Установка для очистки сточных вод и обработки осадка

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19 СИ) (р)у С 02 F 3/02 11/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

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

На чертеже представлен общий внд

:установки для биологической очистки сточных вод и обработки осадка.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ll0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

IlPH fl+IT СССР (21) 4391942/3 1-26 (22) 15.03.00 (46) 30.04.90. Бюл, N - 16 (71) Всесоюзный заочный инженерностроительный институт (72) Б.Н.Репин, I».В.Королева, И.И.Павлинова и И.И.Друкаров (53) 628.336 (080,8) (56) Заявка Японии И - 57-42397, кл. С 02 F 3/28, С 02 Г 11/04, 1982. (54) УСТАНОВКА »ЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ

ВОД И ОБРАБОТКИ ОСАДКА (57) Изобретение относится к области биологической очистки бытовых и промьппленных сточных вод и обработки осадка и может найти применение на городских и промьппленных 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 воэдухопроводом с пневматическими аэраторами, метантенки первой и второй ступени, Изобретение относится к биологической очистке бытовых и промьппленных сточных вод и обработке осадка и может найти применение на городских.и промьппленных очистных сооружениях средней и высокой производительности. 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, установленным на одном валу с генератором постоянного тока, протнвоточной га"-ожидкостной колонной щелочногс контакта с насадкой, соединенной по параллельной схеме с напорным трубо»»роводом 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 ра пределителем плотности тока. 1 ил.

1560485

Установка для очистки сточных вод и обработки осадка включает аэротенк

1 для биологической очистки сточных .вод с трубопроводами 2 и 3 исходной

1 сточной воды и иловой смеси, снабжен,ный измерительным лотком 4 с уровнемером 5, анализатором 6 растворенного кислорода и пневматическими аэраторами 7, соединенными напорным воздухо- 10 водом 8 с дополнительным ответвлением

9 и электройицированными воздушными заслонками 10 и 11 к воздухонагнетателю 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 д

24 метаносодержащего газа с компрессором 25 и перемычкой 26, а также расположенными в нижней части метантенка второй ступени крупнопузырчатыми диспергаторами метаносодержащего 30 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. 40

Электролитический регенератор 38 с пластинами-электродами 39, анодной и катодной клеммами 40 и 41 и контак-. тами 42 и 43, снабженными регулятором

44 напряжения и распределителем 45 4 плотности тока, оборудованный газовым колпаком 46, трубопроводами 47—

49, шлама, двуокиси углерода и исходного раствора щелочи соответственно, 1 причем последний из них, заканчиваю50 щийся оросительным устройством 50, при помощи циркуляционного насоса 51, сообщенного с баком 52 исходного раствора щелочи с трубопроводом 53 подпитки свежим раствором щелочи, 55 введен в верхнюю часть противоточной газожидкостной колонны 54 щелочного контакта с насадкой 55, в нижней части которой смонтирован трубопровод 56 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 диспергаторам метантенка второй ступени.

Установка для обработки сточных вод работает следующим образом, Исходную сточную жидкость по трубопроводу 2 подают в аэротенк 1, где в контакте с активным илом, сопровождаемым аэрацией сжатым воздухом, поступающим от воздухонагнетателя 12 по напорному воэдухопроводу 8 к пневматическим аэратораи 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 16 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 метантенке 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 метантеик 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 (30-337), содержание водорода не превышает 1-27, азота 0,57.. Удельный выход газа составляет 10 — 15м на 1 м осадка. Обладающий топливными свойствами газ из метантенков направляют на сжигание в котельную, а полученное тепло используют на нужды станции, главным образом на обогрев метантенков, до температуо о ры рабочей среды 30-35 илп 50-55 (мезофильный и терьофильный режимы) .

Перед подачей в котельную газовую смесь по напорному трубопроводу 24 метаносодержащего газа направляют в противоточную газожидкостную колонну

54 щелочного контакта, снабженную насадкой 55, увеличивающей поверхность контакта. Обработку газовой смеси производят раствором едкого натра. в результате чего двуокись углерода извлекают из газовой смеси в соответствии с уравнением

2ИаОН + СΠ— Na CO +H O.

Свежий раствор ЛаОН с помощью цирк -ляционного насоса 51 постоянно вводят в головную часть противоточной газожидкостной колонны по трубопроводу

49 исходного раствора щелочи, а отработавший раствор, содержащий остаточное количество ИаОН и значительные количества натриевой соды Ма СО, отводят по трубопроводу 56 отработавшго раствора щелочи из нижней части газожидкостной колонны, в результате чего обработка газовой смеси из ме-. тантенков ведется в непрерывном режиме. Часть обогащенного газа, содержание метана в котором повысилось до

95-96Х по трубопроводу 60 утилизируемого обогащенного газа поступает на сжигание в котельную, а циркуляционную часть обогащенного газа по трубопроводу 59 циркуляционного обогащенного газа возвращают в метантенк. второй =тупени, посредством барботажа через крупнопузырчатые диспергаторы

27, установленные в нижней части метантенка 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, 5

55 а следовательно, рабочий объем метантенков.

В 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 аэротенка, пс дополнительному ответвлению 9 избыточного воздуха направляется в преобразователь энергии газового потока в электрическую 28, на одном валу с которым установлен генератор 35 постоянного тока. Связь расхода избыточного количества воздуха с поступающей на аэротенк технологической нагрузкой устанавливается автома сически путем соответствующего управления электрофицированными воздушными заслонками 10, 11. По мере увеличения расхода избыточного воздуха и соответственно числа оборотов вала 39 преобразователя энергии 28 генератор

35 вырабатывает ток ..зарастающего напряжения и силы котор - и поступает в регулятор 44 í"-.ïðÿæåíêÿ и рañïðåäåлитель 45 плотности тока, после чего к клеммам 40 и 41 злектролитического регенератора 8 поступает ток близкой к постоянной силы и напряжения, что необходимо для устойчивого проведения процесса электролитической регенерации, Загрузку электролитическогopereнератора 38 производят с помощью трубопровода 56 отработавшего раствора щелочи, При подаче к анодным и катодным пластинам-электродам 39 электролитs -ческого регенератора постоянного тока происходит электролитическое разложение водного раствора

Na COq в соответс.твии с уравнением

Na COq + Н О вЂ” 2NaOii + СО .

Газообразную смесь двуокиси углерода отводят через газовый колпак 46 электролитического регенератора по трубопроводу 48 двуокиси углерода, осевший в нижней части шлам направляют по трубопроводу 47 шлама на утили-зацию, а регенерированный раствор

NaOfi с помощью циркуляционного насоса

51 по трубопроводу 49 исходного раствора щелочи возвращают в головную

1560485 (верхнюю) часть противаточной газожидкостной колонны 54 щелочного контакта. Убыль рабочего раствора NaOH пополняют с помощью бака 52 исходного

5 раствора щелочи, сообщенного с циркуляционным насосом 51.

Когда скорость вращения генератора 35 постоянного тока, и, следова" тельно, сила тока, подводимого к 10 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

NarCQ осуществляется во всем диапазоне скоростей вращения преобразователя энергии газового потока в элект- 25 рическую 28 °

Использование изобретения позволяет интенсифицировать процесс анаэробного сбраживания осадка в метантенках и существенно повысить каллорийность газа за счет рекуперативного использования электроэнергии воздухонагнетателей, периодически высвобождающейся в условиях колебаний нагрузки на аэротенки по органическим загрязнениям. В результате этого эксплуатацион- ные затраты снижаются на 35 при уменьшении капитальных затрат в среднем на 157..

Формула изобретения

Установка для очистки сточных вод

40 и обработки осадка, содержащая аэротенк, снабженный измерительным лотком и пневматическими аэраторами, воздухонагнетатель, 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, о т л и ч а ю щ а я— с я тем, что, с целью сокращения 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.

1560405

Составитель Е. Войцеховская

Техред М.Дидык Корректор N.Ïîæo

Редактор И.Сегляник

Заказ 948 . Тираж 799 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101