Способ обработки сточных вод на станции биологической очистки Советский патент 1986 года по МПК C02F3/30 

«1

Изобретение относится к очистке сточных вод и может быть использовано на станциях биологической очистки сточных вод, подвергающих осадки анаэробной обработке.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса за счет увеличения степени полезного использования энергии газа метантенков и экономии электроэнергии, повышение калорийности газа, подаваемого в двигатель j интенсификация анаэробной обработки в метантанках, экономия тех- н ической воды, использование ее в замкнутом контуре, предотвраш,ение увеличения влажности осадка в метантенке, снижение температуры воды, подаваемой на охлаждение двигателя,

и уменьшение расхода тепла ка нагрев метантенков.

На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа на станции биологической очистки.

На схеме показаны основные технологические сооружения: первичные 1 и вторичные 2 отстойники, аэротен- ки 3 с воздуходувными машинами 4,, а также сооружения по обработке осадка метантенк 5, установка 6 газоочистки газовый двигатель 7 с генератором 8 теплообменники 9 и 10, трубопроводы перекачки сьфого 11 и сброженного 12 осадка,, замкнутый контур утилизации воды5 включающий змеевик 13 обогревающий метантенк, газопроводы подачи сьфого 14 и очищенного 15 газа метантенков,, углекислоты 16, отходящих газов 17 двигателя, уплотнитель 18 сброженного осадка, аппараты мехобез воживания осадка 1 9 и нагре: а дегельминтизации - обезвоженного осадка 20 трубопроводы возврата надиловой воды 21 и фильтра: та 22.

Способ осуществляют следующим образом.

Сточные воды подвергают обработке в первичных отстойниках, аэротен- ке, иловую смесь отстаивают во вторичном отстойнике, смесь избыточного активного ила и осадка первичных отстойников подвергают обработке в метантенках. Газ, образуюшлйся в метантенке 5 при анаэробном сбраживании смеси осадков первичных отстойников 1 и избыточного активного ила, по газопроводу 14 пспяют в газовый двигатель 7, где его сжигают в качестве топлива, Bfv- хна так95342

же предварительная очистка газа в установке 6. Двигатель непосредственно (т.е. прямым присоединением воздуходувки к выходному валу двига5 теля) либо с помощью генератора 8 приводит во вращение воздуходувные машины 4, подающие воздух в аэро- тенки 3. Воду от охлаждения двигателя и его горячие выхлопные газы направля0 ют в теплообменник 9, где вода догрева- ется до и по змеевику 13 поступает в метантенк, поддерживая температуру мезофильного сбраживания - 33°С.

5 Выходящая из змеевика метантен- ка вода поступает в добавочный теплообменник 10, куда противотоком поступает также идущая на сбраживание смесь осадка и избыточного

0 ила. которая здесь подогревается, что обеспечивает более равномерный режим работы.метантанка и уменьшение затрат тепла на его обогрев, а воду, отдавшую тепло, возвращают

5 на ох.лаждение двигателя. В случае использования газоочистки 6 часть образующейся углекислоты паракачи- вают в метантенк по газопроводу 16, что способствует интенсификации

10 процесса сбраживания и улучшает состав выделяющегося газа (т.е. увеличивает содержание в нем метана), а воду, выделившуюся при сущка газа , направляют на подпитку водяного контура.

Пример 1. Сточные воды подвергают отстаиванию, обработка в аэротанке, вторичному отстаиванию, смесь осадка первичных отстойников и избыточного активного ила подвар- леют анаэробному сбраживанию в метантанка. Газ от метантанков,содаржа- щий,%: .СН 66,0 -СО 33,5 -Н 0,,3 ,2 и имеющий давланиа 1,02- 1,04 МПа, подают по газопроводу в дизельный двигатель марки 2ч- 8,5/11,, переоборудованньй под газовое топливо. Генератор, приводимьй во щение двигателем, вырабатывает электроэнергию в виде переменного тока напряжением .230 В, которьй вращает вентилятор мощностью 8 кВт, имитирующий воздуходувку. Отходящие газы двигателя, имеющие состав,%:

5

0

5

0

СО 13,2; Н ,,0 17,5; N 69,3, и температуру , направляют в качества теплоносителя в кожухотруб- чаты й теплообменник с поверхностью

п

теплообмена 1,2 м и средним коэффициентом теплопередачи от газа к жидкости . Туда же поступает вода из системы охлаждения двигателя с температурой 80°С. Расход газа 9,5 л/с, воды 0,04 л/с. Температура воды на выходе из теплообменника составляет 98°С.

Нагретую воду пропускают через змеевик диаметром 25 мм, длиной 12 м находящийся в наполненном водой теплоизолированном баке емкостью 1 10 м, имитирующем опытный метантенк (коэффициент теплоемкости воды близок к аналогичному показателю сбраживаемого осадка). Температуру воды в бак е поддерживают на уровне 33 i 1°С, температуру воды, выходящую из змеевика, сохраняют в пределах 39-40°С. Воду, подаваемую в бак, предварительно пропускают через теплообменник- рекуператор типа труба в трубе, где она нагревается подаваемой туда же водой, выходящей из змеевика. Температура подогретой воды (осадка), поступающей в бак, колеблется в пределах 20-22 С, температура воды замкнутого контура, возвращаемой на охлаждение двигателя, 15-1 7 с.

Горячие газы, выходящие из кожу- хотрубчатого теплообменника с температурой 130 с, направляют в лабораторную подовую сущилку, где они нагревают обезвоженньй сброженный осадок с влажностью 80% до 76 С, после чего газы с температурой выбрасьшаются в атмосферу.

Пример 2. Проводят аналогично примеру 1. Газ от метантенков 5 подают В установку 6 газоочистки, где производят частичную очистку его от углекислоты. После очистки газ содержит 95% СН, 5%.СО.. следы Н и N,j и имеет калорийность 8000 ккал/Нм Дальнейшее использование получающейся энергии аналогично примеру 1 .

Ъ . 1 приведены основные показатели процесса утилизации газа при различной теплотворной способности исходного газа.

В табл. 2 приведены сравнительные данные по степени полезного исполь-. зования энергии газа.

Таблица 1

0

5

0

5

0

5

Состав газа,%:

СН СО

Теплотворная способность газа, ккал/Нм Расход газа для обеспечения нормальной работы двигателя ,

Состав выхлопных газов,%:

СО,

N.

Количество выхлопных газов,

Температура выхлопных газов, С Удельное производство электроэнергии, кВт/ч Нм

Удельное содержание утилизируемого тепла, ккал-Нм

66 34

5000

95 5

8000

4,442,78

13.29,5 17,518,5

69.372,0

33,729,3

650690

3,2

3100 5030

Таблица 2

45

Электроэнергия - Тепловая энергия

воды80

выхлопных

газов - Общее использование энергии газа80

34

28 30

92

.

i t

11