Способ обработки сточных вод на станции биологической очистки

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. (19) (11) (51) 4 C 02 F 3/30

ВСЕС(",-<О".;(: - Я

13,.",.,13

Бй ЬЛ".; .:,- r :

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3682742/23-26 (22) 22. 12.83 (46) 23.03.86. Бюл. Ф 11 (71) Украинский государственный проектный и научно-исследовательский институт коммунальных сооружений городов (72) А.С. 10тина, Е.И. Тырин, Е.Н. Андреев и К.Н. Крупский (53) 628.314. 1(088.8) (56) Медведев Г.П. Канализация горо дов ФРГ. — М: Стройиздат, 1982. с.1.

Гюнтер Л.И., Гольдфарб Л.Л. Перспективы применения анаэробного сбраживания осадков сточных вод и утилизации газов брожения.: Сб. Основные направления развития водоотведения, очистки сточных вод и обработки осад-: ка. — Харьков, 1982, с. 379-382.

Патент ГДР Ф 221672, кл. С 02 Р 11/04, 1982. (54)(57) 1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТОЧНЫХ

ВОД НА СТАНЦИИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ, включающий первичное отстаивание, обработку в аэротенках с воздуходувными машинами, вторичное отстаивание, анаэробную обработку осадков первичных о гстойников и избыточного активного ила в метантенках с последующим использованием образовавшегося газа в качестве топлива для газового двигателя и утилизацией тепла охлаждающей воды двигателя, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса за счет увеличениМ степени. полезного использования энергии газа и экономии эле ктроэнергии, механическую энергию газового двигателя используют непосредственно или с помощью генераторов для привода воздуходувных машин аэротенков, при этом горячие выхлопные газы двигателя направляют в теплообменник для нагрева отходящей от двигателя охлаждающей воды с последующей подачей ее на обогрев метантенков, а остаточную тепловую энергию газов после теплообменника используют для дегельминтизации обезвоженного осадка.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю,,шийся тем, что, с целью повьппения ;.=лорийности газа, подаваемого ,в дв.. атель, его подвергают предвари. тель" >й очистке от углекислоты.

3, Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью интенсификации анаэробной обработки в метан генках, выделяемую из газа углек.-: лоту подают под давлением в метантенк.

4. Способ по пп. 1-3, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью экономии технической воды, использования ее в замкнутом контуре и предотвращения увеличения влажности осадка в метантенке, обогрев метантенков осуществля- ют с помощью змеевика, погруженного в обрабатываемый осадок, по которому .пропускают нагретую в теплообменнике воду.

5. Способ по пп. 1,2 и 4 о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения температуры воды, подаваемой на охлаждение двигателя, и уменьшения расхода тепла на нагрев метантенков, выходящую из змеевика воду и направляемые на анаэробную обработку осадки пропускают противотоком через добавочный теплообменник.

1219534

Изобретение относится к очистке сточных вод и может быть использована на станциях биологической очистки сточных вад, подвергающих осадки анаэрабнай обработке. 5

Цель изобретения — повышение эффективности процесса за счет увеличения степени полезного использования энергии газа метантенкав: и экономии электроэнергии, повышение калорийности газа, подаваемого в двигатель, интенсификация анаэробнай обработки в метантенках, экономия технической воды, использовачие ее в замкнутом контуре, предотврашение увеличения влажности осадка в метантенке, снижение температуры нады, подаваемой на охлаждение двигателя, и уменьшение расхода тепла на нагрев метантенкав.

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

На схеме показаны основные тех20

Сточные воды подвергают обработке в первичных отстойниках, аэротенке, илавую смесь отстаивают ва вторичном отстойнике, смесь избыточного активнага ила и осадка первичных отстойников подвергают обработке в метантенках. Газ, образующийся в метантенке 5 при анаэробном сбраживании смеси осадков первичных отстойников 1 и избыточного активного ила, по газопроводу 14 пс,:.ют в газовый двигатель 7, где ег-. сжигают в качестве топлива. Бг," хна такналогические сооружения: первичные и вторичные 2 отстойники, аэратенки 3 с воздуходувными машинами 4,, а т кже сооружения по абрабстке осадка, метантенк 5, установка 6 газоочистки, газовый двигатель 7 с генератором 8„ теплоабменники 9 и 10, трубопроводы перекачки сырого 11 и сбраженно о 12 осадка, замкнутый контур утилизации воды, включающий змеевик 13 обогреьающий метантенк, газопроводы подачи сырого 14 и очищенного 15 газа метантенкав, углекислоты 16, отхадчщих газов 17 двигателя, уплатчитель 18 сбраженнага осадка, аппараты мехобеэваживания осадка 19 и нагрева — дегель4О минтизации — обезваженнога осадка 20, трубопроводы возврата надилавай воды 21 и фильтрата 22.

Способ осуществляют следующим образом. же предварительная очистка газа в установке 6. Двигатель непосредствен. но (т.е. прямым присоединением воздуходувки к выходному валу двигателя) либо с помощью генератора 8 приводит во вращение воздуходувные машины 4, подающие воздух в аэротенки 3. Воду ат охлаждения двигателя н ега горячие выхлопные газы направляют в теплообменник 9, где вода догревается до 100 С и по змеевику 13 поступает в метантенк, поддерживая температуру мезофильного сбраживания — 33 С.

Выходящая иэ змеевика метантенка вода поступает в добавочный теплаобменник 10, куда противотоком поступает также идущая на сбраживание смесь осадка и избыточного ила, которая здесь подогревается, что обеспечивает более равномерный режим работы метантенка и уменьшение затрат тепла на его обогрев, а воду, отдавшую тепло, возвращают на охлаждение двигателя. В случае использования газоочистки 6 часть образующейся углекислоты перекачивают в метантенк по газопроводу 16, что способствует интенсификации процесса сбраживания и улучшает состав выделяющегося газа (т.е. увеличивает содержание в нем метана), а воду, выделившуюся при сушке газа, направляют на подпитку водяного контура.

Пример 1. Сточные воды подвергают отстаиванию, обработке в аэротенке, вторичному отстаиванию, смесь осадка первичных отстойников и избыточного активного ила подвергают анаэробному сбраживанию в метантенке. Газ от метантенков,содержащий,X: СН 66,0 С0„33,5 Н 0,,3 э 1,,У

М О, 2 и имеющий давление i 02/

1,04 МПа, подают по газопроводу в дизельный двигатель марки 2ч- 8,5/11, переоборудованный под газовое топливо. Генера- îð,,приводимый во з ащение двигателем, вырабатывает электроэнергию в виде переменного тока напряжением 230 В, который вращает вентилятор мощностью 8 кВт, имитирующий воздуходувку. Отходящие газы двигателя, имеющие состав,X:

CQ 13,2; Н О 17,5; И 69,3, и температуру 650 С, направляют в качестве теплоносителя в кожухотрубчатый теплаобменник с поверхностью т теплаабмена 1,? м и средним коэф1219534 фициентом теплопередачи от газа к жидкости K=45 вт/м к. Туда же поступает вода из системы охлаждения двио гателя с температурой 80 С. Расход газа 9,5 л/с, воды 0,04 л/с. Температура воды на выходе из теплообмено ника составляет 98 С.

Нагретую воду пропускают через змеевик диаметром 25 мм, длиной 12 м, находящийся в наполненном водой теплоизолированном баке емкостью 110 м ь имитирующем опытный метантенк (коэффициент теплоемкости воды близок к аналогичному показателю сбраживаемого осадка). Температуру воды в баке поддерживают на уровне 33 + 1 С, температуру воды, выходящую иэ змеевика, сохраняют в пределах 39-40 С.

Воду, подаваемую в бак, предварительно пропускают через теплообменникрекуператор 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, 15-17 С.

Горячие газы, выходящие из кожухотрубчатого теплообменника с тем пературой 130 С, направляют в лабораторную подовую сушилку, где они нагревают обезвоженный сброженный осадок с влажностью 80Х до 76 С, после чего газы с температурой 60 С выбрасываются 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 95Х СН, 5Х.СО . следы Н г 4 з и N и имеет калорийность 8000 ккал/Нм .

Дальнейшее использование получающейся энергии аналогично при— меру 1.

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

Технологические параметры процесса

Состав газа,Х:

1О

СО

Теплотворная способность

15 газа ккал/Нм

У

Расход газа для обеспечения нормальной работы двигателя

20 Нм3/ч

Состав выхлопных газав,Х:

СО

Н о

И„

Количество выхлогных газов, Нм /ч

Температура вью хлопных газов, С

Удельное производство элек"po35 энергии, кВт/ч

Нм

Удельное содержание утили40 зируемого тепла, ккал-Нм

Показатели степе45 ни полезного использования отдельных видов энергии

Электроэнергия

50 Тепловая энергия воды в ыхл о и н ых

Таблица 1

Способ по примеру

66

5000 . 8000

2,78

4,44

13,2

9,5

17,5

18,5

69,3

72,0

29,3

33,7

650 690

3,2

3100 5030.Таблица 2

Способ

Извест- Предланый гаемый

80

1 без очист ки газа) 2 (с очист кой газа) 30 газов

Общее использо80

В табл. 2 приведены сравнительные данные по степени полезного использования энергии газа. ванне энергии газа

1219534

Составитель Г. Лебедева

Редактор И. Де бак р . Л р ак Техредll.Сердюков;;. Корректор А. Зимокосов

Заказ 1224/30 Тираж 864 .

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб °, д. 4/5

l1

Филиал ППП Пате-, г. Ужгород, ул. Проектная, 4