UA151854U - Nozzle for immobilization of microorganisms in biotechnology of wastewater treatment - Google Patents
Nozzle for immobilization of microorganisms in biotechnology of wastewater treatment Download PDFInfo
- Publication number
- UA151854U UA151854U UAU202201384U UAU202201384U UA151854U UA 151854 U UA151854 U UA 151854U UA U202201384 U UAU202201384 U UA U202201384U UA U202201384 U UAU202201384 U UA U202201384U UA 151854 U UA151854 U UA 151854U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- nozzle
- density
- same
- composite material
- sludge
- Prior art date
Links
- 244000005700 microbiome Species 0.000 title claims abstract description 12
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims abstract description 5
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 15
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 4
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 238000005276 aerator Methods 0.000 description 1
- 230000000035 biogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000010840 domestic wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000011900 installation process Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000010841 municipal wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
Abstract
Description
Корисна модель належить до біотехнології очищення води і може бути використана при біологічному очищенні господарсько-побутових чи промислових стічних вод в аеробних та/або анаеробних умовах.The useful model belongs to water purification biotechnology and can be used in the biological purification of domestic or industrial wastewater in aerobic and/or anaerobic conditions.
Відомий носій для іммобілізації мікроорганізмів, який складається з окремих елементів у вигляді полотнищ із поліамідних волокон типу "ВІЯ", закріплених нерухомо вертикальним дротом, установленим в петлі (ША 50546, С2, 15.06.2004).A well-known carrier for the immobilization of microorganisms, which consists of separate elements in the form of sheets of polyamide fibers of the "VIYA" type, fixed immovably by a vertical wire installed in a loop (ША 50546, С2, 15.06.2004).
Причинами, що перешкоджають ефективному використанню носія, є складність його монтажу в біореактори та складність здійснення регенерації.The reasons preventing the effective use of the carrier are the difficulty of its installation in bioreactors and the difficulty of regeneration.
Аналогом є насадка для іммобілізації мікроорганізмів, яка виконана з полімерного матеріалу у вигляді елемента трубчастої форми із сітчастою структурованою бічною поверхнею і прохідними отворами для циркуляції стічних вод, діаметр елемента насадки - 50 мм, довжина - 500 мм, з елементів насадок формують блок насадок, що монтують в установках очистки стічних вод (ША 73428, С2, 15.07.2005).An analogue is a nozzle for the immobilization of microorganisms, which is made of polymer material in the form of a tubular element with a mesh structured side surface and through holes for the circulation of waste water, the diameter of the nozzle element is 50 mm, the length is 500 mm, the nozzle elements form a block of nozzles that installed in sewage treatment plants (ША 73428, С2, 15.07.2005).
Відома насадка має наступні недоліки: в біореакторах очистки стічних вод із комбінацією завислих і іммобілізованих на поверхні насадки мікроорганізмів, відбувається швидке замулювання сітчастої бічної поверхні насадки і, відповідно, суттєве скорочення її питомої поверхні. Розміщення в спорудах біоочистки насадок у вигляді блоків також ускладнює процеси монтажу, а згодом, і експлуатації.The known nozzle has the following disadvantages: in wastewater treatment bioreactors with a combination of suspended and immobilized microorganisms on the surface of the nozzle, rapid siltation of the mesh side surface of the nozzle occurs and, accordingly, a significant reduction of its specific surface area. Placement of nozzles in the form of blocks in bioremediation facilities also complicates the installation process, and later, operation.
Найближчим аналогом є насадка ПОША126049,02,11.06.2018 для іммобілізації мікроорганізмів в біотехнологіях очистки стічних вод, яка виконана з полімерного матеріалу у вигляді елемента трубчастої форми, а елемент насадки складається з двох коаксіально розташованих трубчастих деталей різного діаметра, з'єднаних променеподібними перегородками, довжина елементу насадки становить 40 мм, діаметри коаксіально розташованих трубчастих деталей складають 60 та 20 мм, число променеподібних з'єднальних перегородок - 8 шт., зовнішня поверхня всіх складових деталей елемента насадки піддається фізичній (механічній) обробці для підвищення її шорсткості і, відповідно, адгезійної властивості, зовнішня поверхня всіх складових деталей елемента насадки активується за допомогою імпульсних магнітних полів, для підвищення селективної та адгезійної властивостей, всі елементи насадки мають в перерізі форму конусності з кутом 2,8", і між ними зберігаються просвіти не менше, ніж 10 мм, а зовнішняThe closest analogue is the nozzle ПОША126049,02,11.06.2018 for the immobilization of microorganisms in wastewater treatment biotechnologies, which is made of polymer material in the form of a tubular element, and the nozzle element consists of two coaxially located tubular parts of different diameters, connected by radial partitions, the length of the nozzle element is 40 mm, the diameters of the coaxially located tubular parts are 60 and 20 mm, the number of radial connecting partitions is 8 pcs., the outer surface of all component parts of the nozzle element is subjected to physical (mechanical) treatment to increase its roughness and, accordingly, adhesive properties, the outer surface of all component parts of the nozzle element is activated with the help of pulsed magnetic fields, to increase the selective and adhesive properties, all the nozzle elements have a conical cross-section with an angle of 2.8", and there are gaps of at least 10 mm between them , and external
Зо поверхня насадки вільна від застійних зон накопичування відмерлого біоценозу, при тому питома поверхня насадки складає 275 м-/м3.The surface of the nozzle is free from stagnant zones of accumulation of dead biocenosis, while the specific surface of the nozzle is 275 m-/m3.
В цілому, така удосконалена конструкція насадки для іммобілізації мікроорганізмів, а саме просторова структура, конфігурація, геометричні розміри, питома вага, роблять можливим її застосування в спорудах біологічної очистки у вигляді вільно плаваючих саморегенерованих носіїв біоценозу, що розміщуються в структурі горизонтального, або вертикального муловодяного потоку аеротенка.In general, such an improved design of the nozzle for immobilizing microorganisms, namely the spatial structure, configuration, geometric dimensions, specific gravity, makes it possible to use it in biological treatment facilities in the form of free-floating self-regenerating biocenosis carriers placed in the structure of a horizontal or vertical sludge flow air tank
Використання таких насадок в реальному біореакторі показало недолік, що знижує ефективність біодеструкції та нітриденітрифікації за рахунок неповного охоплення насадками з прикріпленим біоценозом маси стічних вод в своєму циркуляційному русі.The use of such nozzles in a real bioreactor showed a drawback, which reduces the efficiency of biodestruction and nitrite denitrification due to incomplete coverage by nozzles with an attached biocenosis of the mass of wastewater in its circulation.
Справа в тому, що водоповітряний потік в аеротенку сформований аераторами, піднімає носії в верхні шари об'єму аеротенка і за рахунок нижчої щільності матеріалу носіїв в порівнянні з щільністю водомулової суміші, значна частина носіїв залишається на поверхні і виключається з активної циркуляції разом з муловодяною масою, яка спрямовується до дна в своїй циркуляції у безаераційній зоні, але в значній мірі без носіїв іммобілізованої мікрофлори.The fact is that the air-water flow in the aeration tank is formed by aerators, lifts the media into the upper layers of the volume of the aeration tank, and due to the lower density of the media material compared to the density of the water-sludge mixture, a significant part of the media remains on the surface and is excluded from active circulation together with the sludge-water mass , which is directed to the bottom in its circulation in the non-aerated zone, but to a large extent without carriers of immobilized microflora.
Це явище спостерігається особливо при концентрації носіїв в аеротенку більше ніж 12 95 до об'єму аераційної зони біореактора.This phenomenon is observed especially when the concentration of carriers in the aeration tank is more than 12 95 to the volume of the aeration zone of the bioreactor.
В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення конструкції насадки для іммобілізації мікроорганізмів в біотехнологіях очистки стічних вод шляхом нового вирішення в частині матеріалу тіла насадки і, таким чином, підвищенню видалення із стічних вод органічних та біогенних забруднень, спрощенню умов експлуатації споруд очистки, скороченню ресурсо- та енерговитрат, забезпеченню надійності і якості виготовлення насадків.The useful model is based on the task of improving the nozzle design for the immobilization of microorganisms in wastewater treatment biotechnologies through a new solution in the nozzle body material and, thus, increasing the removal of organic and biogenic pollutants from wastewater, simplifying the operating conditions of treatment facilities, reducing resource and energy consumption, ensuring the reliability and quality of nozzle manufacturing.
Поставлена задача вирішується тим, що матеріалом тіла насадки визначається композитна суміш, щільністю рівною щільності муловодяної суміші.The task is solved by the fact that the material of the body of the nozzle is determined by a composite mixture with a density equal to the density of the mud-water mixture.
Як композитний матеріал насадки використовується суміш поліетилену з щільністю, нижчою за щільність муловодяної суміші і доломітової муки у відсотковому виразі складає:As a composite material of the nozzle, a mixture of polyethylene with a density lower than the density of the mud-water mixture and dolomite flour in percentage terms is used:
Мдол - 100 (Рв- Рол) / (2,9 - Рол), де Мдол - відсоткова кількість доломітового борошна в композитному матеріалі тіла насадки.Mdol - 100 (Pv-Rol) / (2.9 - Rol), where Mdol is the percentage of dolomite flour in the composite material of the nozzle body.
Рол - щільність поліетиленуRoll - the density of polyethylene
Рв - середня щільність муловодяної суміші в даному аеротенку.Pv is the average density of the sludge-water mixture in this aeration tank.
Насадка із матеріалу тіла із щільністю рівною щільності муловодяної суміші буде вільно переноситися муловодяною сумішшю в усі зони циркуляційного руху в аеротенку, як в аераційній зоні, так і в нисхідному потоці в процесі циркуляції.A nozzle made of body material with a density equal to the density of the sludge-water mixture will be freely transported by the sludge-water mixture to all areas of circulation in the aeration tank, both in the aeration zone and in the downflow in the circulation process.
Таким чином буде забезпечена робота прикріпленого на носіях біоценозу в усьому об'ємі аеротенку.In this way, the work of the biocenosis attached to the carriers in the entire volume of the aerotank will be ensured.
На фіг. 1 представлений один елемент насадки.In fig. 1 shows one nozzle element.
На фіг. 2 на поперечному розрізі аеротенку представлена схема динаміки пересування насадок з матеріалу щільністю нижчою за щільність муловодяної суміші.In fig. 2 shows a diagram of the dynamics of the movement of nozzles made of material with a density lower than the density of the sludge-water mixture in the cross-section of the aeration tank.
На фіг. З представлена принципова схема динаміки пересування насадок, виготовлених з композитного матеріалу в циркуляційному русі муловодяної суміші в аераційній зоні аеротенку.In fig. A schematic diagram of the movement dynamics of nozzles made of composite material in the circulation movement of the sludge-water mixture in the aeration zone of the aeration tank is presented.
Насадка має зовнішню трубчасту деталь - 1, коаксіально розташовану внутрішню трубчасту деталь меншого діаметра - 2, променеподібні перегородки - 3, що з'єднують дві трубчасті деталі 1 та 2 та ребра - 4 висотою 5 мм - 24 шт. з просвіти між ними не менше як в 10 мм, (фіг.2) скупчення спливаючих на поверхні насадок з щільністю матеріалу, з якого вони виготовлені, нижчою за щільність муловодяної суміші - 5, (фіг. 3) вільне пересування насадок в зоні аерації - 6, та вільне низхідне пересування насадок в зоні без аерації - 7.The nozzle has an outer tubular part - 1, a coaxially located inner tubular part of a smaller diameter - 2, radial partitions - 3 connecting two tubular parts 1 and 2 and ribs - 4 with a height of 5 mm - 24 pcs. with a clearance between them of at least 10 mm, (fig. 2) accumulation of nozzles floating on the surface with a density of the material from which they are made, lower than the density of the sludge-water mixture - 5, (fig. 3) free movement of nozzles in the aeration zone - 6, and free downward movement of nozzles in the zone without aeration - 7.
Заявлений пристрій працює таким чином.The claimed device works as follows.
Для введення насадки в експлуатацію її просто висипають із пакувальної тари та рівномірно розподіляють по всьому об'єму аераційної зони біореактора.To put the nozzle into operation, it is simply poured out of the packaging and evenly distributed over the entire volume of the aeration zone of the bioreactor.
На виході очищеної води із біореактора встановлюється сітчаста перегородка для запобігання можливості виносу носіїв із споруди.At the outlet of purified water from the bioreactor, a mesh partition is installed to prevent the possibility of carriers being carried out of the facility.
В процесі очищення стічних вод на поверхні насадки завдяки особливостям Її конструкції і геометрії утворюється стійкий шар біоплівки.In the process of wastewater treatment, a stable layer of biofilm is formed on the surface of the nozzle due to the features of its design and geometry.
Біоценоз, що іммобілізується на носіях складається з аеробних та анаеробних мікроорганізмів. Так, в глибинних шарах плівки розчинного кисню практично нема, максимальна його кількість знаходиться у верхньому шарі плівки, що межує з рідиною, яка обробляється киснем повітря. Це дозволяє в спорудах біоочистки із іммобілізованою на носіях такої конструкції мікрофлорою, інтенсифікувати в умовах єдиної мулової системи перебіг процесів не тільки біодеструкції органічних забруднень, але і процесів нітриденітрифікації.Biocenosis immobilized on carriers consists of aerobic and anaerobic microorganisms. Thus, there is practically no soluble oxygen in the deep layers of the film, its maximum amount is in the upper layer of the film bordering the liquid, which is treated with air oxygen. This allows in bioremediation facilities with microflora immobilized on carriers of such a design to intensify the course of processes not only of biodestruction of organic pollutants, but also of nitridenitrification processes in the conditions of a single sludge system.
Зо Внаслідок того, що щільність матеріалу тіла насадки рівна до щільності муловодяної суміші в умовах руху в спорудах біоочистки рециркуляційних муловодяних потоків, відбувається постійне залучення до цього руху вільно плаваючих носіїв із прикріпленим біоценозом і забезпечується, таким чином, їх постійне переміщення по всьому об'єму аеротенку. Завдяки цим процесам і відсутності на поверхні зон накопичення та загнивання відмерлого біоценозу, в умовах турбулентності відбувається саморегенерація поверхні носіїв від надлишків та відмерлої біоплівки, а також підвищення ефективності переносу кисню в зоні аерації, що призводить до скорочення витрат повітря і, в цілому, енерговитрат.Due to the fact that the density of the material of the body of the nozzle is equal to the density of the sludge-water mixture under the conditions of movement in the facilities of bioremediation of recirculating sludge flows, the free-floating carriers with attached biocenosis are constantly involved in this movement and, thus, their constant movement throughout the volume is ensured air tank Due to these processes and the absence of areas of accumulation and decay of dead biocenosis on the surface, self-regeneration of the media surface from excess and dead biofilm occurs in turbulent conditions, as well as an increase in the efficiency of oxygen transfer in the aeration zone, which leads to a reduction in air consumption and, in general, energy consumption.
Об'єм завантаження відносно корисного об'єму аеротенків складає переважно 5-50 95.The loading volume relative to the useful volume of aerotanks is mainly 5-50 95.
Застосування насадок заявленої конструкції і композитним матеріалом тіла насадки в біотехнологіях із іммобілізацією мікрофлори, забезпечує: - надійність якісного виготовлення насадок в поточному процесі, - підвищення потужності споруд біологічної очистки на 60-80 95, та/або підвищення ефективності видалення із стічних вод органічних забруднень, сполук азоту та фосфору; - підвищення регенеративних властивостей в умовах турбулентного потоку мулової суміші; - покращення седиментаційних характеристик мулу; - зменшення приросту мулу та зменшення навантажень на вторинні відстійники; - підвищення ефективності переносу кисню завдяки присутності носіїв мікроорганізмів в зоні аерації; - значне покращення експлуатаційних показників проведення процесу очистки стічних вод.The use of nozzles of the stated design and the composite material of the nozzle body in biotechnologies with immobilization of microflora ensures: - the reliability of high-quality production of nozzles in the current process, - increasing the capacity of biological treatment facilities by 60-80 95, and/or increasing the efficiency of removing organic pollutants from wastewater, compounds of nitrogen and phosphorus; - increase of regenerative properties in conditions of turbulent flow of sludge mixture; - improvement of sedimentation characteristics of sludge; - reduction of silt growth and reduction of loads on secondary sedimentation tanks; - increasing the efficiency of oxygen transfer due to the presence of microorganism carriers in the aeration zone; - a significant improvement in the operational performance of the wastewater treatment process.
Біотехнологія з іммобілізованими мікроорганізмами на поверхні насадок заявленої конструкції і композитним матеріалом тіла насадки забезпечує нові параметри очистки комунальних і близьких до них по складу промислових стічних вод: - БСК і завислі речовини до 10 мг/л; - азот амонійний до 1 мг/л; - нітрати до 12 мг/л; - загальний азот до 10 мг/л.Biotechnology with immobilized microorganisms on the surface of nozzles of the stated design and the composite material of the nozzle body provides new parameters for cleaning municipal and industrial wastewater close to them in terms of composition: - BSK and suspended solids up to 10 mg/l; - ammonium nitrogen up to 1 mg/l; - nitrates up to 12 mg/l; - total nitrogen up to 10 mg/l.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU202201384U UA151854U (en) | 2022-05-02 | 2022-05-02 | Nozzle for immobilization of microorganisms in biotechnology of wastewater treatment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU202201384U UA151854U (en) | 2022-05-02 | 2022-05-02 | Nozzle for immobilization of microorganisms in biotechnology of wastewater treatment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA151854U true UA151854U (en) | 2022-09-21 |
Family
ID=89901785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU202201384U UA151854U (en) | 2022-05-02 | 2022-05-02 | Nozzle for immobilization of microorganisms in biotechnology of wastewater treatment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA151854U (en) |
-
2022
- 2022-05-02 UA UAU202201384U patent/UA151854U/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101977853B (en) | Method and device for the treatment of waste water | |
| RU2377191C2 (en) | Reactor and method for anaerobic treatment of waste water | |
| CN101618925B (en) | Sewage treatment device | |
| CN102838255A (en) | Cage-shaped filler type device for treating beer waste water in anaerobic-anoxic-aerobic mode and method for treating bear waste water by using device | |
| CN109553186A (en) | A kind of spiral bed biofilm reactor for sewage treatment | |
| CN102659282A (en) | Synchronous denitrification and dephosphorization sewage treatment device for immobilized microorganism CASS (cyclic activated sludge system) | |
| CN214060278U (en) | Mariculture tail water discharging device | |
| CN106904796A (en) | A kind of multilevel deflector-type SSMBBR sewage disposal systems and processing method | |
| EA023425B1 (en) | Apparatus for deep biochemical wastewater treatment | |
| CN112028241A (en) | Novel sewage purification groove device | |
| CN109292999B (en) | Aeration strengthened artificial wetland | |
| KR20100092115A (en) | External circulation anaerobic digester | |
| UA151854U (en) | Nozzle for immobilization of microorganisms in biotechnology of wastewater treatment | |
| KR101142326B1 (en) | Apparatus for high class treatment of wastewater | |
| CN2568636Y (en) | Contact oxidation biological filter cell adapting suspension filtering material | |
| KR100458764B1 (en) | Method and apparatus for the treatment of contaminated water by submersible biological aerated filter | |
| RU2448912C2 (en) | Effluents biochemical treatment plant | |
| KR100353004B1 (en) | Biological Nutrient Removal Method using a Submerged Moving Media Intermittent Aeration Reactor and System | |
| CN211814035U (en) | Integrated sewage treatment equipment | |
| CN210764840U (en) | Distributed micro-power sewage treatment device and sewage treatment system comprising same | |
| CN110627204A (en) | Carrier fixed bed bioreactor and water treatment system | |
| CN113716803A (en) | Integrated enhanced denitrification sewage treatment device and treatment method | |
| JP2003225690A (en) | Water cleaning method and apparatus using fine air bubble and carbon fiber | |
| CA2565052A1 (en) | System for improved dissolved air floatation with a biofilter | |
| CN205151994U (en) | Sewage treatment system |