Несущий элемент загрузки

(51) 02 3/04 (2006.01) 02 3/10 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ качестве носителя микробиологической пленки в процессе биологической очистки природных или сточных вод. Полый корпус имеет форму тела вращения, например, близкую к сфере, поверхность каждой из полусфер которой образована, по крайней мере, тремя лепестками, расположенными с зазором по окружности. Лепестки полусфер размещены в шахматном порядке относительно друг друга, а полярные зауженные концы лепестков изогнуты и введены внутрь полого корпуса с закреплением в центре сферы. Несущий элемент загрузки выполнен из полимерного или композиционного материала как единое целое с обеспечением возможности пропускания очищаемых вод после образования на его поверхностях микробиологической пленки и уменьшения площади активной поверхности. В качестве полимерного материала используют,например, полиэтилен или полипропилен. Несущий элемент загрузки выполнен, например, методом литья под давлением.(57) Предлагаемое техническое решение относится к очистке природных и сточных вод, а также технологических растворов и пульп от взвешенных частиц и позволяет получить высокопористую и обладающую развитой поверхностью загрузку, а также модули заводского изготовления различной конфигурации, подготовленные к монтажу и в биофильтры и отстойники. Предлагаемое техническое решение относится к несущему элементу для использования в качестве носителя микробиологической пленки для очистки природных и сточных вод. Несущий элемент загрузки содержит полый корпус и предназначенный для использования в Предлагаемое техническое решение относится к очистке природных и сточных вод, а также технологических растворов и пульп от взвешенных частиц и позволяет получить высокопористую и обладающую развитой поверхностью загрузку, а также модули заводского изготовления различной конфигурации, подготовленные к монтажу и в биофильтры и отстойники. Предлагаемое техническое решение относится к несущему элементу для использования в качестве носителя микробиологической пленки для очистки природных и сточных вод. В процессе биологической очистки природных или сточных вод воду пропускают через реактор определенного типа, в котором для превращения находящихся в воде примесей в безвредные конечные продукты, такие как углекислый газ и вода, используются микроорганизмы. Очистка может происходить в присутствии воздуха (аэробно) или без доступа воздуха (анаэробно). Для того,чтобы повысить эффективность очистки, обычно стремятся к достижению высокого содержания активных микроорганизмов в процессе или за счет того, чтобы не допускать выноса указанных организмов вместе с очищенной водой, или путем обеспечения роста микроорганизмов в суспензии,которая находится в реакторе и отделяется от воды в ходе операции сепарации после выхода из реактора,возвращаясь в реактор (например, процесс активного ила), или же путем введения в процесс определенного типа материала-носителя,на поверхности которого могут расти в форме биопленки микроорганизмы, поддерживая таким образом ход процесса (биопленочный процесс). Биопленочный процесс обладает рядом преимуществ по сравнению с процессом применения активного ила и других процессов со взвешенной биомассой. Прикрепленные микроорганизмы более устойчивы к действию токсикантов, размножаются быстрее, чем во взвешенном состоянии,характеризуются повышенной метаболической активностью. Биомассу микроорганизмов деструкторов выращивают заранее и высококонцентрированную суспензию вводят в контакт с инертным материалом, чтобы произошла иммобилизация. Известна установка для микробиологической очистки сточных вод, содержащая секцию анаэробной обработки воды, секцию аэробной обработки воды и блок фильтрации, который выполнен в виде двух последовательно соединенных биофильтров с загрузками. Загрузка первого биофильтра выполнена из трех слоев морского неочищенного песка,а второго биофильтра из смеси гранулированного активированного угля с частицами пенопласта ( 1161481, МПК 02 3/00, публ. 15.06.1985 г.). Степень очистки достигает 95-98 от первоначального загрязнения при полном осветлении. Известна установка для двухступенчатой биологической очистки сточных вод ( 1326560,МПК 02 3/04, публ. 30.07.1987 г.). Установка 2 содержит первую ступень очистки в виде башенного биофильтра,который состоит из корпуса заполненного загрузкой из нескольких ярусов из естественного или искусственного кускового материала. Известна загрузка для биофильтров, которая изготавливается путем соединения гофрированных листов с прокладками, выполненными из узких полосок или струн, выполненных из металла,пластмассы, ткани, лески, шнура, находящихся в натянутом состоянии и закрепленных с торцовых сторон гофрированных листов ( 1560486, МПК 02 3/04, публ. 30.04.1990 г.). Известна установка для двухступенчатой биологической очистки сточных вод ( 1810311,МПК 02 3/04, публ. 23.04.1993 г.). Установка состоит из первой ступени очистки, выполненной в виде биофильтра. Биофильтр заполнен загрузкой из двух ярусов. Загрузка состоит из двух ярусов из естественного или искусственного кускового материала. Биопруд является в установке второй ступенью очистки. Известна загрузка для биофильтров, содержащая плоский пористый элемент, выполненный из материала редоксид с высокоразвитой открытой пористой структурой в форме многоугольных пластин или дисков ( 2021214, МПК 02 3/04,публ. 15.10.1994 г.). Известна загрузка для биофильтров, содержащая объемные пористые элементы, установленные с возможностью образования очистного слоя со сквозными каналами ( 2026828, МПК 02 3/04, публ. 20.01.1995 г.). Она снабжена сквозным или ячеистым контейнером, в котором размещен очистной слой, контейнер выполнен в виде объемно-каркасного модуля из стоек, объединенных вверху ригелем с продольными и поперечными силовыми элементами, а внизу - днищем с продольными и поперечными силовыми балками с прозорами,и крышки,установленной с возможностью обеспечения поджатия пористых элементов в очистном слое друг к другу и к днищу,а объемные пористые элементы выполнены в виде блоков из материала редоксид в форме многогранников или тел вращения или комбинации многогранников и тел вращения. Известна загрузка для биологической очистки сточных вод ( 2049736, МПК 02 3/04, публ. 10.12.1995 г.). Загрузка содержит жесткое основание, выполненное в виде параллельно и/или коаксиально расположенных прутков, образующих решетку,и носитель для иммобилизации микроорганизмов, выполненный из пенопласта с замкнутыми порами с плотностью 1 в виде отрезков шнура диаметром 5 50 мм, прикрепленных одним концом к пруткам решетки на расстоянии между осями рядом расположенных шнуров не менее 1,5 диаметра шнура, причем расстояние между прутками решетки составляет не менее 1,5 диаметров шнура. Известна загрузка для биофильтров ( 2061661, МПК 02 3/04, публ. 10.06.1996 г.). Загрузка для биофильтров содержит каркас, 1288 выполненный из листов полимерного материала,прокладок и элементов крепления. Полимерные листы каркаса получают путем пневмоэкструзии с заданной пористостью от 200-300 до 500-1000 мкм и толщиной 3-20 мм. Затем их соединяют в объемные секции, употребляя в качестве прокладок отрезки полимерных труб длиной 20-200 мм, которые обеспечивают заданный шаг между листами, а как натягивающий элемент используют гибкий трос. Секции между листами образуют с помощью поддерживающих стоек. В секциях при помощи гибкого троса и элементов кропления, а именно болта и резьбовой втулки,осуществляется натяжение и уплотнение прокладок и листов каркаса. Кроме того, секции загрузки могут быть выполнены в виде модуля длиной 1-9 м, на котором при помощи жестко закрепленных стержней удерживаются листы каркаса. Известна загрузка для биофильтра и биофильтр на ее основе ( 33946 1, МПК 02 3/02, публ. 20.11.2003 г.). Загрузка для биофильтра содержит несущее основание и закрепленные на нем плоские носители биомассы, набранные в пакет. Несущее основание выполнено жестким, а прозоры между плоскими носителями биомассы с боковых сторон пакета перекрыты сплошными перегородками,причем с одной стороны пакета перекрыты четные прозоры, а с другой стороны - нечетные. Известен отстойник-биофильтр ( 14653,МПК 02 3/00, публ. 16.08.2004 г.). Отстойникбиофильтр выполнен в виде емкости с трубопроводами ввода исходных стоков, вывода очищенных и патрубком отвода осадка, и снабжен съемными кассетами с фильтрующим материалом. Отстойная камера снабжена сигнализатором уровня осадка, установленным над приямком. Каждая емкость биофильтрации разделена на секции, в каждой из которых установлены съемные кассеты с фильтрующим материалом, дающим возможность для образования на нем биопленки. На выходе каждой емкости биофильтрации установлена съемная кассета,заполненная органическим материалом. Наиболее близким решением к предлагаемому техническому решению является элемент загрузки для биореактора, содержащий цилиндрическое основание, на средней части внешней поверхности которого,расположен слой с шаровой поверхностью, посредине которой установлен охватывающий ее плоский кольцевой перфорированный пояс. Плоские кольцевые поверхности пояса, крайние части внешней поверхности цилиндрического основания ребра, распределенные в радиальном направлении. Внешняя поверхность ребер совместно с внешней поверхностью пояса образуют шарообразную поверхность элемента. Между ребрами образованы радиально направленные полости ( 75383 1, МПК 02 3/04, публ. 10.08.2008 г.). Задачей предлагаемого технического решения является разработка несущего элемента загрузки, который расширяет арсенал средств, используемых в настоящее время. Поставленная задача решается за счет того, что полый корпус несущего элемента загрузки,предназначенный для использования в качестве носителя микробиологической пленки в процессе биологической очистки природных или сточных вод, имеет форму тела вращения, например,близкую к сфере. Поверхность каждой из полусфер образована, по крайней мере, тремя лепестками, расположенными с зазором по окружности, причем лепестки полусфер размещены в шахматном порядке относительно друг друга, а полярные зауженные концы лепестков изогнуты и введены внутрь полого корпуса с закреплением в центре сферы. Несущий элемент загрузки выполнен из полимерного или композиционного материала как единое целое с обеспечением возможности пропускания очищаемых вод после образования на его поверхностях микробиологической пленки и уменьшения площади активной поверхности. В качестве полимерного материала используют,например, полиэтилен или полипропилен. Несущий элемент загрузки выполнен, например,методом литья под давлением. Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где- на фиг. 1 представлен общий вид несущего элемента загрузки- на фиг. 2 представлен несущий элемент загрузки, вид спереди- на фиг. 3 представлен несущий элемент загрузки, вид сверху. Полый корпус 1 несущего элемента загрузки,предназначенный для использования в качестве носителя микробиологической пленки в процессе биологической очистки природных или сточных вод, имеет форму тела вращения, например,близкую к сфере. Поверхность каждой из полусфер 2 и 3 образована, по крайней мере, тремя лепестками 4, расположенными с зазором 5 по окружности, причем лепестки 4 полусфер 2 и 3 размещены в шахматном порядке относительно друг друга, а полярные зауженные концы 6 лепестков изогнуты и введены внутрь полого корпуса 1 с закреплением в центре 7 сферы. Полый корпус 1 несущего элемента загрузки выполнен из полимерного или композиционного материала как единое целое с обеспечением возможности пропускания очищаемых вод после образования на его поверхностях микробиологической пленки и уменьшения площади активной поверхности. В качестве полимерного материала используют,например, полиэтилен или полипропилен. Несущий элемент загрузки выполнен, например,методом литья под давлением. Поверхность предлагаемого несущего элемента загрузки хорошо защищена от столкновения с поверхностями других несущих элементов загрузки. Эта поверхность обеспечивает хорошее пропускание очищаемой воды и после образования 3 на поверхностях несущего элемента микробиологической пленки. Несущий элемент загрузки сочетает в себе относительно большие размеры с большой площадью поверхности, защищенной от износа и с очень хорошим прохождением через несущий элемент загрузки как очищаемой воды, так и воздуха. Предлагаемый несущий элемент загрузки позволяет получить объемную загрузку для биофильтров,обладающую высокоразвитой поверхностью для обрастания биопленкой. Предлагаемый несущий элемент загрузки позволяет достичь максимальной удельной площади поверхности, заселенной микроорганизмами, на единицу объема загрузки. Это позволяет повысить концентрацию биомассы в очистных сооружениях,что позволяет повысить степень очистки, снижает энергозатраты, повышает пропускную способность биореактора. Количество загрузки определяется производительностью, требуемой степенью очистки и назначением очистных установок и сооружений. Предлагаемый элемент загрузки прост в изготовлении, изностоек, долговечен, химически нейтрален и не токсичен. Использование полимерного материала при изготовлении несущего элемента загрузки в сочетании с используемой технологией обеспечивает тенденцию погружения несущего элемента в очищаемую воду. При этом вода и воздух будут продуваться через внутренние каналы,обеспечивая снабжение биопленки кислородом. Экспериментально установлено,что пусконаладочный период,при котором осуществляется формирование биопленки,составляет не более 25-30 суток работы биофильтра. На поверхности несущего элемента интенсивно развиваются бактерии, осуществляющие окисление органических веществ и аммонийного азота. Толщина пленки достигает до 2 мм. Отработанная биопленка выносится сточной водой. Предлагаемые несущие элементы загрузки позволяют сконструировать компактные очистные установки, удобные в эксплуатации и не требующие регенерации загрузки в течение длительного срока. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ 1. Несущий элемент загрузки, содержащий полый корпус,и предназначенный для использования в качестве носителя микробиологической пленки в процессе биологической очистки природных или сточных вод, отличающийся тем, что полый корпус имеет форму тела вращения близкую к сфере, поверхность каждой из полусфер которой образована, по крайней мере, тремя лепестками, расположенными с зазором по окружности, причем лепестки полусфер размещены в шахматном порядке относительно друг друга, а полярные зауженные концы лепестков изогнуты и введены внутрь полого корпуса с закреплением в центре сферы. 2. Несущий элемент загрузки по п.1,отличающийся тем, что он выполнен из полимерного или композиционного материала как единое целое с обеспечением возможности пропускания очищаемых вод после образования на его поверхностях микробиологической пленки и уменьшения площади активной поверхности. 3. Несущий элемент загрузки по п.2,отличающийся тем, что в качестве полимерного материала используют полиэтилен или полипропилен. 4. Несущий элемент загрузки по п.2,отличающийся тем, что он выполнен методом литья под давлением.