УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИММОБИЛИЗАЦИИ МИКРООРГАНИЗМОВ ПРИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКЕ СТОЧНЫХ ВОД
DEVICE FOR IMMOBILISATION OF MICROORGANISMS IN BIOLOGICAL PURIFICATION OF SEWAGE

Изобретение относится к биологической обработке воды, промышленных или бытовых сточных вод, в частности к устройству для иммобилизации микроорганизмов (бактерий) при биологической очистке сточных вод.
Известно устройство для иммобилизации микроорганизмов при биологической очистке сточных вод, включающее насадку, выполненную из полимерного материала в виде спирали, образующий элемент которой имеет профильное поперечное сечение /патент РФ № 2259960/. Недостатком известного устройства является то, что при необходимости существенного увеличения удельной поверхности обрастания микроорганизмами снижается циркуляция сточных вод для интенсивного обмывания биологической дернины через проходные отверстия сетчатой структурированной боковой поверхности, а следовательно, снижается надежная иммобилизация на ней микроорганизмов. Кроме этого известное устройство не учитывает возможного изменения уровня сточных вод в емкости, где оно расположено, а это приводит к тому, что при снижении уровня активный ил с микроорганизмами подсыхает и гибнет, а после повышения уровня загнивает.
Задачей изобретения является повышение эффективности использования микроорганизмов. Эта задача решена за счет существенного увеличения удельной поверхности обрастания микроорганизмами без снижения эффективной циркуляции сточных вод, а также обеспечена возможность учитывать изменения уровня сточных вод в емкости, где расположено устройство.
При этом в устройстве для иммобилизации микроорганизмов при биологической очистке сточных вод, включающем насадку, выполненную из полимерного материала в виде спирали, образующий элемент которой имеет профильное поперечное сечение, согласно изобретению полимерный материал принят из ряда материалов, обладающих пружинящими свойствами, при этом верхняя часть насадки прикреплена к верхнему блоку, имеющему среднюю удельную плотность меньше, чем у сточной воды, а нижняя часть насадки прикреплена непосредственно к дну водоема или к нижнему блоку, имеющему среднюю удельную плотность больше, чем у сточной воды. Спираль выполнена винтовой, а поперечное сечение образующего элемента спирали выполнено прямоугольным с горизонтальной ориентацией длинной стороны прямоугольника.
Поперечное сечение образующего элемента спирали может быть выполнено переменным по толщине и иметь по краям и/или в промежутках между короткими сторонами прямоугольника утолщения круглой или профильной формы. Проекция на горизонтальную плоскость наружного и/или внутреннего контура поперечного сечения насадки может иметь форму круга или многоугольника, как минимум трехстороннего. Верхний и нижний блоки связаны между собой жгутами, нижние концы которых прикреплены к нижнему блоку, а верхние концы жгутов образуют над верхним блоком грузовую петлю или присоединены к грузовой петле. Каждый виток спирали может быть выполнен в виде пластины, проекция которой на горизонтальную плоскость может иметь форму многоугольника, как минимум трехстороннего, каждая пластина имеет прорезь, проходящую от одной из кромок граней в сторону центра пластины, при этом одна из отделенных частей пластины прикреплена к вышерасположенной пластине или к верхнему блоку, а другая отделенная часть пластины прикреплена к нижерасположенной пластине или к нижнему блоку.
Спираль может быть образована непрерывной гофрированной поверхностью и иметь в продольном сечении вид «змейки», при этом поперечное сечение образующего элемента спирали выполнено прямоугольным с горизонтальной ориентацией длинной стороны прямоугольника или переменным по толщине и имеет по краям и/или в промежутках между короткими концами прямоугольника утолщения круглой или профильной формы. Поверхность или поверхности между утолщениями могут быть выполнены сетчатыми.
В дальнейшем изобретение поясняется подробным описанием устройства со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 изображено устройство для иммобилизации микроорганизмов при биологической очистке сточных вод; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 и 7; на фиг.3 - второй вариант разреза А-А на фиг.1 и 7; на фиг.4 - вид Б на фиг.1; на фиг.5 - второй вариант вида Б на фиг.1; на фиг.6 - исполнение одного из витков спирали в виде четырехстороннего многоугольника с прорезью от одной грани в сторону центра пластины; на фиг.7 - исполнение спирали в виде непрерывной гофрированной поверхности, которая в продольном сечении имеет вид «змейки».
2
Устройство включает насадку 1, выполненную из полимерного материала в виде винтовой спирали. Полимерный материал принят из ряда материалов, обладающих пружинящими свойствами. В качестве такого материала можно использовать ударопрочный полистирол и акрилонитрилбутадиенстирольный пластик (Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т.1. - М.: Машиностроение, 1992. - 816 с.: ил. с.280). Эти материалы обладают ударной вязкостью в пределах 30-40 кДж/м при разрушающем напряжении 18-38 МПа. Верхняя часть насадки 1 прикреплена к верхнему блоку 2, имеющему среднюю удельную плотность меньше, чем у сточной воды, а нижняя часть насадки 1 прикреплена непосредственно к дну водоема или к нижнему блоку 3, имеющему среднюю удельную плотность больше, чем у сточной воды. Поперечное сечение 4 (фиг.2) образующего элемента спирали выполнено прямоугольным с горизонтальной ориентацией длинной стороны прямоугольника. Поперечное сечение образующего элемента спирали может быть выполнено переменным по толщине и иметь по краям и/или в промежутках между короткими сторонами прямоугольника утолщения 5 (фиг.3) круглой или профильной формы, а поверхность или поверхности между утолщениями могут быть выполнены сетчатыми (на чертежах не показано).
Проекция на горизонтальную плоскость наружного 6 и/или внутреннего 7 контура поперечного сечения насадки может иметь форму круга (фиг.4) или многоугольника (фиг.5), как минимум трехстороннего. Верхний 2 и нижний 3 блоки связаны между собой жгутами 8, нижние концы которых прикреплены к нижнему блоку 3, а верхние концы жгутов 8 образуют над верхним блоком 2 грузовую петлю 9 или присоединены к грузовой петле 9. Каждый виток спирали может быть выполнен в виде пластины 10 (фиг.6), проекция которой на горизонтальную плоскость будет иметь форму многоугольника, как минимум трехстороннего, при этом каждая пластина 10 имеет прорезь 11, проходящую от одной из кромок граней 12 в сторону центра пластины 10. В этом случае одна из отделенных частей 13 пластины 10 прикреплена к вышерасположенной пластине или к верхнему блоку 2, а другая отделенная часть 14 пластины 10 прикреплена к нижерасположенной пластине или к нижнему блоку 3.
Спираль может быть образована непрерывной гофрированной поверхностью 15 (фиг.7) и иметь в продольном сечении вид «змейки», при этом поперечное сечение образующего элемента спирали выполнено прямоугольным с горизонтальной ориентацией длинной стороны прямоугольника (фиг.2) или переменным по толщине и имеет по краям и/или в промежутках между короткими концами прямоугольника утолщения круглой или профильной формы (фиг.3), а поверхность или поверхности между утолщениями могут быть выполнены сетчатыми (на чертежах не показано).
Устройство используют следующим образом.
Насадка 1 по пп.1-3 формулы изобретения может быть изготовлена методом экструдирования полимерного материала, обладающего пружинящими свойствами, в виде винтовой спирали с заданными параметрами поперечного сечения 4 и высоты спирали в зависимости от заданной производительности и глубины емкости. Насадка по п.6 формулы может быть изготовлена методом литья или прессования листового материала каждого витка спирали, которые затем соединяют, например сваркой или склеиванием, в спираль. Насадка по пп.8 и 9 формулы изобретения может быть изготовлена методом экструдирования полимерного материала, обладающего пружинящими свойствами, в виде непрерывного полотна, которое затем гофрируют. Изготовленную таким образом насадку 1 присоединяют к блокам 2 и 3. Для обеспечения минимального объема при транспортировке собранное устройство сжимают до минимального расстояния между витками спирали. На месте использования устройство устанавливают в заданное место водоема с помощью грузовой петли 9. При работе устройства за счет плавучести верхнего блока 2 автоматически отслеживается уровень жидкости в водоеме, благодаря этому вся высота насадки 1 постоянно расположена в рабочей среде водоема. Кроме этого верхний блок 2 способствует поддержанию заданного температурного режима в рабочей среде водоема.