УСТАНОВКА ДЛЯ БИОУТИЛИЗАЦИИ СТОКОВ Российский патент 2003 года по МПК C02F3/00 

Изобретение относится к области биоутилизации стоков и к фильтрованию через слой отвальных рудных пород подотвальных и сбросных вод при микробной безреагентной добыче золота и может быть применено на горно-обогатительных комбинатах (ГОК), например Гайском на Южном Урале, крупнейшем в Европе медно-колчеданном месторождении, с биоутилизацией фекально-бытовых стоков и стоков подсобного хозяйства ГОКа.

Известна установка для биоутилизации стоков, содержащая биореактор, включающий корпус с технологическими патрубками и перегородками, образующими камеры кислого, нейтрального, щелочного, метанового брожения, сборник стоков объекта, сообщенный с камерой кислого брожения, микрофильтры, биокультиватор, дезинтегратор (RU 2097332, С 02 F 1/18, 1997 г.).

Установка обладает ограниченными технологическими возможностями.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей установки.

Указанная задача решается за счет того, что установка для биоутилизации стоков содержит биореактор, включающий корпус с технологическими патрубками и перегородками, образующими камеры кислого, нейтрального, щелочного, метанового брожения, сборник стоков объекта, сообщенный с камерой кислого брожения, биофильтр, включающий корпус со светопроницаемыми стенками, размещенными с внешней стороны ультрафиолетовыми светильниками, выполненный с поперечными перфорированными перегородками, образующими секции, с размещенной на перегородках зернистой насадкой, причем нижняя секция - нагнетателем биогаза, а верхняя секция - по бражке сообщены с биореактором, камеры которого снабжены диспергаторами, а камера метанового брожения сообщена со сборником биоудобрения, причем верхняя секция биофильтра сообщена со сборником биометана и биофильтр по биомассе анаэробов сообщен через микрофильтр с входным патрубком динамического дезинтегратора, включающего цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками, с установленным по оси корпуса цилиндрическим ротором с разобщенными отверстиями на его поверхности, взаимодействующими с разобщенными отверстиями корпуса через жидкостный кольцевой канал, причем дезинтегратор сообщен с верхней секцией биокультиватора золотоизвлекающей микрофлоры, включающего корпус со светопроницаемыми стенками и технологическими патрубками, размещенными с внешней стороны ультрафиолетовыми светильниками, установленными в корпусе поперечными перфорированными перегородками, образующими секции, с размещенной на перегородках в секциях зернистой насадкой из стеклобоя, причем нижняя секция биокультиватора сообщена с нагнетателем воздуха. Установка содержит также электролизер и фильтр, содержащий корпус с технологическими патрубками и поперечной перфорированной перегородкой, образующей сборник с днищем, установленным на средстве перемещения, выполненном в виде железнодорожной платформы, а корпус снабжен нагнетателем воздуха в сборник, установлен на упругих опорах, снабжен вибратором, причем фильтр сообщен через сборник раствора с микрофильтром и биокультиватором, а также сообщен с электролизером, включающим корпус с технологическими патрубками, установленными в корпусе электролизера анодными и катодными электродами, причем последние выполнены с катушками из стальной сетки.

На фиг.1 схематически показан продольный разрез фильтра; на фиг.2 - схема биоутилизации стоков, культивирования золотоизвлекающих микроорганизмов, электролитического отделения золота.

Фильтр 1 содержит корпус 2 с технологическими патрубками и поперечной перфорированной перегородкой 3, образующей сборник 4 с днищем 5 на средстве перемещения платформы 6, причем корпус 2 снабжен нагнетателем воздуха 7 в сборник 4, установлен на упругих опорах 8 и снабжен вибратором 9, причем фильтр 1 через сборник 10 раствора сообщен с микрофильтром 11 и биокультиватором 12, включающим корпус 13 со светопроницаемыми стенками и технологическими патрубками, размещенными с внешней стороны ультрафиолетовыми светильниками 14, поперечными перфорированными перегородками 15, образующими секции 16, с размещенной на перегородках 15 зернистой насадкой 17, причем нижняя секция 16 сообщена с нагнетателем 18 воздуха, а верхняя секция - с динамическим дезинтегратором 19, включающим цилиндрический корпус 20 с входным 21 и выходным 22 патрубками, установленным на оси корпуса 20 цилиндрическим ротором 23 с разобщенными отверстиями 24 на его поверхности, взаимодействующими с разобщенными отверстиями 25 корпуса 20 через жидкостный кольцевой канал 26, причем дезинтегратор 19 патрубком 21 по биомассе анаэробов сообщен с микрофильтром 27 и биофильтром 28, включающим светопроницаемый корпус 29 с размещенными с внешней стороны ультрафиолетовыми светильниками 30, выполненным с поперечными перфорированными перегородками 31, образующими секции 32, с размещенной на перегородках 31 зернистой насадкой 33, при этом нижняя секция 32 нагнетателем 34 по биогазу, а верхняя секция 32 по бражке сообщены с биореактором 35, включающим корпус с технологическими патрубками и перегородками 36, образующими камеры: 37 - метанового, 38 - щелочного, 39 - нейтрального, 40 - кислого брожения, снабженные диспергаторами 41, причем камера 40 кислого брожения сообщена со сборником 42 стоков объекта, а камера 37 метанового брожения - со сборником 43 биоудобрения, фильтр 1 сообщен с электролизером 44, включающим корпус с технологическими патрубками, установленными в электролизере 44 анодными 45 и катодными 46 электродами, причем последние выполнены с катушками 47 из стальной сетки. Верхняя секция 32 биофильтра 28 сообщена со сборником 48 биометана.

Установка работает следующим образом.

Фекально-бытовые стоки поселка, стоки подсобных хозяйств поступают в сборник 42, в котором устанавливают соотношение между углеродом, азотом и фосфором 100:20:5, причем источником углерода являются опилки древесины лиственных пород, термодеструктированный компостированием верховой торф; а азота и фосфора - вытяжки из минеральных удобрений. Субстрат последовательно сбраживают в камерах 40, 39, 38, 37 биореактора 35 с температурой под теплоизоляцией корпуса порядка 36^oС, причем колебания температуры не должны превышать одного градуса в сутки. Термостатирование осуществляют включением и отключением в работу диспергаторов 41, которые одновременно разрушают газовые и паровые оболочки на поверхности взвесей. Биометан из камеры 37 метанового брожения нагнетателем 34 продувают через слои биопленки насадки 33 при орошении бражкой, перемещающейся сверху вниз под действием гидростатического регулирования ее количества в секциях 32.

Под действием ультрафиолетового облучения от светильников 30 через светопроницаемую стенку корпуса 29 происходит мутация анаэробов с автоселекцией наиболее продуктивных по биомассе особей, причем продукты жизнедеятельности (метаболитов) вышележащих биопленок используются в качестве источников питания (сукцессия) анаэробами биопленок нижележащих биопленок насадки 33, которая выполнена из стеклобоя, что способствует отторжению от нее старых и мертвых клеток, клетки которых разрушают режущие кромки насадки 33 с переходом в бражку нуклеиновых кислот, микроэлементов, ферментов, витаминов. Фрагменты биопленок, мертвые и старые клетки анаэробов, а генерация (удвоение) биомассы происходит каждые 30 минут, отделяют в микрофильтре 27 с нежесткой фильтровальной перегородкой из нитей карбина, получаемых экструзией из расплава графита. Биомасса поступает через патрубок 21 в жидкостный кольцевой канал 26 дезинтегратора 19. При вращении ротора 23 происходит выброс жидкости из отверстий 24 с торможением потоков при контакте с отверстиями 25 корпуса 20.

Под воздействием механических, гидродинамических воздействий и кавитации в кольцевом канале 26 происходит разрушение оболочек клеток анаэробов с освобождением внутриклеточной жидкости. Дезинтеграт из патрубка 26 дезинтегратора 19 поступает в биокультиватор 12, в котором на биогенных элементах питания происходит наращивание золотоизвлекающих микроорганизмов, в том числе штаммов Bac. Mesentericus niger. Под воздействием ультрафиолетового облучения от светильников 14 через светопроницаемые стенки корпуса 13 на перегородках 15 в секциях 16 на биопленке насадки 17 происходит наращивание биомассы культурального штамма, т.е. автоселекция продуктивных особей. Биомассу золотоизвлекающих микроорганизмов отделяют на нежесткой фильтровальной перегородке микрофильтра 11 в поле центробежных сил с приготовлением раствора в сборнике 10, который поступает в корпус 2 фильтра 1, заполненный рудной золотосодержащей породой из отвалов. При продувке воздухом из нагнетателя 7 в сборник 4, а из него через перфорированное днище 3 происходит выщелачивание золота, которому способствует вибрирование корпуса 2 на упругих опорах 8 от вибратора 9. Золотосодержащий выщелат поступает в электролизер 44 с осаждением золота на катушке 47 из стальной сетки катода 46. Извлечение золота происходит при транспортировке отвальных пород из карьера на обогатительную фабрику и с фабрики с дообеззолочиванием породы в карьер для выгрузки.

Микробное безреагентное извлечение золота по капитальным затратам составляет 20-30%, а по эксплуатационным - 30-40% от затрат по извлечению золота цианированием и оно экологически чистое, с одновременной биоутилизацией стоков поселка и подсобных хозяйств ГОКа.

Изобретение предназначено для биоутилизации стоков. Установка для биоутилизации стоков содержит биореактор, включающий корпус с технологическими патрубками и перегородками, образующими камеры кислого, нейтрального, щелочного, метанового брожения, сборник стоков объекта, сообщенный с камерой кислого брожения, биофильтр, включающий корпус со светопроницаемыми стенками, размещенными с внешней стороны ультрафиолетовыми светильниками, выполненный с поперечными перфорированными перегородками, образующими секции, с размещенной на перегородках зернистой насадкой, причем нижняя секция - нагнетателем биогаза, а верхняя секция - по бражке сообщены с биореактором, камеры которого снабжены диспергаторами, а камера метанового брожения сообщена со сборником биоудобрения, причем верхняя секция биофильтра сообщена со сборником биометана и биофильтр по биомассе анаэробов сообщен через микрофильтр с входным патрубком динамического дезинтегратора, включающего цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками, с установленным по оси корпуса цилиндрическим ротором с разобщенными отверстиями на его поверхности, взаимодействующими с разобщенными отверстиями корпуса через жидкостный кольцевой канал, причем дезинтегратор сообщен с верхней секцией биокультиватора золотоизвлекающей микрофлоры, включающего корпус со светопроницаемыми стенками и технологическими патрубками, размещенными с внешней стороны ультрафиолетовыми светильниками, установленными в корпусе поперечными перфорированными перегородками, образующими секции, с размещенной на перегородках в секциях зернистой насадкой из стеклобоя, причем нижняя секция биокультиватора сообщена с нагнетателем воздуха. Установка содержит также электролизер и фильтр, содержащий корпус с технологическими патрубками и поперечной перфорированной перегородкой, образующей сборник с днищем, установленным на средстве перемещения, выполненном в виде железнодорожной платформы, а корпус снабжен нагнетателем воздуха в сборник, установлен на упругих опорах, снабжен вибратором, причем фильтр сообщен через сборник раствора с микрофильтром и биокультиватором, а также сообщен с электролизером, включающим корпус с технологическими патрубками, установленными в корпусе электролизера анодными и катодными электродами, причем последние выполнены с катушками из стальной сетки. Техническим результатом является расширение технологических возможностей установки. 2 ил.

Установка для биоутилизации стоков, содержащая биореактор, включающий корпус с технологическими патрубками и перегородками, образующими камеры кислого, нейтрального, щелочного, метанового брожения, сборник стоков объекта, сообщенный с камерой кислого брожения, микрофильтры, биокультиватор, дезинтегратор, отличающаяся тем, что она снабжена биофильтром, включающим корпус со светопроницаемыми стенками, размещенными с внешней стороны ультрафиолетовыми светильниками, выполненным с поперечными перфорированными перегородками, образующими секции, с размещенной на перегородках зернистой насадкой, причем нижняя секция - нагнетателем биогаза, а верхняя секция - по бражке сообщены с биореактором, камеры которого снабжены диспергаторами, а камера метанового брожения сообщена со сборником биоудобрения, причем верхняя секция биофильтра сообщена со сборником биометана и биофильтр по биомассе анаэробов сообщен через микрофильтр с входным патрубком динамического дезинтегратора, включающего цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками, с установленным по оси корпуса цилиндрическим ротором с разобщенными отверстиями на его поверхности, взаимодействующими с разобщенными отверстиями корпуса через жидкостной кольцевой канал, причем дезинтегратор сообщен с верхней секцией биокультиватора золотоизвлекающей микрофлоры, включающего корпус со светопроницаемыми стенками и технологическими патрубками, размещенными с внешней стороны ультрафиолетовыми светильниками, установленными в корпусе поперечными перфорированными перегородками, образующими секции, с размещенной на перегородках в секциях зернистой насадкой из стеклобоя, причем нижняя секция биокультиватора сообщена с нагнетателем воздуха, при этом установка снабжена также электролизером и фильтром, содержащим корпус с технологическими патрубками и поперечной перфорированной перегородкой, образующей сборник с днищем, установленным на средстве перемещения, выполненном в виде железнодорожной платформы, а корпус снабжен нагнетателем воздуха в сборник, установлен на упругих опорах, снабжен вибратором, причем фильтр сообщен через сборник раствора с микрофильтром и биокультиватором, а также сообщен с электролизером, включающим корпус с технологическими патрубками, установленными в корпусе электролизера анодными и катодными электродами, причем последние выполнены с катушками из стальной сетки.