УСТАНОВКА ДЛЯ БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ И АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

УСТАНОВКА ДЛЯ БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ И АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ 


RU (11) 2114792 (13) C1

(51) 6 C02F3/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

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

(21) Заявка: 95119517/25 
(22) Дата подачи заявки: 1995.11.15 
(45) Опубликовано: 1998.07.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU, авторское свидетельство N 1761688, кл. 6 C 02 F 3/02, 1992. 
(71) Заявитель(и): Колесников Владимир Петрович; Климухин Владимир Дмитриевич; Гордеев-Гавриков Владимир Константинович 
(72) Автор(ы): Колесников Владимир Петрович; Климухин Владимир Дмитриевич; Гордеев-Гавриков Владимир Константинович 
(73) Патентообладатель(и): Колесников Владимир Петрович; Климухин Владимир Дмитриевич; Гордеев-Гавриков Владимир Константинович 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ И АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ 

Использование: изобретение относится к биохимической очистке концентрированных сточных вод с содержанием органических загрязнений по БПК от 1000 до 3000 мг/л, азота аммонийных солей до 150 мг/л и может быть использовано при очистке производственных сточных вод мясокомбинатов, звероводческих ферм, птицефабрик, маслосырзаводов и т.д., а также в микробиологическом и химическом синтезе. Сущность: установка содержит биокоагулятор I, комбинированное устройство II, включающее биофильтр с системой орошения, аэротенк-отстойник с водоструйными аэрационными колоннами. Циркуляционный трубопровод II подсоединен трубопроводами к I и к дополнительно включенному в схему реактору для подготовки органического субстрата IV, а отводящий трубопровод соединен с комбинированным устройством III, являющимся второй ступенью очистки и нитри-фикатором. Конструкция III аналогична II. Циркуляционный трубопровод III также подсоединен к I. На лотках системы орошения III смонтированы гелий-неоновые лазеры (ГНЛ). 2 з.п. ф-лы, 6 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к биохимической очистке концентрированных сточных вод с содержанием органических загрязнений по БПК от 1000 до 3000 мг/л, азота аммонийных солей до 150 мг/л и может быть использовано при очистке производственных сточных вод мясокомбинатов, звероводческих ферм, птицефабрик, маслосырзаводов и т.д., а также в микробиологическом и химическом синтезе.

Наиболее близкой по достигаемому эффекту является установка для биохимической очистки концентрированных вод от органических и азотсодержащих загрязнений, содержащая комбинированное устройство, включающее биофильтр с системой орошения, цилиндроконический аэротенк-отстойник с водоструйными аэрационными колоннами и трубопроводом отвода иловой смеси, камеру смешения, циркуляционный насос и технологические трубопроводы [1].

Для очистки сточных вод более эффективна многостадийная схема, обеспечивающая на каждой стадии адаптацию определенных видов микроорганизмов и различные режимы процесса биохимического окисления.

При большой производительности значительно увеличивается строительная высота аэротенков-отстойников, а при устройстве днища из нескольких конических приямков с отведением ила из каждого усложняется регулировка гидродинамического режима циркуляции иловой смеси.

Задачами предлагаемой установки являются расширение диапазона применения, повышение степени очистки концентрированных сточных вод, сокращение строительной высоты сооружений и эксплуатационных затрат.

Поставленные задачи решаются тем, что в технологическую схему установки включен биокоагулятор I, оборудованный перфорированным трубопроводом с регулятором расхода жидкости на отводном трубопроводе к комбинированному устройству II, циркуляционный трубопровод которого подсоединен к приемной камере аэратора 1 и к дополнительно включенному в схему реактору для подготовки субстрата IV. В качестве второй ступени очистки и нитрификатора имеется также комбинированное устройство III, оборудованное затопленной загрузкой и гелий-неоновыми лазерами (ГНЛ) и снабженное дополнительным трубопроводом, который подсоединен к циркуляционному трубопроводу III и к приемной камере 1, а отводной трубопровод подсоединен к распределительному лотку аэробного биореактора-нитрификатора V, оборудованного коаксиально расположенной камерой насыщения жидкости кислородом, искусственной загрузкой, отстойной зоной, циркуляционным насосом, который подсоединен к перфорированному трубопроводу и к приемной камере водоструйного аэратора, а также отводящим трубопроводом, подключенным к смесителю, к которому в свою очередь подсоединен трубопроводом IV. Смеситель соединен с распределительной системой денитрификатора IV, оборудованного искусственной загрузкой и водоструйным аэратором.

Днище II и III выполнено плоским с устройством валиков с углами наклона откосов 45-65o, разделяющими днище на ячейки. При этом нижние торцы аэрационных колонн располагаются на расстоянии 0,2-0,7 м от днища и расставлены равномерно по проекции к плоскости днищ ячеек, а трубопровод отвода иловой смеси всасывающими патрубками расположен по периметру днища аэротенка-отстойника и на расстоянии 0,1-0,5 м от днища. Загрузка выполнена из искусственного материала, представляющего пластины с отверстиями и щетинками.

На фиг. 1 изображена технологическая схема установки для биохимической очистки концентрированных сточных вод от органических и азотсодержащих загрязнений; на фиг. 2 и 3 - план и разрез нижней части устройства II и III, соответственно; на фиг. 4-6 - виды и разрез искусственной загрузки, соответственно.

Установка включает трубопровод подачи исходной сточной жидкости 1, подсоединенный к приемной камере водоструйного аэратора 2 биокоагулятора - усреднителя 1, который подсоединен трубопроводом с регулятором расхода жидкости 3 к камере смешения 4 комбинированного устройства II, состоящего из биофильтра 5 с системой орошения и сборным поддоном, к которому подсоединены аэрационные колонны 6, основная часть которых заглублена в аэротенке на один уровень. Расстояние от нижних торцов колонн до днища аэротенка-отстойника 7 составляет 0,2-0,7 м. Днище выполняется горизонтальным с устройством откосов и валиков 8 с углами наклона 45-65o. Над валиками 8 устанавливается фиксированная загрузка в виде пластин 9, имеющих отверстия и щетинки. Сборный трубопровод 10 с всасывающими патрубками располагается по периметру днища и с расстояниями от днища 0,1-0,5 м. Циркуляционный трубопровод устройства II подсоединен трубопроводом 11 к приемной камере 2 биокоагулятора-усреднителя 1 и трубопроводом 12 к реактору для подготовки органического субстрата IV.

Устройство II в свою очередь соединено трубопроводом с камерой смешения комбинированного устройства III, циркуляционный трубопровод которого подсоединен также трубопроводом 13 к приемной камере 2 биокоагулятора-усреднителя I.

Комбинированное устройство III подсоединено трубопроводом к распределительному лотку 14 аэробного биореактора V, оборудованного приемной камерой 15 с аэрационными колоннами 16, размещенными в коаксиально расположенной камере аэрации 17, фиксированной загрузкой 18 из штампованных пластмассовых листов с отверстиями и щетинками, подвешенных вертикально, выделенной по периметру резервуара отстойной зоной 19 со сборным лотком, циркуляционным насосом 20, всасывающий трубопровод которого подсоединен к перфорированному трубопроводу 21, уложенному по внутреннему периметру реактора V, а напорный трубопровод 22 подсоединен к приемной камере 15.

Сборный лоток реактора V подсоединен трубопроводом 23 к смесителю 24, куда также подсоединен трубопроводом 25 реактор IV. В свою очередь смеситель 24 подсоединен трубопроводом 26 к распределительной системе 27 денитрификатора IV. В емкости денитрификатора установлена загрузка 28 также из пластмассовых штампованных листов с отверстиями и щетинками и сборные лотки, подсоединенные трубопроводом к водоструйному аэратору 29.

На фиг. 2, 3 изображен план и разрез нижней части днища комбинированных устройств II, III с валиками 8, откосами и координатной сеткой размещения аэрационных колонн 6 и отводящим трубопроводом 10 с всасывающими патрубками 30. На фиг. 4 - 6 изображены виды и разрез искусственной загрузки с отверстиями и щетинками.

Установка для биохимической очистки концентрированных сточных вод от органических и азотсодержащих загрязнений работает следующим образом.

Сточные воды после предварительной механической обработки подаются в приемную камеру 2 водоструйного аэратора биокоагулятора-усреднителя I. Туда же по трубопроводу 13 подается иловая смесь (избыточная биомасса) из комбинированного устройства III и по трубопроводу 11 часть иловой смеси (избыточная биомасса) из комбинированного устройства II. Биокоагулятор-усреднитель предназначен для снижения концентрации взвешенных веществ на 50-60% и органических загрязнений по БПК 20-25%. При этом содержание снизится на 7-10%.

Осветленная сточная жидкость, собранная перфорированным трубопроводом через трубопровод с регулятором расхода 3, равномерно отводится в камеру смешения 4 устройства II.

Комбинированное устройство II предназначено для окисления органических загрязнений сточных вод при высоких нагрузках на ил. Образование биоценоза на щетинках загрузки 9 повышает концентрацию активной биомассы в реакционном объеме аэротенка. Наличие отверстий способствует смешению потоков.

Эффективность очистки исходных стоков на данной стадии составит по БПК 45-60%, по взвешенным веществам 35-40%.

При исходной концентрации N-NH+4 150 мг/л снижение азота аммонийных солей составит 40-50%. При этом содержание N-NO-3 возрастет до 40-50 мг/л. Необходимое для процесса денитрификации органическое вещество (иловая смесь) направляется по трубопроводу 12 в реактор для подготовки органического субстрата IV.

Предложенная схема расстановки аэрационных колонн 6 и конструкция днища с валиками 8 обеспечивают эффективное перемешивание иловой смеси в зоне аэрации и исключает образование зон залегания ила. Наличие всасывающих патрубков 30 на трубопроводе 10 обеспечивает равномерное отведение иловой смеси по всему периметру днища. Осветленная, частично очищенная жидкость после комбинированного устройства II поступает в камеру смешения устройства III, в котором осуществляется очистка сточной жидкости при низких нагрузках на биомассу. Для интенсификации биохимических процессов производится облучение циркулирующей жидкости с помощью гелий-неоновых лазеров (ГНЛ). Эффективность очистки сточных вод на данной стадии составит от БПК исходной сточной жидкости 25-35%. Снижение N-NH+4 составит 45-60%. При этом содержание N-NO-3 увеличится до 80-100 мг/л.

Осветленная, очищенная жидкость из устройства III направляется в распределительный лоток 13 аэробного реактора V. Обеспечение биохимического процесса кислородом, перемешивание содержимого и движение жидкости через загрузку 18 осуществляются с помощью циркуляционного насоса 20, забирающего жидкость через перфорированный трубопровод 21 и подающего циркулирующую жидкость по трубопроводу 22 в приемную камеру 15 водоструйного аэратора с аэрационными колоннами 16.

В камере аэрации 17 происходит насыщение жидкости кислородом воздуха. Жидкость, содержащая растворенный кислород, поступает в пространство над загрузкой 18, где смешивается с жидкостью, поступающей через лоток 14 из устройства III.

При циркуляции жидкости через загрузку в направлении "сверху вниз" происходит окисление иммобилизованной на загрузке микрофлорой остаточных органических загрязнений.

Реактор V предназначен для доведения степени очистки очищенных сточных вод по БПК и взвешенным веществам до 3 мг/л, осуществления процесса отдувки оставшегося аммонийного азота и завершения нитрификации.

На данном этапе содержание N-NH+4 снизится до 95-98%. Концентрация N-NO-3 достигнет максимальных значений 130-150 мг/л. Вытесняемая из реактора жидкость проходит через отстойную зону 19, поступает в сборный лоток и отводится по трубопроводу 23 в смеситель 24, где происходит ее смешение с хлопьевидным органическим субстратом, поступающим по трубопроводу 25 из реактора для подготовки субстрата IV. Реактор IV предназначен для осуществления полной ассимиляции микрофлорой органических загрязнений, находящихся в подаваемой в него иловой смеси. Для интенсификации процессов сорбции загрязнений в V используется лазерная биостимуляция биоценоза.

При облучении иловой смеси гелий-неоновыми лазерами скорость роста микроорганизмов возрастает в 2-3 раза и соответственно сокращается время, необходимое для полной сорбции оставшихся загрязнений. Это позволяет исключить вторичное загрязнение очищенной жидкости при осуществлении процессов денитрификации.

Из смесителя 24 смесь очищенной воды и субстрата по трубопроводу 26 подается в распределительную систему 27 денитрификатора IV. Далее жидкость проходит через слой взвешенного и иммобилизованного на загрузке 28 денитрифицирующего ила, где задерживаются частицы хлопьевидного субстрата и затем используются для питания факультативных анаэробов. В денитрификаторе эффективность удаления нитратного азота составит 90-95%. Остаточные концентрации различных форм минерального азота после отдувки составят: N-NH+4 8-10 мг/л, N-NO-3 0,3-0,5 мг/л. По мере снижения прозрачности выходящей из денитрификатора жидкости осуществляется регенерация загрузки 28 струями очищенной воды. Далее вода направляется в водоструйный аэратор 29, где осуществляется отдувка молекулярного азота и насыщение ее кислородом воздуха.

Использование изобретения позволяет получить высокий эффект очистки сточных вод с высоким содержанием трудноокисляемых органических веществ и азота аммонийных солей. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Установка для биохимической очистки концентрированных сточных вод от органических и азотсодержащих загрязнений, содержащая комбинированное устройство, включающее биофильтр с системой орошения, цилиндроконический аэротенк-отстойник с водоструйными аэрационными колоннами и трубопроводом отвода иловой смеси, камеру смешения, циркуляционный насос и технологические трубопроводы, отличающаяся тем, что она снабжена биокоагулятором с приемной камерой водоструйного аэратора и перфорированным трубопроводом, соединенным отводным трубопроводом с регулятором расхода жидкости с камерой смешения комбинированного устройства, нитрификатором, включающим биофильтр с системой орошения, цилиндроконический аэротенк-отстойник с водоструйными аэрационными колоннами и затопленной загрузкой, гелий-неоновые лазеры, циркуляционный и отводной трубопроводы, реактором для подготовки субстрата с гелий-неоновыми лазерами, аэробным биореактором, включающим распределительный лоток, приемную камеру водоструйного аэратора, коаксиально расположенную камеру насыщения жидкости кислородом, искусственную загрузку, отстойную зону, перфорированный трубопровод отвода иловой смеси, отводной трубопровод и циркуляционный насос, соединяющий трубопровод отвода иловой смеси с приемной камерой водоструйного аэратора, смесителем и денитрификатором с искусственной загрузкой, водоструйным аэратором и распределительной системой, соединенной со смесителем, комбинированное устройство посредством циркуляционных трубопроводов соединено с приемной камерой биокоагулятора и реактором для подготовки субстрата и снабжено искусственной загрузкой, нитрификатор соединен циркуляционным трубопроводом с приемной камерой биокоагулятора и отводным трубопроводом - с распределительным лотком аэробного биореактора, при этом реактор для подготовки субстрата и отводной трубопровод аэробного биореактора соединены со смесителем.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что днище комбинированного устройства и нитрификатора выполнено плоским и снабжено валиками с углами наклона откосов 45 - 65oC, разделяющими днище на ячейки, при этом нижние торцы аэрационных колонн расположены на расстоянии 0,2 - 0,7 м от днища аэротенка-отстойника и установлены равномерно по проекции к плоскости днища ячеек, трубопроводы отвода иловой смеси снабжены всасывающими патрубками и расположены по периметру днища аэротенка-отстойника на расстоянии 0,1 - 0,5 м от днища.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что искусственная загрузка выполнена в виде пластин с отверстиями и щетинками на обеих сторонах пластин.




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