СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ДЕПОНИРОВАННОГО ИЛОВОГО ОСАДКА СТОЧНЫХ ВОД, УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ И АКТИВАТОР Российский патент 2013 года по МПК C02F11/12 

Группа изобретений относится к биологической обработке осадков сточных вод, а именно к способам получения удобрений из депонированных осадков сточных вод, к устройству и установке для его осуществления.

Известен способ получения биогумуса из осадка канализационных сточных вод, включающий введение в свежий осадок сточных вод аэробных микроорганизмов в виде активного ила и плесневелых грибов, аэрацию смеси подогретым до 40-50°С воздухом, смешивание с наполнителем, в качестве которого используют сухой ил иловых полей очистных сооружений, и введение в полученную культуру дождевых червей в виде Dendrobena vinjetta с последующим добавлением свежего дезодорированного осадка сточных вод в виде подкормки (см. Патент России №2051137, C05F 11/02, опубл. 27.12.1995 г.).

Данный способ позволяет сократить сроки хранения утилизируемого осадка, уменьшить площади иловых прудов, получить удобрение с высоким содержанием калия, азота, фосфора, которые при длительной ферментации в естественных условиях вымываются. К недостаткам способа относится высокая стоимость препарата мицелия плесневелых грибов, необходимость использования при обработке подогретого воздуха, сложность в создании условий для успешного функционирования дождевых червей.

Наиболее близким к предлагаемому способу обработки депонированных осадков является способ получения органо-минерального удобрения (см патент России №2064473, C05F 7/00, опубл. 27.07.1996 г.), включающий кондиционирование смеси осадков от первичных и вторичных отстойников, температурную обработку до полной дезинфекции осадка, введение в них биогенных добавок в виде смеси адаптивных культур азотбактер и нитробактер, проведение ферментации при 32-36°С с последующим обезвоживанием биомассы на фильтрах.

Данный способ позволяет снизить сроки обезвоживания осадков сточных вод, получить ценное удобрение, улучшающее рост и развитие растений, однако данный способ требует расхода энергии для проведения термообработки, также велика стоимость биогенных добавок.

Вместе с тем, проблемы обработки иловых осадков действующих и вновь строящихся комплексов очистных сооружений, ведущие к потере ценнейших земель под складирование нестабилизированных осадков и приводящие к загрязнению почвы, распространению неприятных запахов, накапливанию солей тяжелых металлов, негативному влиянию на здоровье окружающей среды и человека нарастают.

Задачей и техническим результатом создания предлагаемого способа переработки депонированного илового осадка является сокращение сроков обезвреживания, обезвоживания и кондиционирования иловых осадков, уменьшение требуемых площадей под складирование нестабилизированных осадков, снижение стоимости обработки, переведение тяжелых металлов в формы, безопасные и не приводящие к негативному влиянию на здоровье окружающей среды и человека, получение в результате обработки ценного органо-минерального удобрения.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе переработки илового осадка, включающем смешивание осадков, проведение ферментативной обработки, обезвреживание, кондиционирование и обезвоживание полученной биомассы имеются отличия, а именно в качестве осадков используют смесь депонированного илового осадка и предварительно обработанного избыточного ила, при этом предварительная обработка избыточного ила заключается в превращении в его активную ферментную массу при помощи воздушно-кавитационной и электрохимической обработки с использованием гальванической пары, где в качестве материалов гальванической пары используют медь и сталь, при этом к перекачиваемому избыточному илу периодически прикладывают прерывистый переменный ток, при этом полученную в результате кондиционирования и обезвоживания смеси жидкость рециркулируют на стадию предварительной обработки избыточного ила. Количество циклов рециркуляции обрабатываемого избыточного ила в активную ферментную массу может составлять два и более раз. При обработке избыточного ила используется кавитация низкой интенсивности, т.е. с числами 0,01-0,4, а концентрация кислорода воздуха должна быть не менее чем 10 мг/л. Полученная в результате обезвоживания и кондиционирования смеси иловых осадков жидкость может быть рециркулирована на стадию предварительной обработки избыточного ила. В этом случае она смешивается с избыточным илом, и эта смесь подвергается такой же обработке, как избыточный ил.

Кроме того, количество обработок депонированного илового осадка предварительно обработанным избыточным илом составляет один, два и более раз и определяется полным обезвреживанием и стабилизацией депонированного илового осадка. При смешивании осадков полученную активную ферментную массу подают внутрь депонированного илового осадка или же наносят на поверхность обрабатываемого депонированного илового осадка. Их смешивание основано на конвективной диффузии.

Способ осуществляют следующим образом.

К депонированному иловому осадку добавляют активную ферментную массу, полученную в результате переработки избыточного ила, при этом соотношение количества активной ферментной массы к депонированному иловому осадку составляет два и более, выдерживают для полного прохождения процессов обезвреживания, кондиционирования и обезвоживания.

Предварительная обработка избыточного ила, т.е. получение активной ферментной массы, заключается в прерывистом приложении переменного тока к перекачиваемому избыточному илу или его смеси с рециркулируемой жидкостью при насыщении кислородом воздуха до концентрации не менее чем 10 мг/л, кавитационно-воздушной и электрохимической с использованием гальванической пары при обработке, где в качестве материалов гальванической пары используют медь и сталь, а количество циклов предварительной обработки составляет два и более. В процессе получения активной ферментной массы при помощи прерывистого воздействия переменным током и гальванической пары в ней формируют центры коагуляции для связывания в дальнейшем свободных ионов тяжелых металлов в депонированном иловом осадке.

Количество обработок депонированного илового осадка активной ферментной массой может составлять два и более раз, при этом активную ферментную массу подают внутрь или на поверхность депонированного илового осадка, где они смешиваются за счет конвективной диффузии. В результате обработки депонированного илового осадка по предлагаемому способу получается масса, которую можно использовать в качестве органического удобрения, т.к. она не содержит гельминтов, а тяжелые металлы переведены в безопасные соединения.

Предварительная обработка - процесс превращения отработанного избыточного ила в активную ферментную массу, используемую для ферментизации, стабилизации и кондиционирования депонированного илового осадка, протекает следующим образом. В напорном трубопроводе избыточный ил или его смесь с рециркулированной со стадии обработки депонированного илового осадка жидкостью обрабатывается кавитацией низкой интенсивности, т.е. с числами 0,01-0,4, что позволяет перевести отработанный избыточный ил в гомогенное рабочее состояние и активизировать действие ферментов содержащихся в нем микроорганизмов, кроме того, периодическая обработка его и подаваемого в его объемы кислорода воздуха прерывистым переменным током создает импульс для перехода кислорода воздуха во всем обрабатываемом объеме в ионизированное состояние, что увеличивает окислительную и ферментативную способность получаемой активной ферментной массы. Воздушно-кавитационная обработка сочетается с электрохимическими процессами, протекающими около гальванической пары, где в качестве материалов используют медь и сталь. Электрохимическая обработка приводит к подкислению прианодного пространства, подщелачиванию прикатодного и переводу свободных ионов тяжелых металлов (хрома) в связанное состояние, быстрому образованию в прикатодном слое гидроксидных осадков металлов и коагуляции ими диспергированных и эмульгированных веществ. Под действием совокупности всех указанных выше факторов формируется структура, обладающая во всем обработанном объеме центрами коагуляции в виде гидроокиси железа, благодаря наличию которых процессы стабилизации, обезвреживания и обезвоживания при обработке данной массой депонированного илового осадка протекают значительно быстрее.

Примеры осуществления способа для депонированных иловых осадков, имеющих различные концентрации по ХПК, шестивалентному хрому и другим тяжелым металлам (цинк, свинец, железо, ртуть) с характеристиками внешних воздействий прерывистой подачи переменного тока, скорости движения активной ферментной массы, ее количества и времени протекания процессов, сведены в таблицу 1, а также приведены ниже, после описания работы предлагаемой установки для осуществления способа.

Для осуществления способа предлагается техническое решение устройства активатора, а также установки, в которую данное устройство входит в качестве составной части и неразрывно с ним связано. Активатор может быть использован по своему назначению и в составе других объектов.

Известна установка для ликвидации и утилизации депонированного ила (см. Патент №2163573, «Установка для ликвидации и утилизации ила из отстойников городов и промышленных предприятий», C02F 11/00, опубл. 27.02.2001 г.), включающая систему разделения твердых и жидких фаз, уплотнения и обезвоживания осадков, систему сбора и подачи оборотной воды, аппарат активации процессов. Данная установка позволяет получить органо-минеральные удобрения и концентрат гидроокисей металлов, однако данная установка использует в аппарате активации воды химические реагенты, что достаточно дорого и требует большого количества реагентов и оборудования для надежной нейтрализации вредных веществ и получения органо-минерального удобрения.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является установка для переработки депонированного илового осадка (см. Патент РФ №2395465, «Полигон переработки илового осадка сточных вод», C02F 11/00, опубл. 27.07.2010), содержащая иловый накопитель, промежуточный накопитель, систему дозирования, систему обезвоживания осадка, связанных посредством трубопроводов, при этом выход системы обезвоживания по фильтрату подключен к промежуточному накопителю. На данном полигоне переработку илового осадка ведут путем обработки реагентами, а именно флокулянтами, для чего устройство содержит систему обработки реагентами, в состав которой входит установка приготовления и дозирования реагентов, а также трубопроводы, представляющие собой геотрубы, где происходит его обезвоживание до 70% влажности.

В состав установки входят также система гидроразмыва, земснаряд, погружные насосы, погружные мешалки. Для дезинфекции и осаждения тяжелых металлов в системе предусмотрены установки для дозирования реагентов для подавления запахов, дезинфектантов и осадителей тяжелых металлов. Кроме того, система укомплектована рядом датчиков.

Сложность и большое количество входящих в установку устройств делают ее дорогостоящей. Для удаления тяжелых металлов также требуются дорогостоящие реагенты. Кроме того, данная установка не обеспечивает утилизацию илового осадка в виде удобрения, так как не предусматривает процессы окисления и стабилизации вредных органических веществ (запах, микробная заселенность) в депонированном осадке.

Задачей создания и техническим результатом предлагаемого технического решения - установки для переработки депонированного илового осадка является глубокая минерализация органических веществ депонированного илового осадка, снижение стоимости обработки за счет уменьшения количества и номенклатуры применяемого оборудования и отказа от применения химических реагентов.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке для переработки депонированного илового осадка, содержащего иловый накопитель, промежуточный накопитель, дозатор, систему обезвоживания, связанные посредством трубопроводов, где выход системы обезвоживания подключен по фильтрату к промежуточному накопителю, имеются отличия, а именно установка дополнительно снабжена устройством снижения кавитации, насосом, активатором, реактором-усреднителем, электродами для пропускания переменного тока, установленными на напорном трубопроводе, соединяющим промежуточный накопитель и активатор, при этом устройство снижения кавитации размещено перед насосом, установленным на напорном трубопроводе, соединяющем промежуточный накопитель и активатор, помещенный в реактор-усреднитель, при этом реактор-усреднитель выполняет функцию дозирующего устройства.

На фиг.1 показан схематически продольный разрез установки. На фиг.2 показан активатор в продольном разрезе. На фиг.3 показан разрез А-А с фиг.2. На фиг.4 показан разрез Б-Б с фиг.2. На фиг.5 показан разрез В-В с фиг.2. На фиг.6 показан разрез Д-Д с фиг.2.

Установка для переработки депонированного илового осадка состоит из емкости 1 депонированного илового осадка, выполняющей функцию илового накопителя, снабженной системой сбора дренажной воды 2 и трубопроводом 3 отвода дренажной воды, приемного резервуара 5, выполняющего функции промежуточного накопителя, который соединен с трубопроводом отвода 3 дренажной воды и трубопроводом избыточного ила 4, при этом трубопровод соединен с приемным резервуаром 5. Емкость 1 депонированного илового осадка, система сбора дренажной воды 2 и трубопровод 3 отвода дренажной воды в совокупности составляют систему обезвоживания.

К приемному резервуару 5 со штуцером 13 через трубопроводы 14 и 16 подсоединен через насос 7 напорный трубопровод 8, внутри которого для подвода переменного тока размещены электроды 9 (не показаны). Перед насосом 7 установлено устройство снижения кавитации 6, выполненное согласно патенту РФ №2260716 («Способ снижения кавитации в гидравлических машинах и устройство для его осуществления», F04D 29/66, F03B 11/04, опубл. 20.09.2005), снабженное устройством, подводящим воздух в камеру разрежения. Трубопровод 8 служит для подвода избыточного ила в активатор 10, который, в свою очередь, установлен в верхней части емкости реактора-усреднителя 11 внутри его. Реактор-усреднитель 11 выполняет также функцию дозирующего устройства, т.к. он работает в режиме периодического действия: полная загрузка реактора-усреднителя - переработка избыточного ила - полная выгрузка по окончании процесса; затем процесс повторяется. В нижней части реактора-усреднителя 11 на одной оси с активатором 10 установлен обратный конус 12. Реактор-усреднитель 11 снабжен также штуцерами 13, соединенными соответственно с трубопроводами 14, 15 и 16 соответственно для вывода активной ферментной массы из реактора-усреднителя 11 в емкость 1 депонированного осадка и для рециркуляции обрабатываемого в реакторе-усреднителе 11 избыточного ила. На вводах электродов 9 установлен прерыватель переменного тока 17. Трубопроводы 14 и 16 при закрытом штуцере 13 на приемном резервуаре 5 и закрытом штуцере 13 на входе на трубопровод 15 служат для рециркуляции обработанного в реакторе усреднителя 11 избыточного ила. Трубопровод 15 при открытом на его входе штуцере 13 и закрытом штуцере 13 на входе в трубопровод 16 служит для вывода полученной активной массы из реактора-усреднителя.

Активатор 10 является одной из функциональных частей предлагаемой группы изобретений, а именно установки для переработки депонированного илового осадка, но может быть использован по своему назначению и в составе других объектов. В целях наиболее краткого изложения и легкого понимания работа предлагаемой установки описана после изложения сущности предлагаемого активатора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению активатора - электрохимического реактора является устройство, являющееся составной частью устройства для очистки промышленных сточных вод (см. заявку РФ №94036227, C02F 1/463, опубл. 27.07.1996 г.), где электрохимический реактор представляет собой полость смешения сред с вводами воды и воздуха, сообщающуюся с кавитационной камерой, сообщающейся, в свою очередь, с полостью электрохимического коагулятора, расположенного с ней на одной оси. Полость смешения сред посредством тангенциальных каналов связана с полостью подачи очищаемой воды. Другой вход полости смешения сред служит для подачи кислородо-водной эмульсии. Кавитационная камера также снабжена расположенными на ее периферии каналами, Настройку и регулировку работы электрохимического реактора осуществляют с помощью дросселя, управляющего работой насоса, подающего очищаемую воду в приосевую и периферийные области. В данном электрохимическом реакторе под действием кавитации высокой интенсивности в микрообъемах парогазовых пузырей происходит резкое возрастание температуры и давления, что вызывает диссоциацию воды и последующие электрохимические реакции с ионами металлов. В результате предварительной обработки дальнейший процесс коагуляции в электрохимическом коагуляторе происходит под действием тока микрогальванических элементов в среде ионизированной воды значительно более эффективно.

Данное устройство позволяет эффективно удалять из обрабатываемой среды ионы тяжелых металлов, но конструкция устройства сложна вследствие большого количества полостей и каналов, обеспечивающих эффект очистки. Кроме того, данное устройство использует сжатый воздух, что приводит к удорожанию процесса обработки.

Задачей и техническим результатом предлагаемого технического решения активатора является снижение стоимости обработки и обеспечение высокой эффективности очистки от тяжелых металлов.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном техническом решении устройства, содержащем полость смешения сред с вводами жидкостной среды и воздуха, сообщающуюся с полостью электрохимического коагулятора, расположенного с ней на одной оси, имеются отличия, а именно полость смешения сред выполнена в виде корпуса, состоящего из цилиндрической и четырех конусных частей, внутри корпуса на направляющих установлена обечайка, имеющая цилиндрическую и две конусные части, ввод избыточного ила выполнен в виде конусной воронки и потоконаправляющих по касательной к цилиндрической поверхности обечайки устройств, ввод воздуха выполнен в виде патрубка, помещенного в конусную часть корпуса, расположенную с противоположной стороны от выхода обрабатываемой массы избыточного ила из обечайки, а расположенные на выходе из обечайки соответственно суживающаяся и расширяющаяся конусные части корпуса, выполняющие роль электрохимического коагулятора, снабжены многозаходными биметаллическими спиралями из меди и стали, отделенными от конусных частей корпуса диэлектрическими прокладками, а конусные части корпуса, содержащие биметаллические спирали, выполненные из меди и стали, разделены диэлектрическими проставками в виде колец, закрепленных между соединительными фланцам конусных частей.

Активатор 10 содержит корпус 18, выполненный неподвижным и имеющий цилиндрическую часть 19 и конусные части 20, 21, 22, 23. Внутри корпуса 18 на направляющих 24 установлена обечайка 25, имеющая цилиндрическую часть 26 и две конусные части 27 и 28. Конусная часть 27 является конфузором и находится на выходе из обечайки 25. Конусная часть 28 обечайки 25 является обтекателем и сообщается с патрубком 29 подвода воздуха. Конусная часть 22 корпуса 18 выполнена суживающейся. Она снабжена биметаллической спиралью 31. Конусная часть 23 корпуса 18 снабжена биметаллической спиралью 30 и выполнена расширяющейся. Воронка 32 для ввода жидкостной фазы в виде избыточного ила в активатор 10 с одной стороны подсоединена к трубопроводу 8, а другой связана с потоконаправляющими устройствами 33, расположенными на периферии обечайки 25. Ось воронки 32 перпендикулярна продольной оси корпуса 18. Биметаллические из меди и стали спирали 30 и 31 выполнены многозаходными и образуют гальваническую пару, около которой происходит электрохимическая обработка воздушно-иловой смеси для создания центров коагуляции при нейтрализации солей тяжелых металлов в депонированном иловом осадке. Биметаллические спирали отделены от конусных частей 22 и 23 корпуса 8 диэлектрическими прокладками 36. Фланцы (не показаны) - вспомогательные детали, служащие для соединения конусных частей 22 и 23 корпуса 18, разделены диэлектрическими проставками 34 и 35 в виде колец, закрепленных между соединительными фланцам конусных частей 22 и 23.

Активатор работает следующим образом. Через воронку 32 и потоконаправляющие устройства 33 избыточный ил подают в цилиндрическую часть 19 обечайки 25. Потоконаправляющие устройства 33 обеспечивают ввод жидкостной среды в виде избыточного ила по касательной к цилиндрической поверхности обечайки 25 и вращение жидкости вокруг продольной оси корпуса 18 и обечайки 25. Ввод воздуха осуществляется через патрубок 29, помещенный в конусную часть 28 корпуса 18. За счет сужающихся конусных частей 27 корпуса 18 и 20 обечайки 25 жидкость приобретает ускорение, а в конусной части 28 корпуса 18 создается разрежение, воздух засасывается в нее и образуется двуфазная смесь. При прохождении этой смеси через конусную часть 22 корпуса 18 с биметаллической спиралью 31 и конусную часть 23 корпуса 18 с биметаллической спиралью 30 образуется оптимальное количество центров коагуляции.

Ввод воздуха осуществляется через патрубок, помещенный в конусную часть 28 корпуса 18, расположенную с противоположной от выхода обрабатываемой массы избыточного ила из обечайки, где за счет движения жидкости создается разрежение и атмосферный воздух засасывается, создавая воздушно-иловую смесь. Наличие на выходе из обечайки ее суживающейся конусной части 27, а также конусной суживающейся части 22 корпуса 18, снабженной биметаллической многозаходной спиралью 31, а также последовательно расположенной за ней конусной расширяющейся части 23 корпуса 18, снабженной биметаллической многозаходной спиралью 30, позволяет поддерживать на всем протяжении корпуса 18 вращательное движение воздушно-иловой смеси, интенсифицирующее образование в микрообъемах гальванической пары гидроокиси железа, которая становится коагулянтом и захватывает ионы металлов и неметаллов.

Установка работает следующим образом. Избыточный ил из приемного резервуара 5 направляют на предварительную обработку по напорному трубопроводу 8. Проходя через насос 7, расположенное перед ним устройство снижения кавитации 6 и по трубопроводу 8 с установленными в нем электродами 9, избыточный ил подвергается воздействию кавитации низкой интенсивности, а также через него периодически пропускается прерывистый переменный ток, после чего избыточный ил поступает на вход активатора 10, к другому входу которого через патрубок 29 поступает воздух. Под действием совокупности факторов воздействия кавитацией низкой интенсивности, значительной насыщенности кислородом воздуха, а также его ионизации, протекающих в объемах трубопровода 8 и активатора 10, формируется структура, обладающая во всем обработанном объеме центрами коагуляции, благодаря наличию которых дальнейшие процессы окисления, стабилизации, обезвреживания и обезвоживания при обработке данной массой депонированного илового осадка протекают значительно быстрее. Из активатора 10 обрабатываемая масса избыточного ила поступает в реактор-усреднитель 11 и на обратный конус 12, перемешивается в реакторе-усреднителе 11, где происходит образование активной ферментной массы. После завершения процесса образования активной ферментной массы ее направляют через штуцер 13 по трубопроводу 15 в емкость 1 депонированного илового осадка, в которой происходит глубокое окисление органических веществ, их стабилизация, обезвреживание, кондиционирование и обезвоживание депонированного илового осадка. Собранная после обработки в дренажную систему жидкость поступает сначала в трубопровод 3, затем в приемный резервуар 5, где смешивается с избыточным илом, который перед подачей в емкость 1 депонированного илового осадка прокачивается насосом 7 через трубопроводы 14 и 16, устройство снижения кавитации 6, в напорный трубопровод 8 и поступает в реактор-усреднитель 11. После достаточного количества циклов предварительной обработки смеси дренажной жидкости и избыточного ила штуцер 13 открывается, и по трубопроводу 15 обрабатываемая масса поступает в емкость 1 депонированного илового осадка.

Примеры использования установки для осуществления способа приведены ниже.

Пример 1

Реактор-усреднитель 11 устраивается из двух секций, каждая из которых, имеет полезный объем по 200 м³ из расчета, что одна секция находится в работе, а вторая заполняется избыточным илом и отработанной дренажной жидкостью. После завершения процесса приготовления активной ферментной массы в первой секции отключают насос 7 и затем подают активную ферментную массу, активность которой составляет 0,02 мв, в емкость 1 для переработки депонированного илового осадка. После чего включается в работу вторая секция, а первая секция после опорожнения активной ферментной массы заполняется избыточным илом и дренажной водой. Таким образом, процессы повторяются.

Пример 2

Дозирование активной ферментной массы ведут объемным способом путем подачи ее в емкость депонированного илового осадка 1 в количестве 1000 м³, для переработки которой при ХПК=35 г/дм³ необходимо подать 2000 м³ активной ферментной массы при концентрации кислорода 10,7 мг/дм³.

При объеме реактора-усреднителя 11, равном 200 м³, потребуется подать для переработки в емкость депонированного илового осадка десять порций (каждая по 200 м³) активной ферментной массы в течение 60 часов, т.е. 2,5 суток при одновременном удалении дренажной воды в приемный резервуар. Необходимость разбавления депонированного осадка более чем в два раза вызвана низкой его влажностью, при которой затруднен процесс окисления органической части депонированного осадка.

Пример 3

Для переработки депонированного илового осадка, имеющего ХПК=70 г/дм³, потребуется не менее 4000 м³ активной ферментной массы. При объеме реактора-усреднителя 11, равном 200 м³, в котором в течение 6 часов ведется приготовление активной ферментной массы с концентрацией кислорода 17,6 мг/дм³, требуемой для подачи на переработку депонированного илового осадка в количестве двадцати порций (по 200 м³) в течение 120 ч или 5 сут, при постоянном удалении дренажной жидкости в приемный резервуар.

Пример 4

Емкость депонированного илового осадка 1 имеет глубину 5 м. Размеры в плане 40×5 м. Подача активной ферментной массы ведется через вертикально установленные перфорированные стеклопластиковые трубы из расчета нагрузки на одну трубу до 6,5 м². Дренажная система отвода отработанной иловой жидкости представляет собой вертикально расположенную перфорированную стеклопластиковую трубу, покрытую капроновой сеткой с ячейкой 0,05-1,0 мм с нагрузкой на одну трубу 2,5-5 м². Для недопущения засоряемости напорных перфорированных труб в них поддерживается избыточное давление, равное 3-4 м водяного столба, а в дренажной системе поддерживается небольшое разрежение, равное 0,2-0,3 м водяного столба.

Пример 5

Нейтрализацию шестивалентного хрома и других тяжелых металлов (цинк, свинец, железо), находящихся в депонированном иловом осадке, обеспечивают в два этапа - формирование центров коагуляции и обеспечение их взаимодействия ведется в активаторе при помощи последовательно установленных биметаллических спиралей из меди и стали, создающих незначительный заряд, который усиливается путем прерывистой подачи переменного тока на электроды, находящиеся в потоке движущейся активной ферментной массы со скоростью потока 0,6-0,8 м/с при плотности тока 30-40 мА/см², напряжением 220-380 В. Продолжительность воздействия переменным током составляет 2-3 с, частота включений обеспечивается через 12-15 мин.

При необходимости связывания свободных ионов кадмия в депонированном иловом осадке требуется увеличивать время воздействия переменным током и сокращать перерывы между включениями. Для нейтрализации ионов кадмия с концентрацией до 30 мг/дм³ требуется увеличить время воздействия током до 20-25 с, а период включения сократить до 8-10 мин. При концентрации ионов кадмия в депонированном осадке свыше 30 мг/дм³ первая и вторая операции ведутся пропорционально без изменения плотности тока и напряжения.

Пример 6

При нейтрализации в депонированном иловом осадке ионов ртути концентрацией с 1,3 мг/дм³ до 0,005 мг/дм³ продолжительность воздействия переменным током в потоке движущейся ферментной массы с вышеперечисленными характеристиками составляет 30-35 с при периоде включения 7-8 мин без изменения плотности тока и напряжения.

Пример 7

Активатор, имея постоянные значения по количеству пропускаемой жидкости и забираемому из атмосферы воздуха, также может обеспечить требуемую растворимость кислорода в воде путем изменения давления подаваемой жидкости и регулировкой угла наклона на входе жидкости многозаходных спиралей. Так, при уменьшении избыточного давления подаваемой жидкости с 10 до 8,5 м водяного столба и увеличении угла наклона многозаходных спиралей с 65 до 70° растворимость кислорода воздуха в воде увеличивается с 15 до 18 мг/дм³, что, в свою очередь, позволяет более эффективно вести процесс окисления органики в депонированном иловом осадке.

Группа изобретений относится к биологической обработке осадков сточных вод. Способ переработки осадков включает смешивание осадков, проведение ферментативной обработки, обезвреживание, обезвоживание и кондиционирование полученной биомассы, при этом в качестве осадков используют смесь депонированного илового осадка и предварительно обработанного избыточного ила. Предварительная обработка заключается в превращении избыточного ила в активную ферментную массу путем насыщения кислородом воздуха до концентрации не менее чем 10 мг/л, воздушно-кавитационной и электрохимической обработки с использованием гальванической пары при приложении к перекачиваемому в напорном трубопроводе избыточному илу прерывистого переменного тока. Установка для переработки осадка содержит связанные посредством трубопроводов иловый накопитель 1, промежуточный накопитель 5, систему обезвоживания, насос 7, активатор 10, помещенный в реактор-усреднитель 11, устройство снижения кавитации 6, установленное перед насосом 7 на напорном трубопроводе 8, соединяющем промежуточный накопитель 5 и активатор 10, при этом реактор-усреднитель выполняет функцию дозирующего устройства. Активатор 10 содержит полость смешения сред с вводами избыточного ила и воздуха, сообщающуюся с полостью электрохимического коагулятора, расположенного с ней на одной оси, при этом полость смешения сред выполнена в виде корпуса, состоящего из цилиндрической и четырех конусных частей, внутри корпуса на направляющих установлена обечайка, имеющая цилиндрическую и две конусные части, ввод избыточного ила выполнен в виде конусной воронки и потоконаправляющих по касательной к цилиндрической поверхности обечайки устройств, ввод воздуха выполнен в виде патрубка, помещенного в конусную часть корпуса, расположенную с противоположной стороны от выхода обрабатываемой массы из обечайки, а расположенные на выходе из обечайки, соответственно, суживающаяся и расширяющаяся конусные части корпуса, выполняющие роль электрохимического коагулятора, снабжены многозаходными биметаллическими спиралями, разделенными диэлектрическими проставками в виде колец, закрепленных между соединительными фланцами. Техническим результатом является снижение стоимости обработки депонированных иловых осадков и обеспечение высокой эффективности их очистки от тяжелых металлов. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл., 7 пр.

1. Способ переработки депонированного илового осадка, включающий смешивание осадков, проведение ферментативной обработки, кондиционирование и обезвоживание полученной биомассы, отличающийся тем, что в качестве осадков используют депонированный иловый осадок и предварительно обработанный избыточный ил, при этом предварительная обработка, заключающаяся в превращении избыточного ила в активную ферментную массу, осуществляется два и более раз при насыщении кислородом воздуха до концентрации не менее чем 10 мг/л в процессах воздушно-кавитационной и электрохимической обработки с использованием гальванической пары, где в качестве материалов гальванической пары используют медь и сталь, при этом к перекачиваемому избыточному илу периодически прикладывают прерывистый переменный ток, а активную ферментную массу, полученную в результате предварительной обработки, наносят на поверхность или подают внутрь депонированного илового осадка один, два или более раз.

2. Способ переработки депонированного илового осадка по п.1, отличающийся тем, что соотношение масс предварительно обработанного избыточного ила к депонированному иловому осадку составляет два и более.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что полученная в результате кондиционирования и обезвоживания иловых осадков жидкость рециркулируется на стадию предварительной обработки избыточного ила, где смесь данной жидкости с избыточным илом подвергают указанной выше обработке.

4. Установка для переработки депонированного илового осадка, содержащая иловый накопитель, промежуточный накопитель, дозатор, систему обезвоживания, связанные посредством трубопроводов, где выход системы обезвоживания подключен по фильтрату к промежуточному накопителю, отличающаяся тем, что установка дополнительно снабжена устройством снижения кавитации, насосом, активатором, реактором-усреднителем, электродами для пропускания прерывистого переменного тока, установленными на напорном трубопроводе, при этом устройство снижения кавитации установлено перед насосом на напорном трубопроводе, соединяющем промежуточный накопитель и активатор, а активатор помещен в реактор-усреднитель, при этом реактор-усреднитель выполняет функцию дозирующего устройства.

5. Активатор, содержащий полость смешения сред с вводами жидкостной среды и воздуха, сообщающуюся с полостью электрохимического коагулятора, расположенного с ней на одной оси, отличающийся тем, что полость смешения сред выполнена в виде корпуса, состоящего из цилиндрической и четырех конусных частей, внутри корпуса на направляющих установлена обечайка, имеющая цилиндрическую и две конусные части, ввод избыточного ила выполнен в виде конусной воронки и потоконаправляющих по касательной к цилиндрической поверхности обечайки устройств, ввод воздуха выполнен в виде патрубка, помещенного в конусную часть корпуса, расположенную с противоположной стороны от выхода обрабатываемой массы избыточного ила из обечайки, а расположенные на выходе обрабатываемой массы избыточного ила из обечайки соответственно суживающаяся и расширяющаяся конусные части корпуса, выполняющие роль электрохимического коагулятора, снабжены многозаходными биметаллическими спиралями из меди и стали и диэлектрическими проставками в виде колец, закрепленных между соединительными фланцами суживающейся и расширяющейся конусных частей корпуса, при этом биметаллические спирали отделены от суживающейся и расширяющейся конусных частей корпуса диэлектрическими прокладками.