СИСТЕМА ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ОТХОДОВ Российский патент 2024 года по МПК C02F11/12 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области комплексной переработки мелкодисперсных отходов, таких как осадки сточных вод, включающие сырой осадок и избыточный активный ил, а также коммунальных отходов, отходов нефтехимической, фармацевтической, кожевенной, пищевой промышленности, отходов производства косметических, медицинских изделий самого широкого ассортимента.

Уровень техники

Из уровня техники известно техническое решение по патенту РФ и являющееся наиболее близким к заявляемому техническому решению является по патенту РФ на изобретение №2094397, Прохоров В.И., Горбатов И.И., B01D21/18, E03F5/14, C02F 11/12, опубл. 27.10.1997г., в котором представлено описание устройства для сушки осадка сточных вод на иловых площадках, включающее покрытие и систему вентиляции, покрытие выполнено в виде пространственных модулей, установленных на роликах с возможностью перемещения по направляющим и имеющих наклонную преимущественно в южную сторону кровлю, при этом смежные боковые стенки соседних модулей снабжены разъемными сцепками, внешние боковые стенки крайних модулей снабжены сцепным устройством для тяговой траверсы, система вентиляции расположена на более высоких торцевых стенках каждого модуля и выполнена в виде струйных вентиляторов, всасывающие патрубки которых сообщаются с наружным воздухом, а нагнетательные направлены под острым углом по скату внутренней стороны наклонной кровли. Общими признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются: устройство для сушки осадка сточных вод на иловых площадках, включающее пространственное покрытие и систему вентиляции, система вентиляции выполнена в виде струйных вентиляторов, всасывающие патрубки которых сообщаются с наружным воздухом.

Техническая проблема, которая не могла быть решена при осуществлении и использовании вышеописанного аналога изобретения, заключается в том, что сушка отходов посредством вышеописанного устройства не является достаточно эффективной, т.к. покрытие является конструкционно сложным, состоящее из множества модулей, на установку, монтаж демонтаж которых требуется длительное время, которые для осуществления процесса сушки требуется постоянно отсоединять, сдвигать друг относительно друга по мере осушения и необходимости выгрузки высушенного отхода, из-за чего покрытие может быть подвержено частым поломкам и ремонту, кровля и стенка модулей закрыты светопрозрачным материалом, таким как легко деформируемая полиэтиленовая пленка, через которую проникает солнечная тепловая энергия, практически, не нагревая покрытие, посредством которой, в основном, осуществляется сушка отходов. Таким образом, покрытие может быть легко выведено из рабочего состояния, что будет способствовать проникновению осадков и снижению эффективности сушки отхода. Сушка отходов, в основном, осуществляется в основном, за счет солнечной тепловой энергии, которая может быть использована для сушки отходов только в теплые солнечные дни, система вентиляции расположена на более высоких торцевых стенках каждого модуля на большом расстоянии от поверхности отходов, что также не может обеспечить эффективную сушку отходов.

Раскрытие сущности изобретения

Техническим результатом, обеспечиваемым изобретением, является повышение эффективности обезвоживания (высушивания) отходов за счет создания надежного покрытия и максимальной изоляции обезвоживаемых отходов от внешних воздействий, снижение уровня вредных летучих пахучих веществ, выделяющихся в воздухе при гниении отходов в процессе их сушки, обеспечение возможности установки дополнительного оборудования для комплексной переработки отходов, что достигается за счет выполнения системы оборудования для переработки мелкодисперсных отходов, содержащей комплекс оборудования для обезвоживания, сбора и транспортировки мелкодисперсных отходов, включающий в свой состав механизмы ворошения и сбора обезвоженных отходов, поступающих на подающую транспортерную ленту, взаимосвязанную с транспортерной лентой перегрузки, смонтированных на монтажной раме, подвижно прикрепленной к неподвижно установленной по периметру площадки с отходами опорной раме и приспособленной для вертикального и горизонтального перемещения над поверхностью площадки; транспортерную ленту выгрузки обезвоженных отходов; пространственное покрытие; систему вентиляции, выполненную в виде струйных вентиляторов, всасывающие патрубки которых сообщаются с наружным воздухом, пространственное покрытие выполнено в виде бескаркасного ангара, имеющего неразборную конструкцию, выполненного из светонепроницаемого, износостойкого материала, габаритные размеры которого определяется габаритными размерами иловой площадки и размещаемого в ангаре оборудования; вентиляторы установлены непосредственно над местом ворошения и сбора отходов; система оборудования дополнительно содержит систему электрических сжигателей, смонтированных в верхней части ангара; система оборудования выполнена с возможностью увеличения ангара по длине для установки оборудования для дальнейшей переработки обезвоженных отходов.

Повышение эффективности сушки отходов за счет создания надежного покрытия и максимальной изоляции обезвоживаемых (высушиваемых) отходы от внешних воздействий, которая обеспечивается:

- выполнением пространственного покрытия в виде бескаркасного ангара, имеющего неразборную конструкцию, выполненного из светонепроницаемого, износостойкого материала, которую нет необходимости постоянно передвигать или отсоединять в процессе сушки, и которая в меньшей степени подвержена какой-либо деформации и нарушению целостности, надежно защищая от проникновения внутрь ангара и попадания на поверхность верхнего слоя отходов атмосферных осадков. При падении солнечных лучей на светонепрницаемое покрытие вызывает его нагрев, не пропуская солнечные лучи для нагрева самих отходов, аэрация нагреваемого воздуха внутри ангара обеспечивается за счет нагрева покрытия, а не самих отходов, что является более предпочтительным для повышения эффективности обезвоживания (сушки) отходов т.к. мелкодисперсные отходы обезвоживаются при нагреве их поверхности на глубину не более чем на 10 см, более глубокие слои, при этом, не прогреваются и, соответственно не обезвоживаются.

- установкой вентиляторов непосредственно над местом ворошения и сбора отходов, при этом потоки воздуха обдувают отходы в месте ворошения и в момент их ворошения, что также влияет на повышение эффективности сушки (обезвоживания) отходов.

Снижение уровня вредных летучих пахучих веществ, выделяющихся в воздухе при гниении отходов в процессе их сушки, обеспечивается содержанием в предлагаемой системе оборудования для переработки отходов электрических сжигателей, смонтированных в верхней части ангара, тем самым, снижается их воздействие на окружающую среду и одновременно используется дополнительное тепло, выделяющееся при сжигании для сушки отходов.

Предлагаемая система оборудования обеспечивает возможность комплексной переработки отходов, т.к. габаритные размеры ангара определяются габаритными размерами самой иловой площадки и размещаемого в ангаре оборудования, система оборудования выполнена с возможностью увеличения ангара по длине для установки оборудования для дальнейшей переработки обезвоженных отходов, так внутри ангара может быть дополнительно к комплексу оборудования для обезвоживания, сбора и транспортировки мелкодисперсных отходов установлено оборудование дальнейшей переработки обезвоженных отходов в конечный готовый продукт.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен общий вид ангара в аксонометрической проекции, на фиг.2 представлен общий вид ангара (фото), на фиг.3 представлен вид ангара сзади, на фиг.4 представлен вид ангара в разрезе, на фиг.5 представлен вид комплекса оборудования комплекс оборудования для обезвоживания, сбора и транспортировки мелкодисперсных отходов, находящегося внутри ангара.

Позициями на чертеже обозначены:

1 - ангар,

2 - площадка с размещенными на ней отходами,

3 - комплекс оборудования по сбору, обезвоживанию и транспортировке отходов,

4 - подающая транспортерная лента,

5 - транспортерная лента перегрузки,

6 - транспортерная лента выгрузки,

7 - монтажная рама,

8 - опорная рама,

9 - механизм ворошения (гребенка),

10 - механизм сбора обезвоженных отходов (щетка),

11 - вентиляторы,

12 - патрубки для забора воздуха извне,

13 - электрические сжигатели,

15 - дверь.

Осуществление изобретения

Предлагаемая система для переработки мелкодисперсных отходов включает в свой состав площадку 2 с размещенными на ней мелкодисперсными отходами, это может быть иловая площадки, либо другие места открытого хранения различного вида отходов, таких как, осадки сточных вод, включающие сырой осадок и избыточный активный ил, а также коммунальных отходов, отходов нефтехимической, фармацевтической, кожевенной, пищевой промышленности, отходов производства косметических, медицинских изделий самого широкого ассортимента, влажностью 99%, ангар 1 (пространственное покрытие) и комплекс оборудования по сбору, обезвоживанию и транспортировке отходов 3. Ангар 1 выполнен бескаркасным, имеет неразборную конструкцию, арочную форму, выполнен из светонепроницаемого, износостойкого материала, например, из оцинкованной стали. Габаритные размеры ангара определяется габаритными размерами иловой площадки и размещаемого в нем оборудования, нет необходимости конструктивно выполнять высоту ангара согласно расчетов. При определении высоты ангара принимается во внимание, чтобы внутренний объем ангара был по возможности минимальным для более быстрого прогревания за счет внешних солнечных лучей и самой температуры атмосферы, но в тоже время высота также регламентируется высотой применяемых механизмов ворошения, сбора и транспортировки отходов. На практике высота ангара может достигать до 3 м, глубина площадки при этом может достигать от 1,5 до 2,5 м. Комплекс оборудования 3 включает в свой состав механизм ворошения 9, механизм сбора обезвоженных отходов 10, выполненный в виде щетки, установленные перед подающей транспортерной лентой 4, куда поступают высушенные (обезвоженные) до 50-70% отходы, взаимосвязанную с транспортерной лентой перегрузки собранных высушенных 5, смонтированных на монтажной раме 7, которая подвижно прикреплена к неподвижно установленной по периметру иловой площадки 2 с отходами опорной раме 8. Монтажная рама 7 выполнена с возможностью вертикального и горизонтального перемещения над поверхностью площадки 2. Транспортерная лента перегрузки собранных высушенных 5 взаимосвязана с транспортерной лентой выгрузки 6 высушенных отходов, которая установлена за пределами зоны расположения иловой площадки 2, вдоль нее.

Технологически в предлагаемой системе оборудования предусмотрена аэрация внутреннего объема системой воздухазабора извне, для чего в составе системы оборудования содержится система вентиляции, состоящая из струйных вентиляторов 11, установленных перед подающей транспортерной лентой 4 непосредственно над местом ворошения и сбора отходов, чуть выше места установки механизмов ворошения (гребенок) 9 для ворошения и сбора отхода. Для устранения неприятных запахов от гниения отходов предлагаемой системой оборудования предусмотрена установка системы электрических сжигателей 13, смонтированных в верхней части ангара 1.

Ангар по размерам может быть сконструирован только для размещения в нем площадки с мелкодисперсными отходами и комплексом оборудования для обезвоживания, сбора и транспортировки отходов, но может быть сконструирован и с учетом того, что под одной крышей с отходами и комплексом оборудования для обезвоживания, сбора и транспортировки мелкодисперсных отходов за счет увеличения по длине может быть дополнительно размещено оборудование, необходимое для предварительного изготовления полуфабриката (в виде блоков или брикетов из прессованного отхода) или готовой продукции, получаемых в результате применения технологического комплекса по утилизации (обезвоживанию, обезвреживанию, обеззараживания, грануляции либо обработки под давлением) отходов. Предлагаемая система оборудования выполнена с возможностью установки внутри ангара оборудования для дальнейшей переработки обезвоженных отходов в конечный продукт в виде гранулированных удобрений, включающего смесительное оборудование (мешалка) для смешивания с обезвоживающим отход с 99 до 50-70% компонентом в виде торфа, пресс-гранулятор, подогревающее устройство, в результате применения которого гранулы имеют влажность 10%, а, если гранулы с 10% влажностью необходимо будет использовать как полуфабрикат для получения конечного продукта в виде брикетов, то в ангаре дополнительно размещается оборудование для переработки обезвоженного до 10% полуфабриката в конечный продукт в виде спрессованных брикетов, покрытых изолированной пленкой, включающее прессовальное оборудование в виде пресс-формы. Длина ангара является величиной выборной, определяется потребностью размещения в нем необходимого оборудования для получения либо непосредственной только обезвоженного отхода, либо полуфабриката, отправляемого на дальнейшую переработку, либо готового конечного продукта, пригодного для использования.

Система оборудования для переработки мелкодисперсных отходов работает следующим образом.

Мелкодисперсные отходы, имеющие влажность до 99% поступают на площадку по подводящим к площадке трубам. Площадкой для размещения отходов могут быть либо иловая площадка (иловая карта), либо резервуар, хранилище, естественный пруд и т.д., имеющие большие площади поверхности, где известными способами их собрать сложно, а также требует больших затрат, и имеющих геометрическую форму в сечении, подобную геометрической форме иловых площадок, а, именно, прямоугольную или квадратную форму, при этом, соотношение ширины и длины и их размер сторон выбранной площадки не имеет большого значения (на каждом водоканале они разные), т.к. габаритные размеры оборудования, входящего с состав комплексной установки 3, а, именно, длина гребенки 9 (механизма ворошения), длина неподвижной оси, относительно которой может вращаться механическая щетка 10 (механизм сбора обезвоженных отходов), а также длина подающей транспортерной ленты 4 и транспортерной ленты перегрузки 5 могут быть подобраны под размер выбранной площадки с размещенными на ней отходами 2. Высота ангара 1 определяется высотой опорной рамы 8, которая, в свою очередь, определяется конкретно для каждого водоканала в зависимости от глубины самой иловой площадки. Ширина ангара 1 учитывает расположенную за пределами площадки 2, установленную вдоль нее транспортерную ленту выгрузки отходов 6 (продольная транспортерная лента).

Процесс обезвоживания сырых отходов, имеющих исходную влажность 99%, и доведения их до влажности более 50-70% (преимущественно 60%) осуществляется за один проход или несколько проходов (при необходимости) комплексной установки 3 над поверхностью площадки с отходами 2, соответствующий одному горизонтальному перемещению монтажной рамы 7 (или нескольким горизонтальным перемещениям) от одной боковой стороны площадки до другой противоположной боковой стороны площадки, эти стороны расположены перпендикулярно направлению движения установки 6. Заглубленная на 10 см в слой отходов гребенка 1 разрыхляет верхний засохший слой, обычно покрывающийся коркой, препятствующий высыханию слоев отходов, находящихся под ней. При своем горизонтальном движении гребенка 1 разрыхляет (ворошит) покрывшийся коркой верхний слой мелкодисперсного продукта, переводя его в среднедисперсный, одновременно, разрыхляемые отходы обдувается воздушной струей, направленной посредством установленного над местом ворошения и разрыхления отходов вентилятора 11, которых в зависимости от ширины иловой площадки вентиляторов может быть установлено от 2 и до 4, в результате чего сушка и обезвоживание отходов происходит значительно быстрее. Забор воздуха, засасываемого вентилятором 11, осуществляется через патрубки для забора воздуха извне, установленные по обеим сторонам площадки с находящимися на ней отходами.

Сушка (обезвоживание) отходов, помимо рыхления и ворошения отходов, обдуваемых воздухом, нагнетаемым вентиляторами 11, также дополнительно осуществляется за счет тепловой энергии, выделяемой внутри ангара при нагревании крыши ангара 1 солнечными лучами, создавая парниковый эффект, тепловой энергии, выделяемой при сжигании летучих пахучих веществ, выделяемых при гниении еще сырых отходов посредством электрических сжигателей 13, а также при проветривании ангара с открыванием дверей 14, находящихся в торцевых стенках ангара.

При достижении влажности отхода до 50-70% (преимущественно 60%), что контролируется влагомером, осуществляется посредством механизма сбора 10 сбор и подача отхода устройство для промежуточного сбора отходов (на чертеже не показано) для передачи его на подающую транспортерную ленту 4, откуда обезвоженный отход поступает на транспортерную ленту перегрузки 5, а затем на транспортерную ленту выгрузки 6. После каждого прохода в горизонтальном направлении по мере сбора обезвоженного продукта установка 3 опускается еще на 10 см для ворошения следующего слоя отходов. Опускание уровня установки 6 происходит до момента максимального полного сбора продукта с иловой площадки 2. Транспортерная лента выгрузки 6 доставляет убираемый продукт непосредственно на блок оборудования по предварительной подготовке полуфабриката или конечного продукта, которые могут быть расположены в другом месте, отдаленном от иловой площадки 2, либо находиться рядом с площадкой в том же ангаре, что является более целесообразным по эффективности и затратам, т.к. комплексная переработка отходов территориально в одном месте значительно повышает эффективность и одновременно снижает затраты на переработку отходов. Для размещения дополнительного оборудования длина ангара, учитывая его конструкцию, может быть легко увеличена посредством наращивания конструкции ангара по длине. Поскольку иловые площадки расположены, практически, рядом друг с другом (параллельно) нет необходимости приобретать оборудование для предварительного изготовления полуфабриката или конечного продукта для каждого ангара, достаточно применить электропогрузчик для транспортировки вышеуказанного оборудования из одного ангара в другой. Полученные после переработки полуфабрикаты или готовый конечный продукт отгружаются из ангара со стороны, где размещено оборудование для их получения.

В результате применения предлагаемой системы оборудования, содержащей стационарный монолитный ангар цельной конструкции, выполненный из оцинкованной стали, обладающий повышенной устойчивостью к любым деформациям, препятствующий проникновению внутрь него атмосферных осадков, эффективность обезвоживания повышается.

Технологический процесс переработки выглядит так, что с одной стороны мы сливаем на площадку сырой отход, находящуюся внутри ангара, а с другой стороны получают полуфабрикат или готовый продукт.

Преимуществом предлагаемой системы оборудования является экономия в объеме иловых площадок для самого различного вида отходов, которые в настоящее время, как привило, заполняются и остаются на хранение открытым небом неопределенное время. При применении предлагаемой системы оборудования уже через 10 дней, например, после процесса обезвоживания отходов можно приступать к производству полуфабриката (например, прессованных брикетов), таким образом увеличивая производительность одной иловой площадки в 3-4 раза по году. Кроме того, отпадает необходимость в транспортировке отходов 3 класса опасности, практически, под одной крышей данный отход, во-первых, уменьшается в объеме в десятки раз за счет обезвоживания, а за счет, например, применения прессования давлением превращается в готовый брикетированный продукт, тем самым ликвидируются опасные для окружающей среды отходы 3 класса опасности посредством перевода их в продукты со 100% безопасностью для окружающей природной среды.

Изобретение относится к области комплексной переработки мелкодисперсных отходов, таких как осадки сточных вод, включающие сырой осадок и избыточный активный ил, а также коммунальных отходов, отходов нефтехимической, фармацевтической, кожевенной, пищевой промышленности, отходов производства косметических, медицинских изделий самого широкого ассортимента. Система оборудования для переработки мелкодисперсных отходов содержит комплекс оборудования для обезвоживания, сбора и транспортировки мелкодисперсных отходов. Комплекс включает в свой состав механизмы ворошения и сбора обезвоженных отходов, поступающих на подающую транспортерную ленту, взаимосвязанную с транспортерной лентой перегрузки, смонтированные на монтажной раме, подвижно прикрепленной к неподвижно установленной по периметру площадки с отходами опорной раме и приспособленной для вертикального и горизонтального перемещения над поверхностью площадки. Система также включает транспортерную ленту выгрузки обезвоженных отходов, пространственное покрытие и систему вентиляции, выполненную в виде струйных вентиляторов, всасывающие патрубки которых сообщаются с наружным воздухом. Пространственное покрытие выполнено в виде бескаркасного ангара, имеющего неразборную конструкцию, из светонепроницаемого, износостойкого материала, габаритные размеры которого определяется габаритными размерами иловой площадки и размещаемого в ангаре оборудования. Вентиляторы установлены непосредственно над местом ворошения и сбора отходов. Система оборудования дополнительно содержит систему электрических сжигателей, смонтированных в верхней части ангара. Система оборудования выполнена с возможностью увеличения ангара по длине для установки оборудования для дальнейшей переработки обезвоженных отходов. Обеспечивается повышение эффективности обезвоживания, высушивания отходов за счет создания надежного покрытия и максимальной изоляции обезвоживаемых отходов от внешних воздействий, снижение уровня вредных летучих пахучих веществ, выделяющихся в воздухе при гниении отходов в процессе их сушки, обеспечение возможности установки дополнительного оборудования для комплексной переработки отходов. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Система оборудования для переработки мелкодисперсных отходов, содержащая комплекс оборудования для обезвоживания, сбора и транспортировки мелкодисперсных отходов, включающий в свой состав механизмы ворошения и сбора обезвоженных отходов, поступающих на подающую транспортерную ленту, взаимосвязанную с транспортерной лентой перегрузки, смонтированных на монтажной раме, подвижно прикрепленной к неподвижно установленной по периметру площадки с отходами опорной раме и приспособленной для вертикального и горизонтального перемещения над поверхностью площадки; транспортерную ленту выгрузки обезвоженных отходов; пространственное покрытие; систему вентиляции, выполненную в виде струйных вентиляторов, всасывающие патрубки которых сообщаются с наружным воздухом, отличающийся тем, что пространственное покрытие выполнено в виде бескаркасного ангара, имеющего неразборную конструкцию, выполненного из светонепроницаемого, износостойкого материала, габаритные размеры которого определяется габаритными размерами иловой площадки и размещаемого в ангаре оборудования; вентиляторы установлены непосредственно над местом ворошения и сбора отходов; система оборудования дополнительно содержит систему электрических сжигателей, смонтированных в верхней части ангара; система оборудования выполнена с возможностью увеличения ангара по длине для установки оборудования для дальнейшей переработки обезвоженных отходов.

2. Система оборудования по п.1, отличающаяся тем, что ангар имеет арочную форму.

3. Система оборудования по п.1, отличающаяся тем, что ангар выполнен из оцинкованной стали.

4. Система оборудования по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью установки внутри ангара оборудования для дальнейшей переработки обезвоженных отходов в конечный продукт в виде полуфабрикатов.

5. Система оборудования по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью установки внутри ангара оборудования для дальнейшей переработки обезвоженных отходов в конечный продукт в виде удобрений.

6. Система оборудования по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью установки внутри ангара оборудования для дальнейшей переработки обезвоженных отходов в конечный продукт в виде спрессованных брикетов, покрытых изолированной пленкой.