RU1787958C - Equipment for anaerobic treatment of sewage - Google Patents

Abstract

Использование: анаэробна  очистка производственных сточных вод на предпри ти х пищевой промышленности и по переработке сельхозпродукции. Сущность изобретени : устройство дл  анаэробной очистки сточных вод содержит вертикальный герметичный цилиндрический корпус с камерами сбраживани  и отстаивани , разделенными коаксиальными цилиндрическими перегородками с переливными отверсти ми в верхней части. Дл  повышени  эффективности очистки предусмотрены дополнительно коаксиально расположенные камеры отстаивани  с установленными в них коаксиальными перегородками с переливными отверсти ми в нижней части. 1 ил.Usage: anaerobic treatment of industrial wastewater at the enterprises of the food industry and the processing of agricultural products. SUMMARY OF THE INVENTION: An anaerobic wastewater treatment device comprises a vertical sealed cylindrical body with fermentation and sedimentation chambers separated by coaxial cylindrical baffles with overflow openings in the upper part. In order to increase the cleaning efficiency, coaxial settling chambers with coaxial partitions installed in them with overflow openings in the lower part are provided. 1 ill.

Description

Изобретение относитс  к области анаэробной очистки сточных вод и может быть использовано дл  очистки производственных стоков на предпри ти х пищевой промышленности .The invention relates to the field of anaerobic wastewater treatment and can be used for the treatment of industrial effluents in the food industry.

Известно устройство дл  очистки сточных вод и обработки осадка, содержащее камеру биологической очистки с дисковыми биофильтрами, камеры отстаивани  и вторичного отстаивани . Все камеры расположены коаксиально и разделены коаксиальными перегородками, образующими лабиринтный какал, а камера отстаивани  и сбора осадка и камера вторичного отстаивани  снабжены трубопроводами дл  подачи осадка в септическую камеру.A device for wastewater treatment and sludge treatment is known, comprising a biological treatment chamber with disc biofilters, a settling chamber and a secondary settling chamber. All chambers are located coaxially and separated by coaxial partitions forming a labyrinth cocoa, and the sedimentation and collection chamber and the secondary sedimentation chamber are provided with pipelines for supplying sediment to the septic chamber.

Процесс очистки сточной воды в данном устройстве заключаетс  в том, что органические загр знени  адсорбируютс  биопленкой на дисковых биофильтрах, а все взвешенные вещества (осадок) постепенно осаждаютс  в камерах первичного и вторичного отстаивани , преход  по лабиринтному каналу, образованному коаксиальными перегородками.The process of wastewater treatment in this device consists in the fact that organic pollution is adsorbed by biofilm on disk biofilters, and all suspended solids (sediment) are gradually deposited in the primary and secondary sedimentation chambers, passing through the labyrinth channel formed by coaxial partitions.

К недостаткам этой конструкции следует отнести то, что загр зненна  сточна  вода , проход  через дисковые биофильтры, вступает лишь в поверхностный контакт с биопленкой микрофлоры, что не обеспечивает большой степени очистки сточной воды от загр знений. Вследствие этого очищенна  сточна  вода содержит большое количество загр знений и в качестве иловой воды покидает устройство и требует дальнейшей обработки.The disadvantages of this design include the fact that the contaminated wastewater, passing through disk biofilters, comes into only surface contact with the biofilm of microflora, which does not provide a large degree of purification of wastewater from pollution. As a result, the treated wastewater contains a large amount of contaminants and leaves the device as silt water and requires further treatment.

Кроме того, осадок из камер первичного и вторичного отстаивани  частично утилизируетс  в септической камере путем сбраживани  при нагревании и перемешивании, а сброженный осадок удал ют .из устройства дл  дальнейшей обработки или утилизации.In addition, the sediment from the primary and secondary settling chambers is partially disposed of in the septic chamber by fermentation by heating and stirring, and the fermented sediment is removed from the device for further processing or disposal.

Таким образом, известное устройство не может обеспечить достаточно эффективСПThus, the known device cannot provide sufficient efficiency

сwith

XIXi

00 VJ О СЛ 0000 VJ ON SL 00

ную очистку сточной воды без дополнительных затрат энергии и без дополнительной дальнейшей обработки выход щей иловой воды.Wastewater treatment without additional energy and without further treatment of the effluent sludge.

Цель изобретени  заключаетс  в повышении эффективности очистки производственных сточных вод от органических включений за счет обеспечени  оптимального гидродинамического режима и сочетани  прбцессов объемного сбраживани  и отстаивани . The purpose of the invention is to increase the efficiency of the treatment of industrial wastewater from organic impurities by providing an optimal hydrodynamic regime and a combination of bulk fermentation and settling processes.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  анаэробной очистки сточных вод/содержащем вертикальный герметичный цилиндрический корпус с камерами сбраживани  и отстаивани , разделенными коаксиальными цилиндрическими перегородками с переливными отверсти ми в верхней части, дл  повышени  эффективности очистки предусмотрены дополнительно коаксиально расположенные камеры отстаивани  с установленными в них коаксиальными перегородками с переливными отверсти ми в нижней части.The goal is achieved in that in the device for anaerobic wastewater treatment / containing a vertical sealed cylindrical body with digestion and sedimentation chambers separated by coaxial cylindrical partitions with overflow holes in the upper part, additionally coaxially located sedimentation chambers with installed in the upper part are provided them with coaxial partitions with overflow holes in the lower part.

Диаметр центральной камеры сбраживани  определ етс  по формулеThe diameter of the central digestion chamber is determined by the formula

d -§--(0,095-0,105) -У-; bиd -§ - (0.095-0.105) -U-; b and

где D - диаметр корпуса устройства, м;where D is the diameter of the device, m;

Н - высота корпуса устройства, м;N - the height of the device, m;

H/D 1,2-1,3 - характерное соотношение дл  процессов отстаивани .H / D 1.2-1.3 is a typical ratio for sedimentation processes.

Диаметры коаксиальных перегородок с переливными отверсти ми в нижней их части камер отстаивани  определ ютс  по формуле:The diameters of the coaxial partitions with overflow holes in their lower part of the settling chambers are determined by the formula:

d0i:do2:do3 (0,205-0,215)О:(0,535-0 ,545)D:(0,855-0,865)D.d0i: do2: do3 (0.205-0.215) O: (0.535-0, 545) D: (0.855-0.865) D.

А диаметры коаксиальных перегородок с переливными отверсти ми в верхней их части дополнительных камер сбраживани  определ ютс  по формуле:And the diameters of coaxial partitions with overflow holes in their upper part of additional digestion chambers are determined by the formula:

dci:dC2:dc3 (0,345-0,355)D:(0,675-0 ,685)D:(0,995-1,005)0.dci: dC2: dc3 (0.345-0.355) D: (0.675-0, 685) D: (0.995-1.005) 0.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, продольный разрез.The drawing shows the proposed device, a longitudinal section.

Устройство содержит герметичный корпус 1 с центральной камерой сбраживани  2, камеры отстаивани  3, образованные коаксиальными цилиндрическими перегородками 4 с переливными отверсти ми 5 в нижней их части. Дополнительные камеры сбраживани  6 образованы коаксиальными перегородками 7 с переливными отверсти ми в верхней их части 8. Устройство содержит трубопровод 9 дл  подачи сточных вод, гидрозатвор 10 дл  вывода очищенной воды и патрубок 11 дл  удалени  образующегос  биогаза (метанового газа).The device comprises a sealed housing 1 with a central digestion chamber 2, sedimentation chambers 3 formed by coaxial cylindrical partitions 4 with overflow openings 5 in their lower part. Additional digestion chambers 6 are formed by coaxial baffles 7 with overflow holes in their upper part 8. The device includes a pipe 9 for supplying wastewater, a water trap 10 for discharging purified water, and a pipe 11 for removing biogas (methane gas) formed.

Устройство работает по принципу идеального вытеснени  следующим образом.The device operates on the principle of perfect displacement as follows.

Сточные воды по трубопроводу 9 поступают в нижнюю часть центральной камерыWastewater through pipeline 9 enters the lower part of the central chamber

сбраживани  2, где наход тс  метанобразу- ющие микроорганизмы и в объеме которой осуществл етс  основной процесс деструкции содержащихс  в сточной воде органических включений. fermentation 2, where there are methane-forming microorganisms and in the volume of which the main process of destruction of organic inclusions contained in waste water is carried out.

Из центральной камеры сбраживани  2 сточные воды через верхнее переливное отверстие 8 коаксиальной перегородки 7 поступают в первую от центра корпуса камеру отстаивани  3, проход т через нее и черезFrom the central digestion chamber 2, wastewater through the upper overflow opening 8 of the coaxial partition 7 enters the first settling chamber 3 from the center of the housing, passes through it and through

нижнее переливное отверстие 5 коаксиальной перегородки 4 и поступают в первую от центра корпуса дополнительную камеру сбраживани  6. В дальнейшем сточные воды в направлении от центра корпуса к егоlower overflow hole 5 of the coaxial septum 4 and additional fermentation chamber 6 enters the first from the center of the housing 6. Subsequently, the wastewater in the direction from the center of the housing to

периферии проход т последовательно через остальные камеры отстаивани  и сбраживани , которые вместе образуют вертикальный лабиринтный канал, в кото- ром происходит изменение направлени the peripheries pass sequentially through the remaining settling and digestion chambers, which together form a vertical labyrinth channel in which the direction changes

потока попеременно снизу вверх и сверху вниз, а также происходит изменение величины скорости основного потока сточных вод.flow alternately from bottom to top and top to bottom, and there is also a change in the magnitude of the velocity of the main wastewater stream.

В камерах отстаивани  осуществл етс  процесс осаждени  (задержки) недеструктированных органических частиц, а вIn sedimentation chambers, the process of deposition (delay) of undestructed organic particles is carried out, and in

дополнительных камерах сбраживани  про .исходит дополнительное более глубокоеadditional digestion chambers pro. comes an additional deeper

сбраживание мелких органических частиц.fermentation of fine organic particles.

Наличие нескольких камер отстаивани  позвол ет последовательно проводить процесс осаждени  в зависимости от размера осаждающихс  частиц и их полную деструкцию с помощью метанобразующих микроорганизмов во всем объеме потока очищаемых сточных вод.The presence of several settling chambers allows the sequential deposition process to be carried out depending on the size of the deposited particles and their complete destruction with the help of methane-forming microorganisms in the entire volume of the stream of treated wastewater.

Очищенна  вода через гидрозатвор 10 отводитс  из корпуса устройства. Образующийс  в процессе деструкции органическихPurified water is discharged from the device body through a water trap 10. Formed during the destruction of organic

включений метановый газ (биогаз) собираетс  в верхней части корпуса устройства и выводитс  из него через патрубок 11.Inclusions, methane gas (biogas) is collected in the upper part of the device and removed from it through the pipe 11.

ПРИМЕР расчета устройства дл  анаэробной очистки сточных вод.EXAMPLE of calculating an anaerobic wastewater treatment device.

Расчет ведетс  на объем, позвол ющий проводить анаэробную очистку 1QO м3/сут- ки сточных вод с органическими включени ми (содержание сухих веществ до 2,5%), по средним значени м установленных соотношений , а именно:The calculation is carried out on the volume allowing anaerobic treatment of 1QO m3 / day of wastewater with organic inclusions (solids content up to 2.5%), according to the average values of the established ratios, namely:

d -P--0,1d -P - 0.1

ОABOUT

иand

DD

Н 1,250;H 1.250;

doi:do2:d03 0,21 0:0,540:0,860; dci:dc2:dc3 0,350:0,68:0.doi: do2: d03 0.21 0: 0.540: 0.860; dci: dc2: dc3 0.350: 0.68: 0.

Расчётные Данные: D - диаметр цилиндрического корпуса, м4,70 Н - высота цилиндрического корпуса, м 5,80 d - диаметр центральной (основной) камеры сбраживани , м 0,66 doi - диаметр коаксиальной перегородки с переливным отверстием в:нижней ее части камеры отстаивани  м 0,99 2,54 4,04 del - диаметр коаксиальной перегородки с переливным отверстием в верхней ее части дополнительной камеры сбраживани , м 1,16 3,20 dc3. 4,70 Диаметр центральной камеры сбраживани  d D/6-(0,095-0,105)H/D экспериментально определен таким образом, что имеетс  оптимальное соотношение скоростей потоков сточной воды на выходе из подвод щего трубопровода и в объеме самой центральной камеры сбраживани , которое обеспечивает необходимое перемешивание потока, но не создает унос крупных взвешенных органических включений из центральной камеры сбраживани , При меньшем диаметре центральной камеры сбраживани  будет сохран тьс  достаточно высока  скорость потока и при этом скорость уноса крупных взвешенных частиц будет превышать скорость их осаждени , что приведет к снижению степени очистки сточной воды. При большем диаметре центральной камеры сбраживани  снижение скорости потока будет таким значительным, что не будет необходимого перемешивани  и необходимого контакта микрофлоры во всем объеме сточной воды, что также приведет к снижению степени очистки сточной воды.Estimated Data: D is the diameter of the cylindrical body, m 4.70 N is the height of the cylindrical body, m 5.80 d is the diameter of the central (main) digestion chamber, m 0.66 doi is the diameter of the coaxial partition with an overflow hole in its lower part settling m 0.99 2.54 4.04 del - diameter of the coaxial septum with an overflow hole in its upper part of the additional digestion chamber, m 1.16 3.20 dc3. 4.70 The diameter of the central digestion chamber d D / 6- (0,095-0,105) H / D is experimentally determined in such a way that there is an optimal ratio of wastewater flow rates at the outlet of the supply pipe and in the volume of the central digestion chamber itself, which provides the necessary mixing the flow, but does not entail the entrainment of large suspended organic impurities from the central digestion chamber. With a smaller diameter of the central digestion chamber, a sufficiently high flow rate will be maintained and at the same time the ablation rate and large suspended particles will exceed their sedimentation rate, which will reduce the degree of wastewater treatment. With a larger diameter of the central digestion chamber, the decrease in flow rate will be so significant that there will be no necessary mixing and contact of microflora in the entire volume of wastewater, which will also lead to a decrease in the degree of purification of wastewater.

Наличие коаксиальных цилиндрических перегородок с переливными отверсти ми в верхней их части измен ет направление движени  потока очищаемой воды как в центральной камере сбраживани , так и в дополнительных камерах сбраживани , что обеспечивает, с одной стороны, наибольшую полноту конверсии органических включений , а с другой стороны, создает условие дл  осаждени  и задержки взвешенных частиц в основной камере сбраживани  дл  их расщеплени  анаэробной микрофлорой.The presence of coaxial cylindrical partitions with overflow holes in their upper part changes the direction of flow of the purified water both in the central digestion chamber and in additional digestion chambers, which ensures, on the one hand, the greatest degree of completeness of conversion of organic inclusions, and on the other hand, creates a condition for the deposition and retention of suspended particles in the main digestion chamber for their cleavage by anaerobic microflora.

Диаметры коаксиальных перегородок с переливными отверсти ми в верхней их части дополнительных камер сбраживани  св заны зависимостью с диаметром корпу- са предлагаемого устройства, а именно: dci:dc2:dc3 (0,345-0,355)D:(0,67.5-0 ,685)D:(0,955-1,005)D. Это соотношение определено экспериментально как оптимальное , позвол ющее достичь такого из0 мёнени  скорости потока очищаемой воды которое обеспечивает постепенное осаждение в камерах отстаивани  взвешённых ча- стиц с постепенно уменьшающимис  размерами в направлении от центра устрой5 ства к его периферии. При этом в дополнительных камерах сбраживани  достигаетс  полна  деструкци  этих частиц с помощью микрофлоры в биогаз.The diameters of the coaxial partitions with overflow holes in the upper part of the additional digestion chambers are related to the case diameter of the proposed device, namely: dci: dc2: dc3 (0.345-0.355) D: (0.67.5-0, 685) D : (0.955-1.005) D. This ratio is determined experimentally as optimal, which allows achieving such a change in the flow rate of the water being purified that provides gradual deposition of suspended particles in the settling chambers with gradually decreasing dimensions in the direction from the center of the device to its periphery. In the additional digestion chambers, complete destruction of these particles by means of microflora into biogas is achieved.

Оборудование предлагаемого устройст0 ва дополнительными коаксиальными перегородками с переливными отверсти ми в нижней их части обеспечивает изменение скорости потока очищаемой воды как по величине , так и по направлению, что создаетThe equipment of the proposed device with additional coaxial partitions with overflow holes in their lower part provides a change in the flow rate of the treated water both in magnitude and direction, which creates

5 наилучшие услови  дл  задержкй в камерах отстаивани  взвешенных частиц, что приводит к очистке сточной воды от органических включений анаэробными микроорганизмами в биогаз (метановый газ).5 are the best conditions for the delay in the sedimentation chamber of suspended particles, which leads to the treatment of wastewater from organic inclusions by anaerobic microorganisms in biogas (methane gas).

0 Диаметры перегородок с переливными отверсти ми в нижней их части св заны зависимостью с диаметром корпуса предлагаемого устройства, а именно: doi:d02:d03 (0,205-0,215)D:(0,535-0,545)D:(0,8555 -0,865)0.0 The diameters of the partitions with overflow holes in their lower part are related to the diameter of the housing of the proposed device, namely: doi: d02: d03 (0.205-0.215) D: (0.535-0.545) D: (0.8555 -0.865) 0 .

При увеличении диаметров этих перегородок или при их уменьшении будут мен тьс  рассто ни  между перегородками с верхним и нижним переливными отверсти0  ми, что приведет к изменению оптимальных скоростей потока сточной воды, Увеличение скорости потока приведет к уносу органических включений и микрофлоры, а уменьшение скорости потока приведет кIf the diameters of these partitions increase or decrease, the distances between the partitions with upper and lower overflow openings will change, which will lead to a change in the optimal flow rates of wastewater. An increase in the flow rate will lead to the entrainment of organic impurities and microflora, and a decrease in the flow rate will result in to

5 уплотнению осевших частиц и к уменьшению поверхности контакта их с микрофлорой . Таким образом, увеличение или уменьшение скорости потока очищаемой воды приводит к снижению степени очистки5 compaction of the settled particles and to reduce the surface of their contact with microflora. Thus, an increase or decrease in the flow rate of purified water leads to a decrease in the degree of purification

0 вследствие уноса взвешенных частиц или вследствие снижени  полноты конверсии органических включений в биогаз.0 due to entrainment of suspended particles or due to a decrease in the degree of conversion of organic inclusions to biogas.

Все приведенные соотношени  установлены экспериментальным путем какAll the above ratios are established experimentally as

5 оптимальные и могут измен тьс  в незначительных диапазонах, а именно:5 are optimal and can vary in insignificant ranges, namely:

doi:d02:do3 (0,205-0,215)D:(0,535-0 ,545)D:(0,855-0,865)D;doi: d02: do3 (0.205-0.215) D: (0.535-0, 545) D: (0.855-0.865) D;

dci:dc2:dc3 (0,345-0,355)D:(0,675-0;685 )D:(0,995-1.005)0.dci: dc2: dc3 (0.345-0.355) D: (0.675-0; 685) D: (0.995-1.005) 0.

Необходимо отметить, что использование в предлагаемом устройстве, работающем по принципу идеального вытеснени , чередующихс  цилиндрических перегородок с верхним и нижним переливными отверсти ми создает лабиринтный путь с переменным направлением потока и с переменным изменением скорости потока, что одновременно обеспечивает наибольшую полноту анаэробного сбраживани  и осаж-- дени  взвешенных частиц, задержка которых в камерах сбраживани  также увеличивает степень анаэробной конверсии органических включений.It should be noted that the use in the proposed device operating on the principle of perfect displacement of alternating cylindrical partitions with upper and lower overflow openings creates a labyrinth path with a variable flow direction and a variable change in flow velocity, which at the same time provides the greatest completeness of anaerobic digestion and sedimentation days of suspended particles, the delay of which in the digestion chambers also increases the degree of anaerobic conversion of organic inclusions.

Предлагаемое устройство обеспечивает достаточно полную анаэробную очистку сточной воды с органическими включени ми при использовании однокорпусной установки .The proposed device provides a fairly complete anaerobic treatment of wastewater with organic impurities when using a single-hull installation.

Claims (1)

Формула изобретени The claims Устройство дл  анаэробной очистки сточных вод, содержащее вертикальный герметичный цилиндрический корпус с камерами сбраживани  и отстаивани , разделенными коаксиальными цилиндрическимиAn anaerobic wastewater treatment device comprising a vertical sealed cylindrical body with fermentation and sedimentation chambers separated by coaxial cylindrical СТОКИ | STOCK | перегородками, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности очистки сточных вод от органических включений за счет обеспечени  оптимальногоpartitions, characterized in that, in order to increase the efficiency of wastewater treatment from organic inclusions by ensuring optimal гидродинамического режима и сочетани  процессов объемного сбраживани  и отстаивани , в коаксиальных перегородках, образующих камеры сбраживани , выполнены переливные отверсти  в верхней их части, вhydrodynamic regime and a combination of the processes of volumetric fermentation and sedimentation, in the coaxial partitions forming the digestion chambers, overflow openings are made in their upper part, in 0 коаксиальных перегородках, образующих камеры отстаивани , выполнены переливные отверсти  в нижней их части, диаметр центральной камеры сбраживани  определ етс  соотношениемOn the coaxial partitions forming the settling chambers, overflow holes are made in their lower part, the diameter of the central digestion chamber is determined by the ratio 5 d D/6-(0,095-0,105)H/D, 5 d D / 6- (0,095-0,105) H / D, где D и Н - диаметр и высота корпуса устройства , диаметры коаксиальных перегородок камер сбраживани  по направлению от центра к периферии корпуса определеныwhere D and H are the diameter and height of the housing of the device, the diameters of the coaxial partitions of the digestion chambers in the direction from the center to the periphery of the housing are defined 0 соотношением (0,345-0,355)D:(0,675- 0,685)D:(0,995-1,005)0, а диаметры коаксиальных перегородок камер отстаивани  по направлению от центра к периферии корпуса определены соотношением (0,2055 0,215)D:(0,535-0,545)D:(0,855-0,865)D.0 by the ratio (0.345-0.355) D: (0.675-0.685) D: (0.995-1.005) 0, and the diameters of the coaxial partitions of the settling chambers in the direction from the center to the periphery of the body are determined by the ratio (0.2055 0.215) D: (0.535-0.545 ) D: (0.855-0.865) D. биогазbiogas