ПЛАВАЮЩИЙ ПОЛИМЕРНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ЗАГРУЗКИ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Изобретение относится к устройствам для биологической очистки сточных вод, и служит плавающим загрузочным элементом, предназначенным для иммобилизации анаэробных и аэробных бактерий, и может найти широкое применение в системах очистки сточных вод с низким содержанием органики либо на стадиях доочистки, создавая благоприятные условия для жизнедеятельности микрофлоры и препятствуя выносу ее из рабочей зоны очистных сооружений.

Известна загрузка для биофильтров, содержащая полимерный материал, в качестве которого используют нетканый материал из пропилена-геосинтетик с пористостью 80-230 мкм и толщиной полотен 0,30-0,55 мм в количестве 0,45-1,43 г/л. Патент РФ на изобретение №2256623, MПK C02F 3/10, опубл. 2005.07.20.

Известен несущий элемент для использования в качестве носителя микробиологической пленки, выполненный из пластмассовых или композиционных материалов с возможностью хорошего пропускания через него воды после образования на поверхностях микробиологической пленки, при этом он имеет пористую структуру, образованную из частиц разных полимерных материалов различной конфигурации, соединенных между собой расплавленными частицами из полимерного материала с низкой температурой плавления и выполнен в виде форм различного профиля. Патент РФ на пол. модель №42229, МПК C02F 3/10, опубл. 2004.11.27.

Известен несущий элемент для использования в качестве носителя микробиологической пленки и реактор для очистки сточных вод, выполненный с возможностью перемещения в воде, поверхность которого частично защищена от столкновения с поверхностями других несущих элементов, причем несущий элемент снабжен каналами и сконструирован с возможностью хорошего пропускания через него воды после образования на поверхностях микробиологической пленки, при этом несущий элемент имеет длину, ширину и/или высоту, превышающие 1,5 см, предпочтительно в интервале от 2,5 до 10 см, в особенности в интервале от 3 до 6 см, защищенная поверхность превышает 100 м²/м³ объема несущего элемента, в особенности больше 275 м²/м³ объема несущего элемента, а площадь поперечного сечения каналов в граничной поверхности в направлении окружающей элемент среды составляет по меньшей мере 35-40%, в особенности по меньшей мере 50% от площади граничной поверхности в направлении окружающей среды однородного тела, имеющего такие же размеры. Патент РФ на изобретение №2119893, MПK C02F 3/10, опубл. 1998.10.10.

Наиболее близким техническим решением к предложенному в качестве изобретения технического решения является полимерный загрузочный элемент, выполненный в виде каркаса трубчатой формы с перфорированной боковой поверхностью и снабженный каналами для пропускания через него воды, при этом каркас снабжен прямоугольной формы радиальными перегородками, которые веерно расположены на ребрах каркаса и равномерно распределены по всему внутреннему периметру корпуса, образуя при этом цилиндрический канал вдоль оси корпуса, в свою очередь радиальные перегородки разделяют корпус на секторные доли, которые одновременно с центральным сквозным каналом способствуют активному протоку воды, причем радиальные перегородки, также как и перфорированный трубчатый каркас, выполнены из пористого полимерного материала, служащего в качестве носителя микроорганизмов. Патент РФ на ПМ №67571, МКИ C02F 3/02, опубл. 29.05.2007.

К техническому результату, достигаемому с помощью предлагаемого устройства, относятся повышение эффективности биологической очистки за счет конструкции элемента и за счет использования n-количества плавающих элементов загрузки.

Технический результат достигается путем того, что плавающий полимерный элемент загрузки для биологической очистки сточных вод выполнен в виде каркаса трубчатой формы с перфорированной боковой поверхностью и снабжен прямоугольной формы радиальной перегородкой, выполненной из пористого полимерного материала, служащего в качестве носителя микроорганизмов. При этом каркас трубчатой формы снабжен продольными ребрами жесткости в виде пластин, соединенных между собой диаметральными элементами в виде окружностей. Последние расположены с шагом, равным 1/6 длины трубчатого каркаса L, и образуют прорези квадратной формы. Причем длина l дуги прорези трубчатого каркаса равна 1/7 радиуса R трубчатого каркаса. В свою очередь на продольных ребрах трубчатого каркаса с его внутренней стороны радиально расположены прямоугольные лепестки, длина которых совпадает с длиной L трубчатого каркаса, а ширина равна 1/3 его радиуса R. Радиальная прямоугольная перегородка выполнена между парными диаметрально расположенными лепестками, а боковые стороны радиальной перегородки выступают за габариты трубчатого каркаса с обеих сторон на 1/10 от его общей длины L. Толщина перегородки равна 1/6 радиуса каркаса R, где L - длина трубчатого каркаса; l - длина дуги прорези трубчатого каркаса; R - радиус трубчатого каркаса.

Плавающий полимерный элемент загрузки для биологической очистки сточных вод поясняет чертежом, на котором изображен плавающий полимерный элемент загрузки для биологической очистки сточных вод - общий вид.

Плавающий полимерный элемент загрузки для биологической очистки сточных вод согласно чертежу содержит каркас трубчатой формы 1 длиной L, который снабжен продольными ребрами жесткости в виде пластин 2, соединенных между собой диаметральными элементами в виде окружностей 3. Последние расположены с шагом, равным 1/6 длины L трубчатого каркаса 1, и образуют прорези квадратной формы. Длина дуги прорези l трубчатого каркаса к радиусу R трубчатого каркаса находится в соотношении, равном 1/3:1/10. На продольных ребрах 2 трубчатого каркаса 1 с его внутренней стороны радиально расположены прямоугольные лепестки 4, длина которых совпадает с длиной L трубчатого каркаса 1. Ширина лепестка 4 равна 1/3 радиуса R трубчатого каркаса 1. Радиальная прямоугольная перегородка 5 выполнена между парными диаметрально расположенными лепестками 4. Боковые стороны радиальной перегородки 5 выступают за габариты трубчатого каркаса с обеих сторон на 1/10 от его общей длины L. Выполнена радиальная прямоугольная перегородка 5 из полимерного материала «Поливом» и предназначена для иммобилизации анаэробных и аэробных бактерий. Каркас выполнен из полимерного материала «Полифлекс».

Примеры конкретного выполнения устройства

D - диаметр устройства - может быть следующих размеров: 28 мм, 42 мм, 60 мм, 70 мм, соответственно R - радиус трубчатого каркаса 1 - равен 14 мм, 21 мм, 30 мм и 35 мм.

L трубчатого каркаса 1 равна 208 мм, а длина l дуги прорези трубчатого каркаса равна 1/7 радиуса R трубчатого каркаса соответственно составляет 2 мм, 3 мм, 4,3 мм и 5 мм. Ширина лепестка 4 равна 1/3 радиуса R трубчатого каркаса 1 и соответственно равна 4,7 мм, 7 мм, 10 мм и 11,7 мм.

Устройство работает следующим образом: n-количество плавающих полимерных элементов загрузки размещают в системах очистки сточных вод с низким содержанием органики либо на стадиях доочистки, при этом полимерный материал (полиэтилен) обрастает биопленкой микроорганизмов, которые в процессе своей жизнедеятельности окисляют органические соединения, продуцируют кислые продукты, выделяемые во внешнюю среду, при этом создаются благоприятные условия для жизнедеятельности микрофлоры, что препятствует ее выносу из рабочей зоны очистных сооружений, кроме того, на границе контакта биопленки и жидкости образуется локальная зона, в которой активная реакция среды кислая, что способствует повышению эффективности процесса очистки. Плавающий полимерный элемент загрузки для биологической очистки сточных вод содержит в себе элементы плоскостной и объемной загрузок. Плоскостная загрузка представлена каркасом 1 трубчатой формы с сетчатой рельефной боковой поверхностью полученной методом экструзии, а объемная загрузка представлена прямоугольной формы радиальной перегородкой, выполненной из пористого полимерного материала, служащего в качестве носителя микроорганизмов.

Сочетание плоскостной и объемной пористой загрузок позволяет создавать во внутреннем пространстве загрузки, комфортную для жизнедеятельности микрофлоры зону, позволяющую создать максимально возможную концентрацию активного ила не только на поверхности плоскостной загрузки, но и во всем объеме элемента загрузки. Образующиеся при этом внутри объемной пористой загрузки небольшие зоны с малой концентрацией кислорода позволяют активнее проходить анаэробным процессам, в частности процессам денитрификации.

За счет шероховатой поверхности пористого элемента идет интенсивная адгезия активного ила на загрузке, а конструкция каркаса трубчатой формы позволяет удерживать и сохранять собранный активный ил внутри за счет гашения турбулентных потоков при движении элемента в объеме аэротенка и при активной аэрации в аэротенке, которая создает дополнительные эрлифтные потоки иловой смеси снизу вверх. Выбранная конструкция «Плавающий полимерный элемент загрузки для биологической очистки сточных вод» "Полицил" позволяет закреплять на своей поверхности до 0,45 г/г активного ила, а в свободном объеме внутри самого элемента, ограниченного наружной поверхностью цилиндра и разделенного пополам пористой перегородкой, доза ила достигает 12-15 г/л.

Предложенный в качестве изобретения плавающий полимерный элемент загрузки для биологической очистки сточных вод «Полицил» за счет своих высоких адгезионных свойств и большого количества плавающих элементов с успехом может применяться в системах очистки сточных вод с низким содержанием органики либо на стадиях доочистки, создавая благоприятные условия для жизнедеятельности микрофлоры и препятствуя выносу ее из рабочей зоны очистных сооружений и, соответственно, результативно повышает эффективность очистки.