SU1761793A1 - Аппарат дл микробиологической очистки сточных вод - Google Patents

Abstract

Использование: относитс  к очистке сточных вод, получени  метана и биомассы активного ила. Сущность изобретени : аппарат содержит цилиндрическую емкость с коническим днищем и технологическими патрубками и размещенную в емкости по ее оси вертикальную трубу дл  организации восход щего потока сбраживаемой среды. Вокруг трубы, по всей ее высоте коаксиаль- но размещен цилиндр с образование сообщающихс  кольцевых полостей между ними, трубой и стенкой емкости, служащих дл  организации нисход щего потока и дополнительного восход щего потока среды, при этом емкость разделена по высоте конической перегородкой, полость которой служит дл  сбора и отвода биогаза, обращенной вершиной вверх и размещенной над цилиндром, причем перегородка имеет патрубки дл  перетока среды из нижней секции дл  анаэробного брожени  в верхнюю дл  аэробного брожени , а внутри конической перегородки по всей площади ее основани  размещен носитель с иммобилизованными микроорганизмами дл  дополнительной очистки и отделени  активного ила. Патрубок дл  подвода сточной воды укреплен в коническом днище и снабжен р дом направл ющих пластин, дл  равномерного распределени  сбраживаемой среды по объему. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. сл С

Description

Изобретение относитс  к аппаратам дл  микробиологической очистки концентрированных сточных вод с одновременным получением биогаза и биомассы активного ила, обогащенного витамином Bi2. Аппарат может использоватьс  дл  очистки стоков предпри тий агропромышленных комплексов , микробиологической и других отраслей промышленности, в сточных водах которых присутствуют загр знени  естественного происхождени ,

Наиболее перспективной  вл етс  комплексна  технологи  очистки концентрированных стоков с применением анаэробной

(метановой) ферментации на предваритель- .ной стадии обработки с последующей аэробной доочисткой. Эту технологию прин то называть анаэробно-аэробной, осуществление которой проводитс  в последовательно расположенных аппаратах.

В вышеуказанных аппаратах используютс  системы реакторов: анаэробный, аэробный, отстойник или реактор дл  физико-химической обработки, в зависимости от необходимой степени очистки сточной воды , что и представл ет собой комплексную технологию, однако даже при условии удовлетворительной работы схемы увеличиваютXI

О

«А

ч

Ю

W

с  площади, занимаемые очистными сооружени ми .

Экономическа  эффективность снижаетс  за счет энергетических потерь тепла анаэробного реактора, в случае использовани  метантенка, и за счет подачи дополнительного углеродного субстрата, в случае использовани  денитрификатора.

Использование одного аппарата по обработке иловой смеси об зательно требует дополнительного отстаивани , что снижает эффективность очистки в самом аппарате.

Наиболее близким по технической сущности к за вл емому аппарату  вл етс  установка дл  анаэробно-аэробной очистки, содержаща  два реактора, расположенных один в другом, и наружный отстойник. Анаэробный реактор (внутренний) имеет вид конуса , в верхней части которого находитс  устройство дл  вывода биогаза.

Подаваема  в нижнюю часть анаэробного реактора сточна  вода из верхней части этого же реактора поступает в цилиндрический внешний резервуар, выполн ющий функции аэротенка, откуда очищенна  жидкость поступает в наружный отстойник. Практически процесс осуществл етс  по известной комплексной анаэробно-аэробной технологии. Коническа  форма анаэробного реактора, обращенного вершиной вниз,уменьшает скорость подъема пузырьков биогаза, снижает турбулентность и способствует удержанию биомассы (активного ила) в реакторе. Однако известно , что скорость движени  пузырьков газа в первую очередь зависит от свойств жидкости и от растворимости компонентов биогаза в ней. В то же врем  нецелесообразно снижать турбулентность потока жидкости именно на ступени предочистки (метановой ферментации), так как интенсификаци  контакта активного ила и субстрата (сточной воды) ведет к повышению эффективности очистки. Высока  степень предочистки снижает энергозатраты на аэрацию, так как вода , поступающа  в аэротенки, имеет более низкие значени  биологического потреблени  кислорода.

Фактически метантенк работает как отстойник , что ухудшает метаногенез и не снижаете необходимой степени концентрацию загр зн ющих веществ дл  подачи в аэротенк.

Циркул ци  стоков и активного ила (иловой смеси) незначительна и не обеспечивает интенсивных массообменных процессов .

Наружный отстойник увеличивает площадь , занимаемую всем сооружением

Вышеуказанные недостатки аппаратов снижают эффективность процесса очистки и увеличивают площадь, используемую под очистные сооружени .

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности и более полное сбраживание среды.

Указанна  цель достигаетс  тем, что анаэробно-аэробна  обработка (метанова 

0 ферментаци , отстаивание, аэробна  ферментаци  в две ступени и вторичное отстаивание ) осуществл етс  в одном устройстве, состо щем из аппарата дл  микробиологической очистки сточных вод, разделенного

5 на секции сбраживани  в восход щем потоке , дображивани  в нисход щем потоке и отстаивани . В верхней части аппарата расположен носитель с иммобилизованными микроорганизмами дл  дополнительной

0 очистки и отделени  активного ила. На конической крышке секции дл  анаэробного брожени  расположен двухсекционный аэротенк и отстойник. Аппарат по стади м очистки расположен в вертикальной плоско5 сти, а не в горизонтальной, что сокращает площадь очистных сооружений.

На фиг. 1, 2 и 3 представлен аппарат дл  микробиологической очистки сточных вод. Он состоит из цилиндрического открытого

0 сверху корпуса 1 с коническим днищем 2. На рассто нии 2/3 от днища внутри цилиндрического корпуса крепитс  коническа  крышка 3. Объем между коническим днищем 2, цилиндрическим корпусом 1 и конической

5 крышкой 3 выполн ет функции метантенка. Внутренний объем метантенка разделен на камеры цилиндрически расположенными перегородками 4 и 5. Перегородки 4 и 5 креп тс  к коническому днищу 2. Перего0 родка 4 в нижней части имеет перфорацию (проемы по диаметру) 6 верхн   часть перегородки 4 выполнена в виде усеченного конуса 7. Ниже верхних кромок конуса 7 и перегородки 5 по диаметру крышки 3 распо5 ложен переливной водослив 8. К нижней кромке конической крышки 3 крепитс  носитель с иммобилизованными микроорганизмами 9. Эта часть устройства выполн ет функции биофильтра. Коническое днище 2

0 снабжено трубопроводами 10 дл  отвода песка и грубодисперсных примесей. 11, 12 дл  отвода или подачи в любую часть метантенка избыточного активного ила, а также устройством 13 (фиг. 3), выполненным в ви5 де спиралевидных неподвижных пластин, направл ющих движение жидкости и способствующих размыву иловой смеси (сточной воды с активным илом). На конической крышке 3 расположен трубопровод 14 дл  отвода биогаза.

Верхн   часть цилиндрического корпуса 1 от нижней кромки конической крышки 3 выполн ет функции аэротенка. Аэротенк разделен на секции I, II, III с помощью перегородки 15, 16, 17. Перегородка 17 ниже перегородок 15 и 16. Перегородка 15 ниже перегородки 16 и выше перегородки 17. Такое расположение способствует каскадному переливу из одной секции в другую.

Секции 1 и II, выполн ющие функции аэротенков первой и второй ступени, оборудованы системами барботажа. Секци  III представл ет собой отстойник, откуда вытекает (трубопровод выхода на чертеже не показан ) очищенна  вода.

Аппарат работает следующим образом.

Исходна  сточна  вода или илова  смесь поступает через устройство 13, обеспечивающее размыв осадка. Движение жидкости в центральной камере сбраживани , ограниченной цилиндром 5, осуществл етс  в восход щем потоке. Затем жидкость переливаетс  через верхнюю кромку и, проход  носитель 9 с иммобилизованной микрофлорой, поступает в полость , ограниченную перегородкой 4. Движение жидкости осуществл етс  в нисход щем потоке. Через перфорацию 6 жидкости поступает в отстойную полость, ограниченную цилиндром 4 и боковой поверхностью емкости 1. Отсто нна  жидкость через носитель 9 и лотковый водослив 8 поступает в секцию I (аэротенк первой ступени), затем в секцию II (аэротенк второй ступени). Отстаивание производитс  в секции III.

Оптимальна  концентраци  активного ила во всех полост х метантенка поддерживаетс  при необходимости возвратом избыточного активного ила по трубопроводам 11 и 12.

Носитель 9 с иммобилизованной микрофлорой (биофильтр) ускор ет процесс очистки и преп тствует выносу активного ила,

Дл  каждой категории сточных вод индивидуально рассчитываютс  скорость разбавлени , продолжительность и интенсивность аэрации.

Применение предлагаемого аппарата дл  микробиологической очистки сточных вод позвол ет получить р д преимуществ.

Сокращение длительности процесса очистки св зано с отсутствием дополнительных трубопроводов подачи и отвода сточной воды

из одного реактора в другой по всей технологической цепи.

Повышение эффективности очистки концентрированных стоков объ сн етс  невозможностью смешивани  исходной сточной воды с очищенной и выноса взвешенных веществ и активного ила, а также применением носител  с иммобилизованной микрофлорой. Степень очистки повышаетс  за счет исполь0 зовани  тепла метантенка, что интенсифицирует массообменные процессы.

Аппарат работает в непрерывном режиме . Суммарное врем  сбраживани  лимитируетс  теорией метаногенеза и сокращаетс 

5 до 48-72 ч. За счет особенностей конструкции производительность аппарата повышаетс , существенно уменьшаютс  площади очистных сооружений. За счет значительного сокращени  коммуникаций снижаетс 

0 металлоемкость оборудовани .

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Аппарат дл  микробиологической очистки сточных вод, содержащий цилиндрическую емкость с коническим днищем и

   5 технологическими патрубками и размещенную в емкости по ее оси вертикальную трубу дл  организации восход щего потока сбраживаемой среды, отличающийс  тем. что, с целью повышени  производительно0 сти и более полного сбраживани  среды. вокруг трубы, по всей ее высоте коэксиаль- но размещен цилиндр, с образованием сообщающихс  кольцевых полостей между ними, трубой и стенкой емкости, служащих

   5 дл  организации нисход щего потока и дополнительного восход щего потока среды при этом емкость разделена по высоте конической перегородкой, полость которой служит дл  сбора и отвода биогаза, обра0 щенной вершиной вверх и размещенной над цилиндром, причем перегородка имеет патрубки дл  перетока среды из нижней секции дл  анаэробного брожени  в верхнюю дл  аэробного брожени , а внутри ко5 нической перегородки по всей площади ее основани  размещен носитель с иммобилизованными микроорганизмами дл  дополнительной очистки и отделени  активного ила.
2. 02. Аппарат по п. .отличающийс 

   тем, что патрубок дл  подвода сточной воды укреплен в коническом днище и снабжен р дом направл ющих пластин дл  равномерного распределени  сбраживаемой среды по обьему.

   16

   66

   риг.Ъ

   Ж