Лотковий очисник та спосіб очищення стоків

1. Лотковий очисник стоків, що містить лоток, побудники подачі стоків, який відрізняється тим, що додатково обладнаний фотореакторомматочником, з'єднаним з очисником через вивідники-підпресовщики, метантенком з колом активного мулу і фільтром-завісою у очиснику, при цьому в очиснику виділено освітлену зону з обертовим циліндром щілинних світловодів, з захисним світ C2 2 (19) 1 3 85661 4 Частково недоліки аналога усуває винахід [2], перед виходом із очисника пропускають через що служить нам прототипом. Прототипом запрофільтр-завісу із активного мулу. поновано установку з ємністю, що містить стоки, з Приведений малюнок: „Схема лоткового очиссоплом для подачі стоків і реалізації поверхневої ника стоків" - розкриває суть винаходу і взаємні аерації, з насосом, що перекачує стоки. Сопло зв'язки елементів очисника стоків. виконується з коаксиально розміщеною скляною Лотковий очисник стоків має самопливний лотрубою і електросвітильником. Повітря проходить ток з нахиленим дном і поперечинами на кінцях по внутрішньої тр убі і захвачується стоками, що (1). В лотку виділено освітлену (2) і затемнену (3) проходять у проміжку між зовнішньою і внутрізони. У затемненій зоні розміщені відстійна зона з шньою трубами. Сопло - знаряддя аерації викорививідником-підпресовщиком водорості (10), мулостовується для освітлення водорості, яка переказбірником з вивідником мулу (4), колом введення чується разом із стоками. Прототип не активного мулу (5) на завісу (6) з активним мулом використовує природне світло, поверхня освітленіз метантенка (7). Це мул з часом бродіння не меня дуже обмежена, лампа розміщена в трубі, що нше 10 діб. Завіса (6) виконується із пакета сіток, призводить до перегрівання. Замінити лампу можзакріплених перед виводом стоків із лотка. Важлина разом із заміною сопла. Прототип не вирішує ва обставина полягає у різних рівнях стоків у лотку задачі, що робити з вирощеною водорістю. У воді і у м улозбірнику. Водорості плавають на поверхні, стоках водорість є забрудненням. Ежекція, як сповони не проходять через фільтр із активного мулу. сіб підведення кисню, має низький ККД. Прототип Активний мул очищає стоки від нітритів і нітратів. не пристосований до великого промислового заВільний азот виводиться через вентиляцію освітстосування. леної зони. Водорості виводяться із лотка вивідниІ аналог, і прототип основуються на суміщенні ком-підпресовщиком (10), розміщеним над поверводорості зі стоками, які очищаються. Вирощена хнею стоків і водоростей у зоні відстою. Вивідникводорість вилучається із очисника і в подальшому підпресовщик виконується подібно екструдерам чи процесі очищення участі не бере. Відсутні також шнековим фільтр-пресам. Він забирає рідину з процеси денітрифікації - виведення вільного азоту поверхні, віджимає воду і подає пасту водорості на за допомогою анаеробних організмів активного вихід (11) і на вхід (12) до фотореакторамулу. Невирішеність задачі, що робити з водоросматочника (13), який через вхід (15) подає освіжетями, що ростуть в очисних спорудах, приводить ну, підживлену, оновлену культур у водорості в до відмови від водоростевої очищення стоків. Настоки, що очищаються у лотку-очиснику. Вирощеприклад, у Німеччині водорості на очисних споруна водорость у фотореакторі-маточнику (13) через дах розглядаються як забруднення, які потрібно другий вивідник-підпресовщик (14), трубами (15) усува ти. Застосування вирощеної на стоках біомаподається у освітлену зону (2) лотка (1) у вигляді си поки що не знайдено. І аналогу, і прототипу пасти. Очисник стоків має світлопрозорий захисвластиво виконувати очищення стоків тільки метоний ковпак (19) над освітленою зоною (2) лотка (1), дом аерації, яка не виводить із води азот, що здійобладнаний вентиляційною системою (22), що снюється мікроорганізмами активного мулу. включає вентилятори, газобалонну вуглекислоту, Метою винаходу є усунути відмічені недоліки. регулятори температури. У освітленій частині підПоставлені задачі вирішуються тим, що ло тковий тримується 1% СО2 у газі і температура 20-25°С. очисник стоків, що містить лоток, побудники подачі Для цілодобової роботи передбачені світильники стоків, згідно з винаходом додатково обладнаний досвічування (21). Введення світла і газів у стоки фотореактором-маточником, з'єднаним з очисниздійснюється через щілинні світловоди, зібрані у ком через вивідники-підпресовщики, метантенком обертові циліндри (20), занурені у стоки. Стоки у з колом активного мулу і фільтром-завісою у очисочисник подаються через вхід (23) з побудником нику, при цьому в очиснику виділено освітлену подачі, а виводяться через вихід (24). Водорість із зону з обертовим циліндром щілинних світловодів, очисника виводиться через вихід (11). Шлам із з захисним світло-прозорим ковпаком і вентиляціметантенка виводиться через вихід (26), а газ єю, і затемнену зону із зонами відстою і виведення через вихід (25). Світло-прозорий ковпак виконуводорості через вивідник-підпресовщик, із мулозється із плівок, що збільшують фотосинтетичну бірником і вивідником мулу та колом подачі активактивну радіацію (ФАР). Між освітленою (2) і затеного мулу із метантенка у фільтр-завісу, розміщемненою (3) частинами очисника є бар'єр (9), який ну перед виводом стоків із очисника. У очиснику затримує водорість у зоні фотосинтезу. Фотореакстоків реалізується спосіб водоростевого очищентор-маточник (13) має вводи чистої питної води, ня стоків, що включає подачу стоків на очищення, пасти водорості (12) і настої органічної маси (18). їх аерацію в процесі очищення, освітлення водоПриготування живильного розчину здійснюється у ростей, який відрізняється тим, що стоки спочатку ємності (17). Нормальне живильне середовище подають в освітлену зону лоткового очисника, в має складові: KNO3 - 0,2г/л, К 2НРО4 - 0,02г/л, цій зоні стоки змішують із суспензією поверхневої MgSO4*7H2O - 0,02г/л, Ca(NO3)2*4H2O - 0,03г/л, водорості Botryococcus, подають повітря в зону ґрунтовий екстракт - 0,15мл/л рН=7,5, ЕДТА (етиаерації і за допомогою обертання циліндра із щілендіамінтетраоцетова кислота) - 10мг/л. Для линними світловодами здійснюють аерацію та зменшення затрат на живильне середовище викоосвітлення стоків, після цього виводять водорості ристовуються настої біомаси живих водоростей у вигляді пасти у фотореактор-маточник з нормапісля їх дезінтеграції за допомогою іскрового розтивним середовищем, з якого свіжу активну біомаряду у пасті з вологістю 50-60 % при затратах су водорості повертають у очисник, після освітле3кВтг/л. Як дезінтегратори (16) можуть бути виконої зони стоки направляють у затемнену зону, де ристані кавітаційні пристрої, ультразвукові генера 5 85661 6 тори. Для настоїв можуть бути використані вищі установках застосовують циліндри з пластмасорослини, мул. Лотковий очисник стоків призначавими поверхнями гладкими, матовими і з мотками ється для біологічного очищення стоків. Здійснюниток, які називаються "їжаками". Вони призначається очищення за допомогою вилучення із розються для утримання бактерій - іммобілізації. В шарованих потоків мулу, повітря і водоростей у нашому застосуванні збірки із щілин утримують циліндрі (20), стоків і водоростей у лотку і циліндрі потоки рідин. Це стічні поверхні, які проводять сві(20), стоків і мулу на дні лотка, на завісахтло. Задачею підстилаючих поверхонь є гальмурозподільниках мулу (6), що знаходяться у зоні вання швидкості спадання потоку. А цю задачу відстою. В названих зонах здійснюється аерація і вирішує сі тка із полімерів. Нитка має діаметр 1окислення вуглеводів, засвоєння речовин водоро2мм, розмір вічок 3-5мм, швидкість руху при стістями. В процесі вирощування водорості забираканні води складає 0,5-0,8м/с, а товщина шару ється фосфор і розчинені у воді поживні речовини. 2мм. Сітка чудово вентилюється і просвічується. Спливаючи на поверхню, водорості виносять поОсвітлена площа більша займаної у сотні раз. верхнево-активні речовини із стоків. На межі розКратність збільшення освітленої площі зростає поділу стоків і мулу розкладаються амонійні білки. пропорційно діаметру циліндра. Потік сонячного Частина з них стане живильною складовою. Пересвітла на займану площу розміром 1м 2 дорівнює творені у окисли азоту, вони попадають у затем1200Вт. Нормативна освітленість водорості Botнену безкисневу зону очисника, в яку вводиться ryococcus складає 20Вт/м , це значить, що товщимул із метантенка (7). Відбір мулу здійснюється у ну щілин можна збільшити. При обертанні циліндзоні лужного розкладу (старий 10-ті денний мул) з ра на підтримуючій поверхні набираються стоки і розвинутими анаеробними мікроорганізмами. Для виносяться у повітря, де є 21% кисню. Отже, просзбільшення контактної поверхні мул із метантенка тим обертовим циліндром уже досягається аерація направляється на завіси (6), створюється об'єм стоків, окислення вуглецю і утворення вуглекисловипадання в осад старого мулу, бактерії забираго газу. Коли разом із стоками піднято суспензію з ють кисень від нітритів і нітратів, газ азот виходить водорістю, то утворений вуглекислий газ буде виіз стоків. Зміна освітлення по довжині лотка від користано для фотосинтезу, наслідком чого буде освітлення до темноти і зміна мулу підвищують виділено кисень, що пройде стадію атомарного, активність процесу денітрифікації стоків, цим досянадзвичайно активного. Тобто: введення в зону гається значна економія матеріалів на живильний аерації фотосинтезу водорості підвищує процеси і розчин і енергії на фотосинтез нової органічної аерації, і фотосинтезу. Ця обставина має важливе речовини, фотосинтез забезпечується вуглекисзначення для вирощування палива на органічній лим газом, азотом, фосфором, калієм і ін. в зоні масі, що виростає у водоймах Дніпра. росту нової речовини. Постійне внесення свіжої Друга важлива обставина: вибір водорості для активної біомаси водорості у лоток підвищує інтеочисника. Водоростей відомо 30 тисяч видів. Є нсивність процесу аерації і розкладу біомаси стосеред них білкові (спіруліна, хлорела та ін) і ліпідні ків і створенню нової біомаси водорості-ліпіда, (жирові). Водорість Botryococcus синтезує великі зеленої нафти. Це підвищує надійність технологічС35, С18, С12 вуглеводні, в тому числі, рідинні. Ця ного процесу. Цьому також сприяє бар'єрводорість поверхнева і має назву зелена нафта. перетинка (9), яка відділяє освітлену і неосвітлену Жирів у біомасі до 75% (від сухої маси), а приріст зони. Забирання вирощеної біомаси і стоків через біомаси може досягати 5кг/м у накопичувальному вивідник-підпресовщик (10) сприяє вилученню із режимі за 30 діб. Освітлення 20Вт/м , температура стоків поверхнево-активних речовин. Поява піни є росту і розвитку 20-25°С, водневий показник свідченням того, що вирощену водорість потрібно рН=7,5 (для чистої води рН=7) корегування - лугом виводити із циклу через виходи (11) і (24). Система натрію, живиться фосфорними та натрієвими сповентиляції (22) призначається для подачі кисню луками, азотом, залізом, марганцем та ін., викориповітря у зону аерації і виведення вільного азоту, стовує для росту настої органічної маси, вуглекисщо утворюється в зоні денітрифікації. Лотковий лий газ забирає із повітря. Це водорість із роду очисник стоків, заповнений стоками, мулом і водозелених, які в наших вода х постійно ростуть і розростями, готовий до роботи. Тепер приводиться в множуються, має значення фізична особливість рух циліндр щілинних світловодів. Поверхні щілин здатність плавати і розшаровуватися, це дозволяє покриваються шарами водоростевої суспензії, створити підвищену концентрацію водорості просстоків і піднімаються в гору і дальше вниз, якщо тими бар'єрами, розміщуваними на поверхні, і знаприймати до уваги конкретно взяту частинку цилічні освітлені поверхні, що виносять водорості для ндра. Сонячне світло вдень і електроосвітлення введення світла і газів. вночі проникають по щілинах на всю товщину баЕфективність роботи лоткового очисника сторабана, починається процес аерації стоків і фотоків може визначатися на основі порівняння вмісту синтезу водоростей. основних забруднень у стоках, що вводяться в Розглянемо конструкцію і принцип роботи аеочисник і виходять із очисника. На вході вміст, наратора і фотореактора. Основою аератора і фотоприклад, фосфору може складати 2мг/л, гранична реактора є світловоди, зібрані із щілинами у оберконцентрація загального азоту 18мг/л (загальний тові циліндри, занурені у стоки. Щілини направлені азот це ΝΗ 4-Ν+ΝО3-Ν+ΝΟ2-Ν). Калій, фосфор, до світла. Промені, що направлені по дотичних до азот є живильним субстратом для водорості. площин, проходять на всю довжину світловода. Водорість характеризується коефіцієнтом відПромені, що падають під кутами до поверхні, відтворення. Для Botryococcus коефіцієнт відтворенбиваються багаторазово, при кожному відбитті ня сскладає 0,17, тобто за 7 діб повністю оновлявони віддають енергію на фотосинтез. В очисних ється склад водорості. Приймемо, що фосфор, 7 85661 8 калій і азот, що мають у сумі 20мг/л становлять трат енергії. Забезпечується окислення вуглецю, половину маси клітин, що виростають на стоках. фосфор у, виведення амонійного і загального азоДругу складову водорість одержує із повітря у виту, поверхнево-активних матеріалів. гляді вуглекислого газу, Знаходимо, що приріст Література. сухої речовини водорості повинен бути 1. Патент №1429540 Росийской Федерации "Устройство для биологичесокй очистки сточных DP=P+K+N+CO2=40г/л (тобто 17%-ний приріст повод" .Васнин Н.М., Васнина О. М., пріоритет винен бути не меншим 40мг/л). Концентрація водорості повинна бути: P=40/0,17=280 мг/л (0,28г/л). 09.07.95г, бюлл.№19, 1995 г. 2. Патент №43603А України "Установка для На 30-й день накопичувального режиму Botбіологічної очистки сточних вод" Омельченко О. ryococcus досягає 5г/л (5кг/м 3) по сухій масі. Коло В., Коваленко В.В., Баландін Ε. Μ., пріоритет водорості, яке передбачене у винаході, дозволяє 2002г. підтримувати концентрацію на рівні 10г/л. Через очисник з такою щільністю водорості можна про3. Калачева Г. С, Жила Н. О., Волова Т.Г. Липиды зеленой водоросли Botryococcus в ходе стапустити 10/0,28 тобто 36 об'ємів стоків за добу. дийного развития в периодической культуре. МикЦі дані основуються на дослідженнях, виконаробиология, 2001г., т.70, №3, с.305-312. них у Росії [3, 4]. 4. Волова Т. Г., Калачева Г. С, Жила Н. О. Винахід вирішує задачу очи щення стоків у накопичувальному режимі і в поточному режимі. Специфіка состава липидов двух представителей Botryococcus синтезирующих жидкие углеводороПроцес очистки переведено на природне освітды. Физиология растений, 2003, №5, с.703-709. лення, підведення кисню не потребує великих за Комп’ютерна в ерстка А. Крижанівський Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601