БИОРЕАКТОР ДООЧИСТКИ

Полезная модель относится к устройствам, предусматривающим возможность биологической деструкции остаточных биологических загрязнений после полной биологической очистки сточных вод при помощи прикрепленной биомассы.
Из учебника для ВУЗов «Водоотведение и очистка сточных вод», авторы: С.В.Яковлев, Ю.В.Воронов, изд. АСВ, 2004 год, стр.406-408 известен биореактор доочистки, содержащий резервуар, загрузку из стеклоершей, трубопроводы подачи и отвода сточных вод, аэрационную систему. Данный реактор работает по следующему принципу. В резервуар с загрузочным материалом подается биологически очищенная сточная вода, далее, с помощью установленной под загрузочным материалом системой аэрации обеспечивается циркуляция сточной воды через контейнеры с загрузкой.
В указанном учебнике приводятся достаточно краткие сведения общего характера, касающиеся биореакторов и принципа их работы, при этом, в качестве примера конструктивного исполнения приведена только одна из возможных конструкций, содержащая принципиально необходимые составные части для реализации принципа работы и получения необходимого технического результата.
Известен из патента РФ №2200135, класс C02F 3/00, опубликован 10.03.2003 реактор доочистки природных и сточных вод, содержащий открытый резервуар коридорного типа, разделенный поперечными перегородками на камеру, трубу для впуска исходной воды и трубу для выпуска обработанной воды, фильтрующие блоки, аэраторы, размещенные в каждой камере под фильтрующими блоками, при этом фильтрующие блоки выполнены из жестких ершей щетины или лески с шагом, на 10% меньшим диаметра ершей, причем все фильтрующие блоки снабжены центральной трубой на всю высоту блока и двумя крюками на верхней грани блока, по противоположным перегородкам вдоль коридора реактора закреплены рельсовые пути для перемещения балок с тросами и крюками, удерживающими ряд фильтрующих блоков.
К недостаткам данного известного реактора доочистки следует отнести высокую материалоемкость самого устройства, сложность эксплуатации, обусловленную громоздкой конструкцией, в силу чего исключается возможность использования данного реактора в сочетании с достаточно компактными установками для биологической очистки сточных и бытовых вод, используемых в мелких поселениях.
Известен из патента РФ №36657, класс C02F 3/00, опубликован 20.03.2004, блок биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод (ближайший аналог), содержащий разделенный на функционально обособленные емкости контейнер, размещенные в указанных емкостях денитрификатор, нитрификатор, фазовый разделитель, систему рециркуляции активного ила из фазового разделителя, реактор доочистки с биоценозом микроорганизмов в активном иле, иммобилизованном на закрепленном полимерным носителе.
Недостатками известной из патента №36657 полезной модели являются расположение реактора доочистки в одном, общем для всех составных узлов блока резервуаре, что исключает его (реактора) использование как самостоятельного блока, в сочетании с установками для очистки сточных и бытовых вод различного типа и вида, что значительно сужает эксплуатационные возможности устройства и ограничивает область его использования.
Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание реактора доочистки, изготовленного в отдельном корпусе (резервуаре), являющегося самостоятельным и обособленным от других конструктивным узлом, могущим работать в комплекте с различными установками для биологической очистки сточных вод, обеспечивая при этом необходимую и требуемую степень очистки конечного продукта.
Техническим результатом, на обеспечение получение которого направлена предлагаемая полезная модель, является упрощение конструкции, повышение удобства пользования, расширение эксплуатационных возможностей и области использования.
Получение указанного технического результата обеспечивается тем, что заявленная полезная модель содержит корпус, подводящий и отводящий патрубки, аэрационную систему, размещенный в корпусе на жестко закрепленной опоре загрузочный материал, при этом днище и стенки корпуса выполнены из листового полимерного материала, а загрузочный материал выполнен в виде сформированных в блок чередующихся с определенным шагом плоских жестких листов с развитой структурной поверхностью, выполненных из полимерного материала, отделенного от стенки корпуса промежуточной перегородкой
Предлагаемая полезная модель представлена на фигуре 1, где
вид «a» - вид на биореактор сверху;
вид «в» - общий вид блока загрузочного материала;
вид «c» - разрез по А-А;
вид «d» - разрез по Б-Б.
Предлагаемая полезная модель содержит прямоугольный в плане корпус (резервуар) 1. В корпусе жестко закреплена опора 2, выполненная в виде рамы и предназначенная для размещения на ней загрузочного материала. Корпус 1 содержит также патрубок 4 подвода очищаемой и патрубок 5 отвода очищенной сточной воды. Стенки и днище корпуса реактора выполнены из листового полимерного материала. В частности, в качестве такого материала может быть использован полипропилен, вспененный полипропилен, вспененный трехслойный интегральный полипропилен, вспененный экструзионный полипропилен, вспененный литой полипропилен, вспененный штампованный полипропилен.
Загрузочный материал представляет собой сформированные в блок 3 и чередующиеся с определенным шагом между ними (50 мм) плоские и жесткие листы, выполненные из полимерного материала, на развитой структурной поверхности которых образуются колонии микроорганизмов - биопленка. В качестве полимерного материала для загрузочного материала могу быть использованы, например, резина, жесткий полиэтилен и др.
Формирование загрузочного материала в виде блока существенно упрощает и облегчает обслуживание устройства при замене загрузочного материала, а использования блоков, содержащих листы из разного полимерного материала, (эти блоки могут представлять из себя набор или комплект), в свою очередь значительно расширяет эксплуатационные возможности устройства в части обеспечения необходимой степени доочистки конечного продукта.
Блок 3 загрузочного материала отделен от стенки корпуса 1 промежуточной перегородкой 8.
Корпус 1 биореактора снабжен эрлифтом 6, а также системой аэрации 7.
Днище корпуса 1 выполнено конусообразным, при этом корпус снабжен распорками (на фиг.1 не показаны), увеличивающих его жесткость.
Работает предлагаемый биореактор доочистки следующим образом.
В корпус, через патрубок 4 подается прошедшая через установку биологической очистки сточная вода. Пройдя под полупогруженной промежуточной перегородкой 8, она поднимается вверх и, пройдя блок 3 загрузочного материала, через патрубок 5 отводится из корпуса. Во время прохождения сточной воды через реактор, происходит осаждение под действием сил тяжести на днище части выносимого из вторичного отстойника активного ила, а часть удерживается на загрузочном материале.
Скорость движения сточной воды в биореакторе составляет 5-7 м/ч.
Время пребывания сточной воды в биореакторе составляет от 30 до 60 минут.
Как уже отмечалось выше, на развитой структурной поверхности загрузочного материала образуются колонии микроорганизмов - биопленка. За счет этой иммобилизированной микрофлоры происходит изъятие оставшихся в воде органических загрязнений и азота аммониевых солей.
При заиливании загрузочного материала, его отмывают подачей воздуха через аэрационную систему 7, проводят его регенерацию. Смытая с загрузочного материала биопленка оседает на днище реактора, откуда в последствии отводится эрлифтом в стабилизатор ила.
Таким образом предлагаемый биореактор доочистки, представляет собой самостоятельный и обособленный от других систем конструктивный узел, могущий работать в качестве дополнительного оборудования в комплекте с различного типа и вида установками для биологической очистки сточных вод, обеспечивая при этом необходимую и требуемую степень очистки конечного продукта.