RU2751854C1 - Объемный носитель биомассы в установках очистки воды - Google Patents
Объемный носитель биомассы в установках очистки воды Download PDFInfo
- Publication number
- RU2751854C1 RU2751854C1 RU2020137967A RU2020137967A RU2751854C1 RU 2751854 C1 RU2751854 C1 RU 2751854C1 RU 2020137967 A RU2020137967 A RU 2020137967A RU 2020137967 A RU2020137967 A RU 2020137967A RU 2751854 C1 RU2751854 C1 RU 2751854C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- biomass
- fibrous elements
- carrier
- wires
- wastewater
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/30—Loose or shaped packing elements, e.g. Raschig rings or Berl saddles, for pouring into the apparatus for mass or heat transfer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/10—Packings; Fillings; Grids
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Abstract
Изобретение относится к устройствам, предназначенным для биохимической очистки и доочистки сточных вод любого типа, а также природных вод. Объемный носитель биомассы включает плетеный сердечник, состоящий из двух и более некорродирующих металлических проволок (1), выполненных из пластичного материала с высоким содержанием никеля, и двух синтетических нитей (2), и волокнистые элементы различной длины в виде радиальных отрезков одинакового диаметра, одновременно вплетаемых и закрепляемых между проволоками. Короткие волокнистые элементы (3) в виде отрезков, радиально закрепленных между проволоками сердечника, выполнены из капроновой нити, а длинные волокнистые элементы (4) выполнены из синтетического материала с неотрицательным поверхностным зарядом. Изобретение позволяет обеспечить непрерывность очистки за счет возможности протекания процесса биорегенерации и авторегулирования количества иммобилизованных микроорганизмов, унификации размеров объемного носителя биомассы независимо от линейного размера биореактора и от типа очищаемых сточных или природных вод. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к области водоочистки и водоподготовки, может быть использовано в установках биологической очистки природных и сточных вод любого типа в аэробных и/или анаэробных условиях, а также в качестве фильтрующих загрузок для биологической доочистки сточных вод.
Известна насадка для массообменных, преимущественно биореакционных, аппаратов (см. патент РФ на изобретение №2182848, опубл. 27.05.2002, МПК B01J 19/30, C02F 3/10, авторы Шишло Г.В., Зубов М.Г., Куликов Н.И., Приходько В.В.), состоящая из сердечника и волокнистых элементов. Центральный шнур сердечника волокнистых элементов насадки выполнен из некорродирующей металлической проволоки, а по меньшей мере два периферийных шнура сердечника состоят из некорродирующей металлической проволоки, и не менее двух периферийных шнуров выполнены из крученого химволокна. При этом некорродирующая металлическая проволока периферийных и центрального шнуров имеет сопротивление деформации не более 180 МПа, первыми поверх центрального шнура уложены полимерные периферийные шнуры, а сверху на них навиты на центральный шнур некорродирующие металлические периферийные шнуры.
Недостатком данного технического решения является отсутствие обеспечения регулирования удельной поверхности и предотвращения обвисания волокнистых элементов, что приводит к снижению качества очищенных сточных вод.
Известен волокнистый носитель для иммобилизации биомассы (см. патент РФ на изобретение №2685332, опубл. 17.04.2019, МПК C02F 3/10, автор Филимонов В.Ю.).
Волокнистый носитель для иммобилизации биомассы содержит плетеный сердечник. Сердечник состоит из двух некорродирующих металлических проволок и двух синтетических нитей. Нити сдвоены между собой, с расположенными вдоль продольной оси плетеного сердечника узлами крепления волокнистых элементов в виде радиальных отрезков волокон из трощеной полистиловой нити прямоугольного сечения. В узлах крепления отрезки волокон в средней части одновременно вплетены и закреплены между двумя некорродирующими металлическими проволоками, каждая из которых продублирована синтетической нитью.
Недостатком данного технического решения является то, что для иммобилизации микроорганизмов используют материал, поверхность которого несет отрицательный заряд, который усиливается при использовании нитей прямоугольного сечения. Следовательно, жизнеспособные микроорганизмы, также заряженные отрицательно, практически не адсорбируются на полистиловой нити.
Известно, что трощеная нить состоит из двух или более продольно сложенных нитей, не скрученных между собой, на основании этого автор делает вывод, что такая нить обеспечивает развитую поверхность, позволяющую повысить грязеемкость волокнистого носителя. Под термином «грязеемкость» в технологиях водоочистки понимают массу загрязнений, задержанных на единице поверхности материала, однако микроорганизмы в технологии биологической очистки сточных вод не могут считаться загрязнением, при этом задержание фильтрующей загрузкой загрязняющих нерастворимых веществ приводит к ухудшению процесса очистки. Кроме этого, расщепленная нить теряет свою упругость, что приведет к обвисанию нитей загрузки и, возможному их слипанию, что приводит к снижению качества очищенных сточных вод.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является волокнистый носитель для иммобилизованной биомассы в установках биохимической очистки сточных вод (см. патент РФ на изобретение №2297985, опубл. 27.04.2007, МПК C02F 3/10, автор Шишло Г.В.). Волокнистый носитель для иммобилизованной биомассы включает плетеный сердечник, состоящий из двух и более некорродирующих металлических проволок и двух синтетических нитей, и волокнистые элементы различного диаметра и длины. При плетении сердечника осуществляется одновременное вплетение и закрепление между проволоками радиальных отрезков волокнистых элементов. Соотношение минимальных и максимальных диаметров полиамидных волокон в волокнистых элементах находится в интервале 1:18-1:20, причем процентное содержание по весу полиамидных волокон максимального диаметра изменяется от 40% до 90%, а шаг по прямой, параллельной оси плетеного сердечника между точками крепления середин отрезков волокнистых элементов, составляет не более трех диаметров полиамидных волокон максимального диаметра.
Недостатком прототипа является сложность изготовления и эксплуатации носителя, включающего волокна, имеющие широкий диапазон диаметров, и, следовательно, отличающихся различной площадью поверхности. В этом случае регенерация носителя биомассы затруднена, что ведет к неэффективной эксплуатации и возможности загнивания биомассы, прикрепленной на носителе, что приводит к снижению качества очищенных сточных вод.
Задачей заявляемого изобретения является создание унифицированной, удобной в эксплуатации конструкции объемного носителя биомассы, при этом качественно производящей очистку или доочистку любого типа сточных вод и/или природных вод и обеспечивающей непрерывность процесса очистки.
Технический результат изобретения заключается в возможности протекания процесса биорегенерации и авторегулирования количества иммобилизованных микроорганизмов и унификации размеров объемного носителя биомассы независимо от линейного размера биореактора и от типа очищаемых сточных вод.
Технический результат достигается тем, что объемный носитель биомассы в установках очистки воды включает плетеный сердечник, состоящий из двух и более некорродирующих металлических проволок и двух синтетических нитей. Волокнистые элементы носителя выбирают различной длины двух и более видов материалов в виде радиальных отрезков, одновременно вплетаемых и закрепляемых между проволоками. Металлические проволоки плетеного сердечника выполнены из некорродирующего пластичного материала с высоким содержанием никеля. Короткие волокнистые элементы в виде отрезков, радиально закрепленных между проволоками сердечника, выполнены из эластичного материала с развитой поверхностью, например, капроновой нити, выполняющие функцию поддерживающего слоя, а длинные волокнистые элементы выполнены из синтетического материала, не несущего отрицательного поверхностного заряда. Короткие и длинные волокнистые элементы выполнены одинакового диаметра.
Предпочтительно соотношение по длине между короткими и длинными волокнами выбрано в интервале 1:1,1-1:1,5. Предпочтительно содержание коротких волокон выбрано в интервале 2%-30%.
Возможность осуществления изобретения, охарактеризованного приведенной выше совокупностью признаков, а также возможность его реализации может быть подтверждена описанием конструкции объемного носителя биомассы, выполненного в соответствии с настоящим техническим решением.
Устройство иллюстрировано фотографиями и чертежом, где:
- на фиг. 1 представлен эскиз объемного носителя биомассы в установках очистки воды;
- на фото 2 представлен объемный носитель биомассы;
- на фото 3 показаны блоки с объемным носителем биомассы, размещенные в биореакторе;
- на фото 4 приведена схема расстановки блоков с объемным носителем биомассы в реакторе для очистки сточных вод
Объемный носитель биомассы в установках очистки воды содержит как единое целое соединенные между собой плетеный сердечник, состоящий из двух и более стальных некорродирующих проволок 1, выполненных из пластичного материала с высоким содержанием никеля, и двух или более синтетических нитей 2, волокнистые элементы в виде радиальных отрезков вплетаются и закрепляются между проволоками, при этом волокнистые элементы состоят из волокон различного материала, одинакового диаметра и различной длины. Более короткие нити 3 выполнены из капроновой нити, более длинные 4 выполнены из материала, поверхность которого не несет отрицательный заряд.
Объемный носитель биомассы в установках очистки воды используют следующим образом.
Из заявленных объемных носителей биомассы (фиг. 1, фото 2) состоит загрузка для биореактора, которую собирают в блоки (фото 3) и устанавливают в биореактор (фото 4). Блоки в биореакторе находятся ниже уровня воды. Для предотвращения всплывания блоки закрепляют. Направление движение очищаемой сточной воды в биореакторе через загрузку может осуществляться как сверху вниз, так и снизу вверх. Необходимый для различных процессов биологической очистки воздух с различной интенсивностью степени аэрации подают снизу, при этом на волокнах объемного носителя, благодаря поверхностному заряду образуется биопленка, представляющая собой совокупность микроорганизмов, которые производят биодеградацию и трансформацию загрязняющих веществ сточных или природных вод. Особенностью биопленки, образующейся на данном объемном носителе, является автоселекция микроорганизмов в зависимости от степени аэрации. В наружном слое, непосредственно соприкасающемся с очищаемой водой, насыщенной кислородом воздуха, преобладают микроорганизмы аэробы гетеротрофы, глубже, размещаются аэробы автотрофы, наиболее глубокие слои биопленки содержат факультативные анаэробы и анаэробы автотрофы. Нежизнеспособные микроорганизмы утрачивают заряд, что влечет за собой их десорбцию с загрузки, что способствует протеканию процесса биорегенерации объемного носителя. При необходимости повышения степени регенерации объемного носителя производят усиление степени аэрации, что приводит к срыву биопленки с объемного носителя.
Использование некорродирующего пластичного материала с высоким содержанием никеля, например, стали 12Х18Н10Т для проволок сердечника позволит повысить прочность закрепления волокон на сердечнике за счет уменьшения зазора между элементами носителя.
Использование волокнистых элементов из волокон различного материала приводит к возникновению на поверхности материалов различного по величине не отрицательного поверхностного заряда, что способствует автоселекции микроорганизмов биомассы, и, соответственно, улучшению формирования зональности биомассы по толщине обрастания волокон, как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Одинаковый диаметр волокон, а, следовательно, и одинаковая площадь поверхности волокон способствуют формированию условий, предотвращающих избыточное накопление биомассы и провисание части волокон, что предотвращает нарушение конструктивного единства объемного носителя. Применение различных по длине волокон способствует повышению надежности конструкции.
Изобретение позволит повысить качество очищенных сточных вод за счет стабильного протекания процесса очистки, т.к. данное техническое решение приводит к автоселекции микрооганизмов биомассы иммобилизованной на объемным носителе, к возможности биорегенерации, к повышению прочности закрепления волокон на сердечнике за счет уменьшения зазора между элементами носителя и сохранению заданных геометрических параметров объемного носителя независимо от линейного размера биореактора и типа обрабатываемых сточных или природных вод.
Claims (3)
1. Объемный носитель биомассы в установках очистки воды, включающий плетеный сердечник, состоящий из двух и более некорродирующих металлических проволок и двух синтетических нитей, и волокнистые элементы различной длины в виде радиальных отрезков, одновременно вплетаемых и закрепляемых между проволоками, отличающийся тем, что некорродирующие металлические проволоки плетеного сердечника выполнены из пластичного материала с высоким содержанием никеля, короткие волокнистые элементы в виде отрезков, радиально закрепленных между проволоками сердечника, выполнены из капроновой нити, а длинные волокнистые элементы выполнены из синтетического материала с неотрицательным поверхностным зарядом, при этом короткие и длинные волокнистые элементы выполнены одинакового диаметра.
2. Объемный носитель биомассы по п. 1, отличающийся тем, что соотношение длин коротких и длинных волокон выбирают в интервале 1:1,1-1:1,5.
3. Объемный носитель биомассы по п. 1, отличающийся тем, что содержание коротких волокон составляет 2-30% от общего количества волокон.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020137967A RU2751854C1 (ru) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | Объемный носитель биомассы в установках очистки воды |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020137967A RU2751854C1 (ru) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | Объемный носитель биомассы в установках очистки воды |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2751854C1 true RU2751854C1 (ru) | 2021-07-19 |
Family
ID=77019994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020137967A RU2751854C1 (ru) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | Объемный носитель биомассы в установках очистки воды |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2751854C1 (ru) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4229386A (en) * | 1976-08-04 | 1980-10-21 | Lerner Bernard J | Mass or heat transfer or separation of solid or immiscible components from fluids |
GB2093728A (en) * | 1981-02-20 | 1982-09-08 | Aaltosen Tehtaat Oy | Packing element for a biological filter or for use in mass transfer |
SU1540078A1 (ru) * | 1988-03-30 | 1991-04-30 | Макеевский Инженерно-Строительный Институт | Насадка дл массотеплообменных и реакционных аппаратов |
RU2182848C1 (ru) * | 2001-04-16 | 2002-05-27 | ООО "Фирма Экос" | Насадка для массообменных, преимущественно биореакционных аппаратов |
RU2264252C2 (ru) * | 2003-12-16 | 2005-11-20 | Куликов Николай Иванович | Каталитический ерш-насадка для массообменных реакторов |
RU55640U1 (ru) * | 2005-12-28 | 2006-08-27 | Закрытое акционерное общество научно-производственная фирма "ЭкоТОН" | Биореакционная насадка |
RU2297985C2 (ru) * | 2005-06-21 | 2007-04-27 | Геннадий Владимирович Шишло | Волокнистый носитель для иммобилизованной биомассы в установках биохимической очистки сточных вод |
RU162288U1 (ru) * | 2015-12-07 | 2016-06-10 | Дмитрий Николаевич Куликов | Сорбционная ершовая насадка |
-
2020
- 2020-11-19 RU RU2020137967A patent/RU2751854C1/ru active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4229386A (en) * | 1976-08-04 | 1980-10-21 | Lerner Bernard J | Mass or heat transfer or separation of solid or immiscible components from fluids |
GB2093728A (en) * | 1981-02-20 | 1982-09-08 | Aaltosen Tehtaat Oy | Packing element for a biological filter or for use in mass transfer |
SU1540078A1 (ru) * | 1988-03-30 | 1991-04-30 | Макеевский Инженерно-Строительный Институт | Насадка дл массотеплообменных и реакционных аппаратов |
RU2182848C1 (ru) * | 2001-04-16 | 2002-05-27 | ООО "Фирма Экос" | Насадка для массообменных, преимущественно биореакционных аппаратов |
RU2264252C2 (ru) * | 2003-12-16 | 2005-11-20 | Куликов Николай Иванович | Каталитический ерш-насадка для массообменных реакторов |
RU2297985C2 (ru) * | 2005-06-21 | 2007-04-27 | Геннадий Владимирович Шишло | Волокнистый носитель для иммобилизованной биомассы в установках биохимической очистки сточных вод |
RU55640U1 (ru) * | 2005-12-28 | 2006-08-27 | Закрытое акционерное общество научно-производственная фирма "ЭкоТОН" | Биореакционная насадка |
RU162288U1 (ru) * | 2015-12-07 | 2016-06-10 | Дмитрий Николаевич Куликов | Сорбционная ершовая насадка |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105712478A (zh) | 一种双球型悬浮填料 | |
US7731852B2 (en) | Biomass support members and panels, biological processes and biological wastewater treatment apparatus | |
CN102491498B (zh) | 生态碳纤维复合材料、其制备方法以及包括其的污水处理反应器 | |
JPH0160316B2 (ru) | ||
JP2954509B2 (ja) | 接触酸化式水浄化装置における接触濾材 | |
US20210070640A1 (en) | Multi-layer geotextile-plastic particle water treatment | |
CN103058362B (zh) | 一种水处理悬浮填料 | |
CN104652131A (zh) | 一种生物活性碳纤维、包括其的复合生态膜填料组件及其制备方法 | |
CN101544449B (zh) | 炭纤维生物膜载体在废水处理中的应用 | |
RU2751854C1 (ru) | Объемный носитель биомассы в установках очистки воды | |
CN101638265A (zh) | 一种菱形生物填料装置 | |
JP3184905B2 (ja) | 生物膜用担体、並びに該生物膜用担体を用いた、水浄化装置、藻場、水浄化方法、藻場形成方法、飼料製造方法および肥料製造方法 | |
CN106698677A (zh) | 一种水处理净化装置及其水处理方法 | |
CN107522283B (zh) | 智能生物载体、智能生物载体组件及其生物膜反应器 | |
US20180244551A1 (en) | Wastewater treatment carrier, wastewater treatment carrier module, wastewater treatment carrier unit, and wastewater treatment apparatus | |
CN206089194U (zh) | 通过嫁接生物填料增强反硝化功能的高效纤维滤池 | |
WO1996026161A1 (fr) | Materiau de filtrage catalytique destine a un purificateur d'eau a oxydation catalytique | |
CN111470613B (zh) | 河道治理用生态净化体系 | |
CN113461139A (zh) | 一种双结纤维束浮动球生物载体及其微生物附着调控方法 | |
US20210188675A1 (en) | Carrier element for wastewater treatment and carrier element modification method | |
RU1836418C (ru) | Насадка биореактора дл очистки сточных вод | |
JP2004330156A (ja) | フリンジ型生物膜担体および生物膜接触酸化水浄化法 | |
CN218755231U (zh) | 填料及水处理装置 | |
CN111153502A (zh) | 伸缩式碳纤维生态草 | |
RU2685332C1 (ru) | Волокнистый носитель для иммобилизации биомассы |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210728 Effective date: 20211014 Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210817 Effective date: 20211014 |