Денітрифікатор

Реферат: Денітрифікатор складається із двох зон анаеробної денітрифікації з завантаженням і завислим біоценозом та вертикально розташованим глибинним насосом і трубопроводом, які забезпечують циклічну циркуляцію суміші стічної води та біоплівки між зонами. UA 92490 U (54) ДЕНІТРИФІКАТОР UA 92490 U UA 92490 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до вилучення нітратів із стічних вод прикріпленим на шорстку поверхню носія (сорбенту з блочного перфорованого піноскла) біоценозом, створення умов вилучення нітратів із стічних вод в анаеробних умовах. В денітрифікаторі біологічним шляхом, в анаеробних умовах відбувається одночасно відновлення азоту в газоподібному вигляді, який виділяється в атмосферу. В пристрої "денітрифікаторі" з шорсткуватим носієм та прикріпленим біоценозом передбачається що процес денітрифікації може проходити не тільки в строго анаеробних, але і в аеробних умовах. Найбільш прийнятним субстратом (що накопичився в шарі біоплівки) є низькомолекулярні органічні речовини, що утворюються в результаті біологічної очистки складних органічних з'єднань. Денітрифікатор може бути використаний для вилучення нітратів будь-якої кількості слабоконцентрованих стічних вод всіх категорій, особливо стічних вод від парників. Установка створює особливі гідравлічні умови, виключаючи утворення осаду на дні ставків та споруд. Відоме: 1). Пристрій для денітрифікації стічних вод на біофільтрах, який запатентований (Франція) з сипучим завантаженням (керамзит, гравій тощо), але через малу площу сорбції загальний ефект можливо утримати лише при малих вхідних параметрах. Недоліком конструкції є постійне замулювання фільтруючого завантаження, низька концентрація та швидкість окислювання субстрату-нітратів в анаеробному реакторі, високі питомі енерговитрати, низький коефіцієнт корисної дії установки. 2). Установка "Bardenpho" (Англія) передбачає багатоступеневу денітрифікацію, аеробноанаеробний процес. Недоліком конструкції є висока будівельна кошторисна вартість та більша площа обслуговування, підвищені енерговитрати на аеробний ступінь нітрифікації, зниження коефіцієнта корисної дії установки, щодо питомої окислювальної спроможності, відсутність промислової перевірки. 3). Установку денітрифікації одномулової біоплівки пропозиція Росії. В ній влаштований носій з пластмасових модулів, які змонтовані на виході стічних вод з аеротенків та необхідні для здійснення процесу денітрифікації. Недоліком конструкції є поверхневе розташування носія "завантаження", що знижує коефіцієнт корисної дії установки щодо окислювальної продуктивності завантаження та питомої швидкості процесу, а також підвищені енерговитрати. Суттєвим недоліком є гладка поверхня завантаження, що значно знижує дозу біоплівки та відносну продуктивність установки взагалі. 4). Найбільш близьким аналогом - по технологічній суті і по досягуваному результату, при його використанні, є: - Дослідження, виконані в Японії для обробки стічних вод, які утворюються при внесенні осадків стічних вод у ґрунт на біодискових біофільтрах. - Дослідження, виконані в Росії вченими інституту ВНІІВОДГЕО (Швецов В.Н., Морозова К.М.) журнал "Водоснабжение и санитарная техника" № 7, 2012 рік, які були обрані авторами як прототип заявленого винаходу. Пристрій складається з двох зон та працює в одномуловій системі з циклічною циркуляцією біоценозу. Недоліком відомого устаткування (прототипу), є: - Відносно малий КПД; - ерліфтна система подачі стічних вод між зонами, що потребує додаткових витрат, штучна високозатратна аерація в зоні нітрифікації; - необхідність перемішування біоценозу в анаеробній зоні для виключення утворення осаду. Завданням корисної моделі є створення компактного, мобільного, простого в експлуатації пристрою для очистки стічних вод від парників. Незвичним є те, що стічні води парників малозабрудненими та задовольняють норми скиду в міські каналізаційні мережі практично по всіх санітарно-хімічних параметрах, але в них присутні у великій кількості нітрати до 600 мг/л. та фосфати до 70 мг/л., що перевищує гранично допустимі норми скиду (ГДК) тільки по цих параметрах. Поставлена задача вирішується наступним чином. Денітрифікатор проектується з двома зонами: анаеробної денітрифікації з прикріпленою біоплівкою. Завантаження денітрифікатора повністю занурено в стічні води, що забезпечує повний контакт стічних вод з біоплівкою. Як сорбент запропоновано та досліджено блоки з піноскла, що мають дуже розвинуту шорсткувату поверхню, що суттєво (до 10 раз) збільшує сорбційну площу, відповідно дозу біоплівки та коефіцієнт корисної дії. Після досягнення 1 UA 92490 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 розрахованого віку біоплівка втрачає силу зціплення, повністю окисливши органіку, відривається від поверхні завантаження та відновлює молекулярний стан після багатократної циркуляції між зонами денітрифікації, за допомогою заглибленого насоса. При такому циклічному процесі забезпечується розрахункова тривалість денітрифікції по відомій кінетиці. Система зонної денітрифікації з прикріпленим та завислим біоценозом, циклічна циркуляція, одномулова система створюють можливість регулювати вік біологічної системи, утримання в системі адаптованого біоценозу, тобто якість очистки і кратність циркуляції суміші в системі. Система проста у виготовленні та обслуговуванні, значно знижує капітальні, енергетичні та експлуатаційні витрати. Технічним результатом від використання всіх існуючих показників в об'єму патентних домагань є створення компактної мобільної установки, яка має технологічну та економічну перевагу, забезпечуючи багаторазову, заданої частоти, рециркуляцію водомулової суміші, що дає можливість керувати процесом та збільшувати його коефіцієнт корисної дії і якість очищення. Запропоноване технічне рішення пояснюється кресленням (додається), На фіг. 1 зображена технологічна схема (розріз) для денітрифікації стічних вод. На фіг. 2 зображено загальний вигляд завантаження з блоків перфорованого піноскла. Установка для очистки стічних вод, в якій відбувається перший ступінь мінералізації, руйнування азоту амонію та утворення нітритів, далі перехід нітритів у нітрати - (фіг. 1) багатокутна, кругла або прямокутна в плані, глибиною до 4,0 метрів. Працює так: Попередньо очищені стічні води надходять на денітрифікатор - (фіг. 1) із сорбентом шорсткуватого перфорованого піноскла та рухаються в низхідному напрямку по поверхні завантаження. Завантаження повністю занурене у стічну воду, що збільшує швидкість сорбції та кінетичні параметри процесу денітрифікації. Біоплівка при досягненні розрахункового віку стає повністю мінералізованою та, втрачаючи силу зціплення, відривається з поверхні завантаження і рухаючись з рідиною виноситься в зону висхідного потоку - (поз. 4). Циркулююча рідина теж містить завислий анаеробний біоценоз, що приймає участь у процесі денітрифікації, чим збільшує продуктивність споруди в цілому. Установка пройшла дослідження в м. Бровари (Київської області), отриманий ефект денітрифікації - 95 % по нітратам. Установка застосована в проекті для очистки стічних вод парників в м. Бровари (Київської області). Установка застосована також в проектах для інших об'єктів і дала енергетичний, екологічний та економічний ефект. Фіг. 1. Технологічна схема (розріз) для денітрифікації стічних вод. 1. Подача стічних вод від на біофільтр-денітрифікатор з сорбентом із шорсткуватого перфорованого піноскла. 2. Біофільтр з сорбентом із шорсткуватого перфорованого піноскла. 3. Низхідний рух стічної води (зона сорбційної денітрифікації). 4. Висхідний рух стічної води (зона освітлення). 5. Відвід очищеної стічної води. 6. Трубопровід спорожнення, при необхідності. 7. Трубопровід подачі суміші циркуляційних стічних вод з відторгнутою біоплівкою із зони денітрифікатора з сорбентом (поз. 2) в зону висхідного потоку денітрифікатора з завислим шаром суміші біоплівки та стічних вод (поз. 4). 8. Глибинний насос у мокрому виконанні для циркуляції суміші біоплівки та стічних вод. Фіг. 2. Загальний вигляд завантаження з блоків перфорованого піноскла. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 1. Денітрифікатор, що складається із двох зон анаеробної денітрифікації: низькохідної із завантаженням та висхідної із завислим біоценозом та вертикально розташованим глибинним насосом і трубопроводом, які забезпечують циклічну циркуляцію суміші стічної води та біоплівки між зонами. 2. Денітрифікатор за п. 1, який відрізняється тим, що він завантажений перфорованим з шорсткою поверхнею сорбентом-піносклом. 2 UA 92490 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3