RU2064451C1

RU2064451C1 - Bioreactor

Info

Publication number: RU2064451C1
Application number: SU925035392A
Authority: RU
Inventors: Леонид Григорьевич Корниевский; Андрей Георгиевич Титов; Анатолий Павлович Никулин
Original assignee: Леонид Григорьевич Корниевский; Андрей Георгиевич Титов; Анатолий Павлович Никулин
Priority date: 1992-04-01
Filing date: 1992-04-01
Publication date: 1996-07-27

Abstract

FIELD: aerobic and anaerobic treatment of waste water. SUBSTANCE: bioreactor includes a framework with charge, a pipeline for fed liquid and gas, and an outlet pipeline for treated liquid and gas. The reactor is provided with an aerator-mixer having an ejector in its upper portion. The aerator-mixer is connected with the lower portion of the bioreactor framework, whereas the ejector is connected with the outlet pipeline for the treated water. EFFECT: improved mass-exchange characteristics, simplified design of the bioreactor, its cheaper manufacturing and assembling. 1 dwg

Description

Изобретение относится к аэробной и анаэробной очистке сточных вод и может быть использовано для получения целевых продуктов с помощью иммобилизованных микроорганизмов и ферментов. The invention relates to aerobic and anaerobic wastewater treatment and can be used to obtain the target products using immobilized microorganisms and enzymes.

Сооружение с псевдоожиженным слоем в нисходящем потоке имеет центральную трубу, под которой расположен аэратор. Создаваемый аэратором поток обеспечивает необходимую степень рециркуляции для псевдоожижения загрузки в нисходящем потоке вокруг центральной трубы. В этом сооружении имеется верхний распределитель циркуляционного потока и находящийся над ним распределитель поступающей сточной воды. В качестве загрузки используется легкий материал "перлит" /Патент США N 4454038, кл. C 02 F 3/08, 1984/. The fluidized bed structure in the downstream has a central pipe under which an aerator is located. The flow generated by the aerator provides the necessary degree of recirculation to fluidize the charge in a downward flow around the central pipe. This building has an upper circulation flow distributor and an incoming wastewater distributor located above it. As the load, a lightweight perlite material is used / US Patent N 4454038, class. C 02 F 3/08, 1984 /.

Недостатками этого сооружения являются сложность конструкций аппарата и распределителей воздушных и водных потоков, необходимость использования нагнетателей воздуха и технического кислорода. The disadvantages of this structure are the complexity of the design of the apparatus and the distributors of air and water flows, the need to use blowers of air and technical oxygen.

Целью настоящего изобретения является упрощение конструкции аппарата, улучшение массообменных и эксплуатационных характеристик. The aim of the present invention is to simplify the design of the apparatus, improving mass transfer and operational characteristics.

Указанная цель достигается тем, что предлагаемый биореактор, содержащий корпус с загрузкой и трубопроводы обработанной жидкости и газа, снабжен аэратором-смесителем с расположенными в его верхней части эжектором и патрубком подачи исходной воды, аэраторсмеситель соединен с нижней частью корпуса биореактора, а эжектор с трубопроводом отвода обработанной жидкости и циркуляционным контуром. This goal is achieved by the fact that the proposed bioreactor, containing a housing with loading and pipelines of the treated liquid and gas, is equipped with an aerator-mixer with an ejector located in its upper part and a source of water supply pipe, an aerator is connected to the lower part of the bioreactor body, and an ejector with a discharge pipe treated liquid and circulation circuit.

На чертеже показан биореактор в продольном разрезе. The drawing shows a bioreactor in longitudinal section.

Биореактор состоит из корпуса /биоокислителя/ 1 и аэраторасмесителя 2, соединенных трубой 3, эжектора 4, металлической сетки 5 для удержания загрузки, промежуточной емкости 6, циркуляционного насоса 7, циркуляционного трубопровода 8 и трубопровода 9 отвода жидкости, трубопровода 10 для подачи исходной воды патрубка 11 ввода газа, насоса 12 ввода жидкости, трубопровода 13 отвода газа и регулирующих вентилей 14. The bioreactor consists of a casing / biooxidant / 1 and aeration mixer 2 connected by a pipe 3, an ejector 4, a metal mesh 5 to hold the load, an intermediate tank 6, a circulation pump 7, a circulation pipe 8 and a liquid discharge pipe 9, a pipe 10 for supplying the source water of the pipe 11 gas inlet, liquid inlet pump 12, gas outlet pipe 13 and control valves 14.

Биореактор работает следующим образом. The bioreactor operates as follows.

В установившемся режиме очищаемая вода из промежуточной емкости подается циркуляционным насосом по циркуляционному трубопроводу 8 в эжектор 4, где она смешивается с засасываемым через патрубок из атмосферы воздухом. Из эжектора 4 газонасыщенная струя воды с большой скоростью выводиться в аэратор-смеситель 2, в котором продолжается смешение воздуха с очищаемой водой и неочищенной сточной водой, подаваемой насосом по трубопроводу в верхнюю часть аэраторасмесителя. Аэратор-смеситель 2 работает под избыточным давлением. Газонасыщенная струя воды через щелевой зазор и трубу выдавливается в биоокислитель под загрузку. В восходящем потоке воды создается взвешенный слой загрузки, для удержания которой в верхней части аппарата устанавливается металлическая сетка. Из биоокислителя вода поступает в промежуточную емкость и циркуляционным насосом вновь подается в эжектор. Очищенная вода отбирается из циркуляционного трубопровода через трубопровод 9 отвода воды в количестве, равном количеству подаваемой неочищенной воды, с помощью регулирующих вентилей 14. Отработанный воздух из промежуточной емкости по трубе выбрасывается в атмосферу. In the steady state, the purified water from the intermediate tank is fed by the circulation pump through the circulation pipe 8 to the ejector 4, where it is mixed with the air sucked in through the pipe from the atmosphere. From the ejector 4, a gas-saturated jet of water is discharged at high speed into the aerator-mixer 2, in which the mixing of air with purified water and untreated wastewater, which is pumped through the pipeline to the top of the aeration mixer, continues. The aerator-mixer 2 operates under overpressure. A gas-saturated jet of water through a slit gap and a pipe is squeezed into the bio-oxidizer under loading. In the upward flow of water, a weighted loading layer is created, to hold which a metal mesh is installed in the upper part of the apparatus. From the biooxidant, water enters the intermediate tank and is fed back to the ejector by a circulation pump. Purified water is drawn from the circulation pipe through the water discharge pipe 9 in an amount equal to the quantity of supplied raw water using the control valves 14. The exhaust air from the intermediate tank is discharged through the pipe into the atmosphere.

Размеры аппарата, скорость потока воды в нем, кратность циркуляции воды в нем, коэффициент эжекции, время аэрации рассчитываются, исходя из типа применяемой загрузки, состава и количества загрязняющих веществ в воде, требуемой концентрации растворенного кислорода для роста специфической микрофлоры активного ила. The dimensions of the apparatus, the speed of the water flow in it, the frequency of circulation of water in it, the ejection coefficient, and aeration time are calculated based on the type of load used, the composition and amount of pollutants in the water, the required concentration of dissolved oxygen for the growth of specific microflora of activated sludge.

В анаэробном режиме вместо воздуха в биореактор подается требуемый газ, например, циркулирующий метан, если аппарат используется в качестве матентенка, а вместо сточных вод соответствующий субстрат, если аппарат используется для его микробиологической или ферментативной трансформации. In anaerobic mode, instead of air, the required gas is supplied to the bioreactor, for example, circulating methane, if the apparatus is used as a mathenka, and instead of sewage, the corresponding substrate, if the apparatus is used for its microbiological or enzymatic transformation.

Пример: лабораторная установка рабочим объемом 6 л имеет размеры аэротенка-смесителя φ = 102 мм, h 300 мм, биоокислителя φ = 102 мм, h 400 мм. В качестве загрузки использован кварцевый песок /фракция размером 2-3 мм/. Объем загрузки составляет 20-30% объема биоокислителя. Размер ячеек установленной сетки из нержавеющей стали 1х1 мм. Скорость потока 50-60 м/ч. Коэффициент эжекции 2,5-3,0. Кратность циркуляции 25-30. Коэффициент массопереноса по кислороду 3000 ч^-1.Example: a laboratory installation with a working volume of 6 l has the dimensions of an aeration tank-mixer φ = 102 mm, h 300 mm, biooxidant φ = 102 mm, h 400 mm. As the load used quartz sand / fraction size of 2-3 mm /. The loading volume is 20-30% of the volume of the biooxidant. The mesh size of the installed stainless steel mesh is 1x1 mm. The flow rate of 50-60 m / h. The ejection coefficient of 2.5-3.0. The multiplicity of circulation is 25-30. The mass transfer coefficient for oxygen is 3000 h ^-1 .

Очистка сточной воды завода белково-витаминных концентратов, содержащей ХПК-2000 мг/л, аммонийный азот 120 мг/л, происходила в аппарате ХПК 150 мг/л, аммонийный азот 18 мг/л. Аналогичная очистка в аэротенках требует около 40 ч аэрирования. Wastewater treatment of the plant of protein-vitamin concentrates containing COD-2000 mg / l, ammonium nitrogen 120 mg / l, occurred in the COD apparatus 150 mg / l, ammonia nitrogen 18 mg / l. Similar cleaning in aeration tanks requires about 40 hours of aeration.

Конструкция аппарата проста, что удешевляет его изготовление и монтаж, аппарат удобен в эксплуатации. Для его работы не требуется воздушное нагнетательное оборудование, предварительное разбавление субстрата. В то же время, коэффициент массопереноса в аппарате выше, чем в аппаратах другой конструкции. The design of the apparatus is simple, which reduces the cost of its manufacture and installation, the apparatus is convenient in operation. For its operation, air injection equipment and preliminary dilution of the substrate are not required. At the same time, the mass transfer coefficient in the apparatus is higher than in apparatuses of another design.

Claims

A bioreactor comprising a housing with loading, pipelines for supplying the source liquid and gas and for discharging the treated liquid and gas, characterized in that it is equipped with an aerator-mixer with an ejector located in its upper part, an aerator-mixer is connected to the lower part of the bioreactor body, and the ejector is connected with a treated water discharge pipe.