Установка для очистки сточных вод и обработки осадка Советский патент 1990 года по МПК C02F3/02 C02F11/04 C02F103/00 

Изобретение относится к биологической очистке бытовых и промышленных сточных вод и обработке осадка и может найти применение на городских и промышленных очистных сооружениях средней и высокой производительности.

Цель изобретения - сокращение энергозатрат в процессах очистки сточных вод и обработки осадка.

На чертеже представлен общий вид установки для биологической очистки сточных вод и обработки осадка.

Установка для очистки сточных вод и обработки осадка включает аэротенк 1 для биологической очистки сточных вод с трубопроводами 2 и 3 исходной сточной воды и иловой смеси, снабженный измерительным лотком 4 с уровнемером 5, анализатором 6 растворенного кислорода и пневматическими аэраторами 7, соединенными напорным воздуховодом 8 с дополнительным ответвлением 9 и электрофицированными воздушными заслонками 10 и 11 к воздухонагнета- телю 12. Вторичный отстойник 13 с трубопроводом 14 очищенной сточной жидкости, трубопроводом 15 удаления осадка соединенным с иловым насосом 16, трубопроводом 17 циркуляционного активного ила и трубопроводом 18 загрузки осадка в метантенки 19 и 20 первой и второй ступеней для обработки осадка, оборудованные трубопроводами 21 и 22, подачи и удаления осадка соответственно всасывающим трубопроводом 23 и напорным трубопроводом 24 метаносодержащего газа с компрессором 25 и перемычкой 26, а также расположенными в нижней части метан- тенка второй ступени крупнопузырчатыми диспергаторами метаносодержащего газа 27 для перемешивания осадка.

Преобразователь энергии газового потока в электрическую 28 с входным и выпускным патрубками 29 и 30, состоящий из корпуса 31, с расположенным в нем горизонтальным валом 32, на котором закреплены рабочие колеса 33 со статорами 34, соосно установленный с генератором 35 постоянного тока с анодной и катодной клеммами 36 и 37. Электролитический регенератор 38 с пластинами-электродами 39, анодной и катодной клеммами 40 и 41 и контактами 42 и 43, снабженными регулятором 44 напряжения и распределителем 45 плотности тока, оборудованный газовым колпаком 46, трубопроводами 47 - 49, шлама, двуокиси углерода и исходного раствора щелочи соответственно, причем последний из них, заканчивающийся оросительным устройством 50, при помощи циркуляционного насоса 51, сообщенного с баком 52 исходного раствора щелочи с трубопроводом 53 подпитки свежим раствором щелочи, введен в верхнюю часть противоточной гаэожидкостной колонны 54 щелочного контакта с насадкой 55, в нижней части которой смонтирован трубопровод 56

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

отработавшего раствора щелочи, сообщенный с электролитическим регенератором. Газосъемный колпак 57 противоточной газожидкостной колонны оборудован трубопроводом 58 обогащенного газа, введенным в трубопровод 59 циркуляционного обогащенного газа и трубопровод 60 утилизируемого обогащенного газа, при этом трубопровод циркуляционного обогащенного газа присоединен к крупнопузырчатым дис- пергаторам метантенка второй ступени.

Установка для обработки сточных вод работает следующим образом,

Исходную сточную жидкость по тру- бопроводу 2 подают в аэротенк 15 где в контакте с активным илом, сопровождаемым аэрацией сжатым воздухом, поступающим от воздухонагнетателя 12 по напорному воздухопроводу 8 к пневматическим аэраторам 7, происходит биологическое окисление органических загрязнений. Иловую смесь по трубопроводу 3 направляют во вторичный отстойник 13, где происходит ее осветление, после чего очищенную сточную жидкость по трубопроводу 14 отводят за пределы сооружения, а выделенный осадок посредством илового насоса 16а частично подают по трубопроводу 17 циркуляционного активного ила в аэротенк, а частично - по трубопроводу 18 загрузки направляют на обработку в метантенк 19 первой ступени. В ме- тантенке первой ступени осуществляют начальную или кислотную стадию анаэробного сбраживания осадка, сопровождаемую разложением белков жиров и углеводов с образованием кислот жирного ряда, масляной, муравьиной, уксусной, пропионовой и др. Образуются и другие простые органические „(альдегиды, спирты) и неорганические (аммиак, сероводород, двуокись углерода, водород) вещества. Из метантенка первой ступени осадок направляют по трубопроводу 21 в метантенк 20 второй ступени, где осуществляют щелочную стадию сбраживания осадка и завершается цикл его обработки, после чего осадок приобретает стабильность, необходимую для его подсушивания и дальнейшей утилизации. Во второй стадии щелочного или метанового сбраживания из конечных продуктов первой стадии в результате жизнедеятельности метанообразующих бактерий образуются в основном метан и угольная кислота. .

Образующийся в процессе сбраживания газ состоит из метана (60-67%) и двуокиси углерода (30-33%), содержание водорода не превышает 1-2%, азота 0,5%. Удельный выход газа составляет 10-15м3 на 1 м3 осадка.Обладающий топливными свойствами газ из метан- тенков направляют на сжигание в котельную, а полученное тепло используют на нужды станции, главным образом на обогрев метантенков, до температуры рабочей среды 30-35 или 50-55 (мезофилъный и термофильный режимы). Перед подачей в котельную газовую смесь по напорному трубопроводу 24 метачосодержащего газа направляют в противоточную газожидкостную колонну 54 щелочного контакта, снабженную

5

а следовательно,рабочий объем метантенков.

Б период снижения технологической нагрузки на аэротенк, что фиксируется уровнемером 5, установленным в измерительном лотке 4, и дополнительно контролируется анализатором 6 растворенного кислорода, установленным в аэротенке, снижается потребность в кислороде и часть расхода воздуха, подаваемого воздухонагнетателем 12 по напорному воздухопроводу 8 в пневматические аэраторы 7 зэротенка, по дополнительному ответвлению 9 избыточного воздуха направляется в преобразователь энергии газового потока в электрическую 28, на одном валу с которым установлен генератор 35 пос

Изобретение относится к области биологической очистки бытовых и промышленных сточных вод и обработки осадка и может найти применение на городских и промышленных очистных сооружениях средней и высокой производительности. Позволяет снизить энергозатраты в процессах очистки СВ и обработки осадка за счет того, что установка, содержащая аэротенк, снабженный измерительным лотком и пневматическими аэраторами, воздухонагреватель, соединенный напорным воздухопроводом с пневматическими аэраторами, метантенки первой и второй ступени, оборудованные трубопроводами загрузки, подачи и удаления осадка, всасывающим и напорным трубопроводами метаносодержащего газа, последний из которых присоединен к крупнопузырчатым диспергаторам, расположенным в нижней части метантенка второй ступени, снабжена преобразователем энергии газового потока в электрическую, установлены на одном валу с генератором постоянного тока, противоточной газожидкостной колонной щелочного контакта с насадкой, соединенной по параллельной схеме с напорным трубопроводом метаносодержащего газа, и электролитическим регенератором, соединенным с нижней частью проточной газожидкостной колонны посредством трубопровода отработавшего раствора щелочи и с верхней посредством трубопровода исходного раствора щелочи, напорный воздухопровод снабжен дополнительным ответвлением, которое соединено с входом преобразователя газового потока, а генератор постоянного тока сообщен с электролитическим регенератором, один из контактов которого оборудован регулятором напряжения и распределителем плотности тока. 1 ил.

насадкой 55, увеличивающей поверхность20 тоянного тока. Связь расхода иэбыточконтакта Обработку газовой смеси производят раствором едкого натра в результате чего двуокись углерода извлекают из газовой смеси в соответствии с уравнением

2Na01 + С0а- ИагСО,+Н40. Свежий раствор NaOH с помощью циркуляционного насоса 51 постоянно вводят з гоговну.-с часть противоточнок газожидкостной колонны по трубопроводу 49 исходного раствора ыелочи, а отработавший оаствор, содержащий остаточное количество NaOH и значительные количества натриевой ссцы NaeC03, ov- водят по трубопроводу 56 отработавшего раствора щелочи из нижней части газожидкостной колонны, в результате чего обработка газовой смеси из ме-. тэнтенков ведется в непрерывном режиме. Часть обогащенного газа, содержание метана в котором повысилось до 95-96%, по трубопроводу 60 утилизируемого обогащенного газа поступает на сжигание в котельную, а циркуляционную часть обогащенного газа по трубопроводу 59 циркуляционною обогащенного газа возвращают в метантенк второй ступени, посредством барботажа через крупнопузырчатые диспергаторы 27, установленные в нижней части ме- тантенка второй ступени. Барботаж иловой среды газовой смесью, содержащей повышенные концентрации метана„ обеспечивает эффективное перемешивание осадка, способствует процессу газовыделения, а также интенсифицирует деятельность метанообразующих бактерий, которая в конечном итоге определяет скорости процессов сбраживания,

ного количества воздуха с поступающей на аэротенк технологической нагрузкой устанавливается автомо гически путем соответствующего управления

5 электрофицироьаиными воздушными заслонками 10,11. По мере увеличения расхода избыточного воздуха и соответственно числа оборотов вала 39 преобразователя энергии 28 генератор

Q 3S вырабатывает взрастающего напряжения и силы, ко торн., поступает в регулятор 44 нгпряжения к р слреде- литель 45 плотности тока, посла чего к клеммам 40 и 41 электролитического регенератора 28 поступает ток близкой к постоянной силы и напряженияэ что необходимо для устойчивого проведения процесса электролитической регенерации.

Загрузку электролитического регенератора 38 производят с помощью трубопровода 56 отработавшего раствора щелочи. При подаче к анодным и катодным пластинам-электродам 39 электролитического регенератора постоянного тока происходит электролитическое разложение водного раствора в соответствии с уравнением Na2C05 + - -2NaOH + С04.

0 Газообразную смесь двуокиси углерода отводят через газовый колпак 46 электролитического регенератора по трубопроводу 48 двуокиси углерода, осевший в нижней части шлам направля5 ют по трубопроводу 47 шлама на утилизацию, а регенерированный раствор NaOH с помощью циркуляционного насоса 51 по трубопроводу 49 исходного раствора щелочи возвращают в головную

5

0

5

7156

(верхнюю) часть противоточной газожидкостной колонны 54 щелочного контакта. Убыль рабочего раствора NaOH пополняют с помощью бака 52 исходного раствора щелочи, сообщенного с циркуляционным насосом 51.

Когда скорость вращения, генератора 35 постоянного тока, и, следовательно, сила тока, подводимого к клеммам 40 и 41 электролитического регенератора 38 мала, распределитель 45 плотности тока включает в работу пластины электроды 39. По мере роста числа оборотов генератора 35 и соответственно возрастания силы и плотности тока на пластинах-электродах до номинальных значений распределитель 45 плотности тока автоматически подключает дополнительное количество пластин-электродов таким образом, что электрохимическое разложение NatCC осуществляется во всем диапазоне скоростей вращения преобразователя энергии газового потока в элект- рическую 28.

Использование изобретения позволяет интенсифицировать процесс анаэробного сбраживания осадка в метантенках и существенно повысить каллорийность

газа за счет рекуперативного использования электроэнергии воздухонагне- тателей, периодически высвобождающейся в условиях колебаний нагрузки на аэротенки по органическим загрязнениям. В результате этого эксплуатацией- ные затраты снижаются на 35% при уменьшении капитальных затрат в среднем на 15%.

Формула из-обретения

Установка для очистки сточных вод

и обработки осадка, содержащая аэро

5

8

тенк, снабженный измерительным лотком и пневматическими аэраторами, возду- хонагнетатель, соединенный напорным воздухопроводом с пневматическими аэраторами, метантенки первой и второй ступени, оборудованные трубопроводами загрузки, подачи и удаления осадка, всасывающим и напорным трубопроводами метаносодержащего газа, последний из которых присоединен к крупнопузырчатым диспергаторам, расположенным в нижней части метантенка второй ступени, отличающая5

д

0

40

энергозатрат в процессах очистки сточных вод и обработки осадка, установка снабжена преобразователем энергии газового потока в электрическую, установленном на одном валу с генератором постоянного тока, противоточной газожидкостной колонной щелочного контакта с насадкой, соединенной по параллельной схеме с напорным трубопроводом метаносодержащего газа, и электролитическим регенератором, соединенным с нижней частью противоточной газожидкостной колонны посредством трубопровода отработавшего раствора щелочи и с верхней - посредством трубопровода исходного раствора щелочи, напорный воздухопровод снабжен дополнительным ответвлением, которое соединено с входом преобразователя газового потока, а генератор постоянного тока сообщен с электролитическим регенератором, один из контактов которого оборудован регулятором напряжения и распределителем плотности тока.

Я 15

va