Установка с вращающейся загрузкой для биологической очистки воды

.,ф 31 О Б ЛЬСТВ Рс фффффффффф ф фф ффАфафффаффф ф ф фф+ фнффф ффффф ф фаафаф ффафФфффффффф аф фффффЯ,фа аЬУа а а ф 1 17ффффй э ГОСУДАРСТВЕН.ОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(73) Ассоциация хозяйственного сотрудничества "Восток" и Научно-производственныф кооператив "Биокор-Запад"(54) УСТАНОВКА С ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ЗА- ГРУЗКОЙ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИфВОДЫ(57) Использование: биохимическая очисткасточных вод методом биофильтрации, Сущность изобретения. установка содержит резе)вуар 1 с обрабатываемой водой и биоротор, состоящий из центрального канала 2 с отверстиями 3, радиальных стенок 5,имеющих выпуклую форму, образующие секции 6. Биоротор снабжен цилиндрической оболочкой, боковая цилиндрическая поверхность 7 которой выполнена проницаемой, В секциях 6 расположена плавающая нагрузка в виде гранул 9, Стенки 5 образуют оболочки-полости 10, соединенные через центральный канал 2 с другими секциями 6. Биоротор снабжен приспособлением для его вращения, выполненным в виде продольных лопаток 13, закрепленных на цилиндрической поверхности 7 оболонки, Часть лопаток 13 выполнена съемными,Они закреплены на биороторе с помощью зажимов 14. Лопатки 13 выполнены разной высоты и расстояние между ними изменяется по периметру цилиндрической оболочки - над одним сектором увеличивается, а над диаметрально расположенным сектором уменьшается. 1 ил.Изобретение относится к биохимической очистке сточных вод методом фильтрации,Цель изобретения - повышение эффективности работы путем создания оптимальной регулируемой пульсации переменнойугловой скорости оращения биоротора в течение одного оборота и снижения затрат наочистку воды.На чертеже изображена установка свращающейся загрузкой для биологическойочистки воды, поперечный разрез,Установка содержит емость 1 с обрабатываемой водой и биоротор, состоящий изцентрального канала 2 с отверстиями 3 инепроницаемых торцов 4, радиальных стенок 5, поверхность погружения которой выполнена выпуклой. Радиальные стенки 5образуют секции 6, Биоротор снабжен оболочкой, например, цилиндрической, в кото. рой цилиндрическая поверхность 7выполнена проницаемой, например, с отверстиями З,.возможен вариант ее выполнения о виде мелкоячеистой сетки и т.д, Всекциях 6 расположена плавающая загрузка в виде гранул 9 (пробка, пластик и т,д,).Стенки 5 образуют с непроницаемой поверхностью (торцами) оболочки-полости 10, соединенные через отверстия 3 и канал 4 сдругими секциями 6,Биоротор погружен в воду на половинуего диаметра и плавает в емкости 1, поддерживаемый плавающими гранулами 9, которые выполняют функцию гидравлическогоподшипника и поддерживают всю конструкцию биоротора на плаву. Над биороторомрасположен патрубок 11 с соплами 12 дляподачи очищаемой воды. Биоротор снабженприспособлением для его вращения, вь 1 полненным в виде продольных лопаток 13, закрепленных на цилиндрическойповерхности 7 оболочки, Лопатки 13 выполнены съемными. Они закреплены на биороторе с помощью зажимов 14. Лопатки 13выполнены разной высоты и расстояниямежду ними изменяются по периметру ци линдрической оболочки, Кроме того, расстояние между лопатками над одним секторомувеличивается, а над диаметрально расположенным сектором уменьшается. Емкость1 снабжена лотком 15 и патрубком 16 дляотвода очищенной воды, Перед лотком 15установлена водоотбойная пластина 17,Установка работает следующим образом.Очищаемая вода поступает на цилиндрическую поверхность 7 оболочки биоротора, погруженного в очищаемую воду, наполовину его диаметра, по патрубку 12 исоплам, Вода задерживается на этой поверхности с помощью лопаток 13 и через отверстия 8 поступает на гранулы 9 в секцияхбиоротора, Вследствие того, что вода подается на него сверху возникает момент вра 5 щения ротора, который вращается спеременной угловой скоростью с частотойвращения - пределах, например, 0,4 - 1,0мин в течение одного оборота биоротора.При этом происходит попеременное насы"0 щение биологической пленки, образовав-,шейся на поверхности гранул 9 кислородоматмосферного воздуха или питательнымивеществами из очищаемой воды, в зависимости от расположения той или иной секции ."5 6 ротора в данный момент вращения, в жид-кости или в газообразной фазе (атмосферном воздухе), Учитывая то, что времянасыщения биопленки кислородом воздухана периферии ротора больше, чем по мере20 приближения к его центральному каналу 2,предложена выпуклая форма радиальныхстенок 5, выпуклость которых обращена всторону вращения ротора. При опусканиистенки 5 с 7 акой формой происходит захват25 воздуха частью ее поверхности, расположенной вблизи центрального канала 2 ротора,По мере погружения радиальной стенки5 в воду гранулы 9 смачиваются водой и по30 ее поверхности смещаются вверх, к центральному каналу 2 ротора и попадают в объем воздуха захваченной частью этой стенки,что способствует увеличению продолжительности времени контакта биологической35 пленки на гранулах 9, расположенных в этойчасти ротора, В процессе движения стенкивоздух вытесняется водой через отверстия3 в" полость центрального канала 2, торцыкоторого непроницаемы, Из полости канала40 2 воздух через отверстие 3 выходит в секции6 ротора, расположенные на уровне воды вемкости, так как в канале он находится сизбыточным давлением, Воздух движетсямеждугранулами 9 в этих секциях увеличивая массообмен между ним и биопленкой.при этом интенсивность процесса окисления уменьшается по ходудвижения воздуха,так как размеры секции 6 в этом направлении увеличиваются, а поступающий обьем50 воздуха не изменяется, соответственно,уменьшается массообмен воздуха вокругбиопленки на гранулах 9. Это способствуетувеличению и выравниванию интенсивности контакта биопленки с воздухом по всему55 .объему загрузки и увеличивает окислительную мощность биофильтра, При выходестенки 5 иэ воды в полости.10, которую она.образует с непроницаемыми торцами оболочки 4, образуется вакуум, который способствует засасыванию воздуха из атмосферы40 45 50 через гранулы 9, заполняющие секции, расПоложенные над уровнем воды в емкости 1 и с которыми эта полость 10 соединена через центральный канал 2 с непроницаемыМи торцами 4. При этом массообмен воздуха над биологической пленкой увеличивается по ходу движения воздуха в направлении центрального канала 2, так как сечения секции 6 уменьшаются в этом направлении, срответственно, увеличивается и обьем и скорость движения воздуха,Все это способствует увеличению и выравниванию интенсивности биопленки с воздухом по всему объему загрузки в роторе увеличивает окислительную мощность биофильтра,При подъеме стенки 5 над поверхностью воды остаточная вода из секции 6, расположенной.над стенкой, вытекает из пространства между гранулами 9 загрузки, смоченная биомасса остается на поверхности гранул, которые приходят в соприкосновение с воздухом пб всей их поверхности, Вода с секции вытекает через водопроницаемую поверхность 7 оболочки ротора, а частично в центральный канал 2, где дополнительно перемешивается с воздухом поступающим туда с секций погружающихся в воду и отводится в погруженные секции,Выполнение радиальных стенок 5 выпуклыми по ходу вращения ротора позволяет частично захватывать воздух при их погружении и создавать под ними вакуум при их выходе из воды, выполнение их в виде поверхности цилиндрического сегмента способствует более плавному перемещению гранул к центральному каналу, что увеличивает время контакта между воздухом и гранулами с биопленкой, размещен, йых в погружающихся в воду секциях.Соединение полостей, образованных выпуклой поверхностью радиальных стенок и непроницаемыми торцами оболочки биоротора с другими его секциями, с помощью перфорированного канала с непроницаемыми торцами позволяетзасасывать воздух из атмосферы только через загрузку и выдавливать воздух из нижних секций через эту загрузку в атмосферу, причем оба эти процесса смещены по фазе из-за расположения стенок (см, чертеж), что увеличивает интенсивность воздухообмена в зазорах между гранулами,При каждом обороте ротора полностью происходит замена воды, которую необходимо обрабатывать, Очищенная вода по патрубку 16 отводится по назначению.При вращении биоротора гранулы 9 перемешиваются и истирают одна другую. 5 10 15 20 25 30 35 При этом происходит самоочищение и биомасса не может чрезмерно расти по толщине, иначе система забилась бы, Обновление пленки биомассы интенсифицирует процесс изьятия загрязнений.Таким образом, предлагаемый биофильтр с вращающейся загрузкой обеспечи-, вает повышение эффективности работы путем увеличения и выравнивания интенсивности контакта биопленки с воздухом по всему обьему загрузки в роторе, увеличения окислительной мощности биофильтра, повышения оптимальной скорости вращения ротора, что увеличивает его производительность и снижает капитальные и эксплуатационные затраты при биологической очистке сточных вод.Создание угловой переменной скорости обеспечивается за счет выполнения продольных лопаток разной высоты и изменения расстояния между ними по периметру оболочки, что при подаче очищаемой воды на соответствующие участки поверхности биоротора с разным количеством и высотой лопаток 13 создает разный по величине момент вращения и разную величину сопротивления очищаемой воды вращающемуся биоротору, так как в ней количество лопаток и их длина в процессе вращения биоротора изменяются. Кроме того, увеличение расстояния между лопатками 13, закрепленными над одним сектором, и уменьшение его над диаметрально расположенным сектором позволяет интенсифицировать пульсацию угловой переменной скорости вращения биоротора, так как при увеличении момента вращения под действием динамики подаваемой воды на биоротор,сопротивление его вращению уменьшается из-за уменьшения количества лопаток в воде, заполняющей резервуар, а при уменьшении момента вращения при подаче воды на участок биоротора с увеличивающимся расстоянием между лопатками, увеличивается сопротивление жидкости этому вращению, ибо количество в ней лопаток увеличивается. Для обеспечения регулируемой пульсации угловой скорости вращения биоротора лопатки 13 выполнены съемными, с возможностью регулировать их высоту, при этом они полностью вынимаются с зажимов 14 или перемещаются по высоте между ними, что позволяет в процессе пуско-наладочных работ и в процессе эксплуатации при изменении состава загрязнений, их количества или других параметров,влияющих на биохимические процессы очистки сточной воды, изменять количество лопаток или их высоту на соответствующих участках биоротора, регулируя таким образом вели1807017 Составитель Я,БоровойРедактор Т,Никольская Техред М.Моргентал Корректор Н; Кешеля Заказ 1357 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская на 64/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 чины момента его вращения или сопротивления в заданных пределах,Создание регулируемой пульсации переменной угловой скорости вращения биоротора в течение одного оборота интенсифицирует метаболическую активность биоциноза закрепленного на гранулах 9 загрузки в результате воздействия внешней дополнительной силы, стимулирующей функционирование клеток. Поле внешних сил возникает в результате вращения биоротора с переменной угловой скоростью, причем это воздействие переменно на протяжении полного оборота по величине, частоте и амплитуде. Это позволяет за счет повышения метаболических процессов интенсйфицировать процесс изъятия загрязнений иэ очищаемой воды при снижении себестоимости ее обработки,Таким образом, в предложенной установке повышается эффективность работы путем создания оптимальной регулируемой пульсации переменной угловой скорости вращения биоротора в течение одного оборота и снижения затрат на очистку воды за счет использования новой совокупности конструктивных элементов, нового их взаимного расположения, новой взаимосвязи между ними и новых соотношений размеров.Формула изобретения 5 Установка с вращающейся загрузкойдля биологической очистки воды, содержащая емкость с очищаемой водой, частично погруженный в нее биоротор с водопроницаемой цилиндрической оболочкой, разде ленный радиальными стенками на секторы,заполненные плавающей загрузкой и сооб-.щенные между собой, приспособление для вращения биоротора с трубопроводом подачи очищаемой воды, о т л и ч а ю щ а я с я 15 тем, что, с целью повышения эффективности .в работе путем созданияоптимальной регулируемой пульсации угловой скорости вращения биоротора и снижения затрат на очистку воды, радиальные стенки выполне ны выпуклыми; а приспособление для вращения биоротора - в виде съемных лопаток, установленных на наружной поверхности оболочки с возможностью регулирования их высоты, при этом расстояние между лопат ками над одним сектором увеличивается, анад диаметрально расположенным сектором-уменьшается.