Анаеробний біореактор для очищення стічної води

Реферат: UA 93476 U UA 93476 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до обладнання для анаеробного метанового зброджування органічних рідких відходів промисловості, сільського або комунального господарства з одержанням альтернативного виду палива - біогазу і може бути використана на підприємствах харчової, фармацевтичної та біотехнологічної промисловості. Відомий анаеробний біореактор [1], який являє собою реактор для біоконверсії анаеробним бродінням органічних речовин в потоці рідини, який включає в себе: ємність, що має стінки зверху, знизу і збоку, які огороджують заданий об'єм; вхідний отвір, передбачений в ємності, через який потік рідини надходить в апарат, вихідний отвір, передбачений в ємності, через який потік рідини виходить з апарату, безліч перегородок, поміщених в ємність, розміщених паралельно на відстані одна від одної. Перегородки поділяють ємність на відсіки з висхідним і низхідним потоком. Об'єм відсіку з низхідним потоком менше об'єму відсіку з висхідним потоком. Під час експлуатації потік рідини проходить від нижньої частини відсіку з низхідним потоком, через проточний перехід надходить у відсік з висхідним потоком. Перегородки запобігають циркуляції мікроорганізмів в ємності, і мікроорганізми зберігаються в реакторі, в той час як потік рідини циркулює по резервуару. Реактор працює за принципом безперервної дії, він простий у конструкції, надійний. Поділ реактора на кілька секцій дозволяє розподілити різні бактеріальні популяції по довжині реактора. Така організація реактора дозволяє активній біомасі краще протистояти залповим навантаженням. Однак, незважаючи на те, що при використанні перегородок виніс активної мікрофлори значно зменшується у порівнянні з класичними метантенками, значення виносу біомаси залишається вагомим, що призводить до зниження продуктивності та ефективності очищення апарату. Великий об'єм анаеробних реакторів для очищення стічної води подібної конструкції ускладнює підтримання сталої температури процесу навіть при використанні теплообмінних пристроїв. Найбільш близьким аналогом до заявленої корисної моделі є реактор з нерухомим шаром мулу для анаеробного очищення стічної води [2], який складається з циліндричного корпусу; зони підведення стічної води у нижній частині реактора з системою розподілення стічної води; зони відведення очищеної води у верхній частині реактора; пристрою для відведення утвореного біогазу; площинного завантаження у вигляді пучка труб, який розміщений вертикально по висоті реактора і складається з безлічі окремих труб, виконаних з органічного чи неорганічного матеріалу, на яких у вигляді біоплівки наростає активна мікрофлора, а труби підтримуються у реакторі за допомогою опорної сітки та займають весь горизонтальний перетин реактора; системи промивки труб, що дозволяє знизити замуленість реактора та турбулізувати потік рідини. Даний реактор працює таким чином, що стічна вода, що подається через штуцери у нижній частині реактора, висхідним потоком проходить через завантаження, що є носієм анаеробної мікрофлори, при цьому органічні забруднення у стічній воді підлягають біодеградації з утворенням енергоносія - біогазу. Недоліком біореактора є те, що за рахунок невеликого шляху, що проходить стічна вода у реакторі, очищення відбувається не повною мірою, що призводить до низької продуктивності біогазового реактора, а також до необхідності встановлення додаткових ступенів анаеробного очищення чи рециркуляції потоку стічної води. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення конструкції анаеробного біореактора для очищення стічної води за рахунок оснащення його запропонованими конструктивними елементами та їх взаємного розташування. Технічний результат від реалізації корисної моделі полягає в інтенсифікації процесу очищення стічної води, спрощенні підтримки сталого теплового режиму у біореакторі, зменшенні вологості біогазу, покращенні його якості. Споживчими властивостями, пов'язаними з технічним результатом, є підвищення ефективності процесу очищення стічної води, збільшення виходу біогазу з одиниці об'єму біореактора, покращення стану довкілля. Поставлена задача вирішується тим, що анаеробний біореактор для очищення стічної води, що містить корпус, пристрої для підведення стічної води в нижній частині біореактора та пристрої для відведення очищеної води у верхній частині біореактора, пристрої для відведення біогазу, площинне завантаження, на якому у вигляді біоплівки наростає активна біомаса, згідно з корисною моделлю, біореактор має декілька секцій, кожна з яких утворена двома зонами - реакційною і теплообмінною, що розділені між собою перегородками таким чином, що стічна вода, що піддається очищенню, у реакційній зоні висхідним потоком проходить через завантаження і у теплообмінній зоні низхідним потоком проходить через теплообмінні пристрої, поступаючи до наступної секції, має пристрої для відведення відпрацьованої біомаси у нижній частині реакційної зони і пристрої для відведення біогазу, які являють собою бризкоуловлювачі для відділення крапель рідини. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображено принципову схему біореактора. 1 UA 93476 U 5 10 15 20 25 30 Біореактор складається з робочих камер 1, які представляють собою реакційні зони, між якими встановлено перетоки 2, які представляють собою теплообмінні зони і слугують для підтримання необхідної температури стічної води за рахунок теплообмінних пристроїв, наприклад, змійовиків, а також сприяють перемішуванню стічної води. Робочі камери і перетоки мають прямокутні форму з днищем у вигляді піраміди, де накопичується відпрацьований активний мул. У робочих камерах, кожна з яких працює за принципом анаеробного біофільтра з нерухомим площинним завантаженням, встановлено нерухомі блоки завантаження 3. Завантаження може складатися з плоско паралельних листів полімерного матеріалу, встановлених вертикально та утворюючих щілинні канали, по яких висхідним потоком рухається рідина. Стічна вода, що піддається очищенню, поступає у біореактор через штуцер 4, та послідовно проходить всі камери біореактора, як показано на схемі. Очищена стічна вода відводиться з реактора через штуцер 5, а отриманий біогаз - через пристрої 6. Відпрацьований активний мул відводиться через штуцери 7. Принцип роботи пристрою наступний: стічна вода поперемінно протікає по відсікам біореактора, при контакті з біоплівкою, що закріплена на поверхні нерухомих листів-носіїв, органічні речовини, що містяться у стічній воді, піддаються анаеробній деградації. При проходженні робочих камер, які представляють собою реакційні зони, стічна вода має висхідний потік, що сприяє більш інтенсивному відриву газових бульбашок від матеріалу носія. У перетоках, що являють собою теплообмінні зони, температура стічної води доводиться до температури процесу. Утворений біогаз відводиться за допомогою газовідвідних пристроїв 6 як показано на кресленні, які також являють собою бризкоуловлювачі для відділення крапель рідини, що захвачені потоком біогазу. При накопиченні у нижній частині робочих камер відпрацьованого активного мулу, він відводиться через штуцери 7. Джерела інформації: 1. A byconversion reactor: пат. 0213691 B1.USA: МПК С 02 F3/28/ Perry L. McCarty, Andre Bechmann: заявитель и патентообладатель The board of trustees of the Leland Stanford junior University. - №86304054.9; заявл. 28.05.86; опубл. 11.03.87, Бюл. № 92/30.-13 с. 2. Fixed bed reactor for anaerobic treatment of waste water: пат. ЕР 1734010 Al. EU: МПК C02F3/06; C02F3/10, / Felix Rey, Gottlieb Hupfer, Markus Dr. Engelhart: заявитель и патентообладатель Enviro-chemie GmbH. -№EP20060012001; заявл. 17.06.2005; опубл. 28.12.2006.-7 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Анаеробний біореактор для очищення стічної води, що містить корпус, пристрої для підведення стічної води в нижній частині біореактора та пристрої для відведення очищеної води у верхній частині біореактора, пристрої для відведення біогазу, площинне завантаження, який відрізняється тим, що біореактор має декілька секцій, кожна з яких утворена двома зонами реакційною і теплообмінною, що розділені між собою перегородками таким чином, що стічна вода, що піддається очищенню, у реакційній зоні висхідним потоком проходить через завантаження і у теплообмінній зоні низхідним потоком проходить через теплообмінні пристрої, поступаючи до наступної секції; пристрої для відведення відпрацьованої біомаси у нижній частині реакційної зони і пристрої для відведення біогазу, які являють собою бризкоуловлювачі для відділення крапель рідини. 2 UA 93476 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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