ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 2018 года по МПК C02F11/00 

Изобретение относится к области переработки промышленных и бытовых сточных вод, в частности, к устройствам для обработки осадков сточных вод и обеспечивает экологическую технологию комплексной переработки нерастворенных в воде продуктов водоочистки на природоохранном объекте.

Проблема сбора и очистки сточных вод является актуальной задачей для любого города, поселка или населенного пункта. В результате жизнедеятельности человека на территории городов и поселков остро встает социально-экологическая проблема, обусловленная скоплением больших объемов осадков сточных вод.

Осадок сточных вод это твердая фракция сточных вод, состоящая из органических и минеральных веществ, выделяемых в процессе очистки - методом отстаивания (сырой осадок), и биологической очистки (избыточный активный ил).

В категории промышленных отходов осадки имеют экономические показатели как нетрадиционные и возобновляемые источники сырьевых ресурсов для производства удобрений, топлива, энергии и т.п. Например, органоминеральная масса осадка по теплотворной способности близка бурым углям. Признано, что осадки сточных вод являются ценными органоминеральными удобрениями.

Современные требования экологической безопасности исключают прямое дальнейшее использование осадков в народном хозяйстве без их специальной подготовки.

Известна система обработки осадков сточных вод на технологической линии обезвоживания, содержащей соответствующим образом соединенные друг с другом насосы-дозаторы, трубопроводы, растворные емкости, центрифуги и барабаны со шнеками (см. патент RU 36826 U1, кл. C02F 11/00, 2004). Известная система осуществляет обезвоживание осадков сточных вод, но не обеспечивает получение готового обеззараженного продукта, такого как органическое удобрение с биологически отмершей патогенной микрофлорой.

Известно также устройство для обработки отстоя (осадков) сточных вод по патенту RU 2159745, кл. C02F 11/14, 1995. Это устройство принято в качестве аналога, наиболее близкого к настоящему изобретению по выполняемой функции и достигаемому результату. Известное устройство содержит средства для обеспечения отстоя, средства для смешивания отстоя со щелочной добавкой (в частности, диоксидом кальция), пастеризационную камеру со средствами непрерывного проведения смеси через камеру за определенное рабочее время без существенного встряхивания, чтобы смесь практически не разжижалась, а также средства для подачи смеси отстоя и щелочной добавки к входному отверстию пастеризационной камеры и средства для разгрузки смеси из выходного отверстия пастеризационной камеры.

Это известное устройство обладает рядом недостатков. Используемый в качестве щелочной добавки диоксид кальция - достаточно вредное вещество и требует осторожного использования, все используемые вещества пылят, а рассчитать достижение рН=12 достаточно сложно, так как при этом нужно учитывать кислотность осадка, а она может быть разной, поскольку состав сточных вод непредсказуем, следовательно, загрузка щелочи достаточно проблематична. Использование нагрева смеси, проходящей через пастеризационную камеру, приводит к повышению энергозатрат на переработку сточных вод. При непрерывном поступлении выделенных из сточных вод осадков не представляется возможным обеспечить постоянную работу устройства, нет технических решений для предоставления возможности остановок какого либо из элементов устройства для ремонта, технологических нужд - для этого необходима остановка всего комплекта механизмов, а при неравномерном поступлении осадков сточных вод устройство будет либо перегружено, либо недогружено.

Основной задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание производственного комплекса, который лишен недостатков известных вышерассмотренных решений и который может обеспечить постоянную переработку осадков сточных вод с их обеззараживанием при непрерывном поступлении выделенных из сточных вод осадков для получения из них высококачественного органического удобрения с биологически отмершей патогенной микрофлорой. Кроме того, при создании комплекса необходимо создание технического решения для согласования технологических перерывов как при заполнении отсеков ферментатора, так и при заполнении смесителя, при перебоях в поступлении наполнителя в смеситель. Также к задачам настоящего изобретения следует отнести получение готового продукта, пригодного для складирования, учета, хранения и транспортировки.

Основным техническим результатом при реализации настоящего изобретения является получение высококачественного органического удобрения, изготовленного из непригодного для использования осадка сточных вод, при отсутствии использования вредных химических веществ для обработки исходного материала и снижении энергозатрат в процессе такой обработки. Кроме того, техническим результатом при реализации настоящего изобретения является создание удобного для использования конечного продукта, с которым можно производить стандартные манипуляции - считать, укладывать, перевозить, складировать, реализовывать. К техническим результатам следует также отнести исключение трудностей в процессе производства, связанных с заполнением отсеков ферментатора, при заполнении смесителя, а также при перебоях в поступлении наполнителя в смеситель. Это не требует точной регулировки транспортеров для подачи материала, позволяет сохранить постоянное количество поступающих осадков на обработку независимо от их выделения по времени суток. Кроме того, в процессе эксплуатации появляется возможность технического обслуживания и ремонта. При этом исключаются проблемы, связанные с захоронением осадков сточных вод на полигонах, такие как использование автотранспорта для транспортировки, ограниченные площади полей полигона, требования об улучшении качества жизни проживающих рядом с полигоном людей, наступление на полигоны жилищного строительства.

Указанная основная задача решается тем, что производственный комплекс для переработки осадков сточных вод, содержащий подающий транспортер обезвоженного осадка, емкость наполнителя со шнековым питателем, размещенные с возможностью подачи осадка и наполнителя в смеситель, выполненный со средством для выгрузки смеси, и средство для уничтожения патогенов, согласно настоящему изобретению, комплекс снабжен емкостью для приема смеси, загрузочным транспортером для загрузки смеси и транспортером выгрузки компоста из средства для уничтожения патогенов, причем средство для уничтожения патогенов выполнено в виде аэробного ферментатора, средство для выгрузки смеси выполнено в виде транспортера, выход которого установлен с возможностью подачи смеси в емкость для приема смеси из смесителя, а загрузочный транспортер размещен с возможностью приема смеси из емкости для приема смеси и подачи ее в ферментатор.

Кроме того, согласно настоящему изобретению, комплекс может быть снабжен транспортером аварийной выгрузки с возможностью подключения его входа к выходу подающего транспортера обезвоженного осадка. Комплекс по настоящему изобретению может быть также снабжен фасовочной линией, а транспортер выгрузки компоста из средства для уничтожения патогенов размещен с возможностью подачи компоста на вход фасовочной линии.

Наличие емкости для приема смеси обеспечивает исключение трудностей в процессе производства, связанных с заполнением отсеков ферментатора, поскольку при поступлении от смесителя массы через средство выгрузки смеси в емкость нет необходимости прерывать процесс смешивания компонентов, поскольку емкость принимает всю массу смеси. При заполнении одного из отсеков ферментатора транспортер для загрузки смеси переводится на подачу смеси на другой, незаполненный отсек ферментатора, а смеситель при этом продолжает подавать смесь в емкость. Наличие транспортера аварийной выгрузки позволяет отводить обезвоженные осадки сточных вод в случае их излишнего поступления в комплекс в зависимости от времени суток, позволяет осуществить техобслуживание комплекса, не прерывая подачу обезвоженных осадков сточных вод. При этом появляется возможность обеспечить загрузку комплекса во время недостаточного поступления осадков, например в ночное время. Для этого отведенную, например, в вечернее или утреннее время массу транспортером аварийной выгрузки из буртов подают ночью или днем на подающий транспортер обезвоженного осадка. Ферментатор, работающий по методу аэробного экспресс-компостирования, обеспечивает биологическое отмирание патогенной микрофлоры, что позволяет получить из обезвоженного осадка сточных вод высококачественное органическое удобрение без применения каких-либо вредных химических веществ и дополнительных энергозатрат на нагрев обрабатываемой смеси, так как при аэробной ферментации происходит саморазогрев массы до 70°С. Фасовочная линия обеспечивает создание конечного продукта в виде органического удобрения, соответствующим образом упакованного и тем самым удобного для учета, хранения, реализации и транспортировки.

Сущность настоящего изобретения поясняется представленной на фиг. 1 принципиальной схемой производственного комплекса.

Производственный комплекс для переработки осадков сточных вод содержит подающий транспортер 1 обезвоженного осадка, транспортер 2 аварийной выгрузки, емкость 3 наполнителя со шнековым питателем 4, смеситель 5, средство 6 выгрузки смеси, выполненное в виде транспортера, емкость 7 для приема смеси, транспортер 8 для загрузки смеси, средство 9 для уничтожения патогенов, выполненное в виде аэробного ферментатора, транспортер 10 выгрузки компоста и фасовочную линию 11.

Подающий транспортер 1 обеспечивает формирование и подачу обезвоженного осадка к смесителю 5. Транспортер 2 аварийной выгрузки предназначен для аварийного варианта выгрузки обезвоженного осадка, минуя смеситель 5. Емкость 3 наполнителя предназначена для хранения предварительно доставленного на производственный комплекс наполнителя, достаточного для кратной работы имеющихся отсеков ферментатора. Шнековый питатель 4 обеспечивает подачу наполнителя из емкости 3 в смеситель 5. Подающий транспортер 1 обезвоженного осадка и емкость 3 наполнителя со шнековым питателем 4 размещены с возможностью подачи осадка и наполнителя в смеситель 5. Смеситель 5 предназначен для равномерного смешивания поступающего осадка с наполнителем и подачи полученной смеси через имеющийся люк на выполненное в виде транспортера средство 6 для выгрузки смеси в емкость 7 для приема смеси. В емкости 7 осуществляется накопление смеси между периодическими ее подачами из смесителя 5. Транспортер 8 для загрузки смеси необходим для подачи смеси из емкости 7 к ферментатору. Ферментатор, работающий методом аэробного экспресс-компостирования, поделен на отсеки, количество которых определяется заданной производительностью комплекса. В каждом отсеке обеспечивается подача воздуха снизу, перемешивание имеющимся устройством для перемешивания, выгрузка перемешанной массы имеющимся устройством для выгрузки с подачей на выгрузной ленточный либо шнековый транспортер. Кроме того, в верхней части каждого отсека имеется устройство для удаления воздуха, влаги и т.д. Транспортер 10 выгрузки компоста предназначен для приема получаемого продукта и обеспечивает подачу компоста на фасовку либо, в случае ремонта или перегрузки, обеспечивает выгрузку компоста на буртовое хранение на улице. С помощью фасовочной линии 11 осуществляется упаковка компоста в пакеты, мешки и т.д.

Возможно выполнение транспортеров в виде конвейеров производства предприятия ЗАО НПФ «ЭКОТОН», г. Белгород, где массу перемещают по спирали. Возможно использование ленточных конвейеров производства предприятия Ивантеевский элеватормельмаш, Моск. обл., г. Ивантеевка, и шнековых питателей производства АО «Паритет», г. Екатеринбург. Транспортер аварийной выгрузки и выгрузки смеси, загрузочный транспортер и транспортер для приема получаемого продукта могут быть шнековыми или ленточными. Емкость наполнителя может быть выполнена бункерного типа, в которой имеются внутренние валы для ворошения массы. Можно использовать смеситель, производимый ООО «АБОНО», г.Москва, а ферментатор - компанией ОАО «Волгоцеммаш», г. Тольятти, в виде биобарабана типа КМ-101А или КМ 102Б. Для фасовочной линии можно использовать фасовочно-упаковочное оборудование от ООО «1 ТОПМАШ», г. Москва.

Производственный комплекс для переработки осадков сточных вод работает следующим образом. На очистительном сооружении (на чертеже не показано) из поступающего объема сточных выделяют твердую фракцию с получением осадка сточных вод. Этот осадок поступает на подающий транспортер 1 обезвоженного осадка. Предварительно в емкость 3 наполнителя закладывается наполнитель для снижения влажности, например торф, опилки и т.п. Наполнитель в емкость может закладываться в значительных объемах и находиться в ней как на хранении или на складе. Из подающего транспортера 1 обезвоженный осадок подается в смеситель 5. Одновременно в смеситель 5 подается наполнитель по шнековому питателю 4 из емкости 3. В случае продолжающейся подачи осадка при заполненном смесителе 5 вход транспортера 2 аварийной выгрузки может быть подключен к выходу подающего транспортера 1 обезвоженного осадка. В этом случае транспортер 2 работает в качестве продолженной (удлиненной) части транспортера 1, являясь по существу продолжением транспортера 1, и обезвоженный осадок, минуя смеситель 5, с помощью транспортера 2, поступает в специально заготовленную емкость (не показана), из которой по мере ее заполнения этот осадок может быть повторно направлен на транспортер 1. При помощи средства 6 для выгрузки смеси, выполненного в виде транспортера, полученная в смесителе 5 смесь поступает в емкость 7 для приема смеси. Из емкости 7 для приема смеси приготовленная смесь, состоящая из осадка и наполнителя, поступает в средство 9 для уничтожения патогенов, которое выполнено в виде аэробного ферментатора. Поступление смеси в ферментатор происходит при помощи загрузочного транспортера 8 для загрузки смеси. Ферментатор имеет отсеки, количество которых определяется требуемой производительностью. По мере наполнения того или иного отсека ферментатора транспортер 8 прекращает подачу смеси для перехода подачи в свободный отсек ферментатора. В этом случае осадок, смешенный с наполнителем, накапливается в емкости 7 при постоянной подаче смеси из смесителя 5. Из ферментатора полученный компост посредством шнекового или ленточного транспортера 10 подается для фасовки на вход фасовочной линии 11. При помощи фасовочной линии 11 осуществляется упаковка компоста в мешки, пакеты и т.п. Далее готовый продукт поступает на хранение.

Таким образом, в заявленном техническом решении для обработки осадков сточных вод за счет того, что средство для уничтожения патогенов выполнено в виде ферменатора, не используются какие-либо вредные, в том числе пылящие, вещества, отсутствуют затраты на нагрев обрабатываемой массы, также отсутствует необходимость в каком-либо регулировании рН обрабатываемой массы. Производственный комплекс по настоящему изобретению может осуществлять постоянную аэробную ферментацию при непрерывном поступлении выделенных обезвоженных осадков из сточных вод с получением высококачественного органического удобрения с биологически отмершей патогенной микрофлорой. Изобретение обеспечивает получение готового продукта, пригодного для учета, хранения, реализации, транспортировки. При использовании заявленного устройства устраняются трудности, связанные с заполнением отсеков ферментатора, смесителя, а также с перебоями поступления наполнителя в смеситель. Значительно упрощается эксплуатация за счет того, что не требуется точной регулировки транспортеров для подачи материала и сохраняется постоянное количество поступающих осадков на обработку независимо от их выделения по времени суток. При этом появляется возможность технического обслуживания и ремонта в процессе эксплуатации. Использование заявленного технического решения позволяет не заниматься проблемными вопросами утилизации на полигонах осадков сточных вод.

Потребителями комплекса согласно настоящему изобретению могут быть как отдельные очистные сооружения канализации (ОСК), так и межрайонные центры по переработке осадков сточных вод, которые следует создать.

Изобретение относится к экологии, охране окружающей среды и химической промышленности и может быть использовано для сбора и очистки промышленных и бытовых сточных вод в населённых пунктах. Производственный комплекс для переработки осадков сточных вод содержит подающий транспортер 1 обезвоженного осадка, емкость 3 наполнителя со шнековым питателем 4, размещенные с возможностью подачи осадка и наполнителя в смеситель 5, снабжённый средством 6 для выгрузки смеси, выполненным в виде транспортёра, и ёмкость 7 для приема смеси. Средство 9 для уничтожения патогенов выполнено в виде аэробного ферментатора. Транспортер 2 аварийной выгрузки выполнен с возможностью подключения его входа к выходу подающего транспортера 1 обезвоженного осадка. Загрузочный транспортер 8 предназначен для загрузки смеси в ферментатор 9, а транспортер 10 - для выгрузки компоста из ферментатора 9 на вход фасовочной линии 11. Изобретение обеспечивает непрерывную обработку поступающих на ферментацию осадков сточных вод, снижение энергозатрат и производство высококачественного органического удобрения с биологически отмершей патогенной микрофлорой без использования вредных реагентов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Производственный комплекс для переработки осадков сточных вод, содержащий подающий транспортер обезвоженного осадка, емкость наполнителя со шнековым питателем, размещенные с возможностью подачи осадка и наполнителя в смеситель, выполненный со средством для выгрузки смеси, и средство для уничтожения патогенов, отличающийся тем, что комплекс снабжен транспортером аварийной выгрузки с возможностью подключения его входа к выходу подающего транспортера обезвоженного осадка, емкостью для приема смеси, загрузочным транспортером для загрузки смеси и транспортером выгрузки компоста из средства для уничтожения патогенов, причем средство для уничтожения патогенов выполнено в виде аэробного ферментатора, средство для выгрузки смеси выполнено в виде транспортера, выход которого установлен с возможностью подачи смеси в емкость для приема смеси из смесителя, а загрузочный транспортер размещен с возможностью приема смеси из емкости для приема смеси и подачи ее в ферментатор.

2. Производственный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен фасовочной линией, а транспортер выгрузки компоста размещен с возможностью подачи компоста на вход фасовочной линии.