Способ и система для обработки перекачиваемого потока и применение системы

Авторы патента:


Способ и система для обработки перекачиваемого потока и применение системы
Способ и система для обработки перекачиваемого потока и применение системы

Владельцы патента RU 2676976:

АРК АРОМА ПЬЮЭ АБ (SE)

Группа изобретений относится к обработке перекачиваемого потока и может быть использована в водоочистке, а также пищевой промышленности. Способ обработки перекачиваемого потока включает фильтрацию для выделения жидкой фазы из перекачиваемого потока для получения одного потока с повышенным содержанием плотной фазы и другого потока с повышенным содержанием жидкости, последующую обработку потока с повышенным содержанием плотной фазы импульсами высокого напряжения в блоке импульсного электрического поля (ИЭП-блоке), сбраживание потока с повышенным содержанием плотной фазы, после чего этот поток обрабатывают импульсами высокого напряжения в ИЭП-блоке. По другому варианту способ обработки перекачиваемого потока включает санитарно-гигиеническую обработку по меньшей мере части перекачиваемого потока в ИК-камере, а также санитарно-гигиеническую обработку по меньшей мере части перекачиваемого потока в ИЭП-блоке. При этом санитарно-гигиеническая обработка в ИК-камере может производиться перед или после или как перед, так и после обработки импульсами высокого напряжения в ИЭП-блоке. Система для обработки перекачиваемого потока содержит первый модуль, содержащий по меньшей мере один фильтр, второй модуль, содержащий по меньшей мере один ИЭП-блок для обработки импульсами высокого напряжения; а также модуль сбраживания. По другому варианту система для обработки перекачиваемого потока содержит по меньшей мере один модуль санитарно-гигиенической обработки, содержащий ИК-камеру, один модуль, содержащий по меньшей мере ИЭП-блок для обработки импульсами высокого напряжения. Указанную систему применяют для обработки перекачиваемых пищевых продуктов. Системы также применяют для обработки потока балластной воды посредством воздействия импульсами высокого напряжения в ИЭП-блоке на отделенный поток, имеющий повышенное содержание плотной фазы по сравнению с потоком балластной воды. По другому варианту системы применяют для обработки перекачиваемого потока посредством воздействия импульсами высокого напряжения в ИЭП-блоке на отделенный поток, имеющий повышенное содержание плотной фазы по сравнению с перекачиваемым потоком и для последующего сбраживания потока с повышенным содержанием плотной фазы после его обработки импульсами высокого напряжения. Группа изобретений позволяет ускорить биологическую, химическую или механическую очистку, повысить скорость осаждения и существенно сократить потребление электроэнергии. 7 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к способу обработки, по меньшей мере одной фазы - плотной и/или жидкой, потока перекачиваемой жидкости, способом в котором используется обработка импульсами высокого напряжения.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

При очистке воды часто требуется обрабатывать большие потоки. Это относится к системам очистки как балластных, так и сточных вод. Содержание плотных материалов невелико, т.е. концентрация сухого вещества мала и обычно составляет не более нескольких процентов. В настоящее время для очистки этих продуктов используются различные методы: тепловые, химические, биологические, механические и т.д. Целью очистки является снижение рисков для окружающей среды, людей и животных путем уничтожения вредных микроорганизмов.

Обычно последним этапом процесса очистки является осаждение сточных вод в бассейне, при этом конечный продукт преобразуется в сброженный ил, который возвращается, например, на фермы или на сельскохозяйственные предприятия. В данном процессе требуется обеспечить безопасность сброженного ила для окружающей среды, людей и животных. Содержание опасных микроорганизмов и/или токсичных веществ, таких как тяжелые металлы, должно быть ниже применяемых нормативных значений.

В последнее время общество пришло к пониманию того, что сброженный ил является ресурсом, требующим лучшей утилизации. Во многих местах этот ил используется, например, для производства биогаза. Это обеспечивает ряд преимуществ: остаточное количество ила уменьшается, содержание вредных микроорганизмов в иле понижается, а также может быть сокращен объем парниковых газов, выбрасываемых в атмосферу. Однако есть одна проблема - уровень содержания сухого вещества мал, а степень его биоусвояемости - низкая. Это приводит к плохому выходу газа и к незначительной общей экономии при его производстве. Для повышения уровня содержания сухого вещества используются различные системы обезвоживания. Такой тип оборудования способен отделять крупные, но не мелкие плотные частицы.

Одной из целей настоящего изобретения является обеспечение способа улучшения возможности эффективной обработки перекачиваемого потока жидкости, такой как балластная вода или другие потоки очищаемой воды, перед проведением последующей очистки или перед, например, сбраживанием.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Указанная выше цель достигается путем применения способа обработки по меньшей мере одной фазы - плотной и/или жидкой, перекачиваемого потока, причем этот способ включает в себя:

- первую фильтрацию для выделения жидкой фазы из потока перекачиваемой жидкости для получения одного потока с повышенным содержанием плотной фазы и другого потока с повышенным содержанием жидкости; а также

- последующую обработку потока с повышенным содержанием плотной фазы высоковольтными импульсами электрического поля в блоке импульсного электрического поля (ИЭП-блоке).

Поток перекачиваемой жидкости может представлять собой, например, канализационные осадки, балластную воду и др. В случае, например, балластной воды, сепарация может подразумевать более или менее высокую чистоту фазы отделенного потока с повышенным содержанием жидкости, которая может возвращаться прямо в океан или озеро. Однако следует указать, что поток с повышенным содержанием жидкости может также проходить последующую обработку, которая будет описана ниже. Поток с повышенным содержанием плотной фазы - это поток с высокой концентрацией частиц и других плотных веществ. Следует также указать, что фильтрация, производящая сепарацию, может выполняться на одном или нескольких этапах, как последовательно, так и параллельно, в виде нескольких этапов фильтрации, которые выполняются наряду с другими, такими как этап ИЭП-обработки, в качестве промежуточных стадий. Более подробно это рассматривается ниже.

Обработка потока с повышенным содержанием плотной фазы с помощью высоковольтных импульсов в ИЭП-блоке означает обработку электрическим полем, при которой поток подвергается воздействию этих высоковольтных импульсов. Один из примеров устройства, которое можно использовать для ИЭП-обработки, а также способ, лежащий в основе этого устройства, раскрыты в SE531797.

Одно из преимуществ настоящего изобретения связано с тем, что обработка короткими или мгновенными импульсами высокого напряжения способна радикально повысить биоусвояемость, которая важна для последующего сбраживания. Импульсы высокого напряжения разрушают структуры и микроорганизмы и делают их доступными для процесса сбраживания, который в свою очередь, можно проводить быстрее и с более высокой степенью переработки. Как понятно из вышеизложенного, одно из применений настоящего изобретения связано со сбраживанием. В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения способ таким образом также включает в себя сбраживание потока с повышенным содержанием плотной фазы, после чего этот поток обрабатывается импульсами высокого напряжения в ИЭП-блоке.

Общей проблемой, как в отношении сбраживания, так и других возможных применений, является тот факт, что концентрация сухого вещества во втекающем потоке низка для таких вариантов применения и, как правило, составляет не более нескольких процентов. Одним из преимуществ настоящего изобретения является тот факт, что эта проблема может быть преодолена путем добавления фильтра, который отделяет плотные частицы от потока. В случае балластной воды это могут быть остатки водных животных и растений, а в случае сточных вод - это могут быть фекалии, пищевые отходы, части растений и т.д.

В вышеупомянутом контексте следует отметить, что настоящее изобретение также может быть использовано и в других приложениях, а не только в качестве предварительной обработки перед сбраживанием для производства биогаза. Как пример, этот способ может применяться в установке для очистки сточных вод. В этом случае преимущество заключается в ускорении биологической, химической или механической очистки за счет повышения скорости осаждения в установке.

Следует указать, что в патенте US 6,030,538 раскрыта система импульсного электрического поля, оборудование и способ для дезинфекции и обезвоживания предварительно обезвоженных биологически активных осадков сточных вод (например, осадка сточных вод муниципальной канализации). Используемый способ последовательно состоит из гидравлического сжатия предварительно обезвоженного осадка, предварительного нагрева предварительно обезвоженного осадка в заданном диапазоне температур, воздействия на предварительно обезвоженный ил пульсирующих электрических разрядов высокой энергии, разделения под давлением образующихся плотных веществ и жидкой фракции, а также окончательная экструзия под давлением отделенных плотных частиц через форсунки.

Способ, описанный в патенте US 6,030,538, не связан с фильтрацией для разделения фаз, как в настоящем изобретении. В патенте US 6,030,538 указано, что обычный завод по очистке сточных вод, как правило, включает в себя ленточные фильтр-прессы, центрифуги, рамные фильтр-прессы, или другие обычные технологии обезвоживания, и это не может быть истолковано так, что способ согласно патенту US 6,030,538 фактически содержит также этап активной сепарации. Этап обезвоживания осадка, рассмотренный в US 6,030,538, является частью предшествующего процесса, а именно, является частью процесса обычной обработки сточных вод. Способ в соответствии с настоящим изобретением может быть также реализован в установке по очистке сточных вод, но в дополнение к обычной производимой там обработке. В таком контексте US 6,030,538 не может считаться содержащим этап разделения, как в соответствии с настоящим изобретением.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

На фиг. 1-5 показаны блок-схемы, описывающие способ/систему в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения.

ПРИМЕРЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже описаны различные варианты осуществления настоящего изобретения.

В соответствии с одним вариантом осуществления уровень концентрации сухого вещества в потоке с повышенным содержанием плотной фазы в 5-100 раз выше, чем во втекающем потоке перекачиваемой жидкости до ее разделения. Один из примеров возможного уровня концентрации обычно составляет повышение в 10 раз, но вполне возможно повышение концентрации до значительно более высоких уровней, чем этот.

Как упоминалось выше, способ в соответствии с настоящим изобретением, может включать несколько этапов фильтрации. В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления производится последующая обработка потока с повышенным содержанием плотной фазы высоковольтными импульсами электрического поля в ИЭП-блоке. Такая фильтрация может, например, представлять интерес для очередного отвода потока жидкости, который, например, может быть рециркулирован на более раннюю стадию процесса или может быть направлен непосредственно на этап очистки. Как описано выше, по меньшей мере, часть потока с повышенным уровнем содержания жидкости может, в соответствии с одним конкретным вариантом реализации, подвергаться дополнительной очистке, может быть рециркулирована для фильтрации и/или их комбинации.

В несколько этапов может выполняться не только фильтрация. Это также относится к обработке высоковольтными импульсами в ИЭП-блоках. Кроме того, в этом случае могут быть использованы несколько блоков, последовательно или параллельно, но также они могут представлять собой совершенно отдельные этапы способа / процесса. Например, та часть потока с повышенным уровнем содержания жидкости, которая подвергается дальнейшей очистке, также может обрабатываться с помощью импульсов высокого напряжения в отдельном ИЭП-блоке. Этот ИЭП-блок в данном случае не тот же, что и ИЭП-блок, в котором обрабатывается поток с повышенной концентрацией плотной фазы. Также возможно, что будет использоваться один и тот же блок, но в этом случае потоки должны быть разделены и не обрабатываться вместе / одновременно.

Способ в соответствии с настоящим изобретением может также включать использование добавки. В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления, перед фильтрацией вводят по меньшей мере одну добавку. Флокулянты являются одним из примеров такого типа, но можно использовать и другие виды добавок. Использование флокулянтов дает то преимущество, что более мелкие частицы собираются в хлопья, которые легче отделяются фильтром. Добавки могут также вводиться на нескольких различных этапах способа или процесса, но в отношению флокулянтов их добавление представляет интерес перед этапом фильтрации или перед этапами фильтрации, если их несколько.

Что касается применения сбраживания, следует упомянуть, что предложен новый законопроект, который предусматривает, что весь сброженный осадок должен быть подвергнут санитарно-гигиенической обработке до того, как его будет разрешено использовать, например, в сельском хозяйстве. Обработка с помощью коротких импульсов высокого напряжения также действует по отношению к вредным микроорганизмам, таким как бактерии, грибки и некоторые вирусы. Это может иметь значение, например, в том случае, когда частью системы является камера сбраживания и конечный продукт - сброженный осадок, который, вероятно, подлежит сертификации. Кроме того, в камере сбраживания некоторые организмы ингибируются при обработке. Способ в соответствии с настоящим изобретением может также включать санитарно-гигиеническую обработку в качестве одного или нескольких этапов процесса. В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения способ также включает в себя дополнительную санитарно-гигиеническую обработку в дополнение к обработке с помощью импульсов высокого напряжения, причем санитарно-гигиеническая обработка проводится перед и/или после обработки с помощью импульсов высокого напряжения. Для достижения требований, которые, вероятно, будут установлены в будущем, разрешенные пределы наличия микроорганизмов находятся в диапазоне от 10-5 для бактерий (допускается выживание 1 из 100000) и 10-3 для вирусов (допускается выживание 1 из 1000), возможно, способ в соответствии с настоящим изобретением должен сопровождаться дополнительной санитарно-гигиенической обработкой, таким образом, вся работа будет производится не только импульсами высокого напряжения.

Есть много различных способов, которые можно использовать для дополнительной санитарно-гигиенической обработки, и можно применять любой из них, способный убивать вредные микроорганизмы. В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения указанная санитарная обработка основана на нагреве, СВН (сверхвысоком нагреве), УФ, ультразвуковой и/или ИК обработке. Широко используются способы санитарно-гигиенической обработки путем нагрева и СВН. Они оба основаны на нагреве; при СВН производится нагрев до высокой температуры в течение короткого времени, в то время как обычная тепловая санитарно-гигиеническая обработка производится примерно при 72°С в течение не менее часа.

Одно из возможных решений в соответствии с настоящим изобретением на основе УФ может, например, быть реализовано на базе решеток светодиодных излучателей УФ диапазона, расположенных на каждой стороне потока. Причиной использования светодиодных решеток является возможность рассеяния света по большой площади. При использовании нескольких решеток (матриц), расположенных на различных сторонах потока продукт может освещаться одновременно с разных направлений. Преимуществом такого подхода является то, что абсолютно или частично плотные частицы не могут полностью блокировать свет, поступающий с разных направлений. При рассеянии света по большой площади предотвращается коагуляция, которая в противном случае возникала бы на горячей поверхности. Для дальнейшего совершенствования конструкции это может сопровождаться системой промывки, смывающей с поверхности плотные частицы и отложения. В качестве промывочной воды предпочтительно может использоваться водная фаза со стороны фильтра.

Настоящее изобретение также относится к способу или процессу, включающему ИК-камеру в качестве блока санитарно-гигиенической обработки. В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения применяется способ обработки по меньшей мере одной фазы, плотной и/или жидкой, перекачиваемого потока, причем этот способ включает в себя:

- санитарно-гигиеническую обработку по меньшей мере части потока перекачиваемой жидкости в ИК-камере; а также

- санитарно-гигиеническую обработку по меньшей мере части потока перекачиваемой жидкости в ИЭП-блоке;

при этом санитарно-гигиеническая обработка в ИК-камере может производиться перед или после, или как перед, так и после обработки высоковольтными импульсами в ИЭП-блоке.

В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения способ также включает в себя сбраживание потока, обработанного импульсами высокого напряжения в ИЭП-блоке.

ИК-направленная альтернатива также может быть основана на использовании решеток (матриц) светоизлучающих диодов ИК-диапазона, размещенных на каждой стороне потока. Причиной использования светодиодных решеток и в этом случае является рассеяние света по большой поверхности, также обеспечивающее указанные выше преимущества. Для дальнейшего совершенствования конструкции это может сопровождаться системой промывки, смывающей с поверхности плотные частицы и отложения.

В качестве альтернативного варианта может использоваться высокоинтенсивный однонаправленный источник ИК-излучения, например, лазер с диффузором или светорассеивающим блоком, расположенным в середине трубы. Во избежание коагуляции на поверхности рассеивающий блок располагается внутри другой трубы, изготовленной из подходящего материала, не поглощающего ИК-излучение. Поверхность этой трубы должна быть большой по отношению к волокну со светорассеивающим диффузором. При рассеянии света по большой площади уменьшается коагуляция, которая в противном случае возникала бы на горячей поверхности. При использовании гладкой поверхности, например, полированного кварца, этот эффект можно уменьшить еще сильнее. Для дальнейшего совершенствования конструкции это может сопровождаться системой промывки, непрерывно смывающей с поверхности плотные частицы и отложения. В качестве промывочной воды предпочтительно может использоваться водная фаза со стороны фильтра. ИК-излучение имеет преимущество в том, что оно поглощается плотными частицами, которые за счет этого нагреваются и стерилизуются. При правильном выборе длины волны поглощение в водной фазе очень мало, поэтому происходит нагрев только частиц, микроорганизмов и других объектов, которые должны санироваться.

ИК-камера в соответствии с настоящим изобретением может представлять собой устройство, в котором наружный кожух представляет собой трубу для транспортировки продукта, в которой, должен располагаться или перемещаться обрабатываемый продукт. Внутри этой трубы, например, в центре, расположен другой блок, например, блок, который образует внутреннюю трубу с гладкой боковой поверхностью и внутри которой содержится один или несколько источников ИК-излучения.

Другая технология, которую можно использовать в дополнение или вместо ИК-камер(ы) - это пиролиз.

Настоящее изобретение также относится к системе для реализации описанных выше приложений. В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления настоящее изобретение относится к системе для обработки, по меньшей мере, одной фазы, плотной и/или жидкой, перекачиваемой жидкости, в которой система включает первый модуль, содержащий по меньшей мере один фильтр и второй модуль, содержащий по меньшей мере один ИЭП-блок для обработки импульсами высокого напряжения. Кроме того, в этом случае могут быть использованы несколько фильтров, расположенных как последовательно, так и параллельно, в одном и том же устройстве или в нескольких устройствах, а также в нескольких блоках, которые не расположены последовательно, например, таких, как фильтр перед ИЭП-блоком и фильтр после ИЭП-блока.

Кроме того, система может также дополнительно содержать третий модуль, включающий по меньшей мере один отдельный ИЭП-блок для обработки импульсами высокого напряжения. Как видно из сказанного выше, первый ИЭП-блок предназначен для обработки потока с повышенной концентрацией плотной фазы в то время как этот отдельный ИЭП-блок чаще всего предназначен для обработки потока отфильтрованной жидкости.

Кроме того, система может также содержать по меньшей мере один дополнительный блок санитарно-гигиенической обработки. Как можно видеть на чертежах, в соответствии с настоящим изобретением в систему могут быть включены один или несколько дополнительных блоков санитарно-гигиенической обработки (см. фиг. 5). Кроме того, примерами таких блоков санитарно-гигиенической обработки являются блоки, предназначенные для нагрева, СВН (сверхвысокого нагрева), УФ, ультразвуковой и/или ИК обработки. В качестве примеров выше приведены некоторые из этих возможных блоков.

В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения, оно относится к системе для обработки, по меньшей мере, одной фазы, плотной и/или жидкой, перекачиваемой жидкости, в которой система содержит по меньшей мере один блок санитарно-гигиенической обработки, включающий ИК-камеру, и второй модуль, содержащий по меньшей мере один ИЭП-блок для обработки импульсами высокого напряжения. Кроме того, в этом случае система может содержать несколько ИК-камер перед, после, а также как перед, так и после ИЭП-блока. Кроме того, могут быть включены фильтрующие элементы, но это необязательно в соответствии с настоящим изобретением. Этот вариант осуществления в соответствии с изобретением находит особое применение, например, для обработки пищевых продуктов. В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения оно относится к применению системы, состоящей из ИК-камеры согласно сказанному выше, для обработки, по меньшей мере, одной фазы, плотной и/или жидкой, перекачиваемых жидких пищевых продуктов.

Фильтр или фильтры, включенные в систему в соответствии с настоящим изобретением, могут иметь различные конфигурации. В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения, указанный по меньшей мере один фильтр в первом блоке является трубчатым и вращающимся фильтром, который включает в себя сетку. В этом случае фильтр имеет вращающуюся конструкцию, может включать наклонную трубу, боковая поверхность которой представляет собой тонкую сетку, пропускающую воду, но не позволяющую проходить через нее плотным частицам продукта. Труба может быть оборудована внутренними винтовыми канавками, проталкивающими при вращении продукт вверх. Продукт закачивается в трубу, при этом жидкая фаза проникает через сетку при вращении, а плотный продукт движется в верхнем направлении по наклонной плоскости. Сетка соответствующим образом снабжена распылительными форсунками, которые могут промывать сетку чистой водой или очищенной жидкой водной фазой и, таким образом, поддерживать сетку свободной от загрязнений. В такой конфигурации уровень содержания сухого вещества может быть повышен. Еще одно преимущество состоит в том, что продукт отделяют или очищают от вредных микроорганизмов, а когда содержание воды ниже, потребление энергии может быть существенно сокращено, если используется тепловой способ. Эти преимущества, в случае применения сбраживания, имеют большое преимущество по потенциальному содержанию биогаза в сбраживаемом материале. В случае балластной воды это больше всего относится к ее отделению от рыб и водных организмов для обработки, поскольку нецелесообразно обрабатывать всю воду, когда уровень содержания рыб и организмов очень низок.

В указанном выше контексте следует упомянуть, что система в соответствии с настоящим изобретением может содержать несколько фильтров, не только в первом модуле. Один или несколько фильтров могут также содержаться после ИЭП-блока. Они могут, конечно, также иметь указанную выше конфигурацию, то есть представлять собой вращающиеся трубчатые фильтры, но также они могут быть фильтрами другого типа, даже если фильтр в первом модуле представляет собой вращающийся трубчатый фильтр.

Настоящее изобретение также относится к применению описанной выше системы. В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящее изобретение относится к системе в соответствии с изобретением, предназначенном для обработки, по меньшей мере, одной фазы, плотной и/или жидкой, потока балластной воды путем обработки импульсным высоким напряжением отделенного потока с повышенным содержанием фазы плотного вещества по отношению к потоку балластной воды в ИЭП-блоке. В данном контексте целесообразно упомянуть, что поступающий поток может фактически содержать для обработки порядка 100 миллиардов м3 для обработки в одной "порции". Уровень содержания сухого вещества в этом потоке может составлять порядка, например, 0,1%. При разделении фильтром в соответствии с настоящим изобретением, уровень содержания сухого вещества может быть увеличен до, например, 1% или, может быть еще выше, например, до 5% или даже 10% в плотной фазе до того, как этот поток пройдет ИЭП-обработку.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения предлагается применение системы в соответствии с настоящим изобретением для применения сбраживания, т.е., для обработки, по меньшей мере, одной фазы, плотной и/или жидкой, перекачиваемой жидкости высоким импульсным напряжением отделенной части потока с повышенным содержанием плотной фазы по отношению к потоку перекачиваемой жидкости в ИЭП-блоке и для дальнейшего сбраживания потока с повышенным содержанием плотной фазы после обработки импульсами высокого напряжения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

На фиг. 1 показана блок-схема, описывающая способ или систему в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Поступающий продукт, например, балластная вода, разделяется на фильтре. Фаза с повышенным уровнем содержания плотной фазы проходит высоковольтную импульсную обработку в ИЭП-блоке, в то время, как жидкая фаза (водная фаза) либо настолько чиста, что, в случае балластной воды, может быть возвращена в океан или озеро или сначала направляется на дальнейшую обработку для очистки, например, с помощью отдельного ИЭП-блока. Поток с высоким уровнем содержания плотной фазы, прошедший ИЭП-обработку, может затем либо направляться в поток на очистительную установку, либо сбраживаться в бродильной камере для производства биогаза.

Способ в соответствии с настоящим изобретением имеет преимущество возможности обработки очень больших объемов. При использовании сбраживания количество обрабатываемого вещества при последующей биологической, химической и/или механической очистке может быть сведено к минимуму. Кроме того, количество сброженного осадка понижается, поскольку степень сбраживания увеличивается за счет предварительной обработки с помощью импульсов высокого напряжения. Высоковольтные импульсы разрушают структуры и микроорганизмы, высвобождая питательные вещества, а это приводит к увеличению количества биогаза, производимого из того же количества ила, что повышает долю выработки, причем газ может вырабатываться быстрее, что повышает производительность. Кроме того, в случае балластной воды может быть существенно снижен объем обрабатываемой воды. Большие объемы обработки балластной воды представляют собой серьезную проблему. Цель обработки балластной воды заключается в предотвращении распространения биологических видов между океанами. Обработка нескольких сотен тысяч тонн воды занимает длительное время. При использовании альтернативного решения в соответствии с настоящим изобретением обработка сокращается только до нескольких процентов от исходных объемов и менее. Необходимо обрабатывать только плотную фракцию, фактически содержащую растения, животных и микроорганизмы.

Кроме того, на фиг. 2 представлена блок-схема процесса или системы, аналогичных представленным на фиг. 1, но четко указывающая на возможность введения добавок перед фильтрацией. Понятно, что в соответствии с настоящим изобретением в систему могут быть включены дальнейшие этапы фильтрации. Более того, могут присутствовать несколько дополнительных этапов введения добавок, как для флокулянтов, так и других возможных добавок.

На фиг. 3 снова показан процесс или система, аналогичные представленным на фиг. 1 или фиг. 2, но в этом случае также указано, что жидкая фаза после фильтрации может быть возвращена во входной поток для повторной фильтрации. В случае применения сбраживания дополнительно можно отметить, что ил из существующей установки может быть возвращен в местоположение перед фильтром или на этап предварительной обработки с помощью импульсов высокого напряжения. Это и в данном случае оказывает влияние на увеличение, степени сбраживания, которая возрастает благодаря высвобождению питательных веществ из структур и микроорганизмов высоковольтными импульсами.

На фиг. 4 показана блок-схема, описывающая способ или систему в соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения. В этом случае обеспечивается возможность применения, при котором в качестве обработки используется предварительная обработка в очистительной установке или перед ней. Как видно, различные потоки могут затем направляться на дальнейшую обработку. Конечно, жидкий поток будет обрабатываться одним способом, а поток с плотной фазой после ИЭП-обработки - другим способом в последующей очистительной установке.

На фиг. 5 показана блок-схема способа или системы в соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения. В данном случае в систему также включены модули для дальнейшей санитарно-гигиенической обработки. Такой тип санитарно-гигиенической обработки может быть включен в качестве одного или нескольких блоков, например, один блок до и один блок после ИЭП-обработки, как показано на фиг. 5.

1. Способ обработки перекачиваемого потока, включающий:

первую фильтрацию для выделения жидкой фазы из перекачиваемого потока для получения одного потока с повышенным содержанием плотной фазы и другого потока с повышенным содержанием жидкости;

последующую обработку потока с повышенным содержанием плотной фазы импульсами высокого напряжения в блоке импульсного электрического поля (ИЭП-блоке);

где способ дополнительно включает в себя сбраживание потока с повышенным содержанием плотной фазы, после чего этот поток обрабатывается импульсами высокого напряжения в ИЭП-блоке.

2. Способ по п. 1, в котором уровень концентрации сухого вещества в потоке с повышенным содержанием плотной фазы в 5-100 раз выше, чем во втекающем перекачиваемом потоке до ее разделения.

3. Способ по п. 1, в котором производится последующая обработка потока с повышенным содержанием плотной фазы импульсами высокого напряжения в ИЭП-блоке.

4. Способ по п. 1, в котором по меньшей мере часть потока с повышенным уровнем содержания жидкости подвергается дальнейшей очистке, рециркулируется на фильтрацию и/или их комбинации.

5. Способ по п. 4, в котором та часть потока с повышенным уровнем содержания жидкости, которая подвергается дальнейшей очистке, также может обрабатываться с помощью импульсов высокого напряжения в отдельном ИЭП-блоке.

6. Способ по п. 1, в котором перед фильтрацией вводят по меньшей мере одну добавку.

7. Способ по п. 6, в котором перед фильтрацией вводят один или несколько флокулянтов.

8. Способ по п. 1, который также включает в себя дополнительную санитарно-гигиеническую обработку в дополнение к обработке с помощью импульсов высокого напряжения, причем санитарно-гигиеническая обработка проводится перед и/или после обработки с помощью импульсов высокого напряжения.

9. Способ по п. 8, в котором указанная санитарно-гигиеническая обработка основана на нагреве, СВН (сверхвысоком нагреве), УФ-, ультразвуковой и/или ИК-обработке.

10. Способ обработки перекачиваемого потока, включающий:

- санитарно-гигиеническую обработку по меньшей мере части перекачиваемого потока в ИК-камере; а также

- санитарно-гигиеническую обработку по меньшей мере части перекачиваемого потока в ИЭП-блоке;

при этом санитарно-гигиеническая обработка в ИК-камере может производиться перед или после, или как перед, так и после обработки импульсами высокого напряжения в ИЭП-блоке.

11. Система для обработки перекачиваемого потока, в которой система содержит первый модуль, содержащий по меньшей мере один фильтр и второй модуль, содержащий по меньшей мере один ИЭП-блок для обработки импульсами высокого напряжения; причем система дополнительно включает модуль сбраживания.

12. Система по п. 11, которая может также дополнительно содержать третий модуль, включающий по меньшей мере один отдельный ИЭП-блок для обработки импульсами высокого напряжения.

13. Система по п. 11, включающая также по меньшей мере один дополнительный модуль санитарно-гигиенической обработки.

14. Система по п. 11, в которой по меньшей мере один указанный фильтр в первом блоке является трубчатым и вращающимся фильтром, который включает в себя сетку.

15. Система по п. 14, в которой по меньшей мере один указанный фильтр является наклонным.

16. Система для обработки перекачиваемого потока, в которой система содержит по меньшей мере один модуль санитарно-гигиенической обработки, содержащий ИК-камеру и один модуль, содержащий по меньшей мере ИЭП-блок для обработки импульсами высокого напряжения.

17. Применение системы по любому из пп. 11-15 для обработки потока балластной воды посредством воздействия импульсами высокого напряжения в ИЭП-блоке на отделенный поток, имеющий повышенное содержание плотной фазы по сравнению с потоком балластной воды.

18. Применение системы по любому из пп. 11-15 для обработки перекачиваемого потока посредством воздействия импульсами высокого напряжения в ИЭП-блоке на отделенный поток, имеющий повышенное содержание плотной фазы по сравнению с перекачиваемым потоком, и для последующего сбраживания потока с повышенным содержанием плотной фазы после его обработки импульсами высокого напряжения.

19. Применение системы по п. 16 для обработки перекачиваемых пищевых продуктов.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к биотехнологии, а именно к получению сопряженных диенов методом ферментативной дегидратации. Способ получения сопряженного диена включает стадию ферментативного превращения соединения общей формулы СnН2nO в соединение общей формулы CnH2n-2+Н2О, где 3<n<7, с использованием линалоол-дегидратазы (ЕС 4.2.1.127).

Группа изобретений относится к биотехнологии, а именно к получению сопряженных диенов методом ферментативной дегидратации. Способ получения сопряженного диена включает стадию ферментативного превращения соединения общей формулы СnН2nO в соединение общей формулы CnH2n-2+Н2О, где 3<n<7, с использованием линалоол-дегидратазы (ЕС 4.2.1.127).

Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложены способ выделения изопрена и способ получения очищенного изопрена.

Изобретение относится к способу ферментации низкомолекулярного сахара. Предложен способ ферментации низкомолекулярного сахара, предусматривающий смешивание в водной среде низкомолекулярного сахара, одного или более ферментирующих микроорганизмов, лигноцеллюлозного материала, облученного ионизирующим облучением при дозе облучения, составляющей от 0,25 Мрад до 10 Мрад.

Предложен способ ферментации стеблей растений семейства Роасеае. Для осуществления способа получают стебли растений семейства Роасеае, где указанные стебли имеют среднюю длину более 100 мм и где указанные стебли имеют среднее исходное содержание влаги от 25% до 80%.

Группа изобретений относится к области биотехнологии. Представлен генетически модифицированный микроорганизм для получения бутадиена, представляющий собой бактерию, дрожжи, нитевидные грибы, простейшие или водоросли и содержащий один или более полинуклеотидов, кодирующих ферменты в метаболическом пути, катализирующие превращение ферментируемого источника углерода в кротонил-КоА, и один или более полинуклеотидов, кодирующих ферменты в метаболическом пути, катализирующие превращение кротонил-КоА в бутадиен, где указанными ферментами являются или кротонил-КоА-редуктаза (бифункциональная) (Е.С.1.1.1) и дегидратаза кротонилового спирта (Е.С.4.2.1, 4.2.1.127), или дегидрогеназа кротонилового альдегида (Е.С.1.2.1), дегидрогеназа кротонилового спирта (Е.С.1.1.1, 1.1.1.1) и дегидратаза кротонилового спирта (Е.С.4.2.1, 4.2.1.127).

Группа изобретений относится к области биотехнологии. Представлен генетически модифицированный микроорганизм для получения бутадиена, представляющий собой бактерию, дрожжи, нитевидные грибы, простейшие или водоросли и содержащий один или более полинуклеотидов, кодирующих ферменты в метаболическом пути, катализирующие превращение ферментируемого источника углерода в кротонил-КоА, и один или более полинуклеотидов, кодирующих ферменты в метаболическом пути, катализирующие превращение кротонил-КоА в бутадиен, где указанными ферментами являются или кротонил-КоА-редуктаза (бифункциональная) (Е.С.1.1.1) и дегидратаза кротонилового спирта (Е.С.4.2.1, 4.2.1.127), или дегидрогеназа кротонилового альдегида (Е.С.1.2.1), дегидрогеназа кротонилового спирта (Е.С.1.1.1, 1.1.1.1) и дегидратаза кротонилового спирта (Е.С.4.2.1, 4.2.1.127).

Группа изобретений относится к области биохимии. Предложено устройство и способ получения метана (варианты).

Группа изобретений относится к области биотехнологии. Представлен выделенный генно-модифицированный организм для получения сквалена или производного сквалена, в котором по сравнению с соответствующим организмом дикого типа уменьшена или устранена активность обоих паралогов ARE1 и ARE2 ацил-СоА:стерол ацилтрансферазы/стерол О-ацилтрансферазы (ЕС 2.3.1.26), а активность HMG-CoA-редуктазы (ЕС 1.1.1.34) повышена.

Группа изобретений относится к области биохимии. Предложен полинуклеотид, кодирующий белок, обладающий активностью изопренсинтазы.

Изобретение относится к сульфированным, аминометилированным хелатным смолам, а также к способу получения таких хелатных смол, которые применяют для выделения и очистки металлов, в частности редкоземельных металлов, из водных растворов и органических жидкостей, а также для получения высокочистого кремния.

Изобретение относится к способам сорбции Th(IV) из водных растворов. Иммобилизацию тория(IV) осуществляют на сорбенте на основе гидроортофосфата церия(IV).

Изобретение относится к области дезинфекции и может быть использовано при дезинфекции жидкости светодиодами. Система дезинфекции жидкости содержит камеру, имеющую объем для размещения количества жидкости, по меньшей мере один источник УФ-света для подачи УФ-излучения в камеру и по меньшей мере одну регулируемую стенку камеры.

Изобретение относится к очистке воды и может быть использовано для фильтрации вод. Система (100) фильтрации воды, включает впуск (100а) сырой воды; выпуск (100b) чистой воды; выпуск (100с) очищенной воды; выпуск (100d) сбросной воды; интегрированный фильтровальный картридж (1), содержащий картридж предварительной очистки, фильтровальный картридж тонкой очистки, фильтровальный картридж дополнительной очистки и имеющий первый порт (10a), второй порт (10b), третий порт (10c), четвертый порт (10d), пятый порт (10e) и шестой порт (10f), устройство (2) хранения воды, путь обратного потока (101).

Предложены картридж составного фильтра, узел картриджа составного фильтра и система очистки воды. Картридж (12) составного фильтра содержит фильтрующий узел, первую торцевую заглушку (124) и вторую торцевую заглушку (125), раздельно расположенные на двух осевых концах фильтрующего узла, и картридж (123) вкусового фильтра, расположенный во второй торцевой заглушке (125).

Изобретение относится к сорбенту, который подходит для связывания металлов из растворов, к получению соответствующего сорбента, а также к применению сорбента для связывания металлов из растворов.

Изобретение относится к устройству (100) определения давления мягкого резервуара для воды, устройству (1000) управления впуском мягкого резервуара для воды и очистителю воды с мягким резервуаром для воды.

Изобретение может быть использовано в экспериментальной океанологии и биогеохимии для вакуумной фильтрации взвешенных компонентов природных вод, морских и пресных водоемов при измерении концентраций минеральной и органической взвеси.

Изобретение может быть использовано в области горнорудной промышленности при обогащении алмазоносных кимберлитовых пород. Способ включает извлечение сапонитсодержащих веществ из оборотной воды методом отстаивания.

Изобретения могут быть использованы в системах (100) водяного охлаждения с открытой циркуляцией воды для борьбы с образованием отложений. Устройство включает основную часть (1) и вспомогательную часть (2), внутри которых перемещается вода (5), при этом вспомогательная часть (2) выполнена в виде обходной линии.

Изобретение относится к способу извлечения нефтяной фракции из шлама сырой нефти. Способ извлечения нефти из шлама сырой нефти включает : первую стадию (1) смешивания шлама сырой нефти (А) с сырой нефтью (Б) таким образом, что доля шлама сырой нефти (А) к сумме шлама сырой нефти (А) и сырой нефти (Б) становится равной от 20 до 95% по массе, и затем нагревания и перемешивания данной смеси шлама сырой нефти (А) с сырой нефтью (Б) при 40-200°С с получением нагретого и перемешанного вещества шлама сырой нефти (А) и сырой нефти (Б); вторую стадию (1) центрифугированного разделения нагретого и перемешанного вещества при 40-200°С на легкую жидкость и тяжелую фракцию с получением легкой жидкости; и третью стадию (1) доведения температуры легкой жидкости до равной или большей температуры, чем ее температура плавления, и смешивания данной легкой жидкости, имеющей равную или большую температуру, чем температура плавления, с сырой нефтью (В) в перекачивающем трубопроводе для сырой нефти, где температура сырой нефти (В) равна или выше, чем температура легкой жидкости, или температура сырой нефти (В) меньше, чем температура легкой жидкости, и разница между температурой легкой жидкости и температурой сырой нефти (В) составляет 40°С или меньше.

Группа изобретений относится к обработке перекачиваемого потока и может быть использована в водоочистке, а также пищевой промышленности. Способ обработки перекачиваемого потока включает фильтрацию для выделения жидкой фазы из перекачиваемого потока для получения одного потока с повышенным содержанием плотной фазы и другого потока с повышенным содержанием жидкости, последующую обработку потока с повышенным содержанием плотной фазы импульсами высокого напряжения в блоке импульсного электрического поля, сбраживание потока с повышенным содержанием плотной фазы, после чего этот поток обрабатывают импульсами высокого напряжения в ИЭП-блоке. По другому варианту способ обработки перекачиваемого потока включает санитарно-гигиеническую обработку по меньшей мере части перекачиваемого потока в ИК-камере, а также санитарно-гигиеническую обработку по меньшей мере части перекачиваемого потока в ИЭП-блоке. При этом санитарно-гигиеническая обработка в ИК-камере может производиться перед или после или как перед, так и после обработки импульсами высокого напряжения в ИЭП-блоке. Система для обработки перекачиваемого потока содержит первый модуль, содержащий по меньшей мере один фильтр, второй модуль, содержащий по меньшей мере один ИЭП-блок для обработки импульсами высокого напряжения; а также модуль сбраживания. По другому варианту система для обработки перекачиваемого потока содержит по меньшей мере один модуль санитарно-гигиенической обработки, содержащий ИК-камеру, один модуль, содержащий по меньшей мере ИЭП-блок для обработки импульсами высокого напряжения. Указанную систему применяют для обработки перекачиваемых пищевых продуктов. Системы также применяют для обработки потока балластной воды посредством воздействия импульсами высокого напряжения в ИЭП-блоке на отделенный поток, имеющий повышенное содержание плотной фазы по сравнению с потоком балластной воды. По другому варианту системы применяют для обработки перекачиваемого потока посредством воздействия импульсами высокого напряжения в ИЭП-блоке на отделенный поток, имеющий повышенное содержание плотной фазы по сравнению с перекачиваемым потоком и для последующего сбраживания потока с повышенным содержанием плотной фазы после его обработки импульсами высокого напряжения. Группа изобретений позволяет ускорить биологическую, химическую или механическую очистку, повысить скорость осаждения и существенно сократить потребление электроэнергии. 7 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх