WO2021246918A1 - Device for biological wastewater treatment - Google Patents
Device for biological wastewater treatment Download PDFInfo
- Publication number
- WO2021246918A1 WO2021246918A1 PCT/RU2021/050142 RU2021050142W WO2021246918A1 WO 2021246918 A1 WO2021246918 A1 WO 2021246918A1 RU 2021050142 W RU2021050142 W RU 2021050142W WO 2021246918 A1 WO2021246918 A1 WO 2021246918A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- carrier material
- biocenosis
- attached
- heating
- carrier
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
Definitions
- the invention relates to a device for biological wastewater treatment, including a housing in which a carrier material for an attached biocenosis is located and can be used to increase the efficiency of wastewater treatment with a temperature below 15 ° C.
- a device for biochemical water purification is known.
- the device contains a housing and a loading on which biological water purification is carried out.
- the load is heated by hot exhaust gases supplied through a special branch pipe.
- This prior art works according to the following principle: heat is supplied not from the inside to the biocenosis attached to the carrier material, but from the outside. That is, the entire working volume of the device for biological wastewater treatment is heated. This is an example of a problem being solved. As a result of the heat supply from below, the entire medium is heated, the entire volume of the biofilter, which is not effective.
- a device for biological wastewater treatment which includes a housing in which a carrier material for an attached biocenosis is located, which is described in the RF patent for utility model N ° 130603, published on July 27, 2013.
- This device is the closest in technical essence and the achieved technical result and is chosen as the prototype of the proposed invention.
- the disadvantage of this prototype is that the biochemical reactions occurring inside the biocenosis attached to the carrier material proceed slowly at a low temperature of wastewater (less than 15 ° C), which is not optimal for the functioning of the biocenosis. Indeed, it is known that the rate of biochemical reactions in a bioreactor is directly dependent on temperature. It was found that with a change in the wastewater temperature by 10 ° C, the rate of biochemical reactions changes twofold. In practice, the optimum wastewater temperature is determined in the range from 20 ° C to 30 ° C. Exceeding the specified temperature can lead to the death of microorganisms.
- the present invention mainly aims to provide a device for biological wastewater treatment, including a housing, which receives wastewater, an outlet of purified water, and in the housing is located a heated carrier material for an attached biocenosis, allowing to smooth at least one of the above disadvantages, namely: to ensure the ability to maintain the optimal temperature regime for the effective functioning of the biocenosis attached to the carrier material due to the ability to heat the biocenosis attached to the carrier material in cold water, which is the task at hand. And the task is set so that the medium remains cold, and the cleaning efficiency increases. (Which can be easily understood by the example of the fact that it is proposed to warm the diver from the inside of the spacesuit, and not the entire ocean).
- the carrier material for the attached biocenosis is made with the possibility of heating, and is connected to the energy supply unit by means of a connecting element.
- the power supply unit is made in the form of a current source
- the connecting element is made in the form of electric wires connected to the current source.
- the carrier material for the attached biocenosis contains, connected to the current source by means of connecting elements, heating elements located inside the carrier material for the attached biocenosis.
- the carrier material for the attached biocenosis is a heating element.
- the power supply unit is made in the form of a heat carrier source
- the connecting element is made in the form of pipes through which the heat carrier flows and connected to the heat carrier source, while inside the carrier material for the attached biocenosis there are cavities 105 for passing the heat carrier
- This advantageous characteristic provides an alternative opportunity to supply heat to the carrier material for the attached biocenosis.
- hot water or other liquid or gas
- the carrier material for the attached biocenosis is made of a porous material.
- the carrier material for the attached biocenosis is made of a honeycomb material.
- the power supply unit 125 is connected to a temperature sensor and to a module for automatically turning off heating when a predetermined temperature is reached and turning on heating when the temperature drops below a predetermined level.
- FIG. 1 schematically depicts a side view of a carrier material for an attached biocenosis used in a wastewater treatment device according to the invention, a variant with a heat carrier,
- FIG. 2 schematically depicts a section A-A of a carrier material for an attached biocenosis used in a device for biological wastewater treatment according to the invention, a variant with a heat carrier,
- FIG. 3 schematically depicts a side view of a carrier material for an attached biocenosis used in a wastewater treatment device according to the invention, a variant with electricity
- FIG. 4 schematically depicts a top view of a carrier material for an attached biocenosis used in a biological wastewater treatment device according to the invention, a variant with electricity.
- a carrier material for an attached biocenosis used in a biological wastewater treatment device includes a heat carrier inlet 1, a carrier material for an attached biocenosis 2, and a heat carrier outlet 3.
- Figures 1 and 2 show a variant when the carrier material 2 for the attached biocenosis is heated by a heat carrier and connected to an energy supply unit, which is made in the form of a heat carrier source 4, and cavities 5 are located inside the carrier material for the attached biocenosis for passing the heat carrier.
- These can be tubes in which the coolant flows.
- the carrier material for the attached biocenosis can be made of a porous material or can be made of a honeycomb material. Thus, it is possible to ensure the passage of the heat carrier directly through the volume of the carrier material for the attached biocenosis.
- the heat carrier source 4 is connected to the cavities of the carrier material for the attached biocenosis 2 by means of a connecting element 6.
- a connecting element 6 can be a tube for supplying the heat carrier.
- the individual elements of the carrier material for the attached biocenosis can be connected in series and the heat carrier leaving the previous single element enters the next single element.
- the power supply unit can be made in the form of a current source 7, and the connecting element is made in the form of electric wires 8 connected to a current source 7.
- the power supply unit can be connected to the temperature sensor 9 and to the module for automatic shutdown of heating upon reaching a predetermined temperature and turning on the heating when the temperature drops below a predetermined level.
- the automatic heating shutdown module is not shown.
- the device for biological wastewater treatment works as follows.
- Stage A Waste water is fed into the device.
- the carrier material for the attached biocenosis 2 is heated in order to ensure the optimum temperature in the area where the microorganisms attached to the carrier material are located.
- Stage AZ When the set temperature is reached, they stop heating the carrier material for the attached biocenosis 2.
- Waste water is supplied at a temperature of 8.7 ° C
- the carrier material for the attached biocenosis is heated to a temperature of 35 ° C.
- Waste water is supplied at a temperature of 8.7 ° C
- the carrier material for the attached biocenosis is heated to a temperature of 35 ° C.
- the volume of the bioreactor is 800 liters. To heat it up to 5 ° C, it is required to supply heat - 0.392 kWh (1.410 kJ) per hour.
- a device for biological wastewater treatment can be carried out by a specialist in practice and, when implemented, ensures the implementation of the declared purpose, which makes it possible to conclude that the criterion of "industrial applicability" for the invention is met.
- a prototype device for biological wastewater treatment has been manufactured. Tests of a prototype device have shown that it provides the ability to maintain the optimum temperature in the area where microorganisms attached to the carrier material are located in the bioreactor.
- the carrier material for the attached biocenosis is made of a heated material that is heated by electricity or supplied heat carrier in a liquid or gaseous state and the claimed technical result is achieved, namely: the ability to maintain an optimal temperature regime for the effective functioning of microorganisms due to the ability to heat the biocenosis attached to the carrier material in cold water.
- An additional useful technical result of the claimed invention is that in order to achieve the optimal temperature regime for the functioning of the biocenosis attached to the carrier material, less energy is spent than for heating the entire volume of wastewater entering the treatment.
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
Abstract
The invention relates to devices for biological wastewater treatment, which comprise a housing containing a carrier material for an attached biocenosis, and can be used to improve the treatment efficiency when the wastewater temperature is below 15°С. According to the invention, the carrier material for an attached biocenosis is configured with the possibility of heating and is connected to a power supply unit by a connecting element. The technical result achieved consists in making it possible to maintain an optimal temperature regime for the efficient functioning of the biocenosis attached to the carrier material by virtue of the possibility of heating the biocenosis attached to the carrier material in cold water.
Description
УСТРОЙСТВО ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ очистки сточных вод DEVICE FOR BIOLOGICAL Sewage Treatment
Область техники, к которой относится изобретение. The technical field to which the invention relates.
Изобретение относится к устройствам для биологической очистки сточных вод, включающим в себя корпус, в котором распложен материал- носитель для прикрепленного биоценоза и может быть использовано для повышения эффективности очистки сточных вод с температурой ниже 15°С. The invention relates to a device for biological wastewater treatment, including a housing in which a carrier material for an attached biocenosis is located and can be used to increase the efficiency of wastewater treatment with a temperature below 15 ° C.
Уровень техники. State of the art.
Технология очистки сточных вод при помощи прикрепленного к материалу-носителю биоценоза известна давно. The technology of wastewater treatment using a biocenosis attached to a carrier material has been known for a long time.
Из SU 1528741 А1 (опубл. 15.12.1989), (реферат, формула, фиг. 1) известно устройство для биохимической очистки воды. Устройство, содержит корпус и загрузку, на которой осуществляется биологическая очистка воды. При этом загрузка подогревается отработанными горячими газами, подающимися через специальный патрубок. Указный уровень техники работает по такому принципу: тепло подводится не изнутри к прикрепленному к материалу- носителю биоценозу, а снаружи. То есть греется весь рабочий объем устройства для биологической очистки сточных вод. Это является примером решаемой проблемы. В результате подвода тепла снизу - греется вся среда, весь объем биофильтра, что не является эффективным. From SU 1528741 A1 (publ. 12/15/1989), (abstract, formula, Fig. 1) a device for biochemical water purification is known. The device contains a housing and a loading on which biological water purification is carried out. In this case, the load is heated by hot exhaust gases supplied through a special branch pipe. This prior art works according to the following principle: heat is supplied not from the inside to the biocenosis attached to the carrier material, but from the outside. That is, the entire working volume of the device for biological wastewater treatment is heated. This is an example of a problem being solved. As a result of the heat supply from below, the entire medium is heated, the entire volume of the biofilter, which is not effective.
Так из уровня техники известно устройство для биологической очистки сточных вод, включающее в себя корпус, в котором распложен материал - носитель для прикрепленного биоценоза, которое описано в патенте РФ на полезную модель N° 130603, опубликованном 27.07.2013. So from the prior art, a device for biological wastewater treatment is known, which includes a housing in which a carrier material for an attached biocenosis is located, which is described in the RF patent for utility model N ° 130603, published on July 27, 2013.
Данное устройство является наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату и выбрано за прототип предлагаемого изобретения. This device is the closest in technical essence and the achieved technical result and is chosen as the prototype of the proposed invention.
Недостатком этого прототипа является то, что биохимические реакции, протекающие внутри прикрепленного к материалу-носителю биоценоза, протекают медленно при низкой температуре сточных вод (меньше 15°С), которая не является оптимальной для функционирования биоценоза.
Действительно, известно, что скорость протекания биохимических реакций в биореакторе напрямую зависит от температуры. Установлено, что с изменением температуры сточной воды на 10°С скорость биохимических реакций изменяется двукратно. На практике оптимальная температура сточных вод определена в диапазоне от 20°С до 30°С. Превышение указанной температуры может привести к гибели микроорганизмов. При более низких температурах снижается скорость окислительных процессов, замедляется процесс адаптации микроорганизмов и бактерий к новым видам загрязнений, ухудшаются процессы нитрификации и денитрификации, флокуляции и осаждения биомассы очистных сооружений. Повышение температуры прикрепленного биоценоза в очищаемых сточных водах с температурой ниже 15°С с помощью подогрева материала-носителя биоценоза до оптимальных значений ускоряет процесс разложения органических веществ в 2-3 раза (в зависимости от температуры сточных вод). The disadvantage of this prototype is that the biochemical reactions occurring inside the biocenosis attached to the carrier material proceed slowly at a low temperature of wastewater (less than 15 ° C), which is not optimal for the functioning of the biocenosis. Indeed, it is known that the rate of biochemical reactions in a bioreactor is directly dependent on temperature. It was found that with a change in the wastewater temperature by 10 ° C, the rate of biochemical reactions changes twofold. In practice, the optimum wastewater temperature is determined in the range from 20 ° C to 30 ° C. Exceeding the specified temperature can lead to the death of microorganisms. At lower temperatures, the rate of oxidative processes decreases, the process of adaptation of microorganisms and bacteria to new types of pollution slows down, the processes of nitrification and denitrification, flocculation and sedimentation of biomass of treatment facilities deteriorate. An increase in the temperature of the attached biocenosis in the treated wastewater with a temperature below 15 ° C by heating the carrier material of the biocenosis to optimal values accelerates the decomposition of organic substances by 2-3 times (depending on the temperature of the wastewater).
В прототипе нет специальных средств для поддержания такой оптимальной температуры прикрепленного к материалу-носителю биоценоза. Единственное, что можно заранее сделать для улучшения эффективности очистки сточных вод с низкой температурой - это подогревать поступающую на очистку в биореактор сточную воду. Однако, такой путь повышения эффективности очистки сточных вод требует большого количества энергии, что не является оптимальным решением. In the prototype, there are no special means for maintaining such an optimal temperature of the biocenosis attached to the carrier material. The only thing that can be done in advance to improve the efficiency of low-temperature wastewater treatment is to warm up the wastewater entering the bioreactor for treatment. However, this way of increasing the efficiency of wastewater treatment requires a large amount of energy, which is not an optimal solution.
Раскрытие изобретения. Disclosure of the invention.
Настоящее изобретение, главным образом, имеет целью предложить устройство для биологической очистки сточных вод, включающее в себя корпус, в который поступают сточные воды, выход очищенной воды, причем в корпусе распложен подогреваемый материал-носитель для прикрепленного биоценоза, позволяющий, сгладить, как минимум, один из указанных выше недостатков, а именно: обеспечить возможность поддерживать оптимальный температурный режим для эффективного функционирования прикрепленного к материалу-носителю биоценоза за счет возможности подогревать прикрепленный к материалу-носителю биоценоз в холодной воде, что и является поставленной задачей.
А задача ставится так, чтобы среда оставалась холодной, а эффективность очистки росла. (Что можно легко понять на примере того, что предлагается греть водолаза изнутри скафандра, а не весь океан). Для достижения этой цели материал-носитель для прикрепленного биоценоза выполнен с возможностью подогревания, и соединен с блоком подачи энергии посредством соединительного элемента. The present invention mainly aims to provide a device for biological wastewater treatment, including a housing, which receives wastewater, an outlet of purified water, and in the housing is located a heated carrier material for an attached biocenosis, allowing to smooth at least one of the above disadvantages, namely: to ensure the ability to maintain the optimal temperature regime for the effective functioning of the biocenosis attached to the carrier material due to the ability to heat the biocenosis attached to the carrier material in cold water, which is the task at hand. And the task is set so that the medium remains cold, and the cleaning efficiency increases. (Which can be easily understood by the example of the fact that it is proposed to warm the diver from the inside of the spacesuit, and not the entire ocean). To achieve this goal, the carrier material for the attached biocenosis is made with the possibility of heating, and is connected to the energy supply unit by means of a connecting element.
Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность обеспечивать оптимальный режим работы биореактора за счет того, что сам материал-носитель будет подогревать непосредственно сообщество прикрепленных микроорганизмов, осуществляющих очистку сточных вод. Это будет намного эффективнее, чем нагревать весь объем сточных вод на входе в биореактор. Thanks to these advantageous characteristics, it becomes possible to ensure the optimal operating mode of the bioreactor due to the fact that the carrier material itself will directly heat the community of attached microorganisms that purify wastewater. This will be much more efficient than heating the entire volume of wastewater entering the bioreactor.
Существует вариант изобретения, в котором блок подачи энергии выполнен в виде источника тока, а соединительный элемент выполнен в виде электрических проводов, соединенных с источником тока. There is a variant of the invention, in which the power supply unit is made in the form of a current source, and the connecting element is made in the form of electric wires connected to the current source.
Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность одной из конкретной реализации варианта нагревания материала-носителя для прикрепленного биоценоза, а именно с помощью электричества. Существует также вариант изобретения, в котором материал-носитель для прикрепленного биоценоза содержит соединенные с источником тока посредством соединительных элементов, нагревательные элементы, расположенные внутри материала-носителя для прикрепленного биоценоза. Thanks to these advantageous characteristics, it becomes possible to implement one of the specific implementation of the option of heating the carrier material for the attached biocenosis, namely with the help of electricity. There is also a variant of the invention, in which the carrier material for the attached biocenosis contains, connected to the current source by means of connecting elements, heating elements located inside the carrier material for the attached biocenosis.
Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность реализации еще одного варианта нагревания материала-носителя для прикрепленного биоценоза, а именно когда электричеством нагреваются нагревательные элементы внутри материала-носителя. Thanks to these advantageous characteristics, it becomes possible to implement another variant of heating the carrier material for the attached biocenosis, namely, when heating elements inside the carrier material are heated with electricity.
Существует дополнительный вариант изобретения, в котором материал-носитель для прикрепленного биоценоза является нагревательным элементом. There is an additional embodiment of the invention, in which the carrier material for the attached biocenosis is a heating element.
Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность реализации еще одного варианта нагревания материала-носителя для прикрепленного биоценоза, а именно когда электричеством нагревается сам материал-носитель.
loo Существует альтернативный вариант изобретения, в котором блок подачи энергии выполнен в виде источника теплоносителя, а соединительный элемент выполнен в виде трубок, по которым протекает теплоноситель и соединенных с источником теплоносителя, при этом внутри материала-носителя для прикрепленного биоценоза расположены полости 105 для пропускания теплоносителя Due to these advantageous characteristics, it becomes possible to implement another variant of heating the carrier material for the attached biocenosis, namely, when the carrier material itself is heated with electricity. loo There is an alternative embodiment of the invention, in which the power supply unit is made in the form of a heat carrier source, and the connecting element is made in the form of pipes through which the heat carrier flows and connected to the heat carrier source, while inside the carrier material for the attached biocenosis there are cavities 105 for passing the heat carrier
Благодаря данной выгодной характеристике появляется альтернативная возможность подводить тепло к материалу-носителю для прикрепленного биоценоза. Например, можно пропускать горячую воду (или другую жидкость или газ) внутри материала-носителя для прикрепленного по биоценоза. This advantageous characteristic provides an alternative opportunity to supply heat to the carrier material for the attached biocenosis. For example, hot water (or other liquid or gas) can be passed inside the carrier material for the biocenosis attached to it.
Существует кроме того и такой вариант изобретения, в котором материал-носитель для прикрепленного биоценоза выполнен из пористого материала. In addition, there is a variant of the invention in which the carrier material for the attached biocenosis is made of a porous material.
Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность 115 реализации варианта материала-носителя для прикрепленного биоценоза, когда внутри него можно обеспечить протекание теплоносителя. Thanks to this advantageous characteristic, it becomes possible 115 to implement a variant of the carrier material for the attached biocenosis, when the flow of the heat carrier can be ensured inside it.
Существует кроме того и такой вариант изобретения, в котором материал-носитель для прикрепленного биоценоза выполнен из сотового материала. In addition, there is a variant of the invention in which the carrier material for the attached biocenosis is made of a honeycomb material.
120 Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность реализации другого варианта материала-носителя для прикрепленного биоценоза, когда внутри него также можно обеспечить протекание теплоносителя. 120 Due to this advantageous characteristic, it becomes possible to implement another version of the carrier material for the attached biocenosis, when inside it it is also possible to ensure the flow of the heat carrier.
Существует, наконец, вариант изобретения, в котором блок подачи 125 энергии соединен с датчиком температуры и с модулем автоматического отключения нагревания при достижении заданной температуры и включением подогрева при снижении температуры ниже заданного уровня. Finally, there is a variant of the invention in which the power supply unit 125 is connected to a temperature sensor and to a module for automatically turning off heating when a predetermined temperature is reached and turning on heating when the temperature drops below a predetermined level.
Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность автоматически отключать нагревание при достижении заданной 130 температуры в области нахождения микроорганизмов. Thanks to this advantageous characteristic, it becomes possible to automatically turn off the heating when a predetermined 130 temperature is reached in the area where microorganisms are located.
Краткое описание чертежей.
Другие отличительные признаки и преимущества изобретения ясно вытекают из описания, приведенного ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемые рисунки, на которых: Brief description of the drawings. Other distinctive features and advantages of the invention will clearly emerge from the description given below by way of illustration and not limiting, with reference to the accompanying drawings, in which:
- фигура 1 схематично изображает вид сбоку материала-носителя для прикрепленного биоценоза, используемого в устройстве очистки сточных вод, согласно изобретению, вариант с теплоносителем, - figure 1 schematically depicts a side view of a carrier material for an attached biocenosis used in a wastewater treatment device according to the invention, a variant with a heat carrier,
- фигура 2 схематично изображает разрез А-А материала-носителя для прикрепленного биоценоза, используемого в устройстве для биологической очистки сточных вод, согласно изобретению, вариант с теплоносителем, - figure 2 schematically depicts a section A-A of a carrier material for an attached biocenosis used in a device for biological wastewater treatment according to the invention, a variant with a heat carrier,
- фигура 3 схематично изображает вид сбоку материала-носителя для прикрепленного биоценоза, используемого в устройстве очистки сточных вод, согласно изобретению, вариант с электричеством, - figure 3 schematically depicts a side view of a carrier material for an attached biocenosis used in a wastewater treatment device according to the invention, a variant with electricity,
- фигура 4 схематично изображает вид сверху материала-носителя для прикрепленного биоценоза, используемого в устройстве для биологической очистки сточных вод, согласно изобретению, вариант с электричество.,- figure 4 schematically depicts a top view of a carrier material for an attached biocenosis used in a biological wastewater treatment device according to the invention, a variant with electricity.,
Согласно фигурам 1-2 материал-носитель для прикрепленного биоценоза, используемый в устройстве для биологической очистки сточных вод включает в себя в себя подводящий патрубок теплоносителя 1 , материал-носитель для прикрепленного биоценоза 2, патрубок 3 выхода теплоносителя. На фигурах 1 и 2 изображен вариант, когда материал- носитель 2 для прикрепленного биоценоза подогревается теплоносителем и соединен с блоком подачи энергии, который выполнен в виде источника теплоносителя 4, а внутри материала-носителя для прикрепленного биоценоза расположены полости 5 для пропускания теплоносителя. Это могут быть трубки, в которых течет теплоноситель. According to Figures 1-2, a carrier material for an attached biocenosis used in a biological wastewater treatment device includes a heat carrier inlet 1, a carrier material for an attached biocenosis 2, and a heat carrier outlet 3. Figures 1 and 2 show a variant when the carrier material 2 for the attached biocenosis is heated by a heat carrier and connected to an energy supply unit, which is made in the form of a heat carrier source 4, and cavities 5 are located inside the carrier material for the attached biocenosis for passing the heat carrier. These can be tubes in which the coolant flows.
Материал-носитель для прикрепленного биоценоза может быть выполнен из пористого материала или может быть выполнен из сотового материала. Таким образом можно обеспечить прохождения теплоносителя непосредственно по объему материала-носителя для прикрепленного биоценоза. The carrier material for the attached biocenosis can be made of a porous material or can be made of a honeycomb material. Thus, it is possible to ensure the passage of the heat carrier directly through the volume of the carrier material for the attached biocenosis.
Источник теплоносителя 4 соединен с полостями материала- носителя для прикрепленного биоценоза 2 посредством соединительного элемента 6. В это случае это может быть трубка для подачи теплоносителя.
Так же единичные элементы материала-носителя для прикрепленного биоценоза могут быть соединены последовательно и теплоноситель, выходящий из предыдущего единичного элемента, поступает в последующий единичный элемент. The heat carrier source 4 is connected to the cavities of the carrier material for the attached biocenosis 2 by means of a connecting element 6. In this case, it can be a tube for supplying the heat carrier. Likewise, the individual elements of the carrier material for the attached biocenosis can be connected in series and the heat carrier leaving the previous single element enters the next single element.
Согласно фигурам 3 и 4 блок подачи энергии может быть выполнен в виде источника тока 7, а соединительный элемент выполнен в виде электрических проводов 8, соединенных с источником тока 7. According to figures 3 and 4, the power supply unit can be made in the form of a current source 7, and the connecting element is made in the form of electric wires 8 connected to a current source 7.
Блок подачи энергии может быть соединен с датчиком температуры 9 и с модулем автоматического отключения нагревания при достижении заданной температуры и включением подогрева при снижении температуры ниже заданного уровня. На фигурах 1 -4 модуль автоматического отключения нагревания не показан. The power supply unit can be connected to the temperature sensor 9 and to the module for automatic shutdown of heating upon reaching a predetermined temperature and turning on the heating when the temperature drops below a predetermined level. In figures 1-4, the automatic heating shutdown module is not shown.
Контакт подсоединения проводов 8 с материалом-носителем для прикрепленного биоценоза показан как 10. The contact of the wire connection 8 with the carrier material for the attached biocenosis is shown as 10.
Осуществление изобретения. Implementation of the invention.
Устройство для биологической очистки сточных вод работает следующим образом. The device for biological wastewater treatment works as follows.
Этап А1. Подают сточные воды в устройство. Stage A1. Waste water is fed into the device.
Этап А2. Подогревают материал-носитель для прикрепленного биоценоза 2, для того, чтобы обеспечить оптимальную температуру в области нахождения прикрепленных к материалу-носителю микроорганизмов. Stage A2. The carrier material for the attached biocenosis 2 is heated in order to ensure the optimum temperature in the area where the microorganisms attached to the carrier material are located.
Этап АЗ. При достижении заданной температуры перестают нагревать материал-носитель для прикрепленного биоценоза 2. Stage AZ. When the set temperature is reached, they stop heating the carrier material for the attached biocenosis 2.
Этап А4. Как только температура падает ниже заданного уровня, снова начинают нагревать материал-носитель для прикрепленного биоценоза 2. Stage A4. As soon as the temperature drops below the predetermined level, heating of the carrier material for the attached biocenosis 2 is started again.
Пример 1. Example 1.
Подают сточные воды при температуре 8,7°С Waste water is supplied at a temperature of 8.7 ° C
Материал носитель для прикрепленного биоценоза подогревают до температуры 35°С. The carrier material for the attached biocenosis is heated to a temperature of 35 ° C.
В результате в холодных сточных водах при температуре 8,7°С увеличивается активность прикрепленного биоценоза на 104,3%
Пример 2. As a result, in cold wastewater at a temperature of 8.7 ° C, the activity of the attached biocenosis increases by 104.3% Example 2.
Подают сточные воды при температуре 8,7°С Waste water is supplied at a temperature of 8.7 ° C
Материал носитель для прикрепленного биоценоза подогревают до температуры 35°С. The carrier material for the attached biocenosis is heated to a temperature of 35 ° C.
Сравнительные данные по эффективности работы подогреваемого биоценоза по отношению к неподогреваемому приведены в таблице 1. Comparative data on the efficiency of the heated biocenosis in relation to the unheated one are given in Table 1.
Таблица 1.
Table 1.
Эффективность подогреваемого биоценоза 104,3% Efficiency of heated biocenosis 104.3%
Пример 3. Example 3.
Объем биореактора - 800 литров. На подогрев его на 5°С требуется подвести тепла - 0.392 кВт ч (1.410 кДж) в час. The volume of the bioreactor is 800 liters. To heat it up to 5 ° C, it is required to supply heat - 0.392 kWh (1.410 kJ) per hour.
А на подогрев его на 5°С материала-носителя для прикрепленного биоценоза требуется подвести тепла - 0.074 кВт ч (0.266 кДж) в час, что на 81% меньше, чем греть сточные воды. And to heat it by 5 ° C of the carrier material for the attached biocenosis, it is required to supply heat - 0.074 kWh (0.266 kJ) per hour, which is 81% less than heating waste water.
Промышленная применимость. Устройство для биологической очистки сточных вод может быть осуществлено специалистом на практике и при осуществлении обеспечивает реализацию заявленного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для изобретения. Industrial applicability. A device for biological wastewater treatment can be carried out by a specialist in practice and, when implemented, ensures the implementation of the declared purpose, which makes it possible to conclude that the criterion of "industrial applicability" for the invention is met.
В соответствии с предложенным изобретением изготовлен опытный образец устройства для биологической очистки сточных вод.
Испытания опытного образца устройства показали, что оно обеспечивает возможность поддержания оптимальной температуры в области нахождения прикрепленных к материалу-носителю микроорганизмов в биореакторе. Таким образом, за счет того, что материал-носитель для прикрепленного биоценоза выполнен из подогреваемого материала, который нагревается при помощи электричества или подаваемого теплоносителя в жидком или газообразном состоянии и достигается заявленный технический результат, а именно: возможность поддерживать оптимальный температурный режим для эффективного функционирования микроорганизмов за счет возможности подогревать прикрепленный к материалу-носителю биоценоз в холодной воде. In accordance with the proposed invention, a prototype device for biological wastewater treatment has been manufactured. Tests of a prototype device have shown that it provides the ability to maintain the optimum temperature in the area where microorganisms attached to the carrier material are located in the bioreactor. Thus, due to the fact that the carrier material for the attached biocenosis is made of a heated material that is heated by electricity or supplied heat carrier in a liquid or gaseous state and the claimed technical result is achieved, namely: the ability to maintain an optimal temperature regime for the effective functioning of microorganisms due to the ability to heat the biocenosis attached to the carrier material in cold water.
Дополнительным полезным техническим результатом заявленного изобретения является то, что для достижения оптимального температурного режима функционирования прикрепленного к материалу-носителю биоценоза тратится меньше энергии, чем для подогрева всего объема поступающих на очистку сточных вод.
An additional useful technical result of the claimed invention is that in order to achieve the optimal temperature regime for the functioning of the biocenosis attached to the carrier material, less energy is spent than for heating the entire volume of wastewater entering the treatment.
Claims
1 . Устройство для биологической очистки сточных вод, включающее в себя корпус, в котором расположен материал-носитель для прикрепленного биоценоза, отличающееся тем , что материал-носитель для прикрепленного биоценоза выполнен с возможностью подогревания его изнутри, и соединен с блоком подачи энергии посредством соединительного элемента. one . A device for biological wastewater treatment, including a housing in which a carrier material for an attached biocenosis is located, characterized in that the carrier material for an attached biocenosis is configured to heat it from the inside, and is connected to the energy supply unit by means of a connecting element.
2. Устройство по п.1 , отличающееся тем, что блок подачи энергии выполнен в виде источника тока, а соединительный элемент выполнен в виде электрических проводов, соединенных с источником тока. 2. The device according to claim 1, characterized in that the power supply unit is made in the form of a current source, and the connecting element is made in the form of electric wires connected to the current source.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что материал- носитель для прикрепленного биоценоза содержит соединенные с источником тока посредством соединительных элементов, нагревательные элементы, расположенные внутри материала-носителя для прикрепленного биоценоза. 3. The device according to claim 2, characterized in that the carrier material for the attached biocenosis comprises heating elements connected to the current source by means of connecting elements, located inside the carrier material for the attached biocenosis.
4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что материал- носитель для прикрепленного биоценоза является нагревательным элементом. 4. A device according to claim 2, characterized in that the carrier material for the attached biocenosis is a heating element.
5. Устройство по п.1 , отличающееся тем, что блок подачи энергии выполнен в виде источника теплоносителя, а соединительный элемент выполнен в виде трубок, по которым протекает теплоноситель и соединенных с источником теплоносителя, при этом внутри материала- носителя для прикрепленного биоценоза расположены полости для пропускания теплоносителя. 5. The device according to claim 1, characterized in that the energy supply unit is made in the form of a heat carrier source, and the connecting element is made in the form of pipes through which the heat carrier flows and connected to the heat carrier source, while cavities are located inside the carrier material for the attached biocenosis for passing the coolant.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что материал- носитель для прикрепленного биоценоза выполнен из пористого материала. 6. A device according to claim 5, characterized in that the carrier material for the attached biocenosis is made of a porous material.
7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что материал- носитель для прикрепленного биоценоза выполнен из сотового материала. 7. A device according to claim 5, characterized in that the carrier material for the attached biocenosis is made of a honeycomb material.
8. Устройство по п.1 , отличающееся тем, что блок подачи энергии соединен с датчиком температуры и с модулем автоматического отключения нагревания при достижении заданной температуры и включением подогрева при снижении температуры ниже заданного уровня.
8. The device according to claim 1, characterized in that the power supply unit is connected to a temperature sensor and to a module for automatically shutting off heating when a predetermined temperature is reached and turning on heating when the temperature drops below a predetermined level.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020118333A RU2743556C1 (en) | 2020-06-03 | 2020-06-03 | Device for biological waste water treatment |
| RU2020118333 | 2020-06-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2021246918A1 true WO2021246918A1 (en) | 2021-12-09 |
Family
ID=74666335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2021/050142 WO2021246918A1 (en) | 2020-06-03 | 2021-05-27 | Device for biological wastewater treatment |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2743556C1 (en) |
| WO (1) | WO2021246918A1 (en) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4396507A (en) * | 1981-07-27 | 1983-08-02 | Aqua-Est Corporation | Ribbon-tube biofilter |
| SU1528741A1 (en) * | 1987-10-06 | 1989-12-15 | Ухтинский индустриальный институт | Biological filter |
| RU32776U1 (en) * | 2003-05-22 | 2003-09-27 | Лялин Сергей Владимирович | Sewage treatment plant |
| EA007088B1 (en) * | 2005-03-30 | 2006-06-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Полимер" | Filters biomass carrier for biological treatment of sewage water |
| US7144509B2 (en) * | 2001-12-13 | 2006-12-05 | Environmental Operating Solutions, Inc. | Process and apparatus for waste water treatment |
| RU78790U1 (en) * | 2008-07-07 | 2008-12-10 | Николай Викторович Афонин | SEWAGE TREATMENT PLANT |
| RU88779U1 (en) * | 2009-05-26 | 2009-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Тепловое оборудование" | WATER HEATER |
| RU155952U1 (en) * | 2014-12-19 | 2015-10-20 | Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") | BIOLOGICAL WASTE WATER TREATMENT PLANT |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU132437U1 (en) * | 2013-05-22 | 2013-09-20 | Михаил Михайлович Пукемо | STATION OF DEEP BIOCHEMICAL CLEANING OF HOUSEHOLD WASTE WATER |
-
2020
- 2020-06-03 RU RU2020118333A patent/RU2743556C1/en active
-
2021
- 2021-05-27 WO PCT/RU2021/050142 patent/WO2021246918A1/en active Application Filing
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4396507A (en) * | 1981-07-27 | 1983-08-02 | Aqua-Est Corporation | Ribbon-tube biofilter |
| SU1528741A1 (en) * | 1987-10-06 | 1989-12-15 | Ухтинский индустриальный институт | Biological filter |
| US7144509B2 (en) * | 2001-12-13 | 2006-12-05 | Environmental Operating Solutions, Inc. | Process and apparatus for waste water treatment |
| RU32776U1 (en) * | 2003-05-22 | 2003-09-27 | Лялин Сергей Владимирович | Sewage treatment plant |
| EA007088B1 (en) * | 2005-03-30 | 2006-06-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Полимер" | Filters biomass carrier for biological treatment of sewage water |
| RU78790U1 (en) * | 2008-07-07 | 2008-12-10 | Николай Викторович Афонин | SEWAGE TREATMENT PLANT |
| RU88779U1 (en) * | 2009-05-26 | 2009-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Тепловое оборудование" | WATER HEATER |
| RU155952U1 (en) * | 2014-12-19 | 2015-10-20 | Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") | BIOLOGICAL WASTE WATER TREATMENT PLANT |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2743556C1 (en) | 2021-02-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5658306B2 (en) | Advanced treatment method and apparatus for sewage that does not discharge sludge | |
| JP2011036781A (en) | Sludge digestion system | |
| TR201619150A2 (en) | ADVANCED BIOLOGICAL TREATMENT TECHNIQUE FOR CUTTING WASTEWATER | |
| KR100824809B1 (en) | Frp combine purifying tank | |
| WO2021246918A1 (en) | Device for biological wastewater treatment | |
| JP5696372B2 (en) | Sewage treatment system | |
| CN111661980A (en) | Method for treating domestic sewage in cold region and rural area by using solar energy-purification tank | |
| KR20000065883A (en) | A Process for Treatment of Wastewater Using Intermittently Aerated Membrane Bioreactor | |
| CN207845421U (en) | A kind of biological and ecological water purifier | |
| CN217351080U (en) | Breeding wastewater treatment system | |
| CN115367876A (en) | Coking wastewater treatment device and method based on efficient utilization of internal carbon source | |
| WO2014112640A1 (en) | System for treating nitrogen-containing water, and method for treating nitrogen-containing water | |
| CN212425789U (en) | Domestic sewage treatment device | |
| CN210711157U (en) | Integrated equipment for domestic sewage treatment | |
| AU2021369727A1 (en) | System and method for sludge reduction treatment | |
| CN209193630U (en) | A kind of biological aerated filter sewage-treatment plant with air water co-flow structure | |
| CN209456157U (en) | A kind of sewage-treatment plant | |
| CN208292819U (en) | A kind of coal chemical industrial waste water processing equipment | |
| CN213141771U (en) | Ecological environment-friendly constant-temperature septic tank | |
| CN101696055A (en) | Process for processing molasses alcohol wastewater microaerophile by utilizing oxygen from air | |
| SI21318A (en) | Procedure and device for stabilization and mineralization of sludge from waste water treatment plants in thermophile temperature range | |
| CN211620296U (en) | High-difficulty organic wastewater treatment device | |
| CN110054346A (en) | A kind of method of lifting sewage processing capacity | |
| TW201031599A (en) | Wastewater treatment method for simultaneously performing heterotrophy and autotrophy denitrification in conjunction with removing of chemical oxygen demand and apparatus thereof | |
| CN217103506U (en) | Municipal sludge biofilm fermentation device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 21818621 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 21818621 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |