Установка для обработки осадков природных и сточных вод Советский патент 1982 года по МПК C02F11/20 C02F103/00 

Изобретение относится к обработке осадков, образующихся в процессе очистки природных и сточных вод, и может найти применение в коммунальном хозяйстве и промьшгаенности при обработке труднообезвоживаемых осадков методом замораживания и оттаивания. Для улучшения водоотдающей способности осадков методом замораживания и оттаивания широко используются иловые площадки 1 . Недостатком этих иловых площадок является малая глубина промерзания осадка за счет резкого падения коэффициента теплопередачи от замораживеиощег осадка к воздуху с ростом толшины слоя льда и снежного покрова. В северных районах короткое лето не позволяет полностью оттаивать и высушивать замороже ный осадок. Замораживание осадка слоем обеспёчиваюпАм его оттаивание И подсуш ку в летнее время, ведет к резкому увеличению площади иловых площадок, строительство которых в условиях заболоченНОЙ местности и вечной мерзлоты неэффективно. Кроме того, обработка осадка на иловых площадках ведет к загрязнению подземных вод и воздушного бассейна. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство разделения осадка, включающее в себя компрессорный холодильный агрегат и рекуперативные темплообменные аппараты. Замораживание осадка происходит в теплообменном ахшарате, работающем в режиме испарителя системы охлаждения, а оттаивание - в аппарате, работающем в режиме конденсатора системы охлаждения 2 . В агшаратах осуществляете я теплообмен между осадком и хладагентом, циркулирующем в системе охлаждения. Учитывая, что хладагент находится в системе под давлением, к теплообменным аппаратам предъявляются повышенные требования ввиду возможной утечки дорогостоящего и небезопасного хладагента и загрязнения им осадка.. Поэтому для повышения безопасности подвод тепла и холода к осадку обычно осушествляют с помошью промежуточных теппо-хладоносителей. Эксплуатационные затраты на обработк осадка с применением искусственного холода в основном зависят от количества затрачиваемой на получение холода электроэнергии. В известном устройстве потребление электроэнергии на 1 м обрабатьгеаемрго осадка составляет примерно 5О-7О кВт/ч. В условиях северных районов страны где имеется острый дефицит энёргоресурсов, является целесообразным использование естественного холода при машинной обрабсугке осадка, а в известном устройстве не предусмотрена возможность прим нения ХОЛОДНО1Х) воздуха. Цель изобретения - снижение расхода электроэнергии и увеличение срока службы холодильных машин. Указанная цель достигается тем, что установка обработки осадков природных и сточных вод, содержащая кристаллизатор, плавитель, холодильную машину с конденсатором и испарителем и обезвоживакишй аппарат, снабжена градирней, соединенной с кристаллизатором, а плавитель соединен с источником тепла. Замораживание осадка в кристаллизаторе осуществляется за счет теплообмена с хладоносителем, который в зимнее время охлаждается в градирне за счет контакта с холодным воздухом, а в летнее в испарителе холодильной машины. Оттаивание осадка происходит в плавителе за .счет теплообмена с теплоносителем. В зимпнее время в качестве теплоносителя могут использоваться термальные воды, бросовые тепловые отходы промьшшенных И коммунальных предприятий. В теплое время года теплоноситель нагревается в конденсаторе холодильной машины. На чертеже представлено предлагаемо устройство обработки осадков природных н сточных вод. Устройство имеет кристаллизатор 1, ппавитель 2, компрессорный агрегат 3, конденсатор 4 хладагента, испаритель S хладагента, градирню 6, насос 7 для пвр кулятаси хладоносителя, насос 8 для циркулядаи теплоносителя, систему трубопроводов 9-12 хладоносителя с запорной арматурой, систему трубопроводов 13-16 теплоносителя с запорной арматурой и источник 17 тепла. В теплый период года (при температу ре воздуха выше 258 К) хладоноситель, (этеппенный при замораживании осадка в кристаллизаторе 1, направляют в испаритель 5, где за счет теплообмена с кипящим при низкой температуре хладагентом происходит охлаждение теплоносителя до 260-230 К. В холодный период года (при температуре воздуха ниже 258 К) отепленный хладоноситель из кристаллизатора 1 по трубопроводу 9 направляют в градирню . 6, где за счет контакта с холодным воздухом происходит охлаждение хладоносителя до 260-240 К, Требуемую температуру хладоносителя устанавливают изменением продолжительности поверхности контакта и интенсивностью воздухообмена в градирне. Охлажденный в градирне 6 хладоноситель направляют по трубопроводу 10 в кристаллизатор 1. В качестве хладоносителя можно использовать, например, раствор этиленгликоля. Подогрев теплоносителя в теплый период года осуществляется в конденсаторе 4 .за счет тепла конденсации горячего парообразного хладагента,, поступающего из компрессорного агрегата 3. При работе с градерней в зимний период года плавление осадка осуществляют путем подачи в шшвитель 2 любого техшоноситепя, имеющего температуру не нзяже 28О К, по системе трубопроводов 15-16. На станциях очистки сточных вод в качестве теплоносителя можно использовать очщценные сточные воды, которые обычно имеют температуру в зимнее время не ниже 285-288 К. На водоочистных станциях в качестве теплоносителя могут использоваться термальные подземные воды или другие виды носителей тепла. Нормальный режим работы кристаллизатора 1 осадка достигается изменением температуры в количества подаваемого : в аппарат хладоносителя. Создание требуемой тепловой нагрузки в плавителе 2 осуществляют изменением расхода теплоносителя. Когда температура воздуха становотся недостаточной для охлаждения хладоносителя, замораживание и оттаивание осадка ведут с помощью холодильной мащины (аппараты 3, 4 и 5). Перевод на другую схему работы можно осуществлять без остановки технологического процесса обработки осадка. СЧ;адок из плавителя удаляют на обезвоживание. В случае необходимости можно осуществить работу устройства с одновременным использованием всех теплообменных аппаратов. Пример. На сташхяи очистки сточных вод производительностью 5000 очищаемой воды в сутки обрабатьгаают осадок с использованием метода замораживания и оттаивания. Количество образующегося осадка 2 . Вариант .1 . Замораживание ведут на барабанном кристаллизаторе горизонталь ного типа. Внутреннюю поверхность крис таллизатора охлаждают хладоносвггелем (раствором этипенгликоля) с температурой 258 К. Охлаждение раствора этилен тоиколя осуществляют в испарителях аммиачных холодильных машин А-220-2Р. Количество машин - 2 шт. Оттаивание осадка производят с помощью находящегося в плавителе теплообменника, в который подается нагретая в конденсатора ХОЛОДИЛЬНЫХ маиган вода, используемая в качестве теплоносителя. Вариаш О Замораживание осадка ведут на барабанном кристаллизаторе горизонтального типа. Внутреннюю поверхность кристаллизатора охлаждают раствором этЕленгликоля с температурой 258 К. В течение 5 зимних месяпев бхлаждение раствора этнпенгликоля осущ ствляют в вентиляторной градирне из c6opHfeix железобетонных элементов. Пло щадь, орошения градирни составляет 32 м, количество вентиляторов ВГ-25 2 шт. Огтазжвание осадка осуществляют помощью находящегося в плавителе теплообменника, в который подают очищенную сточную воду с температурой 283 К Расход сточной воды на оттаивание 4 . В остальной время года обработ ку осадка осуществляют по варианту I. Экономический эффект от использования предлагаемого устройства в paccMot ревком примере составляет 25523 руб. , в год. Использование предлагаемой установки обработки осадков природных и сточных вод по сравнению с известной позволяет Б 1;5 раза снизшъ расход эпектроэнергин за счет использования естествен ного хапода (холодного воздуха), а при температуре воздуха 230-220 К имеется возможность без дополнительных знер гозатрат увеличить производительность установки за счет охлаждения хладоносителя до 225-235 К; причем одновременно увеличивается срок службы холодильных машин. Формула изобретения Установка для обработки осадков Щ№ родных и сточных вод, содержащая криоталлизатор, хшавитель, холодильную машину с конденсатором и испарителем и обезвоживающий аппарат, отлЯ чающ а я с я тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии, установка снабжена градирней, соединенной с кристаллизатором, а плавитель соединен с источником тепла. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Дагаев П. Ф. и Мельников Ю. И. Устройство и эксплуатация площадок вымораживания осадка. - Водоснабжение и санитарная техника. 1976, № 12, с. 29-За 2.Патент США № 3820349, кл, 62-58, 1974.

t