Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. (19) BY (11) 10753
(13) U
(46) 2015.08.30
(51) МПК
ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
C 02F 3/08 (2006.01)
(54) ОБЪЕМНЫЙ МОДУЛЬ ЗАГРУЗКИ БИОФИЛЬТРОВ
(21) Номер заявки: u 20140452
(22) 2014.12.15
(71) Заявители: Общество с ограничен-
ной ответственностью "Гефлис";
Общество с ограниченной ответст-
венностью "Полимер" (BY)
(72) Авторы: Роденко Алексей Владимиро-
вич; Савицкий Николай Егорович; Ли-
сицын Виктор Леонидович; Новиков
Владимир Николаевич (BY)
(73) Патентообладатели: Общество с огра-
ниченной ответственностью "Гефлис";
Общество с ограниченной ответствен-
ностью "Полимер" (BY)
(57)
1. Объемный модуль загрузки биофильтров, содержащий рамки, состоящие из стерж-
ней с элементами носителя биомассы фильтров, отличающийся тем, что рамки собраны в
кассеты, а элементы носителя биомассы фильтров выполнены в виде полых цилиндров из
волокнисто-пористого нетканого материала и расположены на указанных стержнях сво-
бодновисящими с возможностью обеспечения их свободного колебания под воздействием
сточных вод и воздуха.
2. Объемный модуль по п. 1, отличающийся тем, что полые цилиндры выполнены с
толщиной стенки 5-10 мм, внутренним диаметром 45-55 мм и пористостью 65-80 %, при-
чем средний размер пор волокнисто-пористого нетканого материала составляет 50-70 мкм.
3. Объемный модуль по п. 1, отличающийся тем, что рамки, состоящие из стержней с
элементами носителя биомассы фильтров, собраны в кассеты с заданной удельной по-
верхностью с возможностью оптимального заполнения объема очистных емкостей.
Фиг. 1
BY10753U2015.08.30

2. BY 10753 U 2015.08.30
2
(56)
1. Патент РФ на полезную модель 28492, МПК C 02F 3/04, 2003.
2. Патент РФ 2063933, МПК C 02F 3/04, 1996.
3. Патент РФ 2095320, МПК C 02F 3/04, 1997.
4. Патент РФ на изобретение 2091332, МПК C 02F 3/04, 1997.
Техническое решение относится к области водоочистки, может быть использовано в
установках и системах биологической очистки природных и сточных вод в аэробных
и/или анаэробных условиях, а также в качестве фильтрующих загрузок для биологической
доочистки сточных вод.
Известен модульный элемент загрузки биофильтра, состоящий из каркаса, выполнен-
ного из рам в виде параллелепипеда, на верхних гранях которого имеются пазы, в которых
установлены верхние стержни с навернутыми на них листами полимерного волокнистого
материала, закрепленного на стержнях струбцинами, а нижние части листов навернуты на
нижние стержни и также закреплены на них струбцинами [1].
Недостатками известного модульного элемента являются сложность его сборки, а
также сложность и трудоемкость регенерации носителя для иммобилизации микроорга-
низмов - листов полимерного волокнистого материала, для регенерации которого требует-
ся периодическое извлечение стержней с навернутыми на них листами полимерного
волокнистого материала, их очистка вне модульного элемента с последующим возвратом
в модульный элемент или замена на новые элементы.
Известны модульные элементы загрузки для биологической очистки сточных вод, со-
стоящие из металлического каркаса и носителя для иммобилизации микроорганизмов, ус-
тановленные или подвешенные в различных сооружениях биологической очистки
природных и сточных вод [2, 3].
Недостатками этих элементов являются сложность и трудоемкость их изготовления, а
также сложность регенерации носителя для иммобилизации микроорганизмов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагае-
мому техническому решению является элемент загрузки для биофильтров по [4]. Этот
элемент содержит каркас, имеющий стержни или струны, снабженные нанесенным на них
полимерным волокнистым материалом, полученным путем пневмоэкструзии с заданной
пористостью, образует контуры поверхностей, определенным образом соединенных в
пространстве, которые в свою очередь образуют полости различной конфигурации, не-
замкнутые с торцевых сторон.
Недостатком прототипа является сложность его изготовления из-за сложности формы,
обеспечивающей различные конфигурации полостей внутри каркаса, что приводит к не-
высокой производительности элемента из-за образования в них зон застоя. Жесткая фик-
сация поверхностей из полимерного волокнистого материала приводит к его невысокой
механической прочности: сминаемости, обрывам и т.п. под воздействием потока очищае-
мой воды. Кроме того, возникает достаточно частая потребность в регенерации ввиду бы-
строго заиливания пор фильтрующего материала, что требует остановки биофильтра, т.е.
прерывания процесса очистки.
Технической задачей полезной модели является создание более простой и дешевой,
удобной в эксплуатации конструкции, при этом быстрее и качественнее производящей
очистку и обеспечивающей непрерывность процесса очистки за счет регулирования коли-
чества иммобилизированных микроорганизмов активного ила.
Поставленная задача решается тем, что объемный модуль загрузки биофильтров со-
держит рамки, состоящие из стержней с элементами носителя биомассы фильтров, при
этом рамки собраны в кассеты, а элементы носителя биомассы фильтров выполнены в ви-
де полых цилиндров из волокнисто-пористого нетканого материала и расположены на

3. BY 10753 U 2015.08.30
3
указанных стержнях свободновисящими с возможностью обеспечения их свободного ко-
лебания под воздействием сточных вод и воздуха.
Предпочтительно полые цилиндры выполнены с толщиной стенки 5-10 мм, внутрен-
ним диаметром 45-55 мм и пористостью 65-80 %, причем средний размер пор волокнисто-
пористого нетканого материала составляет 50-70 мкм.
Предпочтительно рамки, состоящие из стержней с элементами носителя биомассы
фильтров, собраны в кассеты с заданной удельной поверхностью с возможностью опти-
мального заполнения объема очистных емкостей.
Объемный модуль загрузки биофильтров, содержащий кассеты с элементами носителя
биомассы фильтров, может быть размещен в аэробных, в анаэробных камерах установок
или сооружений биологической очистки сточных вод.
Возможность осуществления полезной модели, охарактеризованной приведенной вы-
ше совокупностью признаков, а также возможность ее реализации может быть подтвер-
ждена описанием конструкции объемного модуля загрузки биофильтров, выполненного в
соответствии с настоящим техническим решением.
На фиг. 1 показан объемный модуль, набранный из кассет.
На фиг. 2 - кассета, состоящая из рамок со стержнями с элементами носителя биомас-
сы фильтров.
На фиг. 3 - рамка из стержней с элементами носителя биомассы фильтров.
На фиг. 4 - фото объемного модуля загрузки биофильтров, размещенного в блоке до-
очистки.
Объемный модуль загрузки биофильтров включает кассеты 1, состоящие из рамок 2,
выполненных в виде жестко скрепленных на расстоянии друг от друга и соединенных ме-
жду собой в кассеты 1. Рамки 2 выполнены со стержнями 3 в виде, например, металличе-
ских прутьев, на которых расположены свободновисящие незафиксированные элементы
носителя биомассы фильтров 4, выполненные в виде полых цилиндров из волокнисто-
пористого нетканого материала методом пневмоэкструзии.
Кассеты 1 определенным образом соединяют в объемный модуль с помощью специ-
альных элементов крепления 5.
Указанные элементы носителя биомассы фильтров 4 выполнены с толщиной стенки 5-
10 мм, внутренним диаметром 45-55 мм и пористостью 65-80 %, причем средний размер
пор волокнисто-пористого нетканого материала составляет 50-70 мкм.
Малый диаметр волокон, высокая пористость носителя и размер пор, сравнимый с
размерами хлопков активного ила, создают благоприятные условия для удержания био-
массы.
Рамки 2, состоящие из стержней 3 с элементами носителя биомассы фильтров 4, соби-
раются в кассеты 1 с заданной удельной поверхностью с возможностью оптимального за-
полнения объема очистных емкостей для улучшения качества и производительности
очистки. Использование рамок 2, состоящих из стержней 3 с элементами носителя био-
массы фильтров 4, полученных путем пневмоэкструзии, и набор их в кассеты 1 обеспечивают
увеличение площади поверхности загрузки, что интенсифицирует процесс массообмена.
Высокая эффективность очистки обусловлена наличием в водопроницаемой системе
большого количества активно функционирующих микроорганизмов, способных к биоде-
градации загрязнений.
Устройство работает следующим образом.
Объемный модуль загрузки биофильтров, собранный из кассет 1 с элементами носи-
теля биомассы фильтров 4, размещают в сооружениях биологической очистки воды. По-
ток сточной воды, соприкасаясь с полыми цилиндрами из волокнисто-пористого
нетканого материала, просачивается через фильтрующие поверхности указанных цилинд-
ров. При этом сила потока воды и воздуха периодически отклоняет элементы носителя
биомассы фильтров 4, вызывая их свободное колебание на стержнях 3, которое в свою

4. BY 10753 U 2015.08.30
4
очередь способствует неоднократному соприкосновению воды с полыми цилиндрами, в
результате чего они обрастают биопленкой микроорганизмов, при этом регулируется
толщина биопленки, что улучшает очистку.
Варьируя параметрами рамок из стержней и количеством элементов носителя биомас-
сы фильтров, можно адаптировать их к разным режимам биоочистки и нагрузкам био-
фильтра в зависимости от размеров аэротенка.
Использование предложенной полезной модели в сооружениях биологической очист-
ки природных и сточных вод позволяет получить высокопористую, обладающую развитой
поверхностью загрузку, а также модули заводского изготовления различной конфигура-
ции, подготовленные к монтажу в биофильтры и отстойники.
Фиг. 2 Фиг. 3

5. BY 10753 U 2015.08.30
5
Фиг. 4
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.