ОБЪЕМНЫЙ МОДУЛЬ ЗАГРУЗКИ БИОФИЛЬТРОВ

Техническое решение относится к области водоочистки, может быть использовано в установках и системах биологической очистки природных и сточных вод в аэробных и/или анаэробных условиях, а также в качестве фильтрующих загрузок для биологической доочистки сточных вод.
Известен модульный элемент загрузки биофильтра, состоящий из каркаса, выполненного из рам в виде параллелепипеда, на верхних гранях которого имеются пазы, в которых установлены верхние стержни с навернутыми на них листами полимерного волокнистого материала, закрепленного на стержнях струбцинами, а нижние части листов навернуты на нижние стержни и также закреплены на них струбцинами (Патент РФ на полезную модель №28492, МПК: C02F 3/04, опубл. 27.03.2003 г.)
Недостатком известного модульного элемента являются сложность его сборки, а также сложность и трудоемкость регенерации носителя для иммобилизации микроорганизмов - листов полимерного волокнистого материала, для регенерации которого требуется периодическое извлечение стержней с навернутыми на них листами полимерного волокнистого материала, их очисткой вне модульного элемента с последующим возвратом в модульный элемент или заменой на новые элементы.
Известны модульные элементы загрузки для биологической очистки сточных вод, состоящие из металлического каркаса и носителя для иммобилизации микроорганизмов, установленные или подвешенные в различных сооружениях биологической очистки природных и сточных вод (Патенты РФ №2063933, МПК: C02F 3/04, опубл. 20.07.96 г.; №2095320, МПК: C02F 3/04, опубл. 10.11.97 г.).
Недостатками этих элементов являются сложность и трудоемкость их изготовления, а также сложность регенерации носителя для иммобилизации микроорганизмов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению, является элемент загрузки для биофильтров по патенту РФ на изобретение №2091332, МПК: C02F 3/04, опубл. 27.09.1997 г. Этот элемент содержит каркас, имеющий стержни или струны, снабженные нанесенным на них полимерным волокнисты материалом, полученным путем пневмоэкструзии с заданной пористостью, образуют контуры поверхностей, определенным образом соединенных в пространстве, которые в свою очередь образуют полости различной конфигурации, незамкнутые с торцевых сторон.
Недостатком прототипа является сложность его изготовления из-за сложности формы, обеспечивающей различные конфигурации полостей внутри каркаса, что приводит к невысокой производительности элемента из-за образования в них зон застоя. Жесткая фиксация поверхностей из полимерного волокнистого материала приводит к его невысокой механической прочности: сминаемости, обрывам и т.п. под воздействием потока очищаемой воды. Кроме того, возникает достаточно частая потребность в регенерации ввиду быстрого заиливания пор фильтрующего материала, что требует остановки биофильтра, т.е. прерывания процесса очистки.
Технической задачей полезной модели является создание более простой и дешевой, удобной в эксплуатации конструкции, при этом быстрее и качественнее производящей очистку и обеспечивающей непрерывность процесса очистки за счет регулирования количества иммобилизированных микроорганизмов активного ила.
Поставленная задача решается тем, что объемный модуль загрузки биофильтров содержит кассеты с рамками, состоящими из стержней с элементами носителя биомассы фильтров, при этом элементы носителя биомассы фильтров выполнены в виде полых цилиндров из волокнисто-пористого нетканого материала методом пневмоэкструзии и расположены на указанных стержнях свободновисящими с возможностью обеспечения их свободного колебания под воздействием сточных вод и воздуха для регулирования количества иммобилизированных микроорганизмов активного ила.
Предпочтительно полые цилиндры выполнены с толщиной стенки 5-10 мм, внутренним диаметром 45-55 мм и пористостью 65-80%, причем средний размер пор волокнисто-пористого нетканого материала составляет 50-70 мкм.
Предпочтительно рамки, состоящие из стержней с элементами носителя биомассы фильтров, собраны в кассеты с заданной удельной поверхностью с возможностью оптимального заполнения объема очистных емкостей для улучшения качества и производительности очистки.
Объемный модуль загрузки биофильтров, содержащий кассеты с элементами носителя биомассы фильтров, может быть размещен в аэробных, в анаэробных камерах установок или сооружений биологической очистки сточных вод.
Возможность осуществления полезной модели, охарактеризованной приведенной выше совокупностью признаков, а также возможность ее реализации может быть подтверждена описанием конструкции объемного модуля загрузки биофильтров, выполненного в соответствии с настоящим техническим решением.
На фиг. 1 показан объемный модуль, набранный из кассет.
На фиг. 2 - кассета, состоящая из рамок со стержнями с элементами носителя биомассы фильтров.
На фиг. 3 - рамка из стержней с элементами носителя биомассы фильтров.
На фиг. 4 - фото объемного модуля загрузки биофильтров, размещенного в блоке доочистки.
Объемный модуль загрузки биофильтров включает кассеты 1, состоящие из рамок 2, выполненных в виде жестко скрепленных, на расстоянии друг от друга и соединенных между собой в кассеты 1. Рамки 2 выполнены со стержнями 3 в виде, например, металлических прутьев, на которых расположены свободно висящие незафиксированные элементы носителя биомассы фильтров 4, выполненные в виде полых цилиндров из волокнисто-пористого нетканого материала методом пневмоэкструзии.
Кассеты 1 определенным образом соединяют в объемный модуль с помощью специальных элементов крепления 5.
Указанные полые цилиндры 4 выполнены с толщиной стенки 5-10 мм, внутренним диаметром 45-55 мм и пористостью 65-80%, причем средний размер пор волокнисто-пористого нетканого материала составляет 50-70 мкм.
Малый диаметр волокон, высокая пористость носителя и размер пор, сравнимый с размерами хлопков активного ила, создают благоприятные условия для удержания биомассы.
Рамки 2, состоящие из стержней 3 с элементами носителя биомассы фильтров 4, собираются в кассеты 1, с заданной удельной поверхностью с возможностью оптимального заполнения объема очистных емкостей для улучшения качества и производительности очистки. Использование рамок 2, состоящих из стержней 3 с носителями элементов биомассы фильтров 4, полученных путем пневмоэкструзии, и набор их в кассеты 1, обеспечивает увеличение площади поверхности загрузки, что интенсифицирует процесс массообмена.
Высокая эффективность очистки обусловлена наличием в водопроницаемой системе большого количества активно функционирующих микроорганизмов, способных к биодеградации загрязнений.
Устройство работает следующим образом.
Объемный модуль загрузки биофильтров, собранный из кассет 1 с элементами носителя биофильтра 4, размещают в сооружениях биологической очистки воды. Поток сточной воды, соприкасаясь с полыми цилиндрами из волокнисто-пористого нетканого материала, просачивается через фильтрующие поверхности указанных цилиндров. При этом сила потока воды и воздуха периодически отклоняет полые цилиндры 4, вызывая их свободное колебание на стержнях 3, которое в свою очередь способствует неоднократному соприкосновению воды с полыми цилиндрами, в результате чего они обрастают биопленкой микроорганизмов, при этом регулируется толщина биопленки, что улучшает очистку.
Варьируя параметрами рамок из стержней и количеством элементов носителя биомассы фильтров, можно адаптировать их к разным режимам биоочистки и нагрузкам биофильтра в зависимости от размеров аэротенка.
Использование предложенной полезной модели в сооружениях биологической очистки природных и сточных вод позволяет получить высокопористую обладающую развитой поверхностью загрузку, а также модули заводского изготовления различной конфигурации, подготовленные к монтажу в биофильтры и отстойники.