Биологический реактор

 

Использование: при очистке сточных вод и водоподготовке. Сущность изобретения: реактор содержит емкость с коническим днищем и кры ш.ой, размещенный в емкости насыпной с;;ой носителей шаровидной формы; пётрубки подвода сточной воды и воздуха и отвода очищенной жидкости и отработанного воздуха. Емкость снабжена соосно установленной циркуляционной трубой. Под трубой расположено аэрирующее многоструйное сопло. На крышке установлен дефлектор в виде воронки со средством отвода отработанного воздуха . На внутренней поверхности емкости размещены био-гидроструктуры, образующие седиментэционные карманы для осаждения биомассы; 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ся) 5 С12М1//00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4830200/13 . (22) 22,06.90 (46) 30.03.93, Бюл. М 12 (31) P-280338; P-284468 (32) 03.07.89; 26.03.90 (33) PL (71) Биотехника Пшедсемберство Проектовэ и Инновацыйно-Вдроженеве Сп. з,о.о. (Й,Г.У) (Р1) (72) Влодзимеж Лавач (Р1) (54) БИОЛОГИЧЕСКИЙ РЕАКТОР (57) Использование: при очистке сточных вод и водоподготовке. Сущность изобретения; реактор содержит емкость с коничеИзобретение относится к реактору, предназначенному для ведения микробиологических процессов при очистке сточных вод и водоподготовке.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки.

На фиг. 1 схематически показан биологический реактор (разрез); на фиг. 2 — реактор в поперечном сечении; на фиг, 3 — шары слоя в сечении с наполнением; на фиг. 4— элемент слоя в другом исполнении.

Реактор имеет корпус 1 в форме цилиндра или пирамиды, заканчивающейся внизу конусом. Корпус 1 заглушен сверху крышкой 27. Вблизи внутренних стен корпуса 1 в реакционной камере 2 помещены структуры

Био-Гидро 3, расположенные таким образом, что они образуют пустое пространство, являющееся седиментационным карманом

4 со стенами 5, Вдоль оси реакционной камеры 2 находф ся аэратор 6 типа "Микрофлокс". Непосредственно над аэратором 6. на уровне жидкости, находится дефлектор 7

„„Я2„„18СО183 А3 ским днищем и кры ш.ой, размещенный в емкости насыпной слой носителей шаровидной формы, па- рубки подвода сточной воды и воздуха и о вода очищенной жидкости и отработанного воздуха, Емкость снабжена соосно установленной циркуляционной трубой. Под трубой расположено аэрирующее многоструйное сопло, На крышке установлен дефлектор в виде воронки со средством отвода отработанного воздуха. На внутренней поверхности емкости размещены био- гидроструктуры, образующие седиментационные карманы для осаждения биомассы, 4 з.п. ф-лы, 4 ил. в виде воронки, К дефлектору 7 подведена труба 8 для воздухоудаления и отвода составляющих, отделенных во время пузырьковой (пенной) флотации, Две трети высоты камеры 2 реактора занимает наполнение 25 типа Биосфера. состоящее из шариков 9, Приток жидкости 11 (сточных вод) находится непосредственно под соплом аэратора 12, Седиментационные карманы 4 между стенами 5 камеры и структурами Био-Гидро 3 заканчиваются в нижней части гибкими клапанами в виде свободно свешивающихся заслонок 13, открывающихся под воздействием веса осадка или под давлением в реакционной камере

2. Осадок, накапливающийся на дне седиментационной воронки, отводится за пределы системы посредством клапана 14.

Реактор получает питание от компрессора с расходом, составляющим 20 смз воздуха в час, и давлением 1 атм, Насыпной слой 25 состоит из элементов

9 шаровидной формы, которые расположе1806183 ны свободным образом и представляют собой семифлюидный слой. Шар имеет корпус

10., состоящий из двух полушарий 15, 16, разьемно соединенных при помощи защелки. Полушария 15, 16 имеют тонкие стены, на наружной и внутренней поверхностях которых находятся ребра 17, 18, расположенные таким образом, чтобы между ними не перемещались шарики 19 наполнения и не соприкасались со стеной корпуса 10, Каждое из полушарий 15, 16 имеет по меньшей мере одно отверстие 20, 21, симметрично расположенное на полюсе. Диаметр отверстия 20, 21 в каждом из полушарий 17, 18 меньше диаметра шариков 19 нап 1лнения„ находящихся внутри корпуса 10. Шарики 19 наполнения выполнены из материала, обладающего большим удельным весом. чапример из окиси алюминия.

Корпус 22 элемента 9 может бы ь составлен из двух полушарий 23, 24, имеющих гладкие поверхности, а наполнение корпуса

22 могут составлять шарики 26, выполненные из материала с большим удельным весом как стекло, керамика или некоторые металлы, Насыпной слой разграничивает в одном и том же реакционном пространстве кислородный и бескислородный процессы, сферические элементы слоя с отверстиями и внутренним наполнением обеспечивают возможность течения очищенного агента и газов в обоих направлениях, Представленное решение предлагает новый тип насыпного наполнения, имеющего, применение в реакторах, очищающих сточные воды и подготавливающих воду посредством биологического процесса.

Установлено, что насыпное наполнение в противоположность существующим решениям позволяет проводить в одном реакторе как кислородный, так и бескислородный процессы при насыщении кислородом до

100 Д сточных вод.

Элементом насыпного наполнения может быть тонкостенный шар размером около 4 см, выполненный из пластмассы. Такой шар имеет одно отвеостие диаметром, например, 8 мм, Внутри пластмассового шара находится один шар, выполненный из материала со значительным удельным весом (металл, стекло, керамика1 и диаметром, например, 12 мм.

Реактор может действовать как кислородно-бескислородное очистное сооружение и как сепаратор суспензии из раствора.

В случае применения кислороднобескислородного сооружения по очистке сточных вод камера реактора 2 после заполнения двух третей высоты наполнением ти20

30 сивному перемешиванию и аэрации в

35 реакционной камере 2, Легкие частицы суспензии (жиры, белки) выплывают в виде пены на повер::ность жидкости в реакционной камере 2, гд: ни направляются в дефлектор

7, откуда изоы1очное давление выбрасывает их из реактора, Часть тяжелых тел оседает непосредственно s седиментационной воронке, а часть (оседающая с трудом) попа45 воронку, Вода, лишенная суспензий, вытекает из реактора через переливы в верхней части реакционной камеры 2, 50 Корпус шаров, состоящий из двух разьемно соединенных полушарий, позволяет легко помещать наполнение внутри корпуса упомянутых шаров, Сконструированные таким образом шары, представляющие собой

55 элементы насыпного слоя, образуют семиф люидный слой с развернутой поверхностью, в частности, используемый в биореакторах с подведением воздуха.

Помещенное внутри корпуса насыпное наполнение, согласно изобретению, являет5

10 t5 па Биосфера становится семифлюидным слоем, Наружные поверхности сфер в виде элементов 9 покрываются биологической пленкой, состоящей из аэробных бактерий, а внутренние поверхности .сфер — полость шарика — занимает группа, наэробов. Как интенсивность перемеши..ания слоя 25, так и количество поставляемого кислорода, т,е. соотношения кислородного процесса и бескислородного, регулируются количеством воздуха, дозируемого в азратор 6. Наружная пленка удаляется в ходе взаимного столкновения сфер в аэраторе 6, а также при коллизии сфер с дефлектором 7, Скорость течения в аэраторе составляет 2 м/с.

Весь процесс зак. ючается в очень быстром течении сфер через аэратор 6 и в их медленном падении на дно в реакционной камере 2, откуда они снова всасываются аэратором 6.

Часть черезмерного осадка всплывает и под видом пены попадает в воронкудефлектора 7, откуда воздух выбрасывает его из реактора, а часть попадает в седиментационную воронку и в седиментационные карманы 4. Часть осадка циклически рециркулируется во впуск сточных вод в реакционную камеру 2, В случае применения реактора в качестве сепаратора раствора камера не наполнена слоем, Притекающий раствор, например отток из рыбо- или птицеперерабатывающего завода, подвергается интендает через структуры Био-Гидро 3 в седиментационные карманы 4, откуда после самодействующего открытия эластичных заслонок 13 попадает в седиментационную

1806183 ся нагрузкой для шара, стимулирующей по. стоянную отрицательную подъемную силу, несмотря на выделяющиеся е его полости газы. Во время работы реактора элементы насыпного слоя, находясь в непрерывном 5 движении, вызывают постоянное перемешивание жидкости, находящейся внутри корпуса этих элементов. Одновременно упомянутое движение вызывает срыв нарастающей поверхностной пленки. По мере 10 заглушения отверстий посредством нарастающей на наружной поверхности шара поверхностной пленки, состоящей из кислородофильных бактерий, заглушается соединение между полостью шара и жидкостью в 15 реакторе, Это соединение периодически возобновляется как растущим давлением внутри корпуса шара вследствие производства газов бескислородными бактериями, так и движением элементов наполнения 20 корпуса шара.

Реактор для ведения микробиологических процессов и сепарирования физической суспензии из раствора, в качестве приводной единицы обладает применен- 25 ным аэратором Минифлокс, а также многоструйными седиментационными соплами (структуры Био-Гидро), что приводит к физическому разделению жидкости и суспензии, а при применении насыпного слоя эффек- 30 тивно Биосфера может быть использована для ведения кислородных и бескислородных микробиологических процессов, эффективно в процессе очистки сточных вод, Формула изобретения

1. Биологический реактор, содержащий емкость с коническим днищем и крышкой. размещенный в емкости насыпной слой носителей шаровидной формы, .атрубки под- 40 вода сточной воды и воэд;ха и отвода очищаемой жидкости и отработанного воздуха, отличающийся тем,что,сцелью повышения эффек.,ивности очистки, емкость имеет цилиндр;,ческую или пирами- 45 дальную форму и снабжена соосно установленной циркуллционной трубой, расположенным под трубой аэрирующим многоструйным соплом и установленным на крышке дефлектором в виде воронки со средством отвода отработанного воздуха, при этом на внутренней поверхности емкости размеры биогидроструктуры, образующие седиментационные карманы для осаждения биомассы.

2. Реактор по и. 1, отличающийся тем, что носители выполнены полыми с размещенными внутри них шариками, выполненными из материала с удельным весом, превышающим удельный вес материала носителя.

3, Реактор по и. 2. отличающийся тем, что носитель состоит из двух разъемно соединенных тонкостенных полушарий, наружная и внутренняя поверхности которых снабжена ребрами, причем расстояние между ребрами на внутренней поверхности меньше диаметра шариков, при этом каждое полушарие имеет по меньшей мере одно отверстие диаметром, меньшим диаметра шарика, причем отверстия на полусферах размещены диаметрально противоположно, 4, Реактор по и. 1, о т л и ч э ю шийся тем, что носитель состоИт из двух выполненных из пластмассы разъемно соединенных тонкостенных полушарий, каждое из которых имеет по меньшей мере одно отверстие, при этом отверстия на полусферах размещены диаметрально противоположно, причем внутри шара размещен по меньшей мере один шарик диаметром, превышающим диаметр отверстия, выполненный из окиси алюминия, 5, Реактор по и, 1, отличающийся тем, что носители выполнены из эластичного материала, а внутри каждого из них размещен вкладыш с удельным весом, превышающим удельный вес носителя для его отрицательной плавучести.

1806183

1806183

1806183

° "

Составитель

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор Л, Ливринц

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина. l01

Заказ 965 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5