Биореактор
Формула / Реферат
1. Биореактор для обработки насыщенной органическими веществами воды, прежде всего из установок для мытья автомобилей (автомоек), в котором резервуар реактора содержит неподвижный слой, состоящий из пористого наполнителя, обладающего способностью адсорбировать органические ингредиенты сточных вод и заселенного колониями известных микроорганизмов, разлагающих органические ингредиенты воды, отличающийся тем, что неподвижный слой (48) расположен на проницаемом носителе (47), ниже неподвижного слоя предусмотрено водонакопительное отделение (46), которое включено перед отводом (26) для очищенной воды, который одновременно выполнен как подвод для обратной промывки, выше неподвижного слоя (48) предусмотрены подвод (24) и отвод для обратной промывки (28), а также тем, что он снабжен возвратным трубопроводом (29) с встроенным воздушным инжектором (10), для возвращения очищенной воды, насыщенной воздухом, в биореактор (8).
2. Биореактор по п.1, отличающийся тем, что проницаемый носитель (47) состоит из сетчатого сита.
3. Биореактор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что подвод (24) и(или) отвод (26) выполнены как распределительные коллекторы.
4. Биореактор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он снабжен защитой от работы всухую в биореакторе (8).
5. Биореактор по п.4, отличающийся тем, что он снабжен устройством регулирования уровня с измерительными точками, регулирующими через трубопроводы управления S минимальный и максимальный уровни воды в зависимости от соответствующего режима работы.
6. Биореактор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что отвод для обратной промывки (28) выполнен как расположенное соосно с биореактором (8) перепускное устройство, которое кверху суживается.
7. Биореактор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в качестве пористого наполнителя применяется сыпучий материал.
8. Биореактор по п.7, отличающийся тем, что пористый наполнитель состоит из угля, глины, силикагеля или цеолита в гранулированной форме или пенистых синтетических материалов.
9. Биореактор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что пористый наполнитель состоит из активированного угля или керамзита, имеющих величину частиц от 1 до 10 мм, объемный вес от 0,40x10-3 до 1,0х10-3м3/кг и площадь поверхности, равную или превышающую 500 м2.
10. Биореактор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он снабжен устройством измерения давления (40), которое включено после реактора (8).
11. Биореактор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что горизонтальная проекция резервуара реактора (8) задана одним конструктивным размером сторон (52, 53), обусловливающим ее площадь, и другие размеры сторон (54, 56), также обуславливающие площадь горизонтальной проекции, определены в зависимости от высоты резервуара (Н) для получения объема резервуара, который соответствует модулю (50, 51) модульной системы в соответствии с заданной конструктивно производительностью обрабатывающей установки и обеспечивается путем увеличения количества резервуаров (50, 51).
12. Биореактор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что горизонтальная проекция резервуара имеет вид прямоугольника или квадрата.
13. Биореактор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что резервуар имеет вертикальные плоские стенки (поз. 57-60) и плоское днище, которые изготовлены из термопластичного синтетического материала и края которых расположены рядом и примыкают друг к другу по кромке (63) и соединены с использованием текучести материала при пластической деформации, например, с использованием сварки.
14. Биореактор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в качестве термопластичного синтетического материала используется полиэтилен высокого давления.
15. Биореактор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что для соединения нескольких резервуаров модульной системы он снабжен общей рамой основания.
16. Биореактор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что задаваемым конструктивным размером стороны, обуславливающим площадь, является равная 0,8 м ширина дверного проема, образующего вход в помещение, в котором устанавливается обрабатывающая установка.
Текст
1 Изобретение относится к биореактору для обработки насыщенной органическими веществами воды, в частности, из установок для мытья автомобилей (автомоек), при этом резервуар реактора содержит неподвижный слой, состоящий из пористого наполнителя, обладающего способностью адсорбировать органические ингредиенты сточных вод, который заселяется известными в данной отрасли техники микроорганизмами, разлагающими указанные органические ингредиенты воды. Известно, что сточные моечные воды из автомоек перед сбросом в коммунальную канализацию должны быть обработаны путем применения очистных установок согласно стандартам Германии DIN 1986 и DIN 1999, чтобы они соответствовали требованиям законодательства и местной администрации. В связи с этим моечные сточные воды из автомоек очищаются механическим путем в шламоуловителе, освобождаются в значительной степени от углеводородов нефтепродуктов в отделителе легких жидкостей, собираются в накопительном баке и через контрольный колодец выводится в систему сточных вод. Дальнейшие этапы, такие как химическая и/или биологическая обработка, могут быть включены в процесс очистки сточных моечных вод и служить снижению потребности в свежей воде. Согласно патенту DE-A-26 51 483, сточная моечная вода установки для мытья автомобилей(автомойки), которая содержит биологически разлагающиеся средства для очистки и ухода, а также твердые вещества, очищается тем, что сточная вода смешивается с полимерным коагулянтом и пропускается вначале через зону осаждения при уменьшенном потоке воды, и затем проводится через адсорбирующие средства. В патенте DE-C-41 16 082 описывается способ обработки воды автомоек, в котором сточные воды, получаемые в моечных установках, очищаются механически или механически и биологически и возвращаются в моечные установки. Твердые частицы, получаемые при механической очистке, накапливаются в виде порций отходов, впоследствии удаляемых. Вредные вещества при этом способе обрабатываются механически или биологически в многоступенчатом процессе таким образом, что в первом контуре твердые вещества с углеводородами и вредными веществами из сточных вод,приходящих из автомоек, отделяются и накапливаются путем осаждения, при накапливании углеводороды и вредные вещества экстрагируются из сточных вод моечной зоны, содержащих моющие вещества, во втором контуре механически очищенная сточная вода благодаря флотации и биологическим реакциям освобождается от неразложившихся веществ. Общий недостаток известных способов состоит в том, что моечные сточные воды должны обрабатываться в применяемых многоступенча 001562 2 тых процессах. Получаемые твердые вещества,как правило, концентрат после флотации, вымываемые из транспортных средств песок и шлам, должны быть удалены как отходы, подлежащие специальной обработке. Вода и твердые вещества, накапливаемые в установке,имеют запах, который может превышать предельные значения. Повторное применение очищенных моечных сточных вод требует добавления большой доли свежей воды. Получаемый при этом остаток воды направляется через присоединяемый канал в коммунальную систему слива сточных вод. Как было показано, эти недостатки объясняются, прежде всего, неэффективной биологической очисткой сточной моечной воды. Таким образом, в основу изобретения положено решение задачи повышения эффективности биологической обработки сточной моечной воды с целью ее полного повторного использования. Обработка должна также давать возможность за короткое время без затруднений восстанавливать моющую активность, находящуюся на низком уровне. Это должно достигаться благодаря согласованию эффективно работающего биореактора с требованиями к очистительным агрегатам автомоек. Задача решается при помощи биореактора названного в начале типа, в котором на проницаемом носителе находится неподвижный слой,ниже неподвижного слоя предусмотрен водосборник, который расположен перед отводом для очищенной воды, причем отвод одновременно выполнен как подвод для обратного потока, а выше неподвижного слоя предусмотрены подвод, а также отвод для обратного потока. Предпочтительная конструктивная форма является предметом дополнительных пунктов формулы изобретения. Биореактор, согласно изобретению, наполнен материалом в виде неподвижного слоя,предназначенного для адсорбирования углеводородов нефтепродуктов и средств ухода за автомобилем, имеющим при этом такие пористость и поверхность, которые способствуют поселению колоний микроорганизмов. Эта зона поселения необходима, чтобы образованный бактериями дерн не разрывался сдвигающей силой протекающего сквозь него потока воды и не выносился из системы. Ниже неподвижного слоя имеется водосборник, который, благодаря проницаемому носителю, проще говоря, сетчатому ситу, отделен от неподвижного слоя, чтобы материал неподвижного слоя не выносился из рабочей зоны. Из этого водосборника вода откачивается в сторону через стенку резервуара или вверх при помощи специально введенной трубы. Благодаря входному и выходному коллекторам (пучкам труб в виде пауков), подвод и отвод выполнены так, что равномерное распределение воды и равномерный характер потока достигается и при 3 обычном режиме работы, и при обратной промывке. При обратной промывке биореактора, который время от времени должен без затруднений промываться, удаляются взвешенные вещества и избыточные микроорганизмы из резервуара реактора, чтобы выдержать требуемую проницаемость. Обратная промывка осуществляется в режиме противотока снизу вверх через специально установленное сливное и перепускное устройство. Это сливное и перепускное устройство имеет суживающееся кверху конусное сечение, что приводит к сужению общего сечения реактора и высокой скорости течения потока при обратной промывке. Высокая скорость течения потока при обратной промывке используется для того, чтобы всплывающие диспергированные вещества удалить без остатка из области подвода. Измерительный зонд для регистрации величины уровня, введенный с целью организации регулирования потока, и защита насоса от работы всухую с помощью технических средств автоматического управления связаны в общую систему данной обрабатывающей установки и позволяют выполнить необходимое согласование различных условий эксплуатации и времени мойки, обеспечить, что является важным, правильный режим обратной промывки и ночную работу в автоматическом режиме, а также автоматическую подпитку свежей водой. Биореактор, согласно изобретению, применяется в способе, который содержит этапы механической и биологической обработки. Этап механической обработки содержит шламоуловитель, в котором проходит осаждение крупных частиц грязи. В общем, здесь речь идет о минеральных частицах, которые, однако, часто загрязнены нефтепродуктами. Крупные частицы нефтепродуктов, например, от вощения или грунтования автомобиля, также попадают в шламоуловитель. В значительном объеме биологическая обработка шламовых скоплений происходит также в шламоуловителе. Благодаря обратной промывке фильтрационной установки и биореактора, описываемых ниже, в шламоуловитель всегда попадают микроорганизмы, разлагающие нефтепродукты, которые там поселяются и выполняют свое предназначение. Этим способом микроорганизмами разлагается большая часть органических скоплений в шламоуловителе. Проведенные эксперименты показали, что содержимое шламоуловителя после нескольких месяцев разлагается в гумусоподобную массу,которая не загрязнена компонентами нефтепродуктов и от которой можно без затруднений избавиться одновременно с бытовыми отходами. После прохождения через шламоуловитель сточная вода попадает в резервуар, который, по существу, служит в качестве буфера и из кото 001562 4 рого вода непрерывно закачивается в биореактор по изобретению, протекая через фильтрационную установку. Действие резервуара в качестве буфера имеет при этом два аспекта, вопервых, количественный аспект, так как при изменяющейся частоте использования автомоек в биореактор должен подаваться непрерывный поток сточной воды. Но, во-вторых, резервуар служит также в качестве бака для разжижения высококонцентрированного осадка грязи, который при очистке особенно загрязняется или насыщается характерными для загрязненного автомобиля вредными веществами. Когда речь идет о фильтрационной установке, имеется в виду обыкновенный фильтр для удаления взвешенных веществ, который,например, состоит из нескольких чередующихся слоев мелкого или крупного гравия. Сточная вода может протекать через фильтр для удаления взвешенных веществ по или против направления действия силы тяжести, фильтр должен функционировать в прямом и обратном (при осуществлении обратной промывки) направлении по отношению к направленности общего процесса очистки воды, а также иметь возможность замены без затруднений материалов фильтра. Материалы, заполняющие фильтр для удаления взвешенных веществ, располагаются целесообразным способом на листе с отверстиями или на подобной конструкции, под которой находится отвод. Фильтр для удаления взвешенных веществ подключен дополнительно к биореактору, согласно изобретению, по направлению действия силы тяжести на сточную воду и содержит на своем наполнителе микроорганизмы, которые разлагают скопления грязи в сточной воде, образующейся в автомойке. При этом речь идет,как правило, о бактериях, поглощающих кислород, которые известны в данной отрасли техники и которые могут быть получены с использованием известных механизмов селекции. Очищенная вода, выходящая из биореактора, собирается затем в резервуаре очищенной воды и оттуда подается в автомойку для повторного применения. Понятно, что из-за постоянных потерь циркулирующей воды вследствие испарения и уноса помытыми автомобилями должна производиться подпитка очищенной воды. На экспериментальной установке показано, что таким способом очищенная и добавленная сточная вода может, без сомнения, проходить более 10000 циркуляционных циклов. Биореактор состоит из неподвижного слоя,представляющего собой пористый наполнитель,который может адсорбировать органические ингредиенты сточной воды и который представляет необходимую микроорганизмам достаточную опору для поселения. Микроорганизмы на поверхности наполнителя и в порах образуютдерн, который фильтрует протекающую сточ 5 ную воду и который поглощает содержащиеся в ней частицы грязи и питательных веществ. Адсорбирующее действие наполнителя способствует этому процессу тем, что компоненты, адсорбированные из сточной воды, подаются микроорганизмам. Для того чтобы обеспечить достаточную проницаемость неподвижного слоя для моечной воды, предлагается пористый наполнитель целесообразным способом выполнить в форме желобообразной постели, что позволяет кроме непосредственных полостей пор использовать дополнительное пространство между отдельными частицами наполнителя. Пригодными пористыми материалами наполнителя являются,например, уголь, глина, силикагель или цеолит в гранулированной форме, или также пенистые синтетические материалы с достаточно большим объемом пор, например, полиуретан, полистирол или подобные им. Наиболее пригодный материал имеет, например, величину частиц от 1 до 10 мм, плотность после вибрации от 0,25 х 103 до 1,0 х 103 кг/м 3, объем пор от 0,40 х 10-3 до 1,0 х 10-3 м 3/кг и площадь поверхности более чем 500 м 2. Однако также могут быть применены другие материалы с сопоставимыми физическими характеристиками. Понятно, что биореактор должен регулярно промываться в обратном направлении, чтобы он не засорялся взвешенными частицами или не блокировался из-за чрезмерного роста бактерий. Обратная промывка биореактора происходит так, что вымываемые материалы переносятся в обратном направлении в шламоуловитель, где со своей стороны могут развивать деятельность бактерии, разлагающие поступающие вещества,содержащие нефтепродукты. Целесообразно поддерживать биореактор в работающем состоянии в то время, когда моечные работы производятся нечасто, путем поддержания так называемого режима ночной работы. Для этого очищенная вода целесообразным способом возвращается в резервуар и оттуда через фильтр для удаления взвешенных веществ поступает в биореактор. Благодаря циркуляции обеспечивается постоянное протекание воды через реактор, а также регулярное снабжение питательными веществами из резервуара. Одновременно достигается то, что скопления грязи, содержащиеся в резервуаре, ночью медленно разлагаются, это приводит к тому, что подведенная на следующий день новая партия сточной воды прежде всего сразу разбавляется относительно очищенной водой резервуара, и тем самым уменьшается внезапное возрастание нагрузки на микроорганизмы. Как уже упоминалось, биореактор при работе поглощает кислород. При этом, как правило, кислорода, содержащегося в моечной воде, не достаточно. Поэтому целесообразно подавать в биореактор кислород или воздух, удобнее всего через воздушный инжектор. Для этого часть вытекающей 6 из биореактора воды отводится, насыщается воздухом и возвращается в биореактор. Но можно также, без сомнений, возвращать в биореактор воду из емкости очищенной воды, где она до этого насыщалась воздухом. Емкость очищенной воды собирает очищенную воду, отводимую из биореактора, и предоставляет ее для повторного применения в моечных циклах. Достаточно большой объем емкости обеспечивает то, что воды хватает не только для целей очистки, но также и для обеспечения процесса обработки (обратная промывка, ночная работа). Очищенная вода, подаваемая в моечную установку, может сначала стерилизоваться путем обеззараживания, например, с помощью ультрафиолетового излучения. Понятно, что средства ухода, используемые в процессе мойки, не содержат биостатических или биоцидных компонентов и полностью биологически разлагаются. Скорость биологического разложения следует учитывать при выборе размеров обрабатывающей установки, чем быстрее разложение, тем меньшие внутренние размеры резервуара, биореактора и емкости очищенной воды можно принять. Принимается,что для средних автомоек шламоуловитель, резервуар и емкость очищенной воды должны иметь принимаемый объем от 6 м 3 и емкость фильтра и биореактора - от 1 м 3 до 1,5 м 3. В качестве материалов для всех трубопроводов и резервуаров подходят как коррозионностойкие металлы, так и соответствующие требованиям синтетические материалы, в частности, армированный стекловолокном синтетический материал или полиэтилен высокого давления. Итак, обобщая, сточная моечная вода, получаемая в моечной установке, проходит через известные шламоуловитель и резервуар и из последнего через фильтр для удаления взвешенных веществ подается в работающий с поглощением кислорода биореактор. Наполнитель неподвижного слоя пористый,имеет специфическую поверхность большой площади, может адсорбировать ингредиенты воды и служит для поселения специальных микроорганизмов. Вода,находящаяся в реакторе, постоянно циркулирует, благодаря циркуляционному насосу,и через соответствующее устройство, предпочтительно инжектор, без создания давления насыщается кислородом,предпочтительно кислородом воздуха из окружающей атмосферы. Скорость циркулирования может варьироваться в широких пределах. Она выбирается таким образом, чтобы не повреждалась биологическая пленка. Сточная моечная вода из биореактора через перепускное регулирующее устройство поступает в емкость очищенной воды. Отсюда она, восстановившись на 100%, при необходимости через установку для обеззараживания,поступает в моечный процесс. Обратная промывка биореактора необходима, когда перепад давлений между входом и 7 выходом фильтра для отделения взвешенных веществ или резервуара реактора достигает предельного значения, например, 50 кПа, используемого в качестве критерия для определения загруженности фильтра задерживаемыми взвешенными веществами или, соответственно, остатка в биореакторе биологических средств. Кроме того, как оказывается, биореактор,согласно изобретению, пригоден для того, чтобы принимать и обрабатывать загрязненную воду из участков цехов и бензозаправочных колонок. Поэтому понятно, что наряду с получаемой в автомойке сточной водой, в дальнейшем может обрабатываться и сточная вода другого вида. В этом отношении биореактор, согласно изобретению, может заменить установки, требующиеся для очистки атмосферных осадков,как это требуется для автозаправочных станций. Впрочем, реактор, согласно изобретению, можно выгодно применить также и в других направлениях. Для резервуара реактора стандартным путем выбирается на основании его загрузки, прежде всего, с учетом объема сточной воды, в соответствии со структурным строением резервуара и аппаратов для конкретных статических нагрузок, оптимальная конструкция в виде цилиндра предпочтительно с выпуклым днищем и крышкой, представляющая собой сварную конструкцию, изготавливаемую из металлических листов. Для многих направлений применения биореактора, согласно изобретению и примеру применения для установок по очистке сточных вод автомоек, такой резервуар, тем не менее, не является оптимальным. В этом и других случаях применения изобретения резервуар реактора и,в данном случае, конструктивные узлы обрабатывающей установки, работающие совместно с ним, помещаются в ограниченном помещении,которое расположено у автомоек предпочтительно непосредственно рядом с линией мойки. В связи с ограниченной высотой помещения с учетом получаемого количества сточной воды определяется диаметр цилиндра, который больше, чем ширина обычного дверного проема, но который представляет собой требуемую величину. Так как обычный цилиндрический резервуар плохо согласуется с таким дверным проемом, обычно на практике в таком случае в стене помещения выламывается достаточно большой монтажный проем, через который резервуар реактора доставляется в помещение,после такой установки этот выполненный в стене проем снова закрывается. Связанные с этим затраты и обусловленная этим возникающая опасность для статического положения здания являются существенными недостатками. Согласно изобретению, предложено устраняющее этот недостаток и выгодное решение для обрабатывающих установок с биореактором, которое можно применять при любом объеме сточной воды. Согласно основной идее изо 001562 8 бретения, которая отражена в пункте 12 формулы изобретения, горизонтальная проекция резервуара реактора в предварительно заданных размерах, обуславливающих площадь, содержит предварительно заданный конструктивный размер стороны, соответствующий в приведенном примере чаще всего размеру нормального дверного проема помещения для установки резервуара реактора, этот размер в горизонтальной проекции резервуара, согласно изобретению,может быть использован как базовая величина. Так как высота помещения, как правило, также является предварительно заданным конструктивным размером и, с другой стороны, исходя из объема сточной воды, объем обрабатывающей установки задается автоматически, отсюда получаются другие размеры, обусловливающие площадь резервуара реактора, с тем, чтобы резервуар реактора, который образуется модулями модульной системы, обрабатывал объем сточной воды конкретной установки для очистки сточной воды с помощью одного или большего количества модулей, то есть параллельно включенных резервуаров. Изобретение полезно потому, что оно помогает строителям в выборе конструкции здания и особенно в выборе размеров, обусловливающих площадь для осуществления монтажа обрабатывающей установки, при этом допускается значительная свобода выбора конфигурации конструкции и не требуется выполнять предварительные или окончательные изменения конструкции здания с целью согласования с монтажом и установкой резервуара реактора. На практике показано, что варианты исполнения изобретения согласно п. 13 формулы изобретения наилучшим образом подходят для конструирования резервуара реактора так, чтобы удовлетворить предварительно заданные конструктивными размерами требования. Если взять за основу нормальный дверной проем шириной 0,8 м 2, то приходят, как правило, к почти квадратной четырехугольной горизонтальной проекции, хотя, естественно, возможны также и другие формы горизонтальной проекции, чтобы использовать преимущества изобретения. В упомянутом случае короткая сторона прямоугольника является предварительно заданным конструктивным размером, обусловливающим площадь горизонтальной проекции резервуара. Помимо предварительного задания конструктивных размеров имеется возможность задавать размеры резервуара, исходя из нагрузки резервуара реактора, а также имеется возможность придавать резервуару форму, которая не соответствует обычной цилиндрической форме. Это отражено в п. 14 формулы изобретения. Как было неожиданно обнаружено, резервуар, изготовленный из термопластичного синтетического материала, сварная конструкция которого состоит из плоских панелей, обнаруживает достаточную собственную жесткость, чтобы, прежде 9 всего, статические нагрузки заполнителя, в частности, сточной воды, переносить в основном без деформирования. Использован синтетический материал, в частности, так называемый полиэтилен высокого давления, это является предметом пункта 15 формулы изобретения. Плоские стены и плоское днище такого резервуара имеют также другое преимущество. Они позволяют устанавливать резервуары в заданном количестве из модульной системы, используя экономящее пространство расположение "стена к стене". Это действительно даже тогда, когда для моечной установки используется лишь один модуль, т.к. многогранную горизонтальную проекцию можно лучше разместить на горизонтальной проекции здания, чем обычное круглое сечение резервуара. Поэтому при расположении "стена к стене" нескольких модулей оптимально используется имеющееся в распоряжении помещение, горизонтальная проекция которого имеет обычный вид, особенно если горизонтальная проекция резервуара имеет вид от прямоугольного до квадратного. В таком случае рекомендуется, однако, использовать признаки п. 16 формулы изобретения, в которых показано, как добиться оптимального упорядочения нескольких модулей модульной системы с рамой основания. Изобретение более подробно поясняется последующими фигурами. Фиг. 1 - схематическая конструктивная форма биореактора, согласно изобретению. Фиг. 2 - схема включения биореактора по изобретению, согласно фиг. 1, в общую установку для обработки сточной воды. Фиг. 3 - конструктивные единицы предпочтительной формы биореактора, согласно изобретению, при обратной промывке. Фиг. 4 - схематическое перспективное изображение сборки двух модулей. Фиг. 5 - разрез вдоль линии V-V фиг. 4. Биореактор, согласно фиг. 1, состоит из резервуара реактора 8, который в свою очередь состоит из трех отделений, а именно нижнего водонакопительного отделения 46, неподвижного слоя 48 и верхнего подводящего отделения 49. Между нижним водонакопительным отделением 46 и неподвижным слоем 48 находится проницаемый носитель 47, представляющий собой, например, сетчатое сито или лист с отверстиями, который надежно предотвращает просыпание наполнителя неподвижного слоя. Разграничение верхнего подводящего отделения 49 и неподвижного слоя 48 необходимо лишь тогда, когда наполнитель неподвижного слоя 48 состоит из специфического легкого материала, который в обычных условиях под действием потока воды при обратной промывке всплывает. В этом случае может также использоваться водопроницаемая мембрана. Очищаемая вода попадает через трубопроводы 27 и 29 к распределительному коллектору 10 24 в верхнее подводящее отделение 49. После прохождения через неподвижный слой 48 вода при помощи насоса 31 отводится из нижнего накопительного отделения 46 через отводящий коллектор и трубопровод 30. Очищенная вода из трубопровода 30 и воздух через трубопровод 32 смешиваются инжектором 10, прежде чем попасть через вентиль 35 в емкость очищенной воды. Часть воды из трубопровода 30, насыщенная после инжектора 10 воздухом, через вентиль 34 и трубопровод 33 возвращается назад в трубопровод 29 и биореактор 8, чтобы там удовлетворить потребность микроорганизмов в кислороде. Напор в трубопроводах внутри системы постоянно контролируется, пункт измерения давления 40 определяет давление в трубопроводе 30 и служит для расчета перепада давления между входом и выходом из биореактора 8. При падении давления в трубопроводе 30 по отношению к давлению на входе, что указывает на засорение неподвижного слоя, активизируется система обратной промывки, при этом после открытия и закрытия соответствующих вентилей через трубопровод 17 очищенная вода подается под давлением в отводящий трубопровод 30, благодаря чему направление течения воды меняется на противоположное. Очищенная вода попадает через коллектор 26 в нижнюю накопительную камеру и подается под давлением через неподвижный слой 48 в верхнее подводящее отделение 49, откуда через перепускное устройство 28 и трубопровод 14 поступает в шламоуловитель. Подводящий трубопровод 27 или 29 через коллектор 24 в этом случае запирается. Устройство регулирования уровня 25,имеющее различные измерительные точки,служит для контроля уровня воды в биореакторе 8 и связано через трубопровод управления S с насосом 31 и центром управления. При нормальном режиме уровень воды поддерживается постоянным между обеими измерительными точками верхнего подводящего отделения 49. Дальняя измерительная точка в нижнем накопительном отделении 46 необходима, когда неподвижный слой 48 при обслуживании или из других соображений осушается. На фиг. 2 показывается общий процесс. Одинаковые цифры обозначают одинаковые позиции. Пунктирные линии обозначают трубопроводы управления, служащие для обеспечения функционирования установки. Сточная вода из моечной установки, мастерских или вода после мойки площадей бензозаправочных колонок приходит через подводящий трубопровод 1 в шламоуловитель 2, где происходит осаждение крупных частиц грязи. Трубопровод 21 ведет далее в резервуар 3, который служит в качестве буфера для сточной воды, освобожденной от крупных частиц грязи. В 11 резервуаре 3 находится устройство для регулирования уровня воды 4 с верхней и нижней точками включения. Вода из резервуара 3 через заборник 5 и нагнетательный насос 6, которые в предлагаемом варианте исполнения образуют единый блок, через трубопровод 22 поступает в фильтр 7 для удаления взвешенных веществ. Трубопровод 23, который блокируется вентилем, позволяет брать пробы загрязненной воды из трубопровода 22. В фильтр для удаления взвешенных веществ 7 вода попадает из резервуара 3 через распределительный коллектор 24. Фильтр заполнен чередующимися слоями крупного и мелкого гравия, через которые вода протекает сверху вниз. Через коллектор 26 отфильтрованная сточная вода посредством насоса 9 отводится через трубопровод 27. Устройство регулирования уровня 25 предотвращает работу всухую фильтрующего устройства, однако имеется также нижняя точка включения, поскольку фильтрующее устройство может в большей или меньшей мере опорожняться. Перепускное устройство 28 возвращает воду через трубопровод 14 назад в шламоуловитель 2, что необходимо в случае обратной промывки фильтра 7. Через коллектор 26 отводимая из фильтра вода попадает через трубопровод 27 и насос 9, а также трубопровод 29 в биореактор 8. Там с помощью коллектора 24 вода распределяется по поверхности находящегося в биореакторе пористого наполнителя, желательно состоящего из гранул активированного угля с большим объемом пор, разделенных достаточными пустыми промежутками между отдельными частицами. Пористый наполнитель заселен микроорганизмами, разлагающими органические загрязнения,выделенные из сточной воды. Сточная вода протекает через неподвижный слой биореактора сверху вниз через коллектор 26 биореактора 8, а также с помощью насоса 31 по трубопроводу 30 в емкость очищенной воды 11. Устройство регулирования уровня 25 обеспечивает, подобно аналогичному устройству в фильтре для удаления взвешенных веществ 7, достаточное наполнение биореактора 8. Инжектор, встроенный в трубопровод 30,насыщает воздухом, засасываемым через трубопровод 32, воду, отводимую из биореактора 8. Насыщенная воздухом вода не только поступает по трубопроводу 30 в емкость очищенной воды 11, но частично также возвращается по трубопроводу 33 в биореактор, где обеспечивает достаточное снабжение кислородом реактора и микроорганизмов. Магнитные вентили 34 и 35 регулируют правильное распределение насыщенной воздухом воды между биореактором 8 и емкостью очищенной воды 11. Также возможен прерывистый режим работы биореактора 8, при котором циркуляция осуществляется через трубопровод 38, который берет на себя снабжение 12 воздухом. В начале процесса полностью очищенная вода подается в емкость 11. Емкость очищенной воды 11 получает из биореактора 8 биологически очищенную воду. Устройство регулирования уровня 36 служит для того, чтобы емкость 11 была заполнена достаточным количеством воды для поддержания как режима мойки, так и режима ночной циркуляции. Для случая, когда количество циркулирующей воды недостаточное, через трубопровод 12 может быть подана свежая вода. Из емкости очищенной воды 11 вода посредством насоса 15 отводится по трубопроводу 37 и подается через рабочий трубопровод 13 в моечную установку. Стерилизационная установка 18 (предпочтительно на основе ультрафиолетового излучения, чтобы избежать добавления бактерицидных средств) служит для получения стерильной моечной воды. Резервуар буфера 19, наполненный воздухом, совместно с насосом 15, обеспечивает равномерное течение воды в подключаемое хранилище моечной воды. Прибор для измерения давления 39 служит при этом для контроля и управления напора воды. Как альтернативный вариант, отвод 38 ведет в канализацию и предназначен для того,чтобы во время превышения среднего значения выхода воды отводить излишек. Это особенно целесообразно тогда, когда очистная установка нагружается большим количеством воды с участков, прилегающих к АЭС. В противном случае установка работает в режиме стопроцентной циркуляции воды. В трубопроводах 27 и 30, идущих соответственно к биореактору и емкости очищенной воды, находятся следующие точки измерения давления, передающие исходные сигналы в пункт измерения давления 40. Они служат для контроля рабочего давления насосов 9 и 10. Для случая, когда в одном из этих резервуаров имеется значительное засорение частицами грязи или биомассы, начинается обратная промывка из емкости очищенной воды 11 через трубопровод 37, насос 15 и трубопроводы 16 и 17 в фильтр для удаления взвешенных веществ 7 и биореактор 8. Вода поступает в реакторы через нижние коллекторы 26 и вымывает частицы грязи или биомассы через перепускное устройство 28 и трубопровод 14 в шламоуловитель 2. Таким образом в шламоуловитель 2 попадают также микроорганизмы, которые могут заселять его и там производить биологическую очистку осажденной грязи. Во время небольшой моечной активности,например, ночью, в конце недели или в праздничные дни, желательно поддерживать циркуляцию воды, чтобы работали фильтры для удаления взвешенных веществ и биореактор. Эта циркуляция начинается в емкости очищенной воды 11 и идет в обратном направлении через трубопровод 37, насос 15 и трубопровод 43 в 13 резервуар 3. При этом магнитный вентиль 44 открыт центральным устройством управления. Одновременно запорные вентили 41 и 42 к моечным установкам и к трубопроводам обратной промывки, соответственно, одновременно закрыты. Циркуляция происходит так же, как и при нормальном режиме очистки: из резервуара 3 через фильтр для удаления взвешенных веществ 7 и биореактор 8 в емкость очищенной воды. При длительно поддерживаемой циркуляции качество воды, циркулирующей и находящейся в участвующих в циркуляции резервуарах, постепенно приближается к качеству воды в емкости очищенной воды 11. На фиг. 3 показываются особенности варианта исполнения биореактора 8 относительно его перепускного устройства 28. В случае обратной промывки вода обратной промывки из емкости очищенной воды идет через трубопровод 30 в нижнее накопительное отделение 46. Из накопительного отделения 46 вода через сетчатое сито 47 поступает в неподвижный слой 48, промывает его и выносит отстающие частицы и не крепко приставшие микроорганизмы в верхнее отделение 49. Отводящаяся вода обратной промывки следует через перепускное устройство 28, которое имеет воронкообразную или блюдцеобразную форму, и вливается в отводящий трубопровод 14. Воронкообразная или блюдцеобразная форма перепускного устройства 28 с суживающимся кверху сечением ведет к ускорению потока воды по пути наверх, так что оторванные частицы ускоряются и переливаются через край перепускного устройства 28 в оболочку и оттуда в трубопровод 14. Поэтому поток обратной промывки проходит в область неподвижного слоя, затем, относительно равномерно распределившись, выше, затем, сразу ускорившись, переходит в верхнюю область, так что частицы грязи имеют возможность, ускоряясь, попадать в перепускное устройство. Как видно из фиг. 4, для биореактора 8 данной обрабатывающей установки необходимы два резервуара реактора 50 и 51. Оба резервуара 50 и 51 по своим конструкции и объему идентичны. Каждый резервуар соответствует модулю модульной системы, соответствие которой конструктивно заданной производительности очистной установки достигается путем увеличения количества модулей. Так как горизонтальная проекция резервуара реактора 8 состоит из горизонтальных проекций обоих модулей 50 и 51, то она соответствует удвоенной горизонтальной проекции одного модуля, конфигурация которой образуется короткими сторонами прямоугольника 52, 53 и длинными сторонами прямоугольника 54, 56. Длина коротких сторон прямоугольника 52, 53 в рассматриваемом примере конструкции соответствует предварительно заданной конструктивным размером стороны величине, которая, например, задается,исходя из ширины нормального дверного про 001562 14 ема - 0,8 м, благодаря чему оба модуля должны проходить в двери, если они устанавливаются в помещении, размер входа в которое обусловлен дверным проемом. Дальнейшие размеры, обусловливающие площадь, задаются сторонами прямоугольника 54, 56 одинаковой длины, величина которой получается, исходя из желаемого объема резервуара и с учетом высоты резервуара Н. Отсюда высота резервуара, как правило, также задается, исходя из требований монтажа и (или) высоты помещения. Благодаря увеличению количества резервуаров 50 и 51, получается затем конструктивно заданный объем обрабатывающей установки. Тогда как горизонтальная проекция резервуара определена конструктивно заданным размером L, размер резервуара l для модуля может быть выбран. Таким образом можно выбрать каждый объем обрабатывающей установки с модулями 50 и 51. Резервуар имеет вертикальные плоские стенки (позиции 57-60), и не показанное на фиг. 4 и 5 плоское днище. Изображенные частично на фиг. 5, вертикальные стенки 57 и 58, выполнены из термопластичного синтетического материала в форме панелей 61 и 62 одинаковой толщины. Эти панели соединены друг с другом своими краями, которые расположены рядом и примыкают друг к другу по кромке 63 при помощи сварного шва 64. Такое сварное соединение повышает надежность совместно с достижением обусловленной размерами достаточной прочности панелей резервуара, имеющего жесткость, обусловленную его формой, и установленного в такое положение, что воспринимаемые им нагрузки почти полностью компенсируются и не вызывают деформации. В качестве термопластичного синтетического материала может быть применен так называемый полиэтилен высокого давления. Для соединения модулей 50 и 51 и правильного их монтажа предусмотрена рама основания 65, состоящая из жестких при работе на изгиб металлических профилей 65. Составные части рамы, некоторые из которых обозначены позициями 66-68, соединяются в рамную конструкцию, при этом по углам составные части могут также друг с другом образовывать соединения с использованием течения материала при пластической деформации, в особенности, обеспечивающие жесткость при работе на изгиб сварные соединения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Биореактор для обработки насыщенной органическими веществами воды, прежде всего из установок для мытья автомобилей (автомоек), в котором резервуар реактора содержит неподвижный слой, состоящий из пористого наполнителя, обладающего способностью адсор 15 бировать органические ингредиенты сточных вод и заселенного колониями известных микроорганизмов, разлагающих органические ингредиенты воды, отличающийся тем, что неподвижный слой (48) расположен на проницаемом носителе (47), ниже неподвижного слоя предусмотрено водонакопительное отделение (46),которое включено перед отводом (26) для очищенной воды, который одновременно выполнен как подвод для обратной промывки, выше неподвижного слоя (48) предусмотрены подвод(24) и отвод для обратной промывки (28), а также тем, что он снабжен возвратным трубопроводом (29) с встроенным воздушным инжектором (10), для возвращения очищенной воды,насыщенной воздухом, в биореактор (8). 2. Биореактор по п.1, отличающийся тем,что проницаемый носитель (47) состоит из сетчатого сита. 3. Биореактор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что подвод (24) и(или) отвод (26) выполнены как распределительные коллекторы. 4. Биореактор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он снабжен защитой от работы всухую в биореакторе (8). 5. Биореактор по п.4, отличающийся тем,что он снабжен устройством регулирования уровня с измерительными точками, регулирующими через трубопроводы управления S минимальный и максимальный уровни воды в зависимости от соответствующего режима работы. 6. Биореактор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что отвод для обратной промывки (28) выполнен как расположенное соосно с биореактором (8) перепускное устройство, которое кверху суживается. 7. Биореактор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в качестве пористого наполнителя применяется сыпучий материал. 8. Биореактор по п.7, отличающийся тем,что пористый наполнитель состоит из угля, глины, силикагеля или цеолита в гранулированной форме или пенистых синтетических материалов. 9. Биореактор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что пористый наполнитель состоит из активированного угля или керамзита, имеющих величину частиц от 1 до 10 мм, объемный вес от 0,40x10-3 до 16 1,0 х 10-3 м 3/кг и площадь поверхности, равную или превышающую 500 м 2. 10. Биореактор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он снабжен устройством измерения давления (40),которое включено после реактора (8). 11. Биореактор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что горизонтальная проекция резервуара реактора (8) задана одним конструктивным размером сторон(52, 53), обусловливающим ее площадь, и другие размеры сторон (54, 56), также обуславливающие площадь горизонтальной проекции,определены в зависимости от высоты резервуара (Н) для получения объема резервуара, который соответствует модулю (50, 51) модульной системы в соответствии с заданной конструктивно производительностью обрабатывающей установки и обеспечивается путем увеличения количества резервуаров (50, 51). 12. Биореактор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что горизонтальная проекция резервуара имеет вид прямоугольника или квадрата. 13. Биореактор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что резервуар имеет вертикальные плоские стенки (поз. 57-60) и плоское днище, которые изготовлены из термопластичного синтетического материала и края которых расположены рядом и примыкают друг к другу по кромке (63) и соединены с использованием текучести материала при пластической деформации, например, с использованием сварки. 14. Биореактор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в качестве термопластичного синтетического материала используется полиэтилен высокого давления. 15. Биореактор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что для соединения нескольких резервуаров модульной системы он снабжен общей рамой основания. 16. Биореактор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что задаваемым конструктивным размером стороны,обуславливающим площадь, является равная 0,8 м ширина дверного проема, образующего вход в помещение, в котором устанавливается обрабатывающая установка.
МПК / Метки
МПК: C02F 3/06
Метки: биореактор
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/10-1562-bioreaktor.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Биореактор</a>
Предыдущий патент: Бифенилсульфонамидные ингибиторы матричных металлопротеиназ.
Следующий патент: Натриевая соль поли-/2,5-дигидрокси-фенилен/-4-тиосульфокислоты линейного строения , как регулятор метаболизма клетки и способ ее получения
Случайный патент: Производные 4-(индазол-5-ил-амино)-2-фенилхиназолина