СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ КОНСЕРВНОГО ПРОИЗВОДСТВА ОВОЩЕЙ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК C05F5/00 C02F9/00 C02F103/32 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и пищевой промышленности и может быть использовано при круглогодичной утилизации отходов консервных комбинатов для получения дополнительной сельскохозяйственной продукции при орошении и повышения плодородия почвы полей.

Известна система подготовки стоков на комплексе «Чапаевский» (см. «Технология орошения животноводческими стоками» A.M. Буцыкин и др. - М.: Агропромиздат, 1987. - 160 с.: ил.). Недостатком технического решения является наличие промежуточных накопителей, из которых жидкие стоки подаются насосами в полевые накопители, где происходит смешивание жидких стоков с водой. Промежуточные накопители постоянно требуют очистки от осадка, что удорожает эксплуатацию системы. Компоновка узла смешения системы имеет ряд существенных недостатков: донный водозабор, забивание всасывающей линии, недостаточный контроль смешивания стоков с водой.

Известны способ утилизации отходов спиртового производства и система для его осуществления, в частности, для утилизации спиртовой барды при орошении культур фугатом и получения компоста и вермикомпоста из кега (см. патент РФ №2371426, Кл. C05F 5/00, 2006), система включает пресс для отжима барды, насосы для транспортировки фугата, пруды-накопители, площадки для компоста.

Недостатком изобретения является отсутствие возможности использовать ил на полях орошения с жидкими отходами в качестве удобрительной массы для повышения плодородия почвы, который образуется в прудах-накопителях, дополнительные затраты на очистку прудов-отстойников от ила, необходимость в дополнительном пруде-отстойнике для обеспечения непрерывного процесса утилизации жидкого стока.

Также известен способ утилизации жидких отходов, например сточных вод, где осуществляют подачу жидких отходов в накопители, их обработку и накопление в прудах-накопителях (см. «Оросительные системы с использованием сточных вод». Нормы проектирования ВСН 33-2.2.02.-86.Министерство мелиорации и водного хозяйства СССР. М., 1986, с. 56 - прототип).

Известна оросительная система, использующая жидкие отходы, например сточные воды (см. «Мелиоративные системы и сооружения. Оросительные системы с использованием сточных вод». Нормы проектирования ВСН 33-2.2.02-86 / Министерство мелиорации и водного хозяйства СССР. М., 1986, с. 56 - прототип), насосные установки, соединенные транспортирующим трубопроводом с прудами-накопителями, распределительные трубопроводы, подающие жидкие стоки на земледельческие поля орошения.

Общим недостатком известных технических решений является накопление и хранение жидких отходов в прудах-накопителях и отсутствие возможности выполнять непрерывную подготовку жидких отходов к круглогодичной утилизации.

Техническим результатом является повышение эффективности утилизации отходов пищевого производства овощей.

Технический результат достигается тем, что в способе утилизации отходов консервного производства овощей, включающем подачу и накопление отходов в прудах-накопителях, выделение твердой массы из жидкости и подачу жидкости в пруды-накопители для непрерывного для орошения полей, согласно изобретению в качестве отходов используют отходы консервного производства овощей, которые предварительно барботируют путем подачи воздушной струи под давлением до 0,6 МПа, затем взмученную массу отходов нейтрализуют раствором гашеной извести дозой от 0,3 до 1 т/сут на 1000 м² в зависимости от исходного pH до значения 6,5-7,5, после разделения отходов на твердую массу и жидкость твердую массу нейтрализуют до pH 6,5-7,5, а жидкость направляют в один из прудов накопителей для нейтрализации до pH 6,57,5, барботируют путем подачи воздушной струи под давлением до 0,6 Мпа, минерализуют кальциевым мелиорантом с дозой от 0,3 до 1 т/сут на 1000 м² и направляют в другой пруд-накопитель для подачи на земледельческие поля орошения, а в системе для осуществления способа утилизации отходов консервного производства овощей, включающей насосные установки, транспортирующий трубопровод, усреднитель, накопители для твердой массы и жидкости, пруды-накопители, распределительные трубопроводы, подающие жидкие стоки на земледельческие поля орошения, согласно изобретению имеет сплавную канализацию, соединенную с усреднителем, имеющим на дне конусные насадки, компрессор и дозатор известкового раствора, ротационные и виброситные установки, которые через насосную установку, выполненную самовсасывающей, соединены с усреднителем и с накопителями твердой массы и жидкости, причем ротационные установки установлены относительно вибросит на высоте не более 5 м, а дозатор известкового раствора сообщен с усреднителем, накопителем твердой массы и с одним из прудов-накопителей, который соединен с накопителем жидкости, с другим прудом-накопителем и через насосную установку с распределительными трубопроводами, и имеет емкость с кальциевым мелиорантом, а на дне - гидроэжекторы с коноидальными насадками.

Новизна заявленного технического решения заключается в том, что за счет использования конических насадков с углом конусности 12-13°, заглубленных под уровень 4-5 м, обеспечивается эффективная дисперсия твердой массы из жидких стоков; применение ротационных и виброситных установок снижает энергозатраты процесса утилизации; процесс барботажа в пруду-накопителе обеспечивает снижением концентрации выброса вредных веществ в атмосферу; емкость для кальциевого мелиоранта в пруду-накопителе позволяет уменьшить концентрации биогенных элементов до значений ниже ПДК.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружена аналогичная совокупность признаков, обеспечивающая решение поставленной задачи, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.

Промышленная применимость заявленного предложения подтверждается актом внедрения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на рис. 1 представлена схема системы для осуществления способа утилизации отходов консервного производства овощей, на рис. 2 - попречное сечение усреднителя, вид А-А; на рис. 3 - план и разрез пруда-накопителя.

Система для осуществления способа утилизации отходов консервного производства овощей содержит насосную установку 1, транспортирующий трубопровод 2, пруды-накопители 3 и 4, распределительные трубопроводы 5, подающие жидкие стоки на земледельческие поля орошения 6. Система имеет сплавную канализацию 7, по которой отходы поступают в усреднитель 8, с выполненными на дне конусными насадками 9 с углом конусности 12-13°, компрессоры 10 и дозатор 11 известкового раствора, соединенный по всасывающему трубопроводу 12 со самовсасывающей насосной установкой 13, сообщающейся по напорному трубопроводу 14 с ротационными 15 и виброситными 16 установками, отделяющими твердую массу от жидких стоков, сообщенными с накопителями 17 и 18 для твердой массы и жидкости, причем накопитель 17 для твердой массы соединен трубопроводом 19 с дозатором 11, а накопитель 18 для жидкости соединен с прудом-накопителем 3, сообщающимся по трубопроводу 20 с затвором 21 с прудом-накопителем 4, соединенным трубопроводом 22 с дозатором 11 и имеющим компрессоры 10 и емкость 23 с кальциевым мелиорантом.

Компрессоры 10 обеспечивают барботаж жидких стоков воздухом через конические насадки 9 под уровнем 4-5 м в усреднителе 8 и пруду-накопителе 3 посредством установленных на дне гидроэжекторов с коноидальными насадками 24.

Дозатор 11 известкового раствора обеспечивает нейтрализацию жидких стоков в усреднителе 8, пруде-накопителе 3 и твердой массы отходов в накопителе 17. В пруду-накопителе 3 установлена емкость с кальциевым мелиорантом 23. Пруды-накопители 3 и 4 сообщаются между собой трубопроводом 20 с затвором 21.

Способ утилизации отходов консервного производства овощей для сельскохозяйственных целей осуществляется следующим образом.

Предварительно выполняют самотечную подачу отходов консервного производства овощей в усреднитель 8 по сплавной канализации 7, объем усреднителя 8 позволяет осуществлять барботаж и измельчение отходов в течение нескольких часов, для утилизации используют жидкие стоки с включением органических остатков после очистки и обработки овощей. Для измельчения отходов применяют барботаж в усреднителе путем подачи под давлением до 0,6 МПа воздушной струи под уровень 4-5 м через конические насадки с углом конусности 12-13° компрессором 10 для предварительной грубой обработки и насыщения отходов кислородом и предотвращения образования осадка на дне в усреднителе, при этом сохраняют удобрительную ценность отходов. Затем взмученную массу отходов нейтрализуют раствором гашеной извести дозой от 0,3 до 1 т/сут на 1000 м² в зависимости от исходного pH до значения 6,5-7,5. Отходы самовсасывающим насосом 13 подают на ротационные 15 и виброситные 16 установки, где происходит отделение твердой массы от жидкого стока. Твердую массу нейтрализуют раствором гашеной извести дозой от 0,3 до 1 т/сут в зависимости от исходного pH до значения 6,5-7,5 и вывозят. Жидкость после отделения твердой массы самотеком поступает в емкость 23, где ее минерализуют кальциевым мелиорантом с дозой от 0,3 до 1 т/сут на 1000 м² , и поступает в пруд-накопитель 3. Объем пруда-накопителя позволяет накапливать жидкие стоки в течение нескольких суток, которые непрерывно подвергают аэрации направленными струями воздуха из коноидальных насадков с помощью компрессоров. Жидкость в пруду-накопителе 3 дополнительно нейтрализуют раствором гашеной извести дозой от 0,3 до 1 т/сут зависимости от исходного pH до значения до значения 6,5-7,5. Пруд-накопитель последовательно соединен с резервным прудом-накопителем 4, который используют для жидких стоков в зимний период и во время аварийных ситуаций. Жидкие стоки из пруда-накопителя 3, подготовленные к утилизации, с помощью насосной установки 1 подают по транспортирующему трубопроводу на земледельческие поля орошения широкозахватными дождевальными машинами с интенсивностью дождя ниже впитывающей способности почвы, обеспечивая повышение плодородия почв и урожайность фитомелиорантов.

Предлагаемая технология круглогодичной утилизации отходов консервного производства овощей состоит из трех блоков.

Блок I. Отходы консервного производства с завода поступают по канализации 7 в усреднитель 8, где выполняется предварительная подготовка отходов путем аэрации из конических сходящихся насадков 9 под уровнем стоков, выполняя барботаж отходов. Барботаж в усреднителе 8 производят с помощью компрессора 10. Затем взмученную массу отходов нейтрализуют раствором гашеной извести дозой от 0,3 до 1 т/сут на 1000 м² в зависимости от исходного pH до значения 6,5-7,5. Известковый раствор поступает в усреднитель 8 самотеком из дозатора 11. Подготовленные к утилизации отходы консервного производства овощей забираются самовсасывающей насосной установкой 13.

Блок II. Подготовленные отходы по напорному трубопроводу 14 поступают от насосной установки 13 на ротационные 15 и затем на виброситные 16 устройства, где происходит отделение твердой массы отходов от жидкого стока. Ротационные 15 и виброситные 16 устройства устанавливаются на высоте не более 5 м, обеспечивающей самотечную подачу очищенной жидкости от твердой массы в накопитель 18, из которой жидкий сток самотеком попадает в пруды-накопители 3 через емкость с кальциевым мелиорантом 23, где минерализуется кальциевым мелиорантом с дозой от 0,3 до 1 т/сут на 1000 м². Под действием силы тяжести и вибрации твердая масса отходов из виброситных устройств 16 попадают в накопитель твердой массы отходов 17, где они накапливаются и вывозятся.

Блок III. Пруды-накопители 3 и 4 обеспечивают прием жидких стоков очищенных от твердой массы, где происходят накопление и подготовка жидких стоков к утилизации на земледельческих полях орошения 6. Пруд- накопитель 3 оборудован компрессорами 10, соединенными с гидроэжекторами с коноидальными насадками, которые выполняют аэрацию жидких стоков путем круговой подачи воздуха под уровень. В пруду-накопителе 3 имеется емкость 23 определенного объема, наполненная кальциевым мелиорантом, расположенная под уровнем жидких отходов и пополняемая мелиорантом по мере его сработки. Для поддержания требуемого pH в пруд-накопитель 3 подается известковый раствор из дозатора 11. Пруд-накопитель 3 соединен трубопроводом 20 с прудом-накопителем 4, который используется для накопления жидких стоков в зимний период, когда завод перерабатывает сухофрукты. По мере наполнения пруда-накопителя 4 осуществляется сброс стоков в пруд-накопитель 3 самотеком, так как отметка дна пруда-накопителя 4 выше отметки дна пруда-накопителя 3. Пруд-накопитель 4 отключается от пруда-накопителя 3 с помощью затвора 21. Подготовленные жидкие стоки из пруда-накопителя 3 с помощью насосных установок 1 по напорному трубопроводу 2 подаются на земледельческие поля орошения 6.

Пример конкретного осуществления способа утилизации отходов консервной продукции для сельскохозяйственных целей и системы для его утилизации.

Технология утилизации выполнялась на консервном заводе ООО «Кубанские консервы» Тимашевского района Краснодарского края.

Отходы консервного производства (ОКП) овощей поступают в усреднитель диаметром 3 м и глубиной 3 м, откуда двумя самовсасывающими насосами TYPE ST-H GORMAN RYPP производительностью 100 м³/ч подаются на 2 ротационные сита ROTOSIEVE. Такая система в зависимости от уровня воды в накопительной емкости позволяет оптимизировать перекачивание воды и непрерывное процеживание, что приводит к меньшему износу оборудования, к отсутствию гидравлических ударов и более эффективному процеживанию.

ОКП имеют показатель pH 4,0-5,3. При данных показателях аэробные процессы не эффективны, поэтому предусматривается внесение извести дозой от 0,3 до 1 тонны в сутки для повышения pH 6,5-7,5, при которой не возникнет закисление жидких стоков в пруду-накопителе.

Для процеживания и удержания крупных частиц взвешенных веществ использованы два ротационных сита ROTOSIEVE модели RS-51, которые установлены на площадке на высоте с отметкой 5 м. Ротационное сито представляет собой цилиндр, внутри которого расположено специальное распределительное устройство, моноблочный шнековый транспортер и ротационные щетки.

Жидкость фильтруется через отверстия в барабане d=1,5 мм и через выходное отверстие по трубопроводу направляется к виброситному устройству.

Кроме того, в ротационном сите предусмотрена зона с ротационной щеткой для автоматической чистки. Выходная труба ротационного сита подключается таким образом, чтобы отфильтрованная жидкость свободно сливалась в два вибросита SEPI-120 с помощью гибкого шланга, которые расположены под ROTOSIEVE на высоте с отметкой 2,5 м.

Отходы от процеживания из ротационного сита и вибросита направляются через шнековый транспортер, в котором они спрессовываются, в кузов грузовика. Очищенный жидкий сток от твердой массы отходов направляется в аэрируемый пруд емкостью 1000 м³.

Значения водородного показателя pH за исследуемый период изменялся незначительно от 6,5 до 7,0 и находился в пределах нормы. Жесткость очищенной воды изменялась от 0,8 до 1,5 моль/дм³, что также является допускаемым показателем.

Данный способ обеспечивает полную утилизацию всех отходов консервного производства овощей через дождевальные машины при орошении сельскохозяйственных культур севооборота на ЗПО, не загрязняя почву вредными и токсическими веществами.

Экономическая эффективность способа состоит в следующем: 1) жидкие стоки используют при орошении дождеванием для получения дополнительного урожая технических и кормовых культур. Урожайность зеленой массы люцерны повышается на 150-200 ц/га; 2) урожайность озимой пшеницы увеличивается на 15-20 ц/га.

Качественный состав жидких стоков после подготовки к утилизации на ЗПО удовлетворяет нормативным требованиям.

Экологический эффект способа: 1) при подаче жидких стоков на ЗПО наблюдается положительный баланс азота +247 кг/га и гумуса +16 ц/га;

2) твердые отходы не загрязняют почву, перерабатываются круглогодично на специальных площадках компостирования

Изобретение относится к сельскому хозяйству и пищевой промышленности и может быть использовано при круглогодичной утилизации отходов консервных комбинатов для орошения и повышения плодородия почвы. Отходы предварительно барботируют воздушной струей под давлением до 0,6 МПа. Затем взмученную массу отходов нейтрализуют раствором гашеной извести дозой от 0,3 до 1 т/сут на 1000 м² до значения рН 6,5-7,5. Разделяют отходы на твердую массу и жидкость. Твердую массу нейтрализуют до pH 6,5-7,5, а жидкость направляют в один из прудов накопителей для нейтрализации до pH 6,5-7,5, барботируют воздушной струей под давлением до 0,6 МПа, минерализуют кальциевым мелиорантом с дозой от 0,3 до 1 т/сут на 1000 м² и направляют в другой пруд-накопитель для подачи на земледельческие поля орошения. Система для осуществления способа включает насосные установки, транспортирующий трубопровод, усреднитель, накопители для твердой массы и жидкости, пруды-накопители, распределительные трубопроводы, подающие жидкие стоки на земледельческие поля орошения. Усреднитель имеет на дне конусные насадки, компрессор и дозатор известкового раствора. С усреднителем и с накопителями твердой массы и жидкости соединены ротационные и виброситные установки. Технический результат: повышение эффективности утилизации отходов пищевого производства. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 4 ил.

1. Способ утилизации отходов консервного производства овощей, включающий подачу и накопление отходов в прудах-накопителях, выделение твердой массы из жидкости и подачу жидкости в пруды-накопители для непрерывного орошения полей, отличающийся тем, что в качестве отходов используют отходы консервного производства овощей, которые предварительно барботируют путем подачи воздушной струи под давлением до 0,6 МПа, затем взмученную массу отходов нейтрализуют раствором гашеной извести дозой от 0,3 до 1 т/сут на 1000 м² в зависимости от исходного pH до значения 6,5-7,5, после разделения отходов на твердую массу и жидкость твердую массу нейтрализуют до pH 6,5-7,5, а жидкость направляют в один из прудов-накопителей для нейтрализации до pH 6,5-7,5, барботируют путем подачи воздушной струи под давлением до 0,6 МПа, минерализуют кальциевым мелиорантом с дозой от 0,3 до 1 т/сут на 1000 м² и направляют в другой пруд-накопитель для подачи на земледельческие поля орошения.

2. Система для осуществления способа утилизации отходов консервного производства овощей по п. 1, включающая насосные установки, транспортирующий трубопровод, усреднитель, накопители для твердой массы и жидкости, пруды-накопители, распределительные трубопроводы, подающие жидкие стоки на земледельческие поля орошения, отличающаяся тем, что имеет сплавную канализацию, соединенную с усреднителем, имеющим на дне конусные насадки, компрессор и дозатор известкового раствора, ротационные и виброситные установки, которые через насосную установку, выполненную самовсасывающей, соединены с усреднителем и с накопителями твердой массы и жидкости, причем ротационные установки установлены относительно вибросит на высоте не более 5 м, а дозатор известкового раствора сообщен с усреднителем, накопителем твердой массы и с одним из прудов-накопителей, который соединен с накопителем жидкости, с другим прудом-накопителем и через насосную установку с распределительными трубопроводами, и имеет емкость с кальциевым мелиорантом, а на дне - гидроэжекторы с конусоидальными насадками.