Безреагентный способ обработки и обезвреживания осадков сточных вод



Безреагентный способ обработки и обезвреживания осадков сточных вод
Безреагентный способ обработки и обезвреживания осадков сточных вод
Безреагентный способ обработки и обезвреживания осадков сточных вод
Безреагентный способ обработки и обезвреживания осадков сточных вод
Безреагентный способ обработки и обезвреживания осадков сточных вод
Безреагентный способ обработки и обезвреживания осадков сточных вод

 


Владельцы патента RU 2569533:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный архитектурно-строительный университет" (RU)

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано при обработке и обезвреживании осадков городских сточных вод безреагентным способом. Способ включает в себя обработку осадков сверхвысокочастотным электромагнитным излучением. Смесь осадков сточных вод, представляющую собой первичный осадок и избыточный активный ил в соотношении 1:2, обрабатывают в СВЧ печи, имеющей металлические стенки. Мощность излучения составляет 800-1000 Вт, продолжительность обработки осадка - 5-10 мин, частота излучения 3.109-3.1010 Гц. Технический эффект - снижение содержания тяжелых металлов в осадках, уменьшение объема, снижение влажности, увеличение скорости отстаивания и фильтрования, обеззараживание, уменьшение липкости, отсутствие загниваемости осадков. 6 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к способам обработки и обезвреживания осадков сточных вод, образующихся на городских очистных сооружениях канализации (ГОСК).

Осадки сточных вод (ОСВ) представляют собой суспензии, выделяемые из сточных вод в процессе их механической, биологической и физико-химической очистки. Основными видами осадков на ГОСК являются первичный осадок, задерживаемый первичными отстойниками, и избыточный активный ил из вторичных отстойников. Пространственная структура осадков является коллоидной системой, в которой дисперсная фаза состоит из твердых частиц органического и минерального происхождения, а дисперсная среда - вода с растворенными в ней веществами. Плохая водоотдача осадков, содержание тяжелых металлов, а также зараженность патогенными бактериями затрудняет их последующую обработку и утилизацию.

Основными способами улучшения свойств ОСВ являются применение химических реагентов (коагулянты и флокулянты) и последующее механическое обезвоживание, например патент РФ 2484024. Большинство реагентов токсичны и служат источниками вторичного загрязнения осадков сточных вод.

Воздействовать на свойства осадков можно не только химическими реагентами, но и физическими полями, например сверхвысокочастотным электромагнитным полем (СВЧ ЭМП). Биофизическое действие электромагнитного излучения связано с ионизацией молекул вещества и образованием возбуждающих частиц, которые вступают во взаимодействие между собой и другими молекулами или распадаются с образованием свободных радикалов [Исмаилов Э.Ш. Биофизическое действие СВЧ-излучений. М., 1987, с. 5]. Эти процессы вызывают окисление и распад веществ, изменение структуры и снижение активности ферментов клеток микроорганизмов. Известно бактерицидное действие электромагнитного излучения [Классен В.И. Омагничивание водных систем. М.: Химия, 1978, с. 87; Исмаилов Э.Ш. Биофизическое действие СВЧ-излучений. М., 1987, с. 86].

Известен способ обеззараживания промышленных сточных вод в импульсном электромагнитном устройстве с напряженностью магнитного поля 70-80 кА/м и частотой 2-10 имп./с [RU 2123477 С1, опубл. 1996].

Известен способ обеззараживания потока жидкой среды, по крайней мере, одним постоянным магнитным полем. Скорость потока устанавливают равной 0,1-10 м/с, а постоянное магнитное поле создают с вектором магнитной индукции, направленным перпендикулярно потоку жидкой среды и имеющем величину, большую 0,02 Тл [RU 2126772 С1, МПК C02F 1/48, опубл. 1998].

Известен способ антибактериальной обработки потока жидкой среды воздействием на закрученный поток жидкости магнитным и электрическими полями и создание градиента концентрации ионов [RU 2376247 С2, МПК C02F 1/48, опубл. 2006].

Известен комплексный способ безреагентной очистки сточных вод и брикетирования, включающий обеззараживание брикетов осевшего ила в печах СВЧ [RU 2431610 С2, МПК C02F 9/12, опубл. 20.10.2011].

Недостатками вышеперечисленных способов является в некоторых случаях низкая эффективность, узкое применение электромагнитного излучения - только бактерицидное действие на конечном этапе обработки сточных вод.

Задачей изобретения является создание безреагентного способа обработки ОСВ, имеющего многофакторное действие (улучшение ряда свойств осадков), обладающего высокой эффективностью, экономически выгодного и простого в осуществлении.

Технический эффект - улучшение основных свойств осадков: снижение содержания тяжелых металлов, уменьшение объема осадка, снижение влажности, увеличение скорости отстаивания и фильтрования, обеззараживание, уменьшение липкости, отсутствие загниваемости.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе безреагентной обработки смесь осадков, представляющую собой первичный осадок и избыточный активный ил в соотношении 1:2, подвергается сверхвысокочастотному электромагнитному излучению (СВЧ ЭМИ) при этом мощности излучения 800-1000 Вт, частота излучения 3*109-3*1010 Гц, продолжительность обработки - 5-10 мин.

Экспериментально доказано, что мощность электромагнитного излучения и время обработки зависят от объема обрабатываемого осадка. Так для объема 500 мл оптимальная мощность составляет до 1000 Вт и продолжительность 5-10 мин. Увеличение мощности СВЧ генератора и времени обработки приводят к ухудшению некоторых свойств осадков (например, при СВЧ обработке более 10 мин снижается содержание ценных органических веществ калия и фосфора), а также к увеличению энергозатрат.

Техническое решение поясняется иллюстративными материалами, где на фиг. 1 представлена зависимость снижения объема смеси ОСВ при отстаивании от продолжительности СВЧ ЭМ обработки; на фиг. 2 - зависимость снижения влажности смеси осадков от мощности СВЧ ЭМ обработки; на фиг. 3 - графики сравнения скорости фильтрования смеси осадков; на фиг. 4 показано прилипание исходного осадка сточных вод; на фиг. 5 - прилипание осадка после СВЧ ЭМ обработки; на фиг. 6 показана загниваемость смеси осадков.

Способ осуществляют следующим образом.

СВЧ электромагнитной обработке подвергается смесь осадков - первичный осадок и избыточный активный ил (1:2) с действующих очистных сооружений канализации г. Тюмени до ввода реагента. Смесь осадков объемом 300-500 мл помещают в СВЧ печь, имеющей металлические стенки. При включении СВЧ печи магнетрон создает электромагнитное излучение с диапазоном волн 10-1-10-2 м и частотой 3*109-3*1010 Гц. Продолжительность обработки составляет 5-10 мин.

В результате осуществления способа по заявленному техническому решению получены следующие результаты:

- значительное (25-35%) уменьшение объема осадка при отстаивании (фиг. 1);

- снижение влажности (с 94,5% до 91,15%) (фиг. 2);

- увеличение скорости фильтрования (в 1,2 раза) (фиг. 3);

- уменьшение липкости (фиг. 4, 5);

- отсутствие загниваемости осадка сточных вод (осадок отстаивался в лабораторных цилиндрах в течение 1 суток) (фиг. 6);

- увеличение содержания тяжелых металлов в фугате (фугат - жидкая фаза после отстаивания промытого дистиллированной водой осадка сточных вод). Основные показатели приведены в таблице 1;

- стерилизация осадка - имеется заключение о проведении паразитологического исследования в испытательный лабораторный центр ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Тюменской области». Определяемые показатели: цисты лямблий (Giardia intestinalis), яйца и личинки гельминтов. Результаты исследований: в пробе смеси осадков после обработки СВЧ излучением данные виды патогенных микроорганизмов не обнаружены.

Таблица 1
Содержание тяжелых металлов в фугате
№ п/п Наименование показателя Содержание показателя (на сух. вещество) фугат без обработки, мг/кг Содержание показателя (на сух. вещество) фугат с СВЧ ЭМ обработкой, мг/кг
1 Ртуть 0,145 0,146
2 Свинец 35,42 41,99
3 Цинк 145,00 151,00
4 Никель 19,43 20,68
5 Хром 25,21 29,75

Предлагаемый способ позволяет без применения реагентов улучшить ряд свойств ОСВ, значительно сократить время обработки. Например, СВЧ обработка осадка в течение 10 мин приводит к гибели всех известных патогенных бактерий, а для полного обеззараживания ОСВ на иловых полях требуется 3-4 года. В результате использования СВЧ ЭМИ получают безопасный продукт для повторного использования, например, в качестве удобрения в сельском хозяйстве, для восстановления почв, производства строительных материалов, строительства дорог и др.

Отличительной особенностью заявленного способа является то, что впервые показана возможность применения СВЧ электромагнитного излучения для улучшения ряда свойств осадков сточных вод - увеличение скорости протекания процессов обработки, снижение содержания тяжелых металлов, снижение влажности и др. Простота применяемого оборудования позволяет получить универсальный и относительно недорогой способ обработки осадков.

Выполненные сравнительные экономические расчеты по обоснованию применения СВЧ ЭМИ при обработке осадков сточных вод показывают, что затраты на обезвоживание осадков сточных вод СВЧ излучением в 1,5 раза ниже, чем затраты при использовании флокулянта, применяемого сегодня на ГОСК г. Тюмени.

Способ безреагентной обработки и обезвреживания осадков сточных вод, заключающийся в обработке смеси осадков, представляющей собой первичный осадок и избыточный активный ил в соотношении 1:2, сверхвысокочастотным электромагнитным излучением при мощности излучения 800-1000 Вт, частоте излучения 3*109-3*1010 Гц и продолжительностью 5-10 мин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к пищевой промышленности, медицине, фармакологии, хозяйственно-бытовой деятельности, где очистка воды производится с применением магнитных факторов с последующим фильтрованием.

Изобретение относится к способу гетерогенного каталитического разложения комплексонов и поверхностно-активных веществ в технологических растворах радиохимических производств на никель-феррицианидном катализаторе.

Группа изобретений относится области нефтехимической промышленности и представляет собой установку комплексной очистки стоков (варианты). Установка согласно изобретению содержит последовательно соединенные блок предварительной очистки сульфидно-щелочных стоков от нефтепродуктов и/или взвешенных примесей, блок очистки от ионов меди, имеющий узел смешения сульфидно-щелочных стоков и медьсодержащих стоков с подводами медьсодержащего стока, узел отделения взвешенных нерастворимых или малорастворимых частиц, имеющий отвод сульфида меди, блок очистки от сероводорода и аммиака, содержащий узел смешения стоков с подкисляющими реагентами и колонну отпарки сероводорода и аммиака с подачей водяного пара в нижнюю часть ее, блок очистки озонированием и/или биологической очистки сточных вод с помощью штамма микроорганизмов, имеющего фенолразрушающую активность.

Изобретения могут быть использованы при эксплуатации установки водоподготовки для умягчения воды в системах водоснабжения. Установка (1) для водоподготовки включает устройство для умягчения (4), содержащее ионообменную смолу (7), датчик электропроводности (9), электронное управляющее устройство (13) с запоминающим устройством (18) для выполнения способа эксплуатации установки для водоподготовки, автоматически регулируемое разбавительное устройство (11) для смешения потока смешанной воды V(t)verschnitt из первого, умягченного частичного потока V(t)teil1weich, и второго, выведенного из сырой воды частичного потока V(t)teil2roh.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и пищевой промышленности и может быть использовано при круглогодичной утилизации отходов консервных комбинатов для орошения и повышения плодородия почвы.

Изобретение относится к обеззараживанию воды или иной жидкости. Устройство обеззараживания воды содержит безэлектродные полые толстостенные сферические лампы - шарики 6, заполненные инертным газом, облучаемые СВЧ-резонатором-индуктором 7, запитываемым через контактные клеммы 8.
Изобретение может быть использовано в нефтяной промышленности для обезвоживания нефти. Способ разделения водонефтяной эмульсии с применением ультразвукового воздействия включает обработку эмульсии ультразвуком, при этом предварительно определяют оптимальные частоты ультразвукового воздействия в зависимости от размера капель воды в эмульсии, позволяющие достичь минимальной доли воды в нефти.

Изобретение предназначено для получения доброкачественной питьевой воды и может быть использовано для очистки воды из водопровода и природных пресноводных источников от механических взвесей, органических и неорганических соединений с сопутствующим ее обеззараживанием, в том числе в полевых условиях, как с использованием емкости с очищаемой водой, так и непосредственно из источников.

Изобретение относится к очистке воды и может быть использовано для ее дезинфекции. Устройство (1) содержит источник (20) испускания ультрафиолетового света, вход (30) для ввода текучей среды в устройство (1), выход (40) для вывода текучей среды из устройства (1) и средства выпрямления потока, содержащие по меньшей мере один элемент (51, 52) выпрямления потока, имеющий входные отверстия для ввода текучей среды на одной стороне и выходные отверстия для вывода текучей среды на другой стороне.

Изобретение относится к устройству для подготовки воды, в частности для питания проводящих воду и/или нагревающих воду бытовых электроприборов, или устройств для получения и подготовки еды и/или напитков с подготовленной питьевой водой, таких как автоматы для напитков, автоматические кофеварки, льдогенераторы, устройства для готовки и выпечки, парогенераторы или очистители высокого давления, кондиционеры воздуха или подобные с подготовленной водой, содержащее находящееся в твердой форме средство (3) для уменьшения минерального осадка, причем предусмотрена оказывающая влияние на растворимость средства для уменьшения минерального осадка первая среда (4), которая образована водой при протекании и контакте с участком подготовки, при этом предусмотрена вторая оказывающая влияние на растворимость средства (3) для уменьшения минерального осадка среда (5).

Изобретение относится к технологическим процессам переработки отходов мазутного производства и мазутных нефтешламов и может быть использовано для получения набора нефтепродуктов - битума, бензина, дизельного топлива и индустриального масла.

Способ утилизации фосфоросодержащего альтернативного топлива при производстве цементного клинкера, при котором альтернативное топливо термолизируют с использованием тепла, которое образуют в одном из различных термолизньгх реакторов с вращающейся трубчатой печью и отводят из технологического процесса производства цементного клинкера; при этом высвободившуюся энергию направляют в технологический процесс производства цементного клинкера и остатки термолиза фосфоросодержащего альтернативного топлива выводят из термолизного реактора, отличающийся тем, что остатки термолиза фосфоросодержащего альтернативного топлива преобразуют в термолизном реакторе с помощью байпасных продуктов цементной печи в носители галогенов и образующиеся галогениды тяжелых металлов отводят.

Изобретение относится к области устройств, предназначенных для получения биогаза (биоводорода) из сточных вод от животных и людей. Задача изобретения - превращение работоспособной периодически действующей с ручной загрузкой-выгрузкой биогенераторной установки для получения биогаза низкого давления в промышленную непрерывно действующую установку по производству биогаза (биоводорода) высокого давления (10-12 МПа) путем размещения биореактора в Земле на глубине порядка 2000 м, что обеспечит оптимальные температурные условия реакций анаэробного преобразования биомассы, создаст условия для самотечной загрузки биореактора биомассой, газолифтной выгрузки биогаза и остаточной биопульпы. Для получения биоводорода предусмотрены системы: укисления биомассы до рН 5,49; засева биомассы водородогенными микроорганизмами; подачи биологического катализатора в зону реакции биореактора, Для устройства непрерывнодействующих подземных генераторов биогаза (биоводорода) может быть использовано штатное буровое оборудование и материалы. Предлагаемое изобретение является идеально энергосберегающим и экологически безопасным. .

Изобретение относится к технологии брикетирования илов и шламов сточных вод, а брикеты ила и шлама могут быть использованы в качестве восстановителей плодородного слоя при рекультивации нарушенных земель.
Изобретение может быть использовано в области нефтедобывающей промышленности. Способ переработки жидких нефтешламов в гидратированное топливо включает нагрев и очистку нефтешлама.

Настоящее изобретение относится к способу получения пластичной смазки путем смешения загущающего агента и отработанного моторного масла, при этом загущающий агент, измельченный в электромагнитном измельчителе, имеет размер частиц не более 1 мкм, получен методом ферритизации из отходов гальванических производств при t = 800-900ºС в течение 1-1,5 часа в соотношении 40:60%.

Изобретение относится к обезвреживанию взрыво- и пожароопасных промышленных отходов нитратов целлюлозы и может быть использовано в химической промышленности. Способ включает сбор содержащих нитраты целлюлозы сточных вод, извлечение из них нитратов целлюлозы и последующее их обезвреживание.
Изобретение может быть использовано в технологии изготовления искусственного грунта, применяемого в дорожно-транспортном строительстве, в качестве удобрений для придорожного озеленения, лесоразведении, рекультивации полигонов твердых бытовых отходов и полигонов промышленных отходов, для биологической рекультивации нарушенных земель.

Изобретение относится к области добычи и переработки нефти, в частности к переработке и утилизации нефтешламов, содержащихся в шламонакопителях, путем разделения нефтешлама на нефтепродукты, воду и механические примеси.

Изобретение относится к экологической защите природы от отходов сточных вод. .

Изобретение относится к области переработки отходов. Предложено устройство утилизации отходов животноводства. Устройство содержит горизонтальный корпус, разделенный вертикальными перегородками на камеры кислого, нейтрального, щелочного и метанового брожения, газовую полость в верхней части корпуса, а в нижней - осадительную полость, разгрузочное устройство, и перемешивающее средство. Перемешивающее средство выполнено в виде приводного горизонтального вала с лопастями и снабжено бункером непрерывной загрузки исходного сырья с измельчителем. Вертикальные перегородки на участке взаимодействия с лопастями выполнены перфорированными, корпус выполнен коническим с увеличивающимся диаметром камер брожения. Вершина конуса имеет цилиндрическую камеру, сверху которой размещен бункер непрерывной загрузки исходного сырья, с торца цилиндрической камеры предусмотрен электропривод, вращающий вал со шнеком. Шнек измельчает исходное сырье и подаёт его в камеру кислого брожения и далее в камеры нейтрального, щелочного, метанового брожения. Поверхность конического корпуса и цилиндрической камеры покрыты теплоизоляционным материалом. Сверху корпуса предусмотрены пакеты солнечного коллектора, внутри стен конического корпуса и цилиндрической камеры предусмотрены вмонтированные трубы, выполненные с возможностью обогрева камер брожения теплоносителем, нагретым в солнечных коллекторах. Изобретение обеспечивает непрерывный процесс брожения, поддержание температурного режима для воспроизводства активных бактерий. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх