СПОСОБ И УСТАНОВКА ОЧИСТКИ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД ПРАЧЕЧНЫХ И ПОДГОТОВКИ ИХ К ОБОРОТНОМУ ВОДОСНАБЖЕНИЮ ПРАЧЕЧНЫХ Российский патент 2016 года по МПК C02F9/12 

Группа изобретений относится к многостадийным способам очистки и обеззараживания сточных вод, содержащих синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), в частности, с использованием для очистки механических колебаний и ультрафиолетового излучения для обеззараживания и может быть использована для очистки и обеззараживания сточных вод, образующихся в процессе стирки белья и влажной машинной чистки изделий из текстиля, кожи и замши, для отработанных моющих растворов прачечных производств, а также очистки сточных вод красильно-отделочных производств и подготовки их к повторному использованию.

Известен способ очистки сточной воды от синтетических поверхностно-активных веществ, описанный в одноименном патенте РФ №2060959, МПК⁶ C02F 1/463, заявл. 14.12.1993 г. опубл. 27.05.1996 г.

Известный способ включает операцию электрокоагуляции с последующим пропусканием воды через сорбент и отличается тем, что время электрокоагуляции составляет 10-40 мин, а в качестве сорбента применяют шунгит. При этом в качестве сорбента используют шунгит, прокаленный при 500-550°С в течение 23 ч.

Недостатками известного способа являются нерешенность проблемы утилизации флотоконденсата, образующегося в процессе электрофлотации и являющегося источником образования вторичных отходов; значительный расход материала растворимых электродов; необходимость регенерации сорбента; низкая степень обеззараживания стока.

Известны способ и устройство очистки и обеззараживания сточных вод, представленные в патенте РФ №2328455 по кл. C02F 9/12, 1/36, 1/463, 101/30, заявл. 09.11.2005 г., опубл. 10.07.2008 г..

Известный способ очистки и обеззараживания сточных вод включает предварительную механическую очистку, физико-химическую очистку, биологическую очистку и доочистку и отличается тем, что физико-химическую очистку осуществляют посредством обработки воды электрокоагуляцией в течение 20-30 мин при значениях плотности анодного тока 1-3 А/дм², совмещенной с периодическим воздействием в течение 2-3 мин через каждые 5-7 мин ультразвуковыми колебаниями частотой 20-25 кГц и мощностью 1-3 В/см², с последующим отстаиванием.

Известное устройство содержит блок механической очистки 1, совмещенный с кавитационной камерой электрокоагулятор 2, отстойник 3, смеситель 4, блок биологической очистки 5, блок доочистки 6, пеногаситель 7, выпарной аппарат 8, сушильную камеру 9.

Недостатком известных средств является сложность процесса очистки.

Известны способ и установка для очистки и обеззараживания сточных вод, представленные в патенте РФ №138489 по кл. C02F 9/00, заявл. 08.06.2013 г., опубл. 20.03.2014 г. и выбранные в качестве прототипа.

Известная установка служит для очистки смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ). Установка содержит корпус 1, в верхней и нижней частях которого размещены насосы 2 и 3 для подачи загрязненной и отвода очищенной СОЖ соответственно. Внутри корпуса расположены многоступенчатый фильтр 4 с магнитным улавливателем 5 для очистки от механических примесей и посторонних масел поступающей из насоса 2 СОЖ, воронка 6 для подачи СОЖ в спиральный прозрачный трубопровод 7. В центре трубопровода 7 размещены источники 8 ультрафиолетового облучения для обеззараживания поступающей СОЖ. Полость для обеззараживания покрыта отражающим ультрафиолетовое излучение материалом 9, например полированным листом из алюминиевого сплава. Для транспортировки установки в нижней части корпуса имеются колеса 10 и опора 11.

Способ очистки и обеззараживания осуществляется следующим образом. Очищаемая СОЖ посредством насоса 2 через патрубки подается в установку и очищается от механических магнитных и немагнитных примесей и посторонних масел с помощью многоступенчатого фильтра 4 и магнитного улавливателя 5. Затем СОЖ собирается воронкой 6 и поступает в прозрачный трубопровод 7 в форме спирали для ультрафиолетового облучения, по мере прохождения которого СОЖ подвергается ультрафиолетовому облучению от источников 8, расположенных в центре спирального трубопровода. Кроме того, СОЖ подвергается дополнительному ультрафиолетовому облучению за счет отражения от материала 9, покрывающего поверхность полости для обеззараживания. После этого очищенная СОЖ посредством насоса 3 подается обратно в станок.

Выполнение установки передвижной и размещение всех ее узлов в одном корпусе приводит к очень малой производительности установки и ограничивает ее эксплуатационные возможности. При этом отсутствие средств контроля параметров очистки снижает ее эффективность. Кроме того, указанные средства предназначены только для очистки СОЖ станков.

Задачей является повышение производительности и эффективности средств очистки и обеззараживания и расширение их эксплуатационных возможностей.

Поставленная задача решается тем, что:

- в способе очистки и обеззараживания сточных вод прачечных производств и подготовки их к оборотному водоснабжению, включающем предварительную механическую многоступенчатую очистку очищаемой жидкости, последующее обеззараживание ее с помощью ультрафиолетового облучения, и возврат в производство для повторного использования, согласно изобретению на первой ступени механической очистки выполняют вибрационную фильтрацию очищаемых сточных вод для отделения из них волокон белья и крупных фракций загрязнений, затем подвергают полученную очищенную жидкость фильтрации на керамическом фильтре, для чего доводят ее до температуры, необходимой для оптимальной работы этого фильтра, который периодически промывают, а перед возвратом очищенной и обеззараженной жидкости в производственный цикл замеряют ее температуру, электропроводность и кислотность и затем добавляют в нее с учетом замеренных параметров подпитывающую смягченную воду, при этом всех этапах процесса очистки осуществляют контроль параметров.

- в установке очистки и обеззараживания сточных вод прачечных производств и подготовки их к оборотному водоснабжению, включающей в себя технологически последовательно связанные между собой емкость с насосом и патрубками для приема сточных вод, многоступенчатый фильтр для очистки от механических примесей, накопительную емкость очищенной жидкости, связанную с источником ультрафиолетового облучения, и средство для возврата очищенной жидкости в производственный цикл, согласно изобретению емкость для приема сточных вод снабжена датчиком уровня, многоступенчатый фильтр состоит из вибрационного фильтра, который оборудован датчиком расхода и соединен с термоизолированной первой накопительной емкостью для очищенной с его помощью жидкости, оборудованной теплообменником, датчиками уровня и температуры, и связанного с ним через содержащую насос и датчики давления систему поддержания давления керамического фильтра, соединенного с накопительной емкостью с водой для его промывки и связанного через источник ультрафиолетового излучения и датчики расхода со второй термоизолированной накопительной емкостью для очищенной и обеззараженной воды, соединенной вторым входом с источником смягченной чистой воды и служащей источником оборотного водоснабжения прачечных, при этом имеется снабженный устройством индикации модуль управления, входы которого соединены со всеми датчиками, а выходы - с кранами, насосами, теплообменником.

Выполнение многоступенчатой механической очистки сточных вод в установке в виде технологически последовательно расположенных вибрационного фильтра, позволяющего отделить крупные волокна белья и другие крупные примеси, с отдельной накопительной термоизолированной емкостью для очищенной от механических примесей жидкости и керамического фильтра, являющегося мелкопористым, с обеспечением его периодической промывки по мере надобности, обеззараживание очищенной жидкости с помощью источника ультрафиолетового излучения, поступающей далее через датчики расхода во вторую термоизолированную накопительную емкость для очищенной и обеззараженной воды в совокупности с наличием на каждом технологическом этапе средств измерения параметров и осуществлением контроля таких параметров, как уровень жидкости, ее температура и давление, дает возможность увеличить объемы очистки и повысить ее эффективность, расширяя в целом эксплуатационные возможности заявляемых средств.

Технический результат - увеличение объема очищаемых сточных вод при повышении качества очистки за счет контроля техпроцесса.

Заявляемый способ обладает новизной в сравнении с известным, отличаясь от него такими существенными признаками, как выполнение на первой ступени механической очистки путем вибрационной фильтрации сточных вод для отделения из них волокон белья и крупных фракций загрязнений, последующая фильтрация очищенной на первом этапе жидкости на керамическом фильтре, осуществляемая в оптимизированном режиме за счет доведения ее до температуры, необходимой для оптимальной работы этого фильтра, периодическая промывка этого фильтра, измерение таких параметров очищенной и обеззараженной жидкости, как температура, электропроводность и кислотность перед возвратом ее в производственный цикл, последующее добавление в нее с учетом замеренных параметров подпитывающей смягченной воды и постоянный контроль за параметрами техпроцесса, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.

Заявляемая установка обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками, как наличие в емкости для приема сточных вод датчика уровня, выполнение многоступенчатого фильтра из вибрационного фильтра, который оборудован датчиком расхода и соединен с термоизолированной первой накопительной емкостью для очищенной с его помощью жидкости, оборудованной теплоприемником, датчиками уровня и температуры, и связанного с ним через содержащую насос и датчики давления систему поддержания давления керамического фильтра, соединенного с накопительной емкостью с водой для его промывки и связанного через источник ультрафиолетового излучения и датчики расхода со второй термоизолированной накопительной емкостью для очищенной и обеззараженной воды, соединенной также с источником смягченной чистой воды, наличие снабженного устройством индикации модуля управления для постоянного контроля за параметрами процесса очистки, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.

Заявителю неизвестны технические решения, обладающие указанными выше отличительными признаками, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата, поэтому он считает, что заявляемые способ и установка соответствуют критерию «изобретательский уровень».

Заявляемые средства очистки и обеззараживания сточных вод от прачечных и подготовки их для оборотного водоснабжения прачечных могут найти широкое применение в системе коммунально-бытового обслуживания, а потому соответствуют критерию «промышленная применимость».

Заявляемая группа изобретений иллюстрируется чертежом, где представлена функциональная схема установки для очистки и обеззараживания сточных вод от прачечных и подготовки их к оборотному водоснабжению прачечных.

Заявляемый способ очистки и обеззараживания с помощью заявляемой установки осуществляется следующим образом.

На первой ступени механической очистки выполняют вибрационную фильтрацию сточных вод от прачечных для отделения из нее волокон белья и крупных фракций загрязнений. Затем подвергают полученную очищенную жидкость фильтрации на керамическом фильтре, для чего доводят ее до температуры, необходимой для оптимальной работы этого фильтра, который периодически промывают. Очищенную жидкость подвергают обеззараживанию с помощью ультрафиолетового излучения. Перед возвратом очищенной и обеззараженной жидкости в производственный цикл замеряют ее температуру, электропроводность и кислотность и затем добавляют в нее с учетом замеренных параметров подпитывающую смягченную воду. При этом на всем протяжении процесса очистки оператор с помощью модуля управления и устройства индикации осуществляет контроль всех параметров и может в нужный момент вмешаться в техпроцесс для его корректировки.

Установка очистки и обеззараживания сточных вод от прачечных и подготовки их для оборотного водоснабжения прачечных состоит из технологически последовательно связанных между собой включенной в магистраль стоков стиральных машин (на чертеже не показана) накопительной емкости 1, вибрационного фильтра 2 для отделения волокон белья и крупных фракций загрязнений, соединенной с ним термоизолированной накопительной емкости 3 очищенной от волокон воды, керамического фильтра 4, источника 5 ультрафиолетового излучения, термоизолированной накопительной емкости 6. При этом накопительная емкость 1 оборудована датчиком 7 уровня и насосом 8. Вибрационный фильтр 2 снабжен датчиком 9 расхода, а термоизолированная накопительная емкость 3 оборудована теплообменником 10, датчиком 11 уровня, датчиком 12 температуры и электроуправляемым краном 13 для подачи пара в теплообменник 10. Выход термоизолированной накопительной емкости 3 соединен с керамическим фильтром 4 через датчик 15 давления и через насос 14. Вход керамического фильтра 4 также связан через насос 16, датчик 17 давления и кран 18 с накопительной емкостью 19, наполненной водой для промывки фильтра 4. Накопительная емкость 19 также снабжена датчиком 20 кислотности воды и датчиком 21 уровня. Керамический фильтр 4 снабжен краном 22 для слива воды после его промывки. Через систему 23 контроля кислотности, электрически управляемые краны 24 и 25, датчик 26 давления выход керамического фильтра 4 с одной стороны связан с накопительной емкостью 19 для его промывки, а с другой стороны дополнительно через датчик 27 электропроводности - с источником 5 ультрафиолетового излучения, выход которого соединен через датчик 28 расхода воды с входом термоизолированной накопительной емкости 6. Термоизолированная накопительная емкость 6 снабжена датчиком 29 кислотности воды, датчиком 30 температуры, датчиком 31 электропроводности воды и датчиком 32 уровня. Второй вход накопительной емкости 6, в свою очередь, через датчик 33 расхода, электрически управляемый кран 34 и датчик 35 электропроводности связан с источником 36 смягченной чистой воды, а ее выход через насос 37 и датчик 38 расхода связан с входом водоснабжения прачечной. Имеется модуль 39 управления, выполненный на микропроцессоре и снабженный устройством 40 индикации. Входы модуля 39 соединены с выходами всех датчиков - давления, температуры, уровня, электропроводности, кислотности, а его выходы связаны с такими исполнительными элементами, как электроуправляемые краны, насосы, теплообменник. Установка работает следующим образом.

Сточная вода от стиральных машин из накопительной емкости 1 поступает на вибрационный фильтр 2, который задерживает волокна, затем через датчик 9 расхода поступает в термоизолированную накопительную емкость 3, где доводится по показаниям датчика 12 температуры с помощью теплообменника 10 до заданной температуры, необходимой для оптимальной работы керамического фильтра 4. Оптимальная рабочая температура фильтра зависит от размера частиц загрязнения, определяется его производителем и колеблется от +30 до +90 градусов Цельсия. Затем с помощью насоса 14 вода из накопительной емкости 3 подается на керамический фильтр 4. По показаниям датчиков 15, 17, 26 давления определяется время начала и окончания промывки фильтра 4. Система промывки керамического фильтра включается и выключается автоматически по показаниям датчиков 15, 17, 26 давления. Система 23 контроля регулирует оптимальный для процесса стирки pH. Источник 5 ультрафиолетового обеззараживания позволяет избавиться от бактериологического загрязнения обработанной воды. Датчики 27, 31 и 35 электропроводности необходимы для определения количества активных ПАВ и корректировки расхода ПАВ при стирке. Подпитывающая смягченная вода из источника 36 подается в накопительную емкость 6 воды через датчик 33 расхода, электрически управляемый кран 34 и датчик 35 электропроводности воды, а из емкости 6 через насос 37 и датчик 38 расхода - на водоснабжение прачечных. При этом в течение всего процесса очистки с помощью модуля 39 управления и устройства 40 индикации оператором осуществляется контроль всех параметров и вмешательство при необходимости в техпроцесс.

В сравнении с прототипом заявляемые способ и установка очистки и обеззараживания сточных вод прачечных и подготовки их к оборотному водоснабжению имеют более высокую производительность и являются более эффективными.

Изобретение относится к многостадийным способам очистки и обеззараживания сточных вод прачечных и подготовки их к оборотному водоснабжению прачечных. На первой ступени механической очистки выполняют вибрационную фильтрацию сточных вод для отделения из нее волокон белья и крупных фракций загрязнений, затем подвергают воду фильтрации на керамическом фильтре и обеззараживанию с помощью ультрафиолетового излучения. Перед возвратом очищенной и обеззараженной жидкости в производственный цикл замеряют ее температуру, электропроводность и кислотность и затем добавляют в нее с учетом замеренных параметров подпитывающую смягченную воду. Установка для осуществления способа состоит из технологически последовательно связанных между собой накопительной емкости 1, вибрационного фильтра 2, соединенной с ним термоизолированной накопительной емкости 3, керамического фильтра 4, источника 5 ультрафиолетового излучения, термоизолированной накопительной емкости 6. Накопительная емкость 1 оборудована датчиком 7 уровня. Вибрационный фильтр 2 снабжен датчиком 9 расхода, а термоизолированная накопительная емкость 3 оборудована теплообменником 10, датчиком 11 уровня, датчиком 12 температуры и электроуправляемым краном 13 для подачи пара в теплообменник 10. Выход термоизолированной накопительной емкости 3 соединен с керамическим фильтром 4 через датчик 14 давления и через насос 15. Вход керамического фильтра 4 связан через насос 16, датчик 17 давления и кран 18 с накопительной емкостью 19, наполненной водой для промывки фильтра 4. Накопительная емкость 19 снабжена датчиком 20 кислотности воды и датчиком 21 уровня. Через систему 23 контроля кислотности, электрически управляемые краны 24 и 25, датчик 26 давления выход керамического фильтра 4 с одной стороны связан с накопительной емкостью 19, а с другой стороны через датчик 27 электропроводности с источником 5 ультрафиолетового излучения, выход которого соединен через датчик 28 расхода воды с входом термоизолированной накопительной емкости 6. Имеется модуль 39 управления, выполненный на микропроцессоре и снабженный устройством 40 индикации. Входы модуля 39 соединены с выходами всех датчиков - давления, температуры, уровня, электропроводности, кислотности, а его выходы связаны с такими исполнительными элементами как электроуправляемые краны, насосы, теплообменник. Технический результат - увеличение объема очистки и повышение ее эффективности, расширение эксплуатационных возможностей. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ очистки и обеззараживания сточных вод прачечных и подготовки их к оборотному водоснабжению, включающий предварительную механическую многоступенчатую очистку очищаемой жидкости, последующее обеззараживание ее с помощью ультрафиолетового облучения и возврат в производство для повторного использования, отличающийся тем, что на первой ступени механической очистки выполняют вибрационную фильтрацию сточных вод для отделения из них волокон белья и крупных фракций загрязнений, затем подвергают ее фильтрации на керамическом фильтре, для чего доводят жидкость до температуры, необходимой для оптимальной работы этого фильтра, который периодически промывают, а перед возвратом очищенной и обеззараженной жидкости в производственный цикл замеряют ее температуру, электропроводность и кислотность и затем добавляют в нее с учетом замеренных параметров подпитывающую смягченную воду, при этом на всех этапах процесса очистки осуществляют контроль параметров.

2. Установка очистки и обеззараживания сточных вод прачечных и подготовки их к оборотному водоснабжению, включающая в себя технологически последовательно связанные между собой емкость с насосом и патрубками для приема сточных вод, многоступенчатый фильтр для очистки от механических примесей, накопительную емкость очищенной жидкости, связанную с источником ультрафиолетового облучения, и средство для возврата очищенной жидкости в производственный цикл, отличающаяся тем, что емкость для приема сточных вод снабжена датчиком уровня, многоступенчатый фильтр состоит из вибрационного фильтра, который оборудован датчиком расхода и соединен с термоизолированной первой накопительной емкостью для очищенной с его помощью жидкости, оборудованной теплообменником, датчиками уровня и температуры, и связанного с ним через содержащую насос и датчики давления систему поддержания давления керамического фильтра, соединенного с накопительной емкостью с водой для его промывки и связанного через источник ультрафиолетового излучения и датчики расхода со второй термоизолированной накопительной емкостью для очищенной и обеззараженной воды, соединенной вторым входом с источником смягченной чистой воды и служащей источником оборотного водоснабжения для прачечных, при этом имеется снабженный устройством индикации модуль управления, входы которого соединены со всеми датчиками, а выходы - с кранами, насосами, теплообменником.