УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ И УТИЛИЗАЦИИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 2002 года по МПК C02F11/00 B01D29/27 

Изобретение относится к устройствам для обезвоживания и утилизации осадков сточных вод и может быть использовано на очистных сооружениях малой производительности.

Известна установка для обезвоживания осадков сточных вод, содержащая корпус, вертикально установленный приводной барабан, прижимные ролики, размещенные в барабане, фильтровальный рукав, навитый по винтовой линии, и средства подачи осадка, удаления фильтрата и шлама, корпус выполнен с перфорацией и каналами с наклонными стенками, сообщающимися с отверстиями перфорации и расположенными между витками фильтровального рукава, прижимные ролики установлены с возможностью возвратно-поступательного движения в горизонтальной плоскости, а внутри корпуса установлен отрезок трубы, разделенный поперечной перегородкой на верхнюю и нижнюю части, при этом верхняя часть связана с загрузочным концом фильтровального рукава, а нижняя - с разгрузочным его концом [1].

Однако известное устройство имеет несколько недостатков при обезвоживании осадков сточных вод на очистных сооружениях малой производительности - сложность конструкции, большой расход электроэнергии, высокая трудоемкость.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является фильтрующая установка фирмы "Teknofanghi", содержащая корпус с трубопроводом и запорной арматурой подвода осадков сточных вод и перегородки в виде нетканых гидрофобных полимерных мешков, приспособления для фиксирования мешков в вертикальном положении, тележки для поддержания мешков и поддона для сбора фильтрата с наклонным дном и выходным патрубком [2].

Однако в такой фильтрующей площадке при обезвоживании осадков городских сточных вод наблюдается быстрый износ фильтровальной ткани вследствие непосредственного контакта с обезвоживаемым осадком, низкая удельная производительность при обезвоживании кондиционированных присадками, например, опилом осадков городских сточных вод, особенно активного ила и низкое качество фильтрата, ограниченность использования (только для шламов).

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для обезвоживания и утилизации осадков сточных вод, в котором фильтровальная перегородка, выполненная многослойной, в виде мешка из нетканого гидрофобного полимерного материала, снабженного изнутри мешком из крупноячеистого полимерного гидрофобного материала и вкладыша из гидрофильного пористого материала, отделенного от обезвоживаемого осадка перфорированной трубой, обеспечивает повышение удельной производительности устройства, этим обеспечивается улучшение качества фильтрата, многократное использование дорогостоящей фильтровальной перегородки из гидрофобного нетканого каркасного синтетического материала, облегчение утилизации обезвоженного осадка, что позволяет использовать ее для осадков городских и близких к ним сточных вод.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для обезвоживания и утилизации осадков сточных вод, содержащем корпус с трубопроводом и запорной арматурой подвода осадков сточных вод, фильтровальные перегородки в виде нетканых гидрофобных полимерных мешков, приспособления для фиксирования мешков в вертикальном положении и поддон для сбора фильтрата, согласно изобретению предусмотрены следующие конструктивные отличия:
- корпус выполнен в виде станины;
- фильтровальная перегородка, выполненная в виде мешка из каркасного полимерного гидрофобного материала, дополнительно снабжена изнутри мешком из гидрофобного полимерного крупноячеистого материала;
- внутри мешка из полимерного крупноячеистого материала размещен вкладыш;
- вкладыш выполнен в виде картриджа из гидрофильного пористого материала;
- в центре вкладыша вдоль его вертикальной оси установлена перфорированная труба.

Проведенные патентные исследования показали, что ни в патентной, ни в научно-технической литературе не имеется сведений об устройствах для обезвоживания и утилизации осадков сточных вод таким способом, как охарактеризовано в формуле изобретения, что дает основание к ее соответствию критерию патентоспособности "новизна".

Сопоставительный анализ предлагаемого устройства с известными техническими решениями, в т.ч. и прототипом, показывает на существенные преимущества устройства для обезвоживания и утилизации осадков сточных вод путем использования многослойной перегородки с вкладышем, отделенным от обезвоживаемого осадка перфорированной трубой обеспечивает улучшение качества фильтрата, многократное использование дорогостоящей фильтровальной перегородки, возможность использования устройства для осадков городских и близких к ним по составу сточных вод.

Достигаемые преимущества показывают на то, что решаемая задача выполнена на изобретательском уровне, поскольку она не вытекает очевидным образом из известных в данной области техники решений и поэтому соответствует критерию патентоспособности "изобретательский уровень".

Предлагаемое устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 - вертикальный разрез устройства для обезвоживания осадков сточных вод; фиг.2 - график зависимости удельного сопротивления осадков влагоотдаче от соотношения опилок и осадка.

Устройство для обезвоживания и утилизации осадков сточных вод состоит из фильтрующих перегородок, выполненных многослойными в форме мешков, которые, снаружи во внутрь, располагаются в следующей последовательности: мешок 1 из гидрофобного синтетического нетканого каркасного материала, мешок 2 из гидрофобного синтетического крупноячеистого материала, например полипропилена, внутри которого вплотную размещен вкладыш 3, выполненный в виде картриджа из гидрофильного пористого материала, в центре вкладыша 3 вдоль его вертикальной оси установлена перфорированная труба 4, которая отделяет вкладыш 3 от обезвоживаемого осадка, мешки 1, 2 подвешены к корпусу 8, выполненному в виде станины, с помощью крюка 7 на тросах 6, пропущенных через петли 5, имеющиеся в мешках 1, 2, над поддоном 9, соединенным выходным патрубком 10 с канализацией, рядом с корпусом 8 расположен блок утилизации осадков 11.

Устройство работает следующим образом.

Внутрь перфорированной трубы 4 с помощью гибкого шланга подается обезвоживаемый осадок сточных вод до перелива его через верхний торец трубы 4, по мере обезвоживания слой осадка уменьшается и его доливают, после завершения процесса обезвоживания с крюка 7 снимают трос 6, удерживающий мешки 1, 2, вынимают из вкладыша 3 перфорированную трубу 4 и затем снимают мешок 1. Мешок 2 с обезвоженным осадком остается висеть на крюке 7 за счет троса 6.

Далее возможны несколько вариантов подготовки и утилизации обезвоженных осадков.

Первый вариант: внутрь мешка 2 добавляют некоторое количество особей калифорнийского красного червя, обеспечивают капельное орошение содержимого мешка 2 и, по истечении определенного промежутка времени, получают мешок биогумуса, товарного продукта для внесения в качестве удобрения на садовых участках, парниках, огородах.

Второй вариант: мешок 2 снимают с крюка 7, помещают в пропарочную камеру и подвергают термическому обеззараживанию, затем после охлаждения заселяют культурой грибов, например "Вешенки", подвешивают в специальном управляемо-освещаемом и увлажняемом помещении, обеспечивают капельным орошением, используя до исчерпания урожайности грибов, а затем содержимое мешка выгружают в качестве плодородной почвы на садовые участки, парники и огороды. Мешок 2 используется повторно, гидрофобный материал вкладыша съедается микроорганизмами, древесные опилки частично утилизируются грибами, частично перерабатываются бактериями и червями садовых участков и пр.

Третий вариант: обезвоженный осадок извлекают из мешка 2 и засыпают грунтом, заселенным калифорнийскими червями. В осадки, содержащие большое количество минеральных и органический удобрений, высаживают декоративные растения или цветы.

Многослойную фильтрующую перегородку, после промывки, заполняют новым картриджем и используют повторно.

При подготовке осадков сточных вод к утилизации (в том числе обязательно при переработке осадков в биогумус с помощью калифорнийских червей) требуется добавка целлюлозосодержащих компонентов, преимущественно древесных опилок [Вермикультура и ее эффективность. / Городний Н.М. и др. - Киев (Сел. хоз-во; Обзор. информ. / УкрНИИНТИ. Сер. Земледелие, агрохимия, с.-х., мелиорация), 1990 г., стр. 40], которые желательны и при компостировании осадков сточных вод, поэтому использование их в качестве присадки при кондиционировании не является дополнительным реагентом, как например коагулянты и флокулянты, требующими затрат в эксплуатации при обезвоживании и подготовке к утилизации, что обеспечивает снижение себестоимости обработки осадков сточных вод.

Наличие вкладыша из гидрофобного материала, например губки, по экспериментальным данным одного из соавторов предполагаемого изобретения [Т.Н. Полетаева. Обезвоживание избыточного активного ила с применением присадочного материала. // Вестник ДГАСА. - 1998 г., 98-2, стр. 21-22] обеспечивает скачкообразное улучшение качества фильтрата осадков сточных вод, в том числе активного ила.

Использование гидрофобного нетканого каркасного материала в качестве конечной фильтровальной перегородки обусловлено необходимостью наличия дренажа большого сопротивления, выравнивающего поток фильтрата по фильтрующей перегородке, что исключает проскок механических примесей в фильтрат через неравномерные поры тканевых гидрофобных перегородок.

Наличие крупноячеистого тканевого гидрофобного мешка обеспечивает вспомогательную функцию ограждающей поверхности при подготовке обезвоженного осадка к утилизации (например, при обработке осадков вермикультурой) или в процессе самой утилизации (при выращивании грибов "Вешенки").

Таким образом, применение предлагаемого устройства позволит улучшить качество фильтрата осадков сточных вод, в том числе активного ила, снизить себестоимость обезвоживания и подготовки к утилизации осадков сточных вод, значительно увеличить срок службы устройства.

Изготовлен опытный образец устройства, прошедший испытания на Макеевских очистных сооружениях, где показал положительные результаты.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 1125211, кл. МКИ 6 С 02 F 11/00, опубликовано 23.11.84.

2. Рекламная информация на фильтрующее устройство фирмы "Teknofangi" (прототип).

Изобретение относится к устройствам для обезвоживания и утилизации осадков сточных вод и может быть использовано на очистных сооружениях малой производительности. Устройство для обезвоживания и утилизации осадков сточных вод включает корпус, выполненный в виде станины и содержащий трубопровод и запорную арматуру подвода осадков сточных вод, фильтровальные перегородки в виде нетканых гидрофобных полимерных мешков. Причем фильтровальная перегородка дополнительно снабжена изнутри мешком из полимерного гидрофобного крупноячеистого материала. Внутри дополнительного мешка размещен вкладыш, выполненный в виде картриджа из гидрофильного пористого материала. В центре вкладыша вдоль его вертикальной оси установлена перфорированная труба. Технический результат - усовершенствование устройства для обезвоживания и утилизации осадков сточных вод, улучшение качества фильтрата, облегчение утилизации обезвоженного осадка, многократное использование фильтровальной перегородки. 2 ил.

Устройство для обезвоживания и утилизации осадков сточных вод, содержащее корпус с трубопроводом и запорной арматурой подвода осадков сточных вод, фильтровальные перегородки в виде нетканых гидрофобных полимерных мешков, приспособления для фиксирования мешков в вертикальном положении и поддон для сбора фильтрата, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде станины, фильтровальная перегородка дополнительно снабжена изнутри мешком из полимерного гидрофобного крупноячеистого материала, внутри которого размещен вкладыш, выполненный в виде картриджа из гидрофильного пористого материала, а в центре вкладыша вдоль его вертикальной оси установлена перфорированная труба.