СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ


RU (11) 2058942 (13) C1

(51) 6 C02F3/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
к патенту Российской Федерации 
Статус: по данным на 19.03.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1996.04.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 5067163/26 
(22) Дата подачи заявки: 1992.10.09 
(45) Опубликовано: 1996.04.27 
(56) Аналоги изобретения: 1. Авторское свидетельство СССР N 952760, кл. C 02F 3/00, 1981. 2. Дегремон. Технические записки по проблемам воды: Перев. с англ. Том 1, М.: Стройиздат, 1983, с.205-208. 
(71) Имя заявителя: Головное научно-производственное предприятие Сервис-фирмы "Биокос" 
(72) Имя изобретателя: Денисов А.А.; Феоктистов В.И.; Дамиров И.И. 
(73) Имя патентообладателя: Денисов Аркадий Алексеевич 

(54) СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 

Использование: для биологической очистки сточных вод в городских и промышленных очистных сооружениях. Сущность изобретения: способ состоит в том, что в верхнюю часть биофильтра подают исходную сточную воду. Биофильтр наполняют сточной водой до полного погружения загрузки в слое воды. При этом подачу воды на очистку производят при условии поддержания постоянного нахождения загрузки в слое воды. Воду пропускают через загрузку, поверхность которой покрыта бактериальной пленкой. Загрузку непрерывно аэрируют воздухом. Воду, прошедшую через загрузку, собирают в донной части и непрерывно осаждают. Осадок в смеси с очищенной водой рециркулируют на вход биофильтра. Очищенную воду отводят из биофильтра путем ее вытеснения из донной части одновременно с подачей исходной сточной воды. Биофильтр для осуществления способа содержит корпус с донной частью для сбора воды и свободной верхней частью. В корпусе размещена гранулированная фильтрующая загрузка. Биофильтр снабжен устройствами подачи исходной сточной воды, напорной аэрации, отвода очищенной воды и рециркуляции смеси осадка и очищенной воды в свободную верхнюю часть корпуса. 2 с. и 14 з. п. ф-лы, 7 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к биологической очистке сточных вод и может быть использовано в городских и промышленных очистных сооружениях.

Известен способ биологической очистки сточных вод на биофильтре, согласно которому очистку осуществляют следующим образом. Сточную воду непрерывно подают в верхнюю часть биофильтра и она фильтруется сверху-вниз через загрузку из гранулированного фильтрующего материала, поверхность которого покрыта бактериальной пленкой. Одновременно противотоком снизу-вверх через загрузку непрерывно пропускают воздух с целью обеспечения кислородом биологических процессов, проходящих при очистке сточных вод. Очищенную сточную воду собирают в донной части корпуса и непрерывно выводят из биофильтра. После зарастания загрузки фильтра биопленкой периодически производят промывку фильтрующего материала промывной водой и отвод избыточной биомассы из биофильтра [1]

Биофильтр для осуществления процесса по известному способу содержит цилиндрический корпус с конической донной частью, размещенную в нем гранулированную фильтрующую загрузку, поверхность которой покрыта бактериальной пленкой, устройства подачи исходной сточной воды в верхнюю часть фильтра, непрерывной аэрации загрузки воздухом, отвода очищенной сточной воды из донной части корпуса и промывки фильтрующего материала.

Недостатком известных способа и устройства является низкое качество очистки, так как фильтрующая загрузка работает в условиях процеживания через ее толщу обрабатываемого стока в виде капель, что не позволяет получить продолжительный контакт сточной воды с биопленкой фильтрующей загрузки и обеспечить необходимую длительность процесса ассимиляции загрязнений микроорганизмами бактериальной пленки. Другим недостатком известных способа и устройства является отсутствие непрерывной промывки биопленки, что создает условия для ее накапливания и в конечном счете забивания фильтрующей загрузки. Периодический выброс бактериальной пленки с промывной водой требует специального устройства, что усложняет конструкцию биофильтра и способ очистки. Положение усугубляется тем, что непрерывный подвод питания с загрязнениями создает условия для интенсивного роста биопленки, а это требует решения проблемы вывода и утилизации избыточной бактериальной массы. Отсутствие рециркуляции очищенной воды на вход в биофильтр не обеспечивает эффективное формирование биоценоза микроорганизмов бактериальной пленки, автоматическую промывку фильтрующего материала, засевание бактериями исходной сточной воды, разбавление воды с высокой БПК.

Наиболее близким к предлагаемому способу является известный способ биологической очистки сточных вод, включающий подачу исходной сточной воды в верхнюю часть биофильтра, заполненного фильтрующей загрузкой, пропускание воды через загрузку, поверхность которой покрыта бактериальной пленкой, непрерывную аэрацию загрузки воздухом, сбор воды, прошедшей через загрузку, в донной части фильтра, непрерывное осаждение прошедшей через биофильтр сточной воды во вторичном отстойнике, рециркуляцию осадка в смеси с очищенной водой на вход фильтра и отвод очищенной воды [2]

Наиболее близким к предлагаемому устройству является биофильтр для биологической очистки сточных вод, содержащий корпус с донной частью для сбора воды, прошедшей очистку и свободной верхней частью, размещенную в нем гранулированную фильтрующую загрузку, поверхность которой покрыта бактериальной пленкой, устройства подачи исходной сточной воды в верхнюю часть фильтра, непрерывной аэрации загрузки воздухом и отвода очищенной сточной воды из донной части фильтра.

Недостатками известных способа и устройства являются низкое качество очистки из-за высокой скорости прохождения сточной воды через фильтрующую загрузку, а также возможность забивания фильтрующей загрузки. Последнее обстоятельство обусловлено тем, что в процессе биологической очистки отсутствуют регенерирующие потоки через загрузку под воздействием аэрируемого воздуха, так как исходная сточная вода поступает на загрузку и проходит через нее в капельном состоянии. В условиях же достаточности пирания при непрерывном притоке богатой загрязнениями исходной сточной воды имеет место интенсивный рост бактериальной массы и ее накапливание на биопленке. Отсутствие в известном устройстве рециркуляции очищенной сточной воды на вход в биофильтр вообще не позволяет осуществить промывку биопленки, что приводит к необходимости ее периодической очистки. Кроме того, необходимость вторичного отстойника для осаждения прошедшей через биофильтр сточной воды усложняет как способ очистки, так и конструкцию устройства и не позволяет достичь простоты технологии очистки и компактности устройства для ее осуществления.

Цель изобретения улучшение качества очистки, снижение скорости и увеличение времени прохождения сточной воды через тело фильтрующей загрузки и исключение возможности забивания фильтрующей загрузки путем создания регенерирующих потоков через загрузку под воздействием аэрируемого воздуха.

Цель достигается тем, что при биологической очистке сточных вод, включающей подачу исходной сточной воды в верхнюю часть биофильтра, заполненного фильтрующей загрузкой, пропускание воды через загрузку, поверхность которой покрыта бактериальной пленкой, непрерывную аэрацию загрузки воздухом, сбор воды, прошедшей через загрузку, в донной части фильтра, непрерывное осаждение, рециркуляцию осадка в смеси с очищенной водой на вход фильтра и отвод очищенной воды, согласно изобретению, биофильтр наполняют исходной сточной водой до полного погружения фильтрующей загрузки в слое воды, подачу сточной воды на очистку производят при условии постоянного поддержания фильтрующей загрузки в слое воды, а отвод очищенной воды производят путем ее вытеснения из донной части фильтра одновременно с подачей исходной сточной воды.

Для повышения степени очистки, уменьшая количество осадка и исключения прироста избыточной биомассы бактериальной пленки микроорганизмов на фильтрующей загрузке путем создания условий селективного развития и избирательного лизиса в режиме старвации микроорганизмов, подачу исходной сточной воды производят периодически ограниченными порциями через определенные промежутки времени.

Для равномерного распределения исходной сточной воды по площади поверхности фильтрующей загрузки, предварительного засевания исходной сточной воды бактериальной массой, культивирования роста биомассы и осуществления аэробной биологической предочистки до поступления сточной воды на фильтрующую загрузку между уровнем наполнения биофильтра водой и уровнем фильтрующей загрузки образуют надзагрузочный слой воды, исходную сточную воду подают в надзагрузочный слой воды в биофильтре и аэрируют в нем, а осадок биомассы возвращают из донной части биофильтра и вносят в этот слой.

Для снижения концентраций загрязнений исходной сточной воды и формирования биоценоза микроорганизмов бактериальной пленки, эффективно работающего и адаптированного к условиям малых загрязнений воды, подаваемую исходную сточную воду смешивают с водой, находящейся в надзагрузочном слое биофильтра и прошедшей очистку ее предыдущие циклы, подаваемой из нижних слоев и/или донной части биофильтра. Дополнительное разбавление сточной воды и ее перемешивание с очищенной водой нижних слоев за счет аэрации воздухом осуществляют в межзагрузочных слоях воды, находящихся между слоями фильтрующей загрузки. При этом в межзагрузочных слоях культивирование микроорганизмов активного ила осуществляют на микроносителях, внесенных в эти слои и постоянно находящихся в них, а аэрацией обеспечивают условия псевдоожиженного функционирования микроносителей.

Для обеспечения условий непрерывной регенерации тела фильтрующей загрузки, создание гидродинамического сопротивления прямоточному движению сточной воды через тело фильтрующей загрузки и равномерного снижения нагрузки по загрязнениям сточной воды, проходящей через тело фильтрующей загрузки, путем многократного прохождения воды через тело фильтрующей загрузки в течение одного цикла очистки создают дополнительные эрлифтные потоки рециркуляции очищенной воды из донной части противотоком через тело фильтрующей загрузки посредством аэрирующего загрузку воздуха через аэрлифтные устройства, размещенные в донной части.

Для обеспечения равномерности и уменьшения скорости прохождения потока сточной воды через фильтрующую загрузку в надосадочном слое осуществляют накопление подаваемой сточной воды, а отвод очищенной воды осуществляют посредством слива, регулируемого на заданную производительность. При этом регулировку производительности отвода очищенной воды производят на режим постоянного расхода вывода очищенной воды.

Цель достигается также тем, что в биофильтре для биологической очистки сточных вод, содержащем корпус с донной частью для сбора воды, прошедшей очистку и свободной верхней частью, размещенную в нем гранулированную фильтрующую загрузку, поверхность которой покрыта бактериальной пленкой, устройства подачи исходной воды в верхнюю часть фильтра, непрерывной аэрации загрузки воздухом и отвода очищенной сточной воды из донной части фильтра, согласно изобретению, биофильтр снабжен устройством рециркуляции, корпус биофильтра выполнен с возможностью заполнения биофильтра сточной водой, устройство отвода очищенной воды выполнено с возможностью постоянного и полного погружения фильтрующей загрузки в слое воды, заполняющей корпус биофильтра, устройство аэрации выполнено напорным, донная часть выполнена в виде отстойника, устройство рециркуляции размещено в корпусе биофильтра для возврата смеси осадка и очищенной воды из донной части в свободную верхнюю часть корпуса над фильтрующей загрузкой. При этом устройство рециркуляции может быть выполнено в виде эрлифтного насоса, подключенного к устройству напорной аэрации.

Устройство подачи исходной сточной воды снабжено средством организации периодической порционной подачи исходной сточной воды в свободную верхнюю часть корпуса над фильтрующей загрузкой. При этом средство организации периодической порционной подачи исходной сточной воды может быть выполнено с возможностью регулирования объема порции подаваемой воды.

Устройство рециркуляции выполнено с возможностью возврата смеси осадка и очищенной воды в надзагрузочный слой воды в свободной верхней части корпуса.

Фильтрующая загрузка выполнена в виде ряда слоев гранулированного материала со свободными горизонтальными полостями между ними для сточной воды, образующими межзагрузочные слои. При этом межзагрузочные слои снабжены внесенными в них микроносителями микроорганизмов активного ила.

Гранулы загрузочного материала и/или микроносителя размещены в слоях свободно с возможностью их псевдоожижения при аэрации. При этом размер гранул загрузочного материала является меняющимся по высоте загрузки.

Для создания дополнительных рециркуляционных потоков очищенной воды из донной части устройство аэрации снабжено эрлифтными насадками для ввода воздуха в воду, размещенными в донной части корпуса ниже уровня фильтрующей загрузки, причем верхний срез насадков расположен на уровне нижней поверхности фильтрующей загрузки.

Устройство отвода очищенной воды выполнено с возможностью регулирования расхода отводимой воды. При этом диапазон регулирования расхода отводимой воды устройства отвода обеспечивает возможность поддержания режима постоянства расхода.

Для обеспечения равномерного потока отводимой воды корпус снабжен центральным вертикальным коллектором для соединения донной части с устройством отвода очищенной воды.

Для уменьшения нагрузок и упрощения конструкции фильтрующая загрузка может быть засыпана непосредственно на дно биофильтра, а донная часть в виде отстойника вынесена в центральный вертикальный коллектор. При этом центральный вертикальный коллектор выполнен с возможностью проведения ремонтно-восстановительных работ в донной части биофильтра, причем на дне биофильтра установлены дренажные трубы, соединяющие фильтрующую загрузку с центральным вертикальным коллектором.

Насыпной слой фильтрующей загрузки может быть выполнен в виде набора кассет с гранулированным материалом, установленных по всей площади биофильтра. Для повышения интенсивности рециркуляционных потоков в теле фильтрующей загрузки ввод воздуха в эрлифтную насадку устройства аэрации может быть осуществлен вверх под углом к оси насадка.

На фиг. 1 изображен предлагаемый биофильтр (общий вид); на фиг.2 фильтрующая загрузка с полостями для сточной воды; на фиг.3 фильтрующая загрузка с полостями для сточной воды, заполненными микроносителями; на фиг.4 фильтрующая загрузка с изменяющимся по высоте размером гранул; на фиг.5 биофильтр с аэрирующим устройством, снабженным эрлифтными насадками; на фиг.6 биофильтр с эрлифтными насадками, ввод воздуха в которые осуществляется под углом в верх насадка; на фиг.7 биофильтр с нижним расположением фильтрующей загрузки.

Биофильтр содержит корпус 1 с донной частью 2 для сбора воды, прошедшей очистку, и свободной верхней частью 3. В корпусе 1 размещена гранулированная фильтрующая загрузка 4, поверхность которой покрыта бактериальной пленкой. Биофильтр содержит также устройства подачи исходной сточной воды 5 в верхнюю часть 3 фильтра, непрерывной аэрации загрузки воздухом 6, отвода очищенной сточной воды 7 из донной части 2 фильтра. Биофильтр снабжен устройством рециркуляции 8. Корпус 1 биофильтра выполнен с возможностью заполнения его сточной водой. Устройство отвода очищенной воды 7 выполнено с возможностью постоянного и полного погружения фильтрующей загрузки 4 в слое воды, заполняющей корпус 1 биофильтра. Устройство аэрации 6 выполнено напорным воздух подается под давлением из системы питания сжатого воздуха. Донная часть 2 корпуса 1 выполнена в виде отстойника. Устройство рециркуляции 8 размещено в корпусе 1 биофильтра для возврата смеси осадка и очищенной воды из донной части 2 в свободную верхнюю часть 3 корпуса 1 над фильтрующей загрузкой 4.

Кроме того, в состав биофильтра входят решетки 9 для удержания гранулированной фильтрующей загрузки 4 в корпусе 1. Трубопроводы подвода воздуха в устройстве аэрации 6 и в устройстве рециркуляции 8 снабжены регулирующими заслонками или вентилями 15 для обеспечения возможности проведения регулировок при пуско-наладочных работах.

Устройство рециркуляции 8 может быть выполнено в виде эрлифтного насоса, подключенного к устройству напорной аэрации 6. Оно обеспечивает подачу смеси осадка и очищенной воды в надзагрузочный слой воды в свободной верхней части 3 корпуса 1. Устройство подачи исходной сточной воды 5 может быть снабжено средством организации периодической порционной подачи 10 исходной сточной воды в свободную верхнюю часть 3 корпуса 1 над фильтрующей загрузкой 4. Средство порционной подачи 10 может быть выполнено в виде регулирующей заслонки или вентиля. Фильтрующая загрузка 4 может быть выполнена в виде ряда случаев гранулированного материала, между которыми располагаются межзагрузочные слои свободные горизонтальные полости для сточной воды (фиг.2). Эти полости могут быть заполнены микроносителями 11 (фиг.3). При этом гранулы загрузочного материала и/или микроносители могут быть размещены в соответствующих слоях свободно с возможностью их псевдоожижению при аэрации загрузки воздухом. Гранулы загрузочного материала по высоте биофильтра могут иметь различные размеры в зависимости от эффекта, который необходимо за счет этого достигнуть (фиг.4). В том случае, если необходимо улучшить эксплуатационные свойства биофильтра (повысить его грязеемкость, увеличить продолжительность фильтроцикла и обеспечить полное использование рабочего объема биофильтра), в верхних слоях размещаются гранулы меньших размеров, чем в нижних. Если предполагается использовать нижние слои загрузки как своего рода фильтроосные элементы для получения мелкодисперсной аэрации, то гранулы меньших размеров размещаются в нижних слоях. Устройство аэрации 6 может быть снабжено эрлифтными насадками 12, размещенными в донной части 2 корпуса 1 ниже уровня фильтрующей загрузки 4, причем верхний срез насадков располагается на уровне нижней поверхности фильтрующей загрузки (фиг.5). Ввод воздуха на аэрацию осуществляется через эти насадки, что обеспечивает захват воды пузырьками воздуха. Создаются дополнительные рециркуляционные потоки очищенной воды из донной части 2 противотоком через тело загрузки 4, что улучшает качество очистки за счет увеличения времени контакта сточной воды с биопленкой. Интенсивность рециркуляционных потоков может быть усилена за счет подвода воздуха в эрлифтную насадку вверх под углом к ее оси (фиг.6). Устройство отвода очищенной воды 7 может быть снабжено регулирующей заслонкой или вентилем 13 для изменения расхода сточной воды, причем диапазон регулирования может обеспечивать возможность поддержания режима постоянства расхода. Биофильтр может быть также снабжен центральным вертикальным коллектором 14, соединяющим донную часть 2 с устройством отвода очищенной воды 7, для обеспечения равномерности потока очищенной воды. Гранулированная фильтрующая загрузка 4 может быть размещена в донной части 2 (на дне) корпуса 1 (фиг.7), при этом донная часть в виде отстойника выносится в центральный вертикальный коллектор 14. Нижняя часть коллектора 14 при этом соединена с донной частью 2 с помощью дренажных труб 16. Такой вариант конструктивного выполнения биофильтра обеспечивает возможность снижения его веса и материалоемкости за счет исключения крепежных элементов, таких как решетки 9. Съемное крепление коллектора 14 к корпусу 1, выполнение его в виде ряда секций, снабжение коллектора технологическими окнами и разъемами позволяет обеспечить удобство при ремонтно-восстановительных работах. Снижение трудозатрат на замену фильтрующей загрузки в процессе эксплуатации биофильтра может быть достигнуто за счет выполнения насыпного слоя в виде набора кассет с гранулированным материалом, установленных по всей площади биофильтра.

Способ очистки сточных вод осуществляют следующим образом.

В верхнюю часть 3 биофильтра, заполненного фильтрующей загрузкой 4 подают исходную сточную воду. Заполнение биофильтра сточной водой производят до полного погружения в нее фильтрующей загрузки, которая в течение всего процесса очистки постоянно находится в слое воды. Под действием сил тяжести вода постепенно просачивается через толщу материала загрузки большой удельной поверхности, заселенной микроорганизмами, которые образуют на нем биопленку определенной толщины. В качестве загрузки можно использовать щебень, обожженный шлак, дробленый кремнесодержащий гравий и др. В нижнюю часть биофильтра устройством аэрации 6 под фильтрующую загрузку подают воздух, который проходит через нее снизу-вверх навстречу движению сточной воды. При контакте сточной воды с биопленкой в присутствии кислорода воздуха происходит процесс биологической очистки сточной воды от загрязнений. Загрязнения из сточной воды и кислород из воздуха проникают через пленку и ассимилируются микроорганизмами, а в противоположном направлении выделяются продукты обмена в сточную воду и диоксид углерода в газовую фазу. При этом под воздействием аэрируемого воздуха, движущегося вверх через погруженную в сточную воду загрузку, создаются регенерирующие потоки, что обеспечивает автоматическое самоочищение загрузки и исключает ее забивание нарастающей в процессе очистки пленкой. Прошедшая через фильтрующую загрузку очищенная вода собирается в донной части 2 фильтра, где происходит ее непрерывное осаждение. Смытую с поверхности загрузочного материала и выпавшую в осадок биопленку в смеси с очищенной водой непрерывно возвращают на вход биофильтра, а именно в верхнюю часть 3 его корпуса с помощью устройства рециркуляции 8. В результате рециркуляции гидравлическая нагрузка обеспечивает однородность бактериальной флоры на разных уровнях, происходит самоочищение материала загрузки, в результате чего на ее поверхности остается лишь тонкая активная пленка которая обеспечивает быстрое протекание процесса очистки и ее высокое качество. Рециркуляция позволяет не только автоматически промывать биопленку, но и засеивать бактериями поступающие в биофильтр стоки. Очищенную воду отводят из донной части фильтра с помощью устройства отвода 7 путем ее вытеснения при подачи в верхнюю часть корпуса исходной сточной воды.

Подачу исходной сточной воды можно производить периодически ограниченными порциями через определенные промежутки времени. В результате этого процесс усвоения загрязнений сточной воды в цикле очистки происходит в условиях достаточности питания и последующей старвации (голодания). В условиях интенсивного питания в начальный период цикла происходит синтез микроорганизмов и прирост массы биопленки. По мере истощения питания из-за уменьшения количества загрязнений в сточной воде прирост биомассы замедляется. Ввиду продолжающейся аэрации сточной воды в условиях недостаточности питания в биоценозе пленки микроорганизмов начинают развиваться процессы избирательного лизиса. В условиях старвации (голодания), когда в сточной воде остаются только трудноусваиваемые и неразлагаемые химические соединения, микроорганизмы одного вида начинают ингибировать микроорганизмы другого вида, которые при этом разлагаются. По мере все более усиливающегося процесса голодания метаболизм биоценоза пленки микроорганизмов все более интенсифицируются. Получают все большее развитие процессы селекции микроорганизмов, борьбы за существование и выживание микроорганизмов биопленки. При этом происходит усвоение микроорганизмами загрязнений, которые в обычных условиях культивирования остаются в сточной воде и не поглощаются при ее биологической очистке. Этим достигается более глубокая биологическая очистка сточных вод, т. е. повышение степени их очистки. Под воздействием избирательного лизиса в процессе аэрации сточной воды происходит уменьшение биомассы пленки на поверхности загрузки. В результате этого реализуется процесс аэробной биологической очистки без накопления избыточной биомассы. Количество осадка в очищенной сточной воде уменьшается. При отсутствии накопления избыточной биомассы отпадает необходимость удаления накопившейся биопленки из биофильтра и ее дальнейшей утилизации.

Процесс биологической очистки может осуществляться на режиме непрерывного поддержания слоя воды над поверхностью загрузки. При этом как исходная сточная вода, так и регенерируемый из донной части биофильтра осадок биомассы подают в указанный надзагрузочный слой воды. В результате этого имеет место предварительное засевание исходной сточной воды бактериальной массой, что создает условия культивирования роста биомассы до поступления сточной воды на фильтрующую загрузку.

При этом на вход биофильтра может дополнительно рециркулироваться вода, находящаяся в нижних слоях и/или донной части биофильтра и прошедшая очистку за предыдущие циклы. Это позволяет разбавить подаваемую в надзагрузочный слой исходную сточную воду, что создает возможность сформировать биоценоз микроорганизмов бактериальной пленки, эффективно работающий в условиях малых загрязнений воды. При этом объем подаваемой в цикле порций исходной сточной воды должен быть равен или меньше объема воды, находящейся в надзагрузочном слое. Это необходимо для того, чтобы исключить возможность проскока через фильтрующую загрузку сточной воды, непрошедшей полный цикл очистки с чередующимися в нем стадиями достаточности питания и старвации (голодания) микроорганизмов.

Указанное выше дополнительное разбавление сточной воды и ее перемешивание с очищенной водой нижних слоев при аэрации может осуществляться не только в надзагрузочном слое, но и в слоях воды, находящихся между слоями фильтрующей загрузки (межзагрузочных слоях). При осуществлении аэрации в указанных выше слоях воды в псевдоожиженных условиях функционирования загрузки обеспечивается более эффективное усвоение загрязнений бактериальной пленкой и повышается эффективность очистки загрузочного материала от ее избыточной биомассы. При этом культивирование микроорганизмов активного ила в межзагрузочных слоях может быть осуществлено на микроносителях, находящихся при аэрации в псевдоожиженном состоянии. Это позволяет усилить эффект очистки и повысить ее глубину.

Посредством аэрации фильтрующей загрузки воздухом, поступающим через очищенную воду в донной части биофильтра, может быть обеспечено создание дополнительных рециркуляционных потоков очищенной воды через тело загрузки. Эти потоки создаются с помощью размещенных в донной части биофильтра эрлифтных насадок 12 и являются противоточными по отношению к проходящей через тело загрузки исходной сточной воде. При этом в течение одного цикла очистки вода многократно проходит противотоком через тело загрузки. Это позволяет снизить скорость движения сточной воды через загрузку и тем самым увеличить время ее контакта с биопленкой, находящейся на поверхности загрузки. В результате может быть достигнуто повышение степени очистки за счет более глубокого усвоения загрязнений микроорганизмами бактериальной пленки и непрерывной промывки (регенерации) тела загрузки. Равномерность и уменьшение скорости прохождения сточной воды через фильтрующую загрузку может быть обеспечено и за счет регулирования количества отводимой из биофильтра воды. Регулированием расхода отводимой воды обеспечивается ее накопление в надосадочном слое и также достигается указанный выше эффект повышение степени очистки сточной воды от загрязнений.

Обеспечение постоянства расхода отводимой сточной воды при указанном выше регулировании позволяет стабилизировать процесс ее обработки при прохождении через загрузку и достичь максимального эффекта очистки.

Применение предлагаемого способа биологической очистки сточных вод и устройства для его осуществления позволяет улучшить качество очистки сточных вод и исключить возможность забивания фильтрующей загрузки в процессе эксплуатации биофильтра. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ биологической очистки сточных вод, включающий подачу исходной сточной воды в верхнюю часть биофильтра, заполненного фильтрующей загрузкой, механическую фильтрацию путем пропускания воды через загрузку, поверхность которой покрыта бактериальной пленкой, последующее биохимическое окисление загрязнений бактериальной пленкой при непрерывной аэрации загрузки воздухом, сбор воды, прошедшей через загрузку, в донной части фильтра, непрерывное осаждение, рециркуляцию осадка в смеси с очищенной водой на вход фильтра и отвод очищенной воды, отличающийся тем, что биофильтр наполняют исходной сточной водой до полного погружения фильтрующей загрузки в слое воды, дальнейшую подачу сточной воды на очистку проводят при условии поддержания постоянного нахождения фильтрующей загрузки в слое воды, отвод очищенной воды производят из донной части фильтра путем вытеснения при подаче исходной сточной воды, а рециркуляцию очищенной воды непосредственно противотоком через тело загрузки осуществляют путем создания дополнительных эрлифтных потоков из донной части фильтра.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительные эрлифтные потоки рециркуляции очищенной воды из донной части создают посредством подачи аэрирующего загрузку воздуха через эрлифтные устройства, размещенные в донной части.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подачу исходной сточной воды производят периодически.

4. Устройство для биологической очистки сточных вод, содержащее корпус с донной частью для сбора воды, прошедшей очистку, и свободной верхней частью, размещенную в нем гранулированную фильтрующую загрузку, поверхность которой покрыта бактериальной пленкой, средства подачи исходной сточной воды в верхнюю часть устройства, непрерывной аэрации загрузки воздухом и отвода очищенной сточной воды из донной части, выполненной в виде отстойника, отличающееся тем, что устройство снабжено средством рециркуляции, размещенным в корпусе и соединяющим донную часть со свободной верхней частью над фильтрующей загрузкой.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что средство рециркуляции выполнено в виде эрлифтного насоса, подключенного к устройству напорной аэрации.

6. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что средство подачи исходной сточной воды снабжено средством периодической порционной подачи исходной сточной воды в свободную верхнюю часть корпуса над фильтрующей загрузкой.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что средство периодической порционной подачи исходной сточной воды снабжено средством регулирования объема порции подаваемой воды.

8. Устройство по п.4, отличающееся тем, что фильтрующая загрузка выполнена в виде ряда слоев гранулированного материала с горизонтальными полостями между ними для сточной воды, образующими межзагрузочные слои, снабженные внесенными в них микроносителями микроорганизмов активного ила.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что гранулы загрузочного материала имеют меняющийся по высоте загрузки размер.

10. Устройство по п.4, отличающееся тем, что средство аэрации снабжено эрлифтными насадками для ввода воздуха в воду, размещенными в донной части корпуса ниже уровня фильтрующей загрузки, причем верхний срез насадков расположен на уровне нижней поверхности фильтрующей загрузки.

11. Устройство по п.4, отличающееся тем, что средство отвода очищенной воды снабжено средством регулирования расхода отводимой воды.

12. Устройство по п.4, отличающееся тем, что корпус снабжен центральным вертикальным коллектором для соединения донной части с средством отвода очищенной сточной воды.

13. Устройство по п.4, отличающееся тем, что фильтрующая загрузка размещена непосредственно на дне корпуса, а донная часть в виде отстойника размещена в центральном вертикальном коллекторе.

14. Устройство по п.13, отличающееся тем,что оно снабжено установленными на дне корпуса дренажными трубами, соединяющими фильтрующую загрузку с центральным вертикальным коллектором.

15. Устройство по п.4, отличающееся тем, что насыпной слой фильтрующей загрузки выполнен в виде набора кассет с гранулированным материалом, установленных по всей площади корпуса.

16. Устройство по п.4, отличающееся тем, что эрлифтная насадка размещена под углом к ее оси.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru