efficiency of the VVR work both in the oxidation of pollution and in the disinfection of water increases due to the process of photosynthesis and the intensive development of microalgae, which additionally increase the content of dissolved oxygen.

Двигаясь через плантацию ВВР, ядро циркуляционного потока медленно огибает дамбу 2, приближаясь к аэрируемому бассейну и сужаясь по фронту. Так как скорость потока плавно увеличивается по мере этого приближения, в аэрируемый бассейн 1 поступает вода, содержащая избыточное количество взвеси, кусочки отмерших растений и прочие механические включения, которые оседают на дно аэрируемого бассейна, не доходя до места возврата циркуляционного потока в циркуляционный узел 6. Это позволяет осуществлять естественную промывку экосистемы плантации ВВР и поддерживать ее в рабочем состоянии. Осевший шлам, сосредоточенный на ограниченном пространстве части аэрируемого бассейна, по мере накопления удаляют механизированным путем и используют, например, для удобрения почвы. Наличие органического питания, сосредоточенного в районе развитой корневой системы ВВР, способствует ее бурному росту. При этом производственные загрязнения трансформируются в экологически чистую зеленую массу растений, баланс которой поддерживается одним из двух способов: прудовое разведение рыб карповых пород или устройство ферм водоплавающей птицы; съем зеленой массы на кормовые добавки. Moving through the WWR plantation, the core of the circulation flow slowly goes around dam 2, approaching the aerated basin and tapering along the front. Since the flow rate gradually increases as this approach approaches, water containing an excess amount of suspended matter, pieces of dead plants and other mechanical impurities that settle to the bottom of the aerated pool enter the aerated pool 1, not reaching the place where the circulation stream returns to circulation unit 6. This allows the natural washing of the ecosystem of the WWR plantation and maintain it in working condition. The settled sludge concentrated in a limited space of a part of the aerated basin is removed mechanically as it accumulates and is used, for example, to fertilize the soil. The presence of organic nutrition, concentrated in the developed root system of the WWR, contributes to its rapid growth. At the same time, industrial pollution is transformed into an environmentally friendly green mass of plants, the balance of which is maintained in one of two ways: pond breeding of fish of cyprinids or the construction of waterfowl farms; eat green mass for feed additives.

В холодное время года плантация ВВР полностью или частично может покрываться коркой льда, сокращающей доступ атмосферного воздуха. Для компенсации этого используют перепускной канал 3, позволяющий увеличить интенсивность оборота циркуляционного потока через циркуляционный узел 6, чем достигается корректировка кислородного баланса процесса. В процессе работы поток воды через плантацию ВВР постепенно деформирует корневую систему растений, несколько сокращая активную поверхность прикрепленной микрофлоры. В связи с этим целесообразно периодически менять направление циркуляционного потока, выключая одни и включая другие диспергаторы 19 циркуляционного узла 6. Симметричная технологическая схема всего сооружения позволяет его успешно эксплуатировать в реверсивных режимах потока (фиг. 3 и 4). In the cold season, the VVR plantation can be completely or partially covered by an ice crust, which reduces the access of atmospheric air. To compensate for this, a bypass channel 3 is used, which allows to increase the intensity of the circulation flow through the circulation unit 6, thereby achieving the correction of the oxygen balance of the process. In the process, the flow of water through the WWR plantation gradually deforms the root system of the plants, somewhat reducing the active surface of the attached microflora. In this regard, it is advisable to periodically change the direction of the circulation flow, turning off one and including the other dispersants 19 of the circulation unit 6. The symmetric technological scheme of the entire structure allows it to be successfully operated in reverse flow modes (Figs. 3 and 4).

Claims

AEROBIC BIO-OXIDIZER, containing an aerated pool with longitudinal circulation of the working medium in a closed circuit, equipped with a jetting device, an aerator, an inlet of the original waste fluid and the release of purified waste fluid, characterized in that the aerobic bio-oxidizer is additionally equipped with a plantation of higher aquatic vegetation covered by a closed circulation At the same time, the aero rum basin and plantation of higher aquatic vegetation are located in a single volume with a common water mirror, directing the device is made in the form of a dam with a bypass channel built into the dam at the border of the aerated pool and the plantation of higher aquatic vegetation, dividing the aerated pool into two sections communicated with each other by means of a circulation unit represented by two adjacent vertical chambers bounded on the outside by two not reaching the bottom of the aerated pool with walls and a central dividing wall, the upper edge of which is located below the water mirror, and the aerator is made in the form of compressed dispersants air placed at the bottom of the vertical chambers of the circulation unit.