БИОРЕАКТОР - ДЕМОНСТРАЦИОННЫЙ МОДУЛЬНЫЙ СТЕНД ПО ПЕРЕРАБОТКЕ ИЛОВЫХ ОСАДКОВ

Полезная модель относится к оборудованию для проведения аэробных микробиологических процессов, в частности к переработке иловых осадков с получением полезного органо-минерального продукта, а так же донных отложений.
Известен биореактор для очистки сточных вод, (см. заявка РФ 92001687, С02F 3/12, «Башенный биореактор для очистки сточных вод», опубл. 09.07.95), включающий цилиндрический корпус, аэратор, устройства ввода сточной воды и отвода очищенной воды, установленные в нижней части корпуса, систему насосов и трубопроводов для циркуляции иловой смеси, струенаправляющий диффузор. Недостатками данного устройства являются сложность его конструкции. Устройство также не позволяет получить полезный органоминеральный продукт. Кроме того, для очистки используются химические реагенты.
Известен аэрационный биореактор (см. Патент РФ №2310631, С05F 3/06, «Аэрационный биореактор», опубл. 20.11.2007), содержащий цилиндрический корпус, переходящий в конус в его нижней части, систему подачи воздуха, системы подачи и распределения исходного материала, и выгрузки полученного полезного продукта, систему контроля параметров в виде зондов для измерения температуры и контроля воздушной среды. При этом система подачи воздуха включает воздуходувку, генераторы кислорода и азота, систему распределения воздуха в виде перфорированного дна конусной части корпуса, при этом воздуходувка своей напорной стороной соединена с перфорированным дном, а вытяжной стороной соединена с верхней частью корпуса.
Данное устройство позволяет получать полезный продукт - удобрение из компостного материала. Контроль параметров - температуры и насыщения кислородом позволяет улучшить качество получаемого продукта, однако данный биореактор не может быть использован для получения полезного продукта из иловых осадков, имеющих жидкую консистенцию.
Известен биореактор, содержащий резервуар с узлом аэрации в виде эжектора, устройство обработки сточной воды кавитацией низкой интенсивности, трубопроводы подвода и отвода обрабатываемой жидкости. Недостатком данного биореактора является длительная продолжительность обработки сточной воды с преимущественным количеством в ней илового осадка.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является биореактор (см. Патент РФ на полезную модель №92004 «Биореактор», С02F 3/00; С02F 3/02, опубл. 10.03.2010), содержащий резервуар с цилиндрическим корпусом, устройство обработки кавитацией низкой интенсивности, установленное вне цилиндрического корпуса перед циркуляционным насосом, устройство насыщения обрабатываемой водоиловой смеси кислородом с аэрационной трубой с выходом в придонную часть резервуара, турбулизатор, донный отражатель, трубопроводы подачи и отвода отрабатываемой жидкости, заборные устройства перекачиваемой жидкости, установленные в верхней и нижней частях биореактора, запорные устройства. Данный биореактор позволяет увеличить производительность обработки сточной воды с преимущественным содержанием илового осадка, но не позволяет получить полезный продукт, получаемый из илового осадка без использования дополнительного оборудования.
Задачей и техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение качества обработки иловых осадков, снижение стоимости обработки за счет исключения необходимости дополнительного оборудования для отделения обработанного продукта и возможность продемонстрировать связь исходных параметров обработки с качеством обработки илового осадка и получаемого полезного продукта, т.е. использование данного устройства в качестве демонстрационного стенда.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном биореакторе, содержащем резервуар с цилиндрическим корпусом, трубопроводы подачи и отвода обрабатываемой водоиловой смеси, устройство обработки кавитацией низкой интенсивности, установленное вне резервуара перед циркуляционным насосом, устройство насыщения обрабатываемой жидкости кислородом с аэрационной трубой, выход которой расположен в придонной части резервуара, донный отражатель, турбулизатор, установленный на аэрационной трубе, заборные устройства перекачиваемой водоиловой смеси, запорные устройства, имеются отличия, а именно: биореактор дополнительно снабжен устройством отбора проб в виде вертикальной трубы, расположенной вне резервуара, и соединенной с ним через запорные устройства горизонтальными патрубками, врезанными в корпус по всей его высоте на расчетном расстоянии друг от друга, а также устройством забора переработанного илового осадка в виде флотошлама, установленном в верхней части резервуара, при этом резервуар имеет конусное дно, в нижней части которого размещен выпуск выделенной из осадка иловой воды, а заборные устройства перекачиваемой водоиловой смеси установлены не менее чем в трех заданных точках по высоте резервуара в его верхней части.
Биореактор содержит резервуар 1, имеющий цилиндрический корпус 2 и конусное дно 3, трубопровод подачи 4 водно-иловой смеси, устройство обработки 5 кавитацией низкой интенсивности, установленное вне резервуара 1 перед циркуляционным насосом 6, устройство 7 насыщения обрабатываемой смеси кислородом воздуха с аэрационной трубой 8, выход которой расположен в придонной конусной части резервуара 1. На выходе из аэрационной трубы 8 установлены турбулизатор 9 и донный отражатель 10. Выпуск иловой воды 11 установлен на вершине конусного дна 3. Заборные устройства 12 перекачиваемой водно-иловой смеси установлены не менее чем в трех заданных точках, разнесенных по высоте резервуара 1. В верхней части резервуара 1 также установлено устройство забора 13 переработанного илового осадка в виде флотошлама. Биореактор снабжен устройством отбора 14 проб водно-иловой смеси, выполненной в виде вертикальной трубы, расположенной вне резервуара и сообщающейся с ним через запорные устройства 15 и горизонтально расположенные патрубки 16, врезанными в корпус 2 по всей его высоте на расчетном расстоянии друг от друга. Трубопровод подачи 4 обрабатываемой водно-иловой смеси, выпуск иловой воды 11, заборные устройства 12, устройство забора 13 переработанного илового осадка также снабжены запорными устройствами 15. На фиг.1 показан схематически биореактор в разрезе.
Биореактор работает следующим образом. Обрабатываемую водно-иловую смесь с преимущественным содержанием илового осадка через трубопровод подачи 4 подают в резервуар 1. Обрабатываемая смесь в процессе перекачивания циркуляционным насосом 6 обрабатывается кавитацией низкой интенсивности в устройстве обработки 5, насыщается в устройстве 7 и через аэрационную трубу 8 поступает в придонную конусную часть резервуара 1. За счет турбулизатора 9 и донного отражателя 10 водно-иловая смесь интенсивно перемешивается и распределяется в объеме резервуара 1. Используя поочередно заборные устройства 12, установленные на заданных высотах не менее, чем в трех точках резервуара 1, ведут рециркуляции водно-иловой смеси, добиваясь оптимального режима обработки илового осадка. Для этого, с помощью устройства отбора 14 проб водно-иловой смеси в различных точках резервуара 1 и последующего их исследования определяют электропроницаемость, ХБК, БПК, влажность, содержание кислорода и др. и проводят корректировки места забора рециркулируемой смеси и насыщения ее кислородом По окончании процесса обработки готовый продукт в виде флотошлама отбирают через устройство забора 13 переработанного илового осадка.
Предлагаемый биореактор может служить демонстрационным стендом для изучения процесса переработки иловых осадков.