SU1768028A3

SU1768028A3 - Industrial system for biological deep purifying of sewage

Info

Publication number: SU1768028A3
Application number: SU904876496A
Authority: SU
Inventors: Павел Антонович Ивашенко; Виктор Иванович Ракоца; Александр Викторович КАЛИНИН; Юрий Иванович Матвеев; Юрий Васильевич Щербак; Алексей Иванович Ракоца; Валерий Александрович Дружинин; Николай Александрович Хренов; Владимир Николаевич Кореньков
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Горной Механики Им.М.М.Федорова (Su)
Priority date: 1990-10-31
Filing date: 1990-10-31
Publication date: 1992-10-07

Abstract

Использование1 биологическа очистка сточных вод методом биофильтрации. Сущность изобретени биофильтр содержит загрузку котора выполнена из объемных кар- касных модулей, установленных с возможностью стыковки элементов как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскост х Корпус модул выполнен из ригел , стоек и днища, а пористо-пустотелые элементы - в виде пр моугольной призмы со сквозными отверсти ми и желобообразны- ми каналами по периметру. В самонесущей конструкции модул поперечные оси вертикальных отверстий смещены относительно поперечных осей желобообразных каналов, а толщина перемычек между отверсти ми равна их диаметру, 5 илUses1 biological wastewater treatment by biofiltration. SUMMARY OF THE INVENTION The biofilter contains a load which is made of volumetric frame modules installed with the possibility of joining elements in both vertical and horizontal planes. The module case is made of beams, struts and bottom, and the porous-hollow elements are in the form of a rectangular prism. with through holes and grooved channels along the perimeter. In the self-supporting structure of the module, the transverse axes of the vertical holes are offset relative to the transverse axes of the trough-like channels, and the thickness of the bridges between the holes is equal to their diameter, 5 or more

Description

Изобретение относитс к экологии и может быть использовано в качестве универсальных , индустриально изготовленных биофильтров очистных сооружений различных компоновок и назначений.The invention relates to ecology and can be used as universal, industrially manufactured biofilters of sewage treatment plants of various layouts and purposes.

Известна индустриальна система дл биологической очистки сточных ЁОД, содержаща корпус с размещенными в нем и уложенными друг на друга пористо-пустотелыми объемными элементами, образующими очистной слой с вертикальными отверсти миA known industrial system for the biological treatment of sewage EOODs, comprising a housing with porous-hollow surround elements placed therein and stacked on top of each other, forming a cleaning layer with vertical holes.

Однако указанна система мало эффективна обладает низкой производительностью по задержанию взвешенных веществ и удалению органических и азотистых соединений , требует промывки обратными токами воды дл удалени отработанной биопленки.However, this system is not very effective; it has low productivity for retaining suspended matter and removing organic and nitrogenous compounds; it requires flushing with reverse currents of water to remove spent biofilm.

Цель изобретени - повышение производительности по задержанию взвешенных веществ и удалению органических, азотистых соединений и вывод отработанной биопленки, а также эффективности очистки и обеспечение несущей способностиThe purpose of the invention is to increase the productivity of the retention of suspended solids and the removal of organic, nitrogenous compounds and the withdrawal of waste biofilm, as well as cleaning efficiency and ensuring the carrying capacity

Указанна цель достигаетс тем, что в индустриальной системе длч биологической глубокой очистки сточных вод содержащей корпус с размещенными в нем и уложенными друг на друга пористо-пустотелыми объемными элементами, образующими очистной слой с вертикальными отверсти ми , корпус выполнен из объемных каркасных модулей, каркас каждого из которых образован из соединенных между собой ригел стоек и днища, причем днище выполнено в виде рамы с полкой, пересекающихс и соединенных между собой и с полкой рамы продольных и поперечных полос с образованием прозоров, в углах нижней части полки рамы выполнены глухие отверсти , а в углах ее верхней части жестко закреплены стойки каркаса, ригель выполнен быстро- съемным со стоек каркаса, с пазом по его внутреннему контуру, по форме и размерам соответствующим поверхности нижней части рамы днища, по углам паза соответственно глухим отверсти м в нижней части полки рамы днища установлены штыри дл устаСПThis goal is achieved by the fact that in an industrial system for biological deep sewage treatment, there is a housing with porous-hollow volume elements placed in it and stacked on top of each other, forming a cleaning layer with vertical openings, the housing is made of volumetric frame modules, the frame of each which is formed from interconnected girder racks and bottom, and the bottom is made in the form of a frame with a shelf, intersecting and interconnected with the shelf of the frame of longitudinal and transverse strips with In the corners of the lower part of the frame shelf, blind holes are made, and in the corners of its upper part the frame stands are rigidly fixed, the bolt is made quick and removable from the frame legs, with a groove along its inner contour, in shape and size corresponding to the bottom surface of the bottom frame , in the corners of the groove, respectively, deaf holes in the lower part of the shelf of the bottom frame, pins are installed

СWITH

vj оvj o

0000

оabout

го |0о go | 0o

CJCJ

новчи днища вышесто щего модул , пористо-пустотелые элементы выполнены в виде пр моугольной призмы с отношением длины к ширине и к высоте соответственно 1 (1,5-2,0) (1.5-2,0), с желобообразными каналами по периметру призмы в вертикальной плоскости, и установлены внутри объемногр каркасного модул на днище и друг на друга с возможностью стыковки желобообразных каналов и вертикальных отверстий и расположени последних напротив прозоров днища, а также образовани самопесущей конструкции, при этом поперечные оси вертикальных отверстий расположены по продольной оси симметрии призмы и смещены относительно поперечных осей симметрии желобообразных каналов на (0,1-0,2)1, толщина перемычек между отверсти ми равна диаметру сквозного отверсти , радиус которого составл ет (0,2-0,25)Ь, а радиус желобообразных каналов прин т равным (0,12-0,13)1, где I -длина призмы; b - ширина призмы.The bottom of the upper module, porous-hollow elements are made in the form of a rectangular prism with a ratio of length to width and height, respectively 1 (1.5-2.0) (1.5-2.0), with trough-shaped channels along the perimeter of the prism in vertical plane, and installed inside the bulk frame module on the bottom and on top of each other with the possibility of joining trough-like channels and vertical openings and placing the latter opposite the bottom pro-openings, as well as forming a self-supporting structure, while the transverse axes of the vertical openings along the longitudinal axis of symmetry of the prism and shifted relative to the transverse axes of symmetry of the gutter-shaped channels by (0.1-0.2) 1, the thickness of the bridges between the holes is equal to the diameter of the through hole, whose radius is (0.2-0.25) b and the radius of the trough-shaped channels is assumed to be (0.12-0.13) 1, where I is the length of the prism; b is the prism width.

Кроме того, объемно-каркасные модули установлены в корпусе с возможностью стыковки как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскост х. In addition, space-frame modules are installed in the housing with the possibility of docking in both vertical and horizontal planes.

Пространственна жесткость системы создаетс за счет установки внутри объемного каркасного модул пористо-пустотелых элементов в виде призм. Паз по внутреннему периметру ригел необходим дл того, чтобы днище объемного каркасного модул , выполненное с прозорами, ориентированно встало относительно верхнего сло пористо-пустотелых элементов, поры которого окажутс напротив пор нижнего сло пористо-пустотелых элементов верхнего объемно-каркасного модул . Таким образом формируетс очистна система с разветвленной, сообщающейс между собой пористой структурой, котора .благопри тно вли ет на образование биопленки по всей высоте очистного сооружени . Сквозные каналы аналогичным образом состыкованы через прозоры днища, что благотворно вли ет на естественную аэрацию системы.The spatial stiffness of the system is created by installing porous hollow elements in the form of prisms inside the bulk frame module. A groove along the inner perimeter of the bolt is necessary so that the bottom of the bulk frame module, made with projections, is oriented relative to the upper layer of porous-hollow elements, whose pores will be opposite to the pores of the lower layer of the porous-hollow elements of the upper volume-frame module. Thus, a purification system with a branched, interconnected porous structure is formed, which has a beneficial effect on the formation of a biofilm over the entire height of the purification plant. The through channels are likewise docked through the bottom protrusions, which has a beneficial effect on the natural aeration of the system.

На фиг.1 изображен фрагмент предлагаемой индустриальной системы дл биологической глубокой очистки сточных вод; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.-З - вид Б на фиг,1; на фиг 4-узел I на фиг.1; на фиг.5 - объемный каркасный модуль в аксонометрии с загрузкой из пористо-пустотелых элементов в виде призм,Figure 1 shows a fragment of the proposed industrial system for biological deep sewage treatment; figure 2 - section aa in figure 1; in Fig. 3 - a view B in Fig. 1; in FIG. 4, node I in FIG. figure 5 - volumetric frame module in a perspective view of the loading of porous-hollow elements in the form of prisms,

Индустриальна система дл биологической глубокой очистки сточных вод содержит корпус и пористо-пустотелые объемные элементы в виде пр моугольныхThe industrial system for biological deep sewage treatment includes a casing and porous-hollow volumetric elements in the form of rectangular

призм 2 с вертикальными отверсти ми 3. Пр моугольные призмы 2 размещены в корпусе 1 и уложены друг на друга с образованием очистного сло . Корпус 1 выполнен вprisms 2 with vertical holes 3. Rectangular prisms 2 are placed in housing 1 and stacked on top of each other to form a cleaning layer. Case 1 is made in

виде объемного каркасного модул , который состоит из стоек 4, ригел 5, выполненного быстросъемным со стоек 4, с пазом 6 по его внутреннему контуру, и днища 7, жестко скрепленного со стойками 4 и состо 0 щего из рамы 8 с полкой 9, пересекающихс и соединенных между собой продольных и поперечных полос 10 и 11 с образованием прозоров 12 (см. фиг.З). Днище 7 верхнего модул установлено в паз 6 ригел 5 ниже5 сто щего модул таким образом, чтобы прозоры 12 были совмещены с вертикальными отверсти ми 3, желобообразными каналами 13 и порами 14 пористо-пустотелого элемента в виде пр моугольной призмы 2. Глухиеas a three-dimensional frame module, which consists of racks 4, a bolt 5, made quick-detachable from racks 4, with a groove 6 along its internal contour, and a bottom 7, rigidly fastened with racks 4 and consisting of a frame 8 with a shelf 9, intersecting and interconnected longitudinal and transverse bands 10 and 11 with the formation of prozorov 12 (see fig.Z). The bottom 7 of the upper module is installed in the groove 6 of the bolt 5 below 5 of the standing module so that the openings 12 are aligned with the vertical holes 3, grooved channels 13 and pores 14 of the porous-hollow element in the form of a rectangular prism 2. Deaf

0 отверсти 15 полки 9 рамы 8 посажены на штыри 15 паза 6 ригел 5 с возможностью фиксации верхнего объемного каркасного модул относительно нижнего при помощи поверхности нижней части 17 рамы 8 днища0 holes 15 shelves 9 of the frame 8 are seated on the pins 15 of the groove 6 of the bolt 5 with the possibility of fixing the upper three-dimensional frame module relative to the lower using the surface of the lower part 17 of the frame 8 of the bottom

5 7, котора по форме и размерам соответствует пазу б ригел 5. Стойки 4 по скольз щей посадке в верхней своей части установлены в сквозные отверсти или прорези 18 ригел 5, зафиксированы прижатием нижней части5 7, which in shape and size corresponds to the groove of the brim 5. The pillars 4 are mounted in through holes or slots 18 of the bezel 5 by a sliding fit in the upper part, fixed by pressing the lower part

0 17 рамы 8 днища 7 к верхним пр моугольным призмам 2 из пористо-пустотелого материала и закреплены при помощи специального приспособлени . Корпусы 1 наход щихс р дом модулей скреплены0 17 of the frame 8 of the bottom 7 to the upper rectangular prisms 2 of porous-hollow material and secured with a special tool. The enclosures of 1 adjacent modules are bonded

5 между собой ригел ми 5 при помощи болтовых соединений 19.5 between each bolts 5 with bolts 19.

Элементы объемно-каркасного модул могут быть выполнены из профильного проката и труб. В качестве материала использу0 ют нержавеющую сталь, сплавы алюмини и разновидные пластмассы.The elements of the bulk-frame module can be made of rolled metal and pipes. Stainless steel, aluminum alloys and various plastics are used as materials.

Сборку объемного каркасного модул осуществл ют следующим образом.The assembly of the bulk frame module is carried out as follows.

На поддон устанавливают днище 7, наOn the pallet set the bottom 7, on

5 раме 8 которого жестко закрепл ют стойки 4. На днище 7 и друг на друга по Определенной схеме укладывают пористо-пустотелые объемные элементы в виде пр моугольных призм 2, совмеща при этом вертикальные5 to the frame 8 of which the pillars 4 are rigidly fixed. On the bottom 7 and porous-hollow volume elements in the form of rectangular prisms 2 are laid on one another according to a Specific Scheme, while combining the vertical

0 отверсти 3, желобообразные каналы 13 и поры 14. На стойках 4 через сквозные отверсти или прорези 18 надевают ригель 5, прижимают его к пр моугольным призмам 2 и при помощи специального приспособлени 0 holes 3, gutter-shaped channels 13 and pores 14. On the uprights 4 through the through holes or slots 18, put the bolt 5, press it to the rectangular prisms 2 and with the help of special tools

5 стойки 4 скрепл ют с ригелем 5. Из объёмных каркасных модулей самонесущей конструкции собирают индустриальную систему различных геометрических очертаний дл биологический глубокой очистки сточных вод.5 pillars 4 are fastened with a bolt 5. From the bulk frame modules of a self-supporting structure, an industrial system of various geometric shapes is assembled for biological deep sewage treatment.

Прочность объемных каркасных модулей , собранных из пористо пустотелых призм 2 с размером пор до 20 мм, обеспечиваетс при смещении осей вертикальных отверстий, расположенных по продольной оси симметрии призмы, относительно поперечных осей симметрии желобообразных каналов на (0,1-0,2)1, при толщине перегородок , равной диаметру сквозного отверсти , радиус которого составл ет (0,2-0,25)Ь, при прин том радиусе желобообразных каналов(0,12-0,13)1, где b -ширина призмы, I - длина призмы.The strength of bulk frame modules assembled from porous hollow prisms 2 with a pore size of up to 20 mm is ensured by displacing the axes of the vertical holes located along the longitudinal axis of symmetry of the prism relative to the transverse axes of symmetry of the trough-shaped channels by (0.1-0.2) 1, with the thickness of the partitions equal to the diameter of the through hole, the radius of which is (0.2-0.25) b, with the received radius of trough-shaped channels (0.12-0.13) 1, where b is the width of the prism, I is the length prism.

Допустима нагрузка РСж при сжатии призм размером 400 х 200 х 200, 300 х 200х х200 и 300 200 х 150 мм с диаметром сквозных отверстий 60, 50 и 40 мм соответственно составл ет 0,5-0,8 МПа при объемной плотности 190-210 кг/м3, что делает обьемно-каркасные модули самонесущими. The RSh load is allowed when compressing prisms of 400 x 200 x 200, 300 x 200 x x 200 and 300 200 x 150 mm with through holes of 60, 50 and 40 mm respectively, 0.5-0.8 MPa with a bulk density of 190-210 kg / m3, which makes bulk-frame modules self-supporting.

Индустриальна система дл биологической глубокой очистки сточных вод в составе очистных сооружений работает следующим образом.The industrial system for biological deep sewage treatment in the treatment plant works as follows.

Очищаема вода подаетс сверху в объ- емный каркасный модуль и самотеком без принудительной вентил ции покупает в сложную развитую систему пор 14, вертикальных отверстий 3 и желобообразных каналов 13. В пористо-пустотелых объемных элементах с диаметром пор до 20 мм биопленка формируетс в течение первых 30- 35 сут работы системы. В верхних сло х очистного сло интенсивно развиваютс бактерии, окисл ющие органические веще- ства и аммонийный азот. Толщина биопленки в этих сло х достигает 2 мм. Биопленка нижних слоев толщиной 0,5 мм содержит большое количество бактерий - денитрифи- каторов, восстанавливающих нитраты м нитриты до газообразного азота. На пористо-пустотелых элементах с размером пор до 20 мм развиваетс в 1,2-1,5 раза больше различных видов эробных микроорганизмов , чем на керамзитовой или гравий- ной загрузке. Сточна вода, пройд комплект объемно-каркасных модулей, очищаетс до требуемых параметров при гидравлических нагрузках 3-6 м3/м2. сут в зависимости от пористости (77-91%) пори- сто-пустотелых объемных элементов. Заиливание загрузочного материала из пористо-пустотелых объемных элементов отработанной биопленкой не наблюдаетс , так как она по открытым порам выноситс сточной водой в специальные отстойники.Purified water is fed from above into the bulk frame module and by gravity without forced ventilation buys into a complex developed system of pores 14, vertical holes 3 and trough-shaped channels 13. In porous-hollow volume elements with pore diameter up to 20 mm the biofilm is formed during the first 30 - 35 days of the system. In the upper layers of the cleaning layer, bacteria oxidizing organic substances and ammonium nitrogen are intensively developed. The thickness of the biofilm in these layers reaches 2 mm. The biofilm of the lower layers 0.5 mm thick contains a large number of bacteria — denitrifiers, which reduce nitrates and nitrites to nitrogen gas. On porous-hollow cells with a pore size of up to 20 mm, there are 1.2-1.5 times more different types of erobic microorganisms than on expanded clay or gravel loading. Sewage water, having passed a set of space-frame modules, is purified to the required parameters with hydraulic loads of 3-6 m3 / m2. days depending on porosity (77-91%) of porous hollow bulk elements. Silting of the feed material from porous-hollow bulk elements with spent biofilm is not observed, since it is carried out in open pores with waste water into special septic tanks.

. Производительность системы увеличиваетс в 1,5-2,0 раза, при этом окислительна мощность рабочего объема очистного. The productivity of the system is increased 1.5-2.0 times, while the oxidizing capacity of the working volume

сло возрастает в 2 9 раза при одной и той же высоте рабочего сло загрузкиlayer increases 2 9 times with the same height of the working layer of loading

Эффективность очистки сточных вод на очистном слое из пористо-пустотепого мате риала возрастает по задержанию взвешенных веществ на 11-24%, по удалению органических и азотистых веществ на 11-17 и 40-45% соответственно.The effectiveness of wastewater treatment at the cleaning layer of porous-hollow material increases in the retention of suspended solids by 11–24%, in the removal of organic and nitrogenous substances by 11–17 and 40–45%, respectively.

Claims

Claims 1. Industrial system for biological deep sewage treatment. comprising a housing with porous hollow bulk elements disposed therein and stacked on top of each other, forming a cleaning layer with vertical openings, characterized in that, in order to increase the performance of retaining suspended substances and removing organic and nitrogenous compounds and withdrawing the waste biofilm, as well as the effectiveness of cleaning and ensuring the carrying capacity, the body is made of bulk frame modules, the frame of each of which is made of interconnecting bolts, struts and bottom, with This bottom is made in the form of a frame with a shelf, intersecting and interconnected with each other and with a shelf of the frame of longitudinal and transverse strips with the formation of openings, blind corners are made in the corners of the lower part of the frame, and the crossbar is rigidly fixed in the corners of its upper part quick-detachable from the frame racks, with a groove along its internal contour, in shape and size corresponding to the bottom surface of the bottom frame, and with pins, installed at the corners of the groove, respectively, blind holes in the lower part of the bottom frame flange l installation of the bottom of the superior module, porous-hollow elements are made in the form of a rectangular prism with a ratio of length to width and height, respectively, 1: (1.5-2.0} :( 1.5-2.0), with grooved channels along the perimeter of the prism in the vertical plane and installed inside the three-dimensional frame module on the bottom and at each other with the possibility of joining the trough-like channels and vertical holes and positioning the latter opposite the bottom prozorov, as well as forming a self-supporting structure, with the transverse axes of the vertical holes p are aligned along the longitudinal axis of symmetry of the block and offset from the transverse axes of symmetry of the trough-shaped channels by 0.1-0.2 times the length of the prism, the thickness of the bridges between the holes is equal to the diameter of the through-hole, the radius of which is 0.2-0.25 of the width of the prism, and radius gutter

channels are taken equal to 0 12-0 13 prism lengths.

2 System pop 1, characterized in that. that the bulk frame modules are installed in the housing with the possibility of docking in both vertical and horizontal planes

S 9

. 2

Hid b

G /, 1. . ri. 1 h. 1 h. 1/1,. T, 11 I D ,, I I 1.1 1 I I THEM, I I I II.

MZHSHSHZ

Phage 5

3

Fi. four

18

four

Physical 5