установка обработки и утилизации сточных вод

Формула изобретения

Установка для обработки и утилизации сточных вод, содержащая последовательно установленные биокультиватор с абразивной зернистой иммобилизационной насадкой и технологическими патрубками, микрофильтр и камеру пиролиза, отличающаяся тем, что биокультиватор снабжен разделяющими его корпус на секции провальными перфорированными перегородками, на которых размещена насадка, и патрубками для подачи воздуха в секции, присоединенными к корпусу тангенциально с чередованием присоединений по часовой и против часовой стрелки по высоте корпуса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке и утилизации сточных вод, образующихся при дезактивации оборудования атомных силовых установок надводных и подводных судов, оборудования атомных электрических и тепловых станций, научно-исследовательских реакторов, изотопных приборов при их ремонте или утилизации.

Известна установка обработки и утилизации радиоактивных сточных вод, содержащая последовательно установленные биокультиватор, корпус которого расположен вертикально, имеющий абразивную зернистую иммобилизационную насадку и технологические патрубки, микрофильтр и камеру пиролиза (см. патент РФ N 2091330, кл. C 02 F 3/02, 1997 г.).

Недостатком известной установки является низкая степень размножения и наращивания микроорганизмов, что снижает эффективность ее работы.

Задачей изобретения является устранение отмеченного недостатка.

Поставленная задача решается тем, что в установке для обработки и утилизации сточных вод, содержащей последовательно установленные биокультиватор с абразивной зернистой иммобилизационной насадкой и технологическими патрубками, микрофильтр и камеру пиролиза, биокультиватор снабжен разделяющими его корпус на секции провальными перфорированными перегородками, на которых размещена насадка, и патрубками для подачи воздуха в секции, присоединенными к корпусу тангенциально с чередованием присоединений по часовой и против часовой стрелок по высоте корпуса.

На фиг. 1 представлена схема установки, на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - разрез по Б-Б на фиг. 1.

Установка содержит биокультиватор, имеющий корпус 1, технологические патрубки 2 и 3, провальные перфорированные перегородки 4, разделяющие корпус на секции 5, на которых расположена абразивная зернистая иммобилизационная насадка (АЗИН) 6.

В качестве насадки может быть использован вспученный перлит, керамзит, модифицированный цеолит и т.д.

Секции 5 сообщены патрубками 7 с нагнетателями воздуха 8, причем патрубки 7 нагнетателя воздуха 8 выполнены тангенциальными к корпусу 1 с чередованием присоединения подвода воздуха по часовой и против часовой стрелок от секции к секции 5 по высоте корпуса 1 биокультиватора, применяемого в установке обработки и утилизации сточных вод при безреагентной микробной дезактивации оборудования атомных объектов, содержащей сборник 9 фекально-бытовых отходов (ФБС), сообщенный с диспергатором 10 и биофильтрами 11 и 12 через переключатели 13 - 20, причем биофильтры 12 и 13 выполнены с провальными перфорированными перегородками (ППП) 21, образующими наружные секции 22 и 23 и внутренние секции 24 и 25, снабженные АЗИН 26. Биофильтры 11 и 12 сообщены с микрофильтром 27 и по осадку с пресс-фильтром 28, а по осветленной воде - со сборником 29 жидких радиоактивных стоков (ЖРС), поступающих из сборника 30 камеры дезактивации, включающей корпус 31, с размещенными в нем оборудованием 32 атомных объектов и распылителем 33 в верхней части, причем сборник 30 через сборник 29 сообщен с корпусом 1 биокультиватора, а последний через патрубок 3 с микрофильтром 34, который по осадку сообщен с сушилкой 35, камерой пиролиза 36, камерой остеклования 37, причем часть биомассы микроорганизмов через дезинтегратор 38 поступает в сборник 29.

Установка работает следующим образом.

Фекально-бытовые сточные воды объекта поступают в сборник 9 и освобождаются от минеральных включений, а взвеси измельчают в диспергаторе 10. Субстрат ФБС через переключатели 13, 18 поступает соответственно в биофильтры 11 и 12, где происходит исчерпывание биогенных элементов питания из взвесей биопленкой АЗИН 26 поселившимися на ней микроорганизмами. Через 3 - 6 часов работы осуществляют перекрытие переключателей 13 и 18 и субстрат подают через переключатели 14 и 17, причем АЗИН 26 перемещается в биофильтре 11 вверх во внутренних секциях 24 и 25, а в биофильтре 12 вниз с разрушением биопленки. Циклические переключения и перемещения АЗИН 26 приводят к разрушению оболочек микроорганизмов и переходу физиологически активных компонентов протоплазмы в субстрат, т.е. обогащение жидкости биогенными элементами питания. Отвод субстрата ФБС из биофильтров 11 и 12 осуществляют соответственно через переключатели 15, 16, 19 и 20 в микрофильтр 27, в котором осуществляют отделение взвесей и их дальнейшее обезвоживание в пресс-фильтре 28 для использования в качестве биоудобрения, а осветленная вода поступает в сборник 29. Из сборника 29 смесь осветленной воды, ЖРС из сборника 30 корпуса 31 камеры дезактивации и дезинтеграт из дезинтегратора 38 через патрубок 2 поступает в корпус 1 биокультиватора. При перемещении смеси через АЗИН 6 по высоте корпуса 1 происходит исчерпывание радионуклидов микроорганизмами при коэффициентах накопления К_н = 10⁷ - 10⁹ в сравнении с содержанием их в жидкости в секциях 5. Жидкость удерживается на перегородках 4 подпором воздуха, создаваемого нагнетателями 8. При превышениях слоя жидкости на провальных перфорированных перегородках величины подпора нагнетателя 8 она проваливается с вышележащих секций на нижележащие секции 5. При провале жидкости она распыливается в потоке воздуха, подводимого по тангенциальным патрубкам 7 при высокой степени аэрирования и насыщении ее кислородом. АЗИН 6 за счет прилипания микроорганизмов к ее поверхности обеспечивает автоселекцию, т.е. развитие микроорганизмов, адаптированных к изменению количества биогенных элементов питания по высоте корпуса 1, сопровождаемое сукцессией, т.е. использование продуктов жизнедеятельности метаболитов вышележащих микроорганизмов в качестве источника питания микроорганизмами нижележащих секций 5. Наличие в жидкости радионуклидов приводит к радиолизу, т.е. разложению воды на водород и кислород, а последний интенсифирует рост микроорганизмов, и появлению в ней мутантов с высокой степенью накопления радионуклидов. Чередование подключения патрубков 7 по часовой и против часовой стрелок обеспечивает равномерность распыла по площади АЗИН по высоте корпуса 1. Отделяемая в микрофильтре 34 биомасса подвергается разрушению оболочек в дезинтеграторе 38 с освобождением физиологически активных веществ (нуклеиновые кислоты, ферменты, витамины, микроэлементы, являющиеся биостимуляторами роста и размножения микроорганизмов на АЗИН 6 секций. Часть дезинтегратора поступает в распылитель 33 корпуса 31 камеры дезактивации и сорбирует радиоизотопы с поверхности оборудования 32 объекта дезактивации. Избыточная биомасса из микрофильтра 34 подвергается сушке в сушилке 35, пиролизу в камере 36 и остекловыванию в камере 37 и в виде твердого радиоактивного отхода направляется на захоронение.