устройство для биологической очистки сточных вод "биофильтратор"

Формула изобретения

Устройство для биологической очистки сточных вод, содержащее корпус, разделенный перегородками на камеры аэрации, дегазации и сорбции, горизонтально вращающийся носитель биоценоза, систему отвода сточных вод, отличающееся тем, что в нижней сужающейся части корпуса имеются дополнительные камеры биофильтрации с окнами для поступления исходной воды и выхода отработанного биоценоза, внизу камеры аэрации расположен эрлифт, соединенный с камерами дегазации и сорбции, а горизонтально вращающийся носитель биоценоза выполнен в виде плавающего полупогруженного ротора, на периферии которого имеются карманы, обращенные открытой стороной наружу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к биологической очистке и может быть использовано для полной очистки малого и среднего количества хозяйственно-бытовых сточных вод.

Известно устройство для биологической очистки сточных вод, состоящее из аэротенка с входным и выходным патрубками, внутри которого размещен горизонтальный биофильтр, вращающийся под действием сжатого воздуха [1].

Недостатками описанного устройства являются большие капитальные затраты, невысокая производительность и степень очистки ввиду последовательного технологического прохождения сточной воды через устройство очистки, а также большие эксплуатационные затраты для вращения горизонтального биофильтра на фиксированных опорах ввиду неравномерно обрастания загрузки биофильтра, приводящего к появлению неуравновешенного момента.

Известна установка для биохимической очистки сточных вод, состоящая из аэротенка, внутри которого плавает биофильтр, вращающийся под действием сжатого воздуха [2].

Недостатками описанной установки являются большие капитальные затраты, невысокая производительность и степень очистки ввиду последовательного технологического прохождения сточной воды через установку очистки, а также сложная конструкция плавающего биофильтра.

Наиболее близкой к предлагаемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является компактная установка, содержащая корпус с камерами аэрации, дегазации и собрции, вращающийся носитель биоценоза на горизонтальной оси, трубопроводы подачи и отвода сточных вод. В данной установке интенсифицирован процесс очистки и повышено ее качество за счет обеспечения циркуляции активного ила и жидкости [3].

В известной установке вращение носителя биоценоза осуществляется от электродвигателя через редуктор, что неоправдано усложняет привод, делает его энергоемким.

Устройство для биологической очистки сточных вод содержит корпус, разделенный перегородками на камеры биофильтрации с окнами для поступления исходной воды и выхода отработанного биоценоза, камеры дегазации, сорбции и камеру аэрации с расположенным внизу эрлифтом, соединенным с камерами дегазации и сорбции, внутри камеры аэрации помещен носитель биоценоза, выполненный в виде плавающего ротора и имеющего на периферии карманы, обращенные открытой стороной наружу для обеспечения вращения от эрлифта. Вышеуказанные признаки в своей совокупности позволяют значительно снизить энергозатраты и повысить степень очистки.

На фиг. 1 изображена установка, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, разрез Б-Б; на фиг. 3 - разрез А-А.

Установка "Биофильтратор" представляет собой корпус 1, разделенный перегородками на две камеры биофильтрации 2, камеру аэрации 3, две камеры дегазации 4 и камеру сорбции 5. Внизу сужающихся частей камер биофильтрации 2 расположены окна 6. Камера аэрации 3 соединена с камерами дегазации 4 переливом 13. Внутри камеры аэрации плавает ротор 7, имеющий на периферии открытые наружу карманы 8. Для предотвращения горизонтального смещения ротора в камере установлены направляющие 9. Внизу камеры аэрации 3 расположен эрлифт 10, соединяющий камеры дегазации 4 и сорбции 5 с камерой аэрации. Сюда же присоединяется трубопровод сжатого воздуха 11. Очищенные воды отводятся через систему 12.

Установка работает следующим образом.

Сточные воды (например, из накопителя) поступают в окна 6 камер биофильтрации 2. Проходя через накопившийся там избыточный отторгнутый активный ил, сточные воды очищаются от взвешенных и коллоидных частиц и попадают в камеру аэрации 3, где перемешивается с циркуляционным илом. Здесь прикрепленный биоценоз и циркуляционный ил сорбируют загрязнения, смесь воды и циркуляционного ила обогащается кислородом и через перелив 13 поступает в камеры дегазации 4, опускается в нижнюю часть камеры сорбции 5 и при помощи эрлифта 10 снова попадает в камеру аэрации 3. Таким образом поступившая вода продолжает циркулировать и очищаться в контуре камер аэрации, дегазации, сорбции.

Созданный эрлифтом кинематический режим течения жидкости обеспечивает непрерывный массообмен между камерой аэрации 3, камерами дегазации 4 и камерой сорбции 5. Интенсивный массообмен ускоряет скорость массопереноса загрязнений на поверхность прикрепленного биоценоза и активного циркуляционного ила, что в целом сокращает время, необходимое для обработки сточных вод, и увеличивает степень очистки.

Избыток прореагировавшей сточной воды и циркуляционного активного ила из камер дегазации 4 поступает в камеру сорбции 5. Здесь происходит отстаивание воды от ила. Кроме того, вода, проходя через слой взвешенного ила, подвергается дополнительной сорбции и окислению накопившегося биоразлагаемого вещества.

Очищенная вода отводится наружу через систему 12, а хлопья активного ила во взвешенном слое укрупняются в ходе деятельности микроорганизмов и опускаются в нижнюю часть камеры 5, где при помощи эрлифта 10 снова попадают в камеру аэрации 3.

Сжатый воздух, подаваемый по трубопроводу 11 в эрлифт 10, поднимается вверх, подсасывая циркулирующий поток из камер 4 и 5 и, обогащая его кислородом, заполняет карманы 8, находящиеся в погруженном положении, и вызывает вращение плавающего ротора 7. При вращении ротора 7 носитель биоценоза попеременно вступает в контакт со сточной водой и с находящимся над ее поверхностью воздухом. При этом на носителе биоценоза образуется биомасса, состоящая преимущественно из аэробных бактерий, использующих для своего роста имеющийся в воздухе кислород и содержащиеся в сточной воде питательные вещества.

Когда рост биомассы на поверхностях носителя приводит к тому, что биомасса оказывается неспособной выдерживать собственный вес, происходит отделение биомассы от носителя и опускание ее в камеры биофильтрации 2. При фильтровании поступающих сточных вод через эту биомассу в камерах биофильтрации 2 происходит дальнейшее ее утяжеление, и как следствие, выход наружу через окна 6.

В биофильтраторе преобладают аэробные процессы. Здесь из загрязнителей сточных вод и кислорода воздуха образуется комбинированный биоценоз (фиксированный, отторгнутый и циркуляционный), который сорбирует и окисляет загрязнители и подвергает сточную воду глубокой биологической очистке.

Дополнительные камеры биофильтрации, расположенные на входе сточных вод в биофильтратор, повышают степень очистки. Использование сжатого воздуха для вращения плавающего ротора значительно сокращает энергозатраты.

Источники информации

1. Патент N 663297, кл. C 02 F 3/04, 1973 (аналог).

2. Авторское свидетельство N 1447754, AI, кл. C 02 F 3/08, 1987 (прототип).