RU2051131C1

RU2051131C1 - Column biotank for biochemical sewage treatment

Info

Publication number: RU2051131C1
Application number: SU925036337A
Authority: RU
Inventors: В.П. Колесников; В.В. Селезнев; В.К. Гордеев-Гавриков; Е.А. Иванова; Е.В. Вильсон
Original assignee: Ростовский научно-исследовательский институт Академии коммунального хозяйства им.К.Д.Памфилова
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1992-02-28
Publication date: 1995-12-27

Abstract

FIELD: biochemical treatment of sewage. SUBSTANCE: biotank consists of containers superposed one on top of another. Each container has the form of a cassette consisting of a detachable upper part with bristles secured in the vertical plane at angles from 30 to 60 deg. to the flow surface at a distance from 5 to 20 mm from one another, and a lower part a container partitioned into communicating channels. Installed in the end of the last channel is a drain branch pipe functioning as a sewage aerator. The drain pipe diameter is characterized by Reynolds numbers from 3000 to 6000 and its length is 5-8 its diameters. EFFECT: improved design. 3 dwg

Description

Изобретение относится к биохимической очистке хозяйственно-бытовых и близких к ним по составу сточных вод и может быть использовано в очистных установках малой производительности. The invention relates to biochemical treatment of domestic and wastewater close to them and can be used in wastewater treatment plants of low productivity.

Наиболее близким к изобретению является устройство для биохимической очистки сточных вод, в котором применен колонный биотенк, состоящий из расположенных одна над другой емкостями с плавающей загрузкой и сливными переточными патрубками. Closest to the invention is a device for biochemical wastewater treatment, in which a column biotenk is used, consisting of floating tanks and drain overflow nozzles located one above the other.

К недостаткам данного устройства относится зарастание пространств между элементами загрузки, что ведет к уменьшению поверхности контакта сточной жидкости с биомассой, возникновение застойных зон в емкостях, образование пленки из грибов и актиномицет, кроме того, наличие плавающей загрузки препятствует поверхностной диффузии кислорода воздуха. Растворение кислорода в жидкости при протекании воды из верхних емкостей в нижние является недостаточным для развития аэробной микрофлоры в емкостях. The disadvantages of this device include overgrowing of the spaces between the loading elements, which leads to a decrease in the contact surface of the wastewater with biomass, the formation of stagnant zones in containers, the formation of a film of mushrooms and actinomycetes, in addition, the presence of a floating load prevents the surface diffusion of atmospheric oxygen. The dissolution of oxygen in the liquid during the flow of water from the upper containers to the lower ones is insufficient for the development of aerobic microflora in containers.

Задача изобретения интенсификация процесса очистки малых объемов сточных вод. The objective of the invention is the intensification of the treatment process of small volumes of wastewater.

Это достигается тем, что колонный биотенк для биохимической очистки сточных вод содержит емкости, установленные одна над другой с загрузкой, и сливные патрубки, при этом каждая емкость выполнена в виде кассеты, состоящей из двух частей: съемной верхней части, к которой прикреплена загрузка, выполненная в виде щетинок, устанавливаемых в вертикальной плоскости под углами от 30 до 60^о к поверхности потока на расстоянии от 5 до 20 мм друг от друга, и нижней части емкости, разделенной перегородками на сообщающиеся каналы, со сливным патрубком диаметром, характеризирующимся числами Рейнольдса от 3000 до 6000, и длиной 5-8 его диаметров.This is achieved by the fact that the column biotenk for biochemical wastewater treatment contains containers installed one above the other with the load and drain pipes, each tank being made in the form of a cartridge consisting of two parts: a removable upper part to which the load is attached, made in the form of bristles mounted in a vertical plane at angles from 30 to 60 ^° to the surface of the stream at a distance of 5 to 20 mm from each other, and the lower part of the tank, divided by partitions into communicating channels, with a drain pipe troma, characterized by Reynolds numbers from 3000 to 6000, and a length of 5-8 of its diameters.

Использование в качестве загрузки кассет щетинок позволяет увеличить количество активной биомассы в емкостях кассет. The use of bristles as loading cassettes makes it possible to increase the amount of active biomass in the containers' capacities.

Разделение каждой кассеты перегородками на каналы позволяет оптимизировать гидродинамический режим движения жидкости в емкостях кассет и исключить застойные зоны. The separation of each cassette by partitions into channels makes it possible to optimize the hydrodynamic regime of fluid motion in the containers' capacities and to eliminate stagnant zones.

Использование сливного патрубка с вышеуказанными параметрами в качестве аэратора, для насыщения сточной жидкости кислородом воздуха, в сочетании с поверхностной молекулярной диффузией кислорода воздуха, обеспечит преобладающее развитие в кассетах аэробной микрофлоры. The use of a drain pipe with the above parameters as an aerator to saturate the waste fluid with atmospheric oxygen, in combination with surface molecular diffusion of atmospheric oxygen, will ensure the predominant development of aerobic microflora in cassettes.

На фиг. 1 изображен колонный биотенк с кассетами; на фиг. 2 нижняя часть кассеты, вид сверху; на фиг. 3 верхняя часть кассеты, вид снизу. In FIG. 1 shows a column bioten with cassettes; in FIG. 2 lower part of the cartridge, top view; in FIG. 3 top of the cassette, bottom view.

Колонный биотенк 1 включает кассеты 2, каждая из которых состоит из нижней части 3 с каналами 4, образованными перегородками 5, сливным патрубком 6 в конце последнего канала, и съемной верхней части 7 с щетинками 8. Column bioten 1 includes cassettes 2, each of which consists of a lower part 3 with channels 4 formed by partitions 5, a drain pipe 6 at the end of the last channel, and a removable upper part 7 with bristles 8.

Колонный биотенк работает следующим образом. Сточная вода, поступающая в биотенк 1, попадает в кассету 2 и движется по нижней части кассеты 3 последовательно по каналам 4, образованным перегородками 5, к сливному патрубку 6. По пути движения жидкость контактирует с микрофлорой, иммобилизованной на прикрепленных к верхней части кассеты 7 щетинках 8 и на стенках каналов 4. Column bioten works as follows. Wastewater entering biotank 1 enters the cassette 2 and moves along the lower part of the cassette 3 sequentially through channels 4 formed by partitions 5 to the drain pipe 6. On the way of movement, the liquid contacts the microflora immobilized on the bristles attached to the upper part of the cassette 7 8 and on the walls of the channels 4.

Прикрепленная биомасса производит сорбцию и окисление коллоидных и взвешенных органических веществ. Минерализующая биомасса отрывается и оседает на дно канала 4, где подхватывается потоком жидкости и выносится к сливному патрубку 6. Вынос отработанной микрофлоры обусловлен повышенной скоростью движения жидкости в нижней части каналов 4, так как в верхней части потока, где находятся щетинки 8, сопротивление значительно выше. Attached biomass produces sorption and oxidation of colloidal and suspended organic substances. The mineralizing biomass comes off and settles to the bottom of the channel 4, where it is picked up by the fluid flow and carried to the drain pipe 6. The removal of spent microflora is due to the increased velocity of the fluid in the lower part of the channels 4, since the resistance is much higher in the upper part of the stream, where the bristles 8 are located. .

Испытания показали, что оптимальные углы наклона щетинок от 30 до 60^о, а оптимальное расстояние между ними от 5 до 20 мм. Установка щетинок под углами от 30 до 60^о в вертикальной плоскости по направлению потока позволяет увеличить активную поверхность каждой щетинки. Для повышения турбулизации потока жидкости возможна установка щетинок под углами от 30 до 60^о против направления потока.Tests have shown that the optimal angles of inclination of the bristles from 30 to 60 ^about , and the optimal distance between them from 5 to 20 mm. The installation of bristles at angles from 30 to 60 ^° in a vertical plane in the direction of flow allows you to increase the active surface of each bristle. To increase the turbulization of the fluid flow, it is possible to set the bristles at angles of 30 to 60 ^° against the direction of flow.

Уменьшение угла наклона щетинок менее 30^о и расстояния между ними менее 5 мм приводит к зарастанию пространства между щетинками. В то же время увеличение угла наклона щетинок более 60^о и расстояния между ними более 20 мм приводит к значительному уменьшению количества активной биомассы, что, в свою очередь, приводит к снижению эффекта очистки.Reducing the angle of inclination of the bristles less than 30 ^about and the distance between them less than 5 mm leads to overgrowing of the space between the bristles. At the same time, an increase in the angle of inclination of the bristles more than 60 ^° and the distance between them more than 20 mm leads to a significant decrease in the amount of active biomass, which, in turn, reduces the cleaning effect.

Обеспечение биохимических процессов кислородом осуществляется за счет поверхностной диффузии кислорода воздуха в жидкость, а также вследствие процесса массопередачи кислорода воздуха в сливных патрубках. Biochemical processes are provided with oxygen due to the surface diffusion of air oxygen into the liquid, as well as due to the process of mass transfer of air oxygen in the drain pipes.

Применение сливных патрубков с заданными параметрами истечения жидкости, по числам Рейнольдса от 3000 до 6000 в колонных биотенках производительностью от 1 до 3 м³/сут и диаметрами от 6 до 13 мм, способствует образованию вихревых воронок с вовлечением и диспергированием воздуха в жидкость. Истечение жидкости через сливной патрубок с числом Рейнольдса менее 3000 не вызывает появления вихревой воронки и интенсивного воздухововлечения. При числе Рейнольдса более 6000 вихревая воронка становится неустойчивой и происходит процесс ее "захлопывания".The use of drain pipes with specified parameters of fluid flow, according to Reynolds numbers from 3000 to 6000 in column biotenks with a productivity of 1 to 3 m ³ / day and diameters from 6 to 13 mm, contributes to the formation of vortex funnels with the involvement and dispersion of air into the liquid. The flow of fluid through a drain pipe with a Reynolds number of less than 3000 does not cause the appearance of a vortex funnel and intense air entrainment. With a Reynolds number of more than 6000, the vortex funnel becomes unstable and the process of its "collapse" occurs.

Испытания показали, что для создания эффективного процесса массопередачи кислорода воздуха в сливных патрубках и минимальной высоты колонного биотенка длина сливного патрубка должна находиться в пределах 5-8 его диаметров. При длине сливного патрубка менее пяти его диаметров эффективность насыщения жидкости кислородом воздуха снижается. Увеличение длины сливного патрубка более восьми его диаметров приводит к удорожанию установки вследствие увеличения высоты биотенка без значительного повышения эффекта очистки. Tests have shown that in order to create an effective process of mass transfer of oxygen in the drain pipes and a minimum height of the column biotenk, the length of the drain pipe should be in the range of 5-8 of its diameters. When the length of the drain pipe is less than five of its diameters, the efficiency of saturation of the liquid with atmospheric oxygen decreases. An increase in the length of the drain pipe over eight of its diameters leads to an increase in the cost of installation due to an increase in the height of the biotank without a significant increase in the cleaning effect.

Исследования количества растворенного кислорода в жидкости после прохождения воды через кассету с простым изливом и через кассету со сливным патрубком, выполненным по вышеуказанным параметрам, показали, что при начальной концентрации растворенного кислорода 0,3-0,5 мг/дм³количество кислорода в первом случае повышается до 2,0-2,5 мг/дм³, а во втором до 4,0 4,5 мг/дм³.Studies of the amount of dissolved oxygen in the liquid after the passage of water through a cartridge with a simple spout and through a cartridge with a drain pipe made according to the above parameters showed that at an initial concentration of dissolved oxygen of 0.3-0.5 mg / dm ^{3 the} amount of oxygen in the first case rises to 2.0-2.5 mg / dm ³ , and in the second to 4.0 4.5 mg / dm ³ .

Кроме того, конструкция колонного биотенка выполнена так, что в случае выхода из строя любой кассеты возможна быстрая ее замена на новую. In addition, the design of the column bioten is made so that in the event of failure of any cassette, it is possible to quickly replace it with a new one.

Предлагаемое изобретение применено в установках для очистки сточных вод арендных и фермерских хозяйств производительностью 1 12 м³/сут/ разрабатываемых по заказу Минсельхозпрода РСФСР.The present invention is used in wastewater treatment plants of rental and farm facilities with a productivity of 1 12 m ³ / day / developed by order of the Ministry of Agriculture of the RSFSR.

Claims

COLUMN BIOTENE FOR BIOCHEMICAL WASTE WATER CLEANING, containing containers installed one above the other with loading and drain pipes, characterized in that each container is made in the form of a cartridge consisting of two parts, of which the upper part is made in the form of bristles arranged in a vertical to the plane at angles of 30 60 ^o to the horizon and at a distance of 5 20 mm from each other, and the lower part is equipped with partitions that divide the tank into communicating channels, drain pipes are made with a length equal to 5 to 8 of their diameters and mode values of wastewater in them, determined by Reynolds numbers from 3000 to 6000.