RU2369564C1

RU2369564C1 - Device for immobilisation of microorganisms in biological purification of sewage

Info

Publication number: RU2369564C1
Application number: RU2008112499/15A
Authority: RU
Inventors: Евгений Владимирович Левин (RU); Евгений Владимирович Левин
Original assignee: Евгений Владимирович Левин
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2009-10-10

Abstract

FIELD: mechanics. ^ SUBSTANCE: proposed device comprises helical-spiral adapter 1 made from polymer material selected from materials that feature cushioning properties. Top part of adapter 1 is attached to upper assembly 2 that features average specific density smaller than that of effluents. Note that lower part of adapter 1 is attached directly to reservoir bottom or to lower assembly 3 that features average specific density smaller than that of effluents. ^ EFFECT: increased specific surface of biofouling. ^ 10 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к биологической обработке воды, промышленных или бытовых сточных вод, в частности к устройству для иммобилизации микроорганизмов (бактерий) при биологической очистке сточных вод.The invention relates to the biological treatment of water, industrial or domestic wastewater, in particular to a device for immobilizing microorganisms (bacteria) during biological wastewater treatment.

Известно устройство для иммобилизации микроорганизмов при биологической очистке сточных вод, включающее насадку, выполненную из полимерного материала в виде спирали, образующий элемент которой имеет профильное поперечное сечение /патент РФ № 2259960/. Недостатком известного устройства является то, что при необходимости существенного увеличения удельной поверхности обрастания микроорганизмами снижается циркуляция сточных вод для интенсивного обмывания биологической дернины через проходные отверстия сетчатой структурированной боковой поверхности, а следовательно, снижается надежная иммобилизация на ней микроорганизмов. Кроме этого известное устройство не учитывает возможного изменения уровня сточных вод в емкости, где оно расположено, а это приводит к тому, что при снижении уровня активный ил с микроорганизмами подсыхает и гибнет, а после повышения уровня загнивает.A device for immobilizing microorganisms in biological wastewater treatment, including a nozzle made of a polymer material in the form of a spiral, the forming element of which has a profile cross section / RF patent No. 2259960 /. A disadvantage of the known device is that if it is necessary to significantly increase the specific surface area of fouling by microorganisms, the circulation of wastewater for intensive washing of the biological sod through the through holes of the mesh structured side surface is reduced, and therefore, reliable immobilization of microorganisms on it is reduced. In addition, the known device does not take into account possible changes in the level of wastewater in the tank where it is located, and this leads to the fact that when the level is reduced, activated sludge with microorganisms dries and dies, and after the level rises.

Задачей изобретения является повышение эффективности использования микроорганизмов. Эта задача решена за счет существенного увеличения удельной поверхности обрастания микроорганизмами без снижения эффективной циркуляции сточных вод, а также обеспечена возможность учитывать изменения уровня сточных вод в емкости, где расположено устройство.The objective of the invention is to increase the efficiency of the use of microorganisms. This problem is solved by significantly increasing the specific surface area of fouling by microorganisms without reducing the effective circulation of wastewater, and it is also possible to take into account changes in the level of wastewater in the tank where the device is located.

При этом в устройстве для иммобилизации микроорганизмов при биологической очистке сточных вод, включающем насадку, выполненную из полимерного материала в виде спирали, образующий элемент которой имеет профильное поперечное сечение, согласно изобретению полимерный материал принят из ряда материалов, обладающих пружинящими свойствами, при этом верхняя часть насадки прикреплена к верхнему блоку, имеющему среднюю удельную плотность меньше, чем у сточной воды, а нижняя часть насадки прикреплена непосредственно к дну водоема или к нижнему блоку, имеющему среднюю удельную плотность больше, чем у сточной воды. Спираль выполнена винтовой, а поперечное сечение образующего элемента спирали выполнено прямоугольным с горизонтальной ориентацией длинной стороны прямоугольника.Moreover, in the device for immobilizing microorganisms during biological wastewater treatment, including a nozzle made of a polymer material in the form of a spiral, the forming element of which has a profile cross section, according to the invention, the polymer material is adopted from a number of materials having spring properties, while the upper part of the nozzle attached to the upper block, which has an average specific gravity less than that of wastewater, and the lower part of the nozzle is attached directly to the bottom of the reservoir or to the lower a unit having an average specific gravity greater than that of wastewater. The spiral is made helical, and the cross section of the forming element of the spiral is made rectangular with the horizontal orientation of the long side of the rectangle.

Поперечное сечение образующего элемента спирали может быть выполнено переменным по толщине и иметь по краям и/или в промежутках между короткими сторонами прямоугольника утолщения круглой или профильной формы. Проекция на горизонтальную плоскость наружного и/или внутреннего контура поперечного сечения насадки может иметь форму круга или многоугольника, как минимум трехстороннего. Верхний и нижний блоки связаны между собой жгутами, нижние концы которых прикреплены к нижнему блоку, а верхние концы жгутов образуют над верхним блоком грузовую петлю или присоединены к грузовой петле. Каждый виток спирали может быть выполнен в виде пластины, проекция которой на горизонтальную плоскость может иметь форму многоугольника, как минимум трехстороннего, каждая пластина имеет прорезь, проходящую от одной из кромок граней в сторону центра пластины, при этом одна из отделенных частей пластины прикреплена к вышерасположенной пластине или к верхнему блоку, а другая отделенная часть пластины прикреплена к нижерасположенной пластине или к нижнему блоку.The cross section of the forming element of the spiral can be made variable in thickness and have at the edges and / or in the intervals between the short sides of the rectangle thickenings of a round or profile shape. The projection onto the horizontal plane of the outer and / or inner contour of the cross section of the nozzle may take the form of a circle or a polygon, at least triangular. The upper and lower blocks are interconnected by bundles, the lower ends of which are attached to the lower block, and the upper ends of the bundles form a cargo loop over the upper block or are attached to the cargo loop. Each spiral coil can be made in the form of a plate, the projection of which onto the horizontal plane can be in the form of a polygon, at least triangular, each plate has a slot extending from one of the edges of the faces toward the center of the plate, while one of the separated parts of the plate is attached to the upstream plate or to the upper block, and the other separated part of the plate is attached to the lower plate or to the lower block.

Спираль может быть образована непрерывной гофрированной поверхностью и иметь в продольном сечении вид «змейки», при этом поперечное сечение образующего элемента спирали выполнено прямоугольным с горизонтальной ориентацией длинной стороны прямоугольника или переменным по толщине и имеет по краям и/или в промежутках между короткими концами прямоугольника утолщения круглой или профильной формы. Поверхность или поверхности между утолщениями могут быть выполнены сетчатыми.The spiral can be formed by a continuous corrugated surface and have the appearance of a “snake” in the longitudinal section, while the cross section of the spiral forming element is rectangular with horizontal orientation of the long side of the rectangle or variable in thickness and has thickenings along the edges and / or in the spaces between the short ends of the rectangle round or profile shape. The surface or surfaces between the thickenings can be made mesh.

В дальнейшем изобретение поясняется подробным описанием устройства со ссылками на прилагаемые чертежи.The invention is further explained in the detailed description of the device with reference to the accompanying drawings.

На фиг.1 изображено устройство для иммобилизации микроорганизмов при биологической очистке сточных вод; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 и 7; на фиг.3 - второй вариант разреза А-А на фиг.1 и 7; на фиг.4 - вид Б на фиг.1; на фиг.5 - второй вариант вида Б на фиг.1; на фиг.6 - исполнение одного из витков спирали в виде четырехстороннего многоугольника с прорезью от одной грани в сторону центра пластины; на фиг.7 - исполнение спирали в виде непрерывной гофрированной поверхности, которая в продольном сечении имеет вид «змейки».Figure 1 shows a device for immobilizing microorganisms in the biological treatment of wastewater; figure 2 is a section aa in figure 1 and 7; figure 3 is a second variant of the section aa in figure 1 and 7; figure 4 is a view of B in figure 1; figure 5 is a second variant of the view B in figure 1; figure 6 - the execution of one of the turns of the spiral in the form of a four-sided polygon with a slot from one face to the side of the center of the plate; in Fig.7 - the execution of the spiral in the form of a continuous corrugated surface, which in the longitudinal section has the form of a "snake".

Устройство включает насадку 1, выполненную из полимерного материала в виде винтовой спирали. Полимерный материал принят из ряда материалов, обладающих пружинящими свойствами. В качестве такого материала можно использовать ударопрочный полистирол и акрилонитрилбутадиенстирольный пластик (Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т.1. - М.: Машиностроение, 1992. - 816 с.: ил. с.280). Эти материалы обладают ударной вязкостью в пределах 30-40 кДж/м² при разрушающем напряжении 18-38 МПа. Верхняя часть насадки 1 прикреплена к верхнему блоку 2, имеющему среднюю удельную плотность меньше, чем у сточной воды, а нижняя часть насадки 1 прикреплена непосредственно к дну водоема или к нижнему блоку 3, имеющему среднюю удельную плотность больше, чем у сточной воды. Поперечное сечение 4 (фиг.2) образующего элемента спирали выполнено прямоугольным с горизонтальной ориентацией длинной стороны прямоугольника. Поперечное сечение образующего элемента спирали может быть выполнено переменным по толщине и иметь по краям и/или в промежутках между короткими сторонами прямоугольника утолщения 5 (фиг.3) круглой или профильной формы, а поверхность или поверхности между утолщениями могут быть выполнены сетчатыми (на чертежах не показано).The device includes a nozzle 1 made of a polymeric material in the form of a helical spiral. The polymer material is adopted from a number of materials having spring properties. As such material, high-impact polystyrene and acrylonitrile butadiene styrene plastic can be used (Anuryev V.I.Manufacturer-designer reference book: V 3 vol. T.1. - M .: Mechanical Engineering, 1992. - 816 pp., Ill. P.280). These materials have an impact strength in the range of 30-40 kJ / m ² with a breaking stress of 18-38 MPa. The upper part of the nozzle 1 is attached to the upper block 2, which has an average specific gravity lower than that of wastewater, and the lower part of the nozzle 1 is attached directly to the bottom of the reservoir or to the lower block 3, which has an average specific gravity greater than that of wastewater. Cross section 4 (figure 2) of the forming element of the spiral is made rectangular with horizontal orientation of the long side of the rectangle. The cross section of the forming element of the spiral can be made variable in thickness and have round or profile shapes at the edges and / or in the intervals between the short sides of the rectangle of the bulge 5 (Fig. 3), and the surface or surfaces between the bulges can be made mesh (in the drawings shown).

Проекция на горизонтальную плоскость наружного 6 и/или внутреннего 7 контура поперечного сечения насадки может иметь форму круга (фиг.4) или многоугольника (фиг.5), как минимум трехстороннего. Верхний 2 и нижний 3 блоки связаны между собой жгутами 8, нижние концы которых прикреплены к нижнему блоку 3, а верхние концы жгутов 8 образуют над верхним блоком 2 грузовую петлю 9 или присоединены к грузовой петле 9. Каждый виток спирали может быть выполнен в виде пластины 10 (фиг.6), проекция которой на горизонтальную плоскость будет иметь форму многоугольника, как минимум трехстороннего, при этом каждая пластина 10 имеет прорезь 11, проходящую от одной из кромок граней 12 в сторону центра пластины 10. В этом случае одна из отделенных частей 13 пластины 10 прикреплена к вышерасположенной пластине или к верхнему блоку 2, а другая отделенная часть 14 пластины 10 прикреплена к нижерасположенной пластине или к нижнему блоку 3.The projection onto the horizontal plane of the outer 6 and / or inner 7 contour of the cross-section of the nozzle may be in the form of a circle (figure 4) or a polygon (figure 5), at least triangular. The upper 2 and lower 3 blocks are interconnected by bundles 8, the lower ends of which are attached to the lower block 3, and the upper ends of the bundles 8 form a cargo loop 9 above the upper block 2 or are attached to the cargo loop 9. Each coil can be made in the form of a plate 10 (FIG. 6), the projection of which onto the horizontal plane will have the shape of a polygon, at least triangular, with each plate 10 having a slot 11 extending from one of the edges of the faces 12 toward the center of the plate 10. In this case, one of the separated parts 13 plasti s 10 is attached to the overlying plate or to the upper unit 2, and the other split part 14 of the plate 10 is secured to the underlying plate or to the lower unit 3.

Спираль может быть образована непрерывной гофрированной поверхностью 15 (фиг.7) и иметь в продольном сечении вид «змейки», при этом поперечное сечение образующего элемента спирали выполнено прямоугольным с горизонтальной ориентацией длинной стороны прямоугольника (фиг.2) или переменным по толщине и имеет по краям и/или в промежутках между короткими концами прямоугольника утолщения круглой или профильной формы (фиг.3), а поверхность или поверхности между утолщениями могут быть выполнены сетчатыми (на чертежах не показано).The spiral can be formed by a continuous corrugated surface 15 (Fig. 7) and have a “snake” shape in longitudinal section, while the cross section of the spiral forming element is rectangular with horizontal orientation of the long side of the rectangle (FIG. 2) or variable in thickness and has the edges and / or in the intervals between the short ends of the rectangle of the thickening of a round or profile shape (figure 3), and the surface or surfaces between the thickening can be made mesh (not shown).

Устройство используют следующим образом.The device is used as follows.

Насадка 1 по пп.1-3 формулы изобретения может быть изготовлена методом экструдирования полимерного материала, обладающего пружинящими свойствами, в виде винтовой спирали с заданными параметрами поперечного сечения 4 и высоты спирали в зависимости от заданной производительности и глубины емкости. Насадка по п.6 формулы может быть изготовлена методом литья или прессования листового материала каждого витка спирали, которые затем соединяют, например сваркой или склеиванием, в спираль. Насадка по пп.8 и 9 формулы изобретения может быть изготовлена методом экструдирования полимерного материала, обладающего пружинящими свойствами, в виде непрерывного полотна, которое затем гофрируют. Изготовленную таким образом насадку 1 присоединяют к блокам 2 и 3. Для обеспечения минимального объема при транспортировке собранное устройство сжимают до минимального расстояния между витками спирали. На месте использования устройство устанавливают в заданное место водоема с помощью грузовой петли 9. При работе устройства за счет плавучести верхнего блока 2 автоматически отслеживается уровень жидкости в водоеме, благодаря этому вся высота насадки 1 постоянно расположена в рабочей среде водоема. Кроме этого верхний блок 2 способствует поддержанию заданного температурного режима в рабочей среде водоема.The nozzle 1 according to claims 1 to 3 of the claims can be made by extruding a polymer material having spring properties in the form of a helical spiral with predetermined parameters of the cross section 4 and the height of the spiral depending on a given capacity and capacity depth. The nozzle according to claim 6 of the formula can be made by casting or pressing the sheet material of each coil of a spiral, which is then joined, for example by welding or gluing, into a spiral. The nozzle according to claims 8 and 9 of the claims can be made by extruding a polymer material having spring properties in the form of a continuous web, which is then corrugated. The nozzle 1 made in this way is connected to blocks 2 and 3. To ensure a minimum volume during transportation, the assembled device is compressed to a minimum distance between the turns of the spiral. At the place of use, the device is installed in a given place in the reservoir using the load loop 9. When the device is operating, due to the buoyancy of the upper block 2, the liquid level in the reservoir is automatically monitored, so the entire height of the nozzle 1 is constantly located in the working medium of the reservoir. In addition, the upper block 2 helps to maintain a given temperature in the working environment of the reservoir.

Claims

1. A device for immobilizing microorganisms in biological wastewater treatment, including a nozzle made of a polymer material in the form of a spiral, the forming element of which has a profile cross section, characterized in that the polymer material is adopted from a number of materials having spring properties, while the upper part nozzles attached to the upper block having an average specific gravity lower than that of wastewater, and the lower part of the nozzle is attached directly to the bottom of the reservoir or to the lower block It has a higher specific gravity than wastewater.

2. The device according to claim 1, characterized in that the spiral is helical, and the cross section of the forming element of the spiral is made rectangular with the horizontal orientation of the long side of the rectangle.

3. The device according to claim 2, characterized in that the cross section of the forming element of the spiral is made variable in thickness and has round or profile thickening at the edges and / or in the gaps between the short sides of the rectangle.

4. The device according to claim 3, characterized in that the surface or surfaces between the thickenings are made mesh.

5. The device according to claim 2, characterized in that the projection onto the horizontal plane of the outer and / or inner contour of the nozzle cross-section has the shape of a circle or polygon of at least three-sided.

6. The device according to claim 1, characterized in that the upper and lower blocks are interconnected by bundles, the lower ends of which are attached to the lower block, and the upper ends of the bundles form a load loop over the upper block or are attached to the load loop.

7. The device according to claim 1, characterized in that each coil of the spiral is made in the form of a plate, the projection of which on a horizontal plane has the shape of a polygon of at least three-sided, each plate has a slot extending from one of the edges of the faces toward the center of the plate, while one of the separated parts of the plate is attached to the upstream plate or to the upper block, and the other separated part of the plate is attached to the downstream plate or to the lower block.

8. The device according to claim 1, characterized in that the spiral is formed by a continuous corrugated surface and has a “snake” shape in longitudinal section, and the cross section of the spiral forming element is rectangular with the horizontal orientation of the long side of the rectangle.

9. The device according to claim 8, characterized in that the cross section of the forming element of the spiral is made variable in thickness and has round or profile thickening at the edges and / or in between the short sides of the rectangle.

10. The device according to claim 8, characterized in that the surface or surfaces between the thickenings are mesh.