Способ очистки животноводческих сточных вод
Союз Соаетскик
Социалистически д
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявле?,о 200380 (21) 289б489/30-15 (51) М. Кл.Э с присоединением заявки Ио
А 01 С 3/00
С 02 F 1/46
Государственный комитет
СССР во делам изобретений и откр ыти и (23) Приоритет
Опубликовано 071081 Б?оллетень Мо 37
Дата опубликования описания 07.1081 (53) УДК 828. 33 (088.8) (72) Авторы изобретения
1». Л. Сергеев, ф. 1. 8) H О. В. Головина и B. Н. Канцан
Всеросс »йский оодена Т;,-;удс:ного крас него Внамен?1 на чноисследоьательский и Ниоех! но-технологический...,инсти:ут мех ан:1 3 аUHИ и зле кт риф)- .E»анни сельс когО хОз яйства (71) Заявитель (54) спосоВ очио1к?;;;-.,Ц.-,.,-.о„„, -,, „,,, И з Об рет е! l l He му хозяйству, в частн0ñ-:. к О сточных вод.
Известен спо».об обра»бот)1)»:::: =C новодчес ких сточных вод эле»; 1 рс:.-.Оа: ляцией с дюралюм?» »иеяыми лек. »)Т)1 ми $1 ).
Недостатками способа являются высокие энергозатраты и затраты на дюралюминий.
И 3 вP. стеi?) cп0 cоб Очи тки:.-. . во" :но водческих стоков, Bi 530 В (2 1. К недостаткам такого способа отнОсят ся высокие эн ерГО =; )!1) т)- . цель изобретения — снижение энергозатрат. Цель достигается тем, что очистку в режиме электрокоагуляции ведут при напряжении 1,2-1,б В до концентрации взвешенных частиц 2,1 — 2,2 г/л, после чего осуf))ptcò?)ëÿþò очистку в режиме злек.ер»?флотации при напряжении 1,2-1,9 В, кроме того, пену, образующуюся при очист«е в режиме -)?»и )1 -»11е ктроф110 1 а) ии :-"- -рдо?1- Фракцией сто»Сов, —; —,.- --<-))))с;» 1»ос))е «»еханическсй очист— 1 —:,о:;. з а на схема техноло"=. l=-.E)0 на тель»?ости очистки сто ?ных вод, на 2 показа)ы г1>афнки зависимостей =. 1);.) )1:,11)p i .-:.-.:. ?»а затраты по очис с»:е .-:,:,?Сжимах 1>ëåêòðîêîàãó.:.)): И И э .—.".: .", .-.-От;.;:,HHt В СЛУЧаЕ . )-:)»и:: 1: т родов из графита и .-.е .;в,:,. ; . —;... 0;Н g) алюминия (,; ) и «т ат, . ) . 3;).е), на фиг 3 ) » . к.):::-:ы . ра л)»?.?):-:ав? симостей алияи;,t,, с .,к ". » це н т рации - 3 вен)он ных )Е:", в t; - 1; :; . ;» Пе) С»1?!C i" E!P CTС КОВ H:. Офеp;-»ы 1,;,)?»". 1, . и 2д )р)у ..011)t;;:-,.;;E ." Нс:т,, пают на механическух:;ч? ; ) к . 3, после которой полу»:.ют твердл,ю н жидк ю фрак» ии. Жидкая Ь ?акц)»я !)о тл:бок ровод 4 гlодаетя в электро., летокоагугятор 5, где 2> =нс- обраба ° .:-: -:» .) E! ),.а:»ере б:-...1?ект„-зкоаг, т;яции: с .:лектрсхимическими ас . воримы.".)и:1 lектро а.",)1 7. Вагам .т ни т)е«.-.), ",а) )!, 1, к .л»еру 8 э!-. =..".1 р04»)1)0" с. !1»<)) с:) "t)к рох?»з »* !чес кими нера »1? "t 869605 60 роды обеих камер подается постоянный, ток от выпрямителей 10. В процессе очистки взвеси, входящие в состав стокон, поднимаются на поверхность, образуя слои пены 11, собираемой устройством 12. Очищенные стоки из выходного пат рубка 13 устройства, в котором стоки очищаются по предлагаемому способу, подаются по трубопроводу 14 и поступают на рециркуляционный смыв навоза н свинаркник 1, или по трубопроводу 15 подаются для внесения на поля. Образовавшаяся после механической очистки твердая фракция по транспортеру 16 и пена по трубопроводу 17 поступают в смеситель 18, смешивают— ся и транспортером 19 подаются для дальнейшей утилизации. Предварительная механическая очистка позволяет значительно уменьшить затраты на очистку по предлагаемому способу за счет снижения концентрации взвешенных веществ в стоках. При исходной концентрации взвешенных веществ больше 3 г/л требуется больший расход электроэнергии, поэтому затраты на очистку электрофлотокоагуляцией резко возрастают (фиг.3). B свою очередь увеличение расхода электроэнергии на очистку стоков в электрофлотокоагуляторе приводит к росту количества стоков, переходящих в пену, и самой пены. Так, при исходной концентрации взвешенных веществ меньше 3 г/л количество стоков, переходящих в пену, составляет "-10% от исходного их количества, а при исходной концентрации больше 3 г/л 50-60%. При этом объем пены в три раза превышает объем стоков, образовавших эту пену. Все это приводит к дополнительному росту затрат на утилизацию пены и, следовательно, затрат по очистке животноводческих сточных вод. Последующее смешивание пены с твердой фракцией стоков приводит к разрушению пены и снижает ее объем до величины объема стоков, пошедших на образование пены. В режиме электрокоагуляции стоки очищаются электролитическими газами и коагулянтом, выделившимися с поверхности электрохимически растворимых электродов. Соответственно затраты на очистку в этом режиме будут складываться из расходов на электроэнергию и металл. В режиме электрофлотации материал электродов не расходуется и затраты на очистку определяются только расходом электроэнергии на образование электролитических газов. Из графика на фиг.3 видно, что при концентрации взвешенных веществ в стоках меньше 2,1 г/л экономически более выгодным режимом для очистки стоков становится режим электрофлотации с электродами из графита и нержавеющей ;стали. Графики на фиг.3 показывают, что использование режима электрокоагуляции с электродами иэ алюминия всегда сопровождаются значительно большими затратами по сравнению с предложенными режимами очистки. Рабочими органами, обеспечивающими очистку стоков при электрофлото— коагуляции, являются электрохимически полученные газы и коагулянт. Количество этих рабочих органов определяется по закону Фарадея расходом электричества в ампер-часах, Знергозатраты в т.ч.) на процесс исчисляются произведением напряжения (нольты) на расход электричества. Теоретически образование электролитических газов при разложении молекул воды происходит при напряжении 1,2 В а для выхода ионов железа необходимо напряжение 0,4 В. Практически величина напряжения, необходимая для эффектинного протекания электрохимических процессов, занисит от условий среды, в которую помещены электроды. Б условиях животноводческих стоков электролизные газы наиболее эффектинно образуются и флотируют взвеси при напряжении 1,9 В, а выход и коагулирование ионов железа наиболее успешно проходит при напряжении на электродах 1,6 В. Превышение этих величин практически не влияет на эффективность очистки, но при этом возрастут потери на нагрев стоков (фиг.2). В связи с тем, что электролитические газы участвуют в очистке стоков как в режиме электрофлотации, так и в режиме электрокоагуляции, рабочее напряжение в обоих режимах не должно быть ниже теоретического значения напряжения разложения молекул воды, т.е. 1,2 В. Таким образом, для снижения затрат на очистку в режиме электрокоагуляции с электродами из электрохимически растворимых сортов стали и чугуна, сто и должны обрабатываться при напряжении 1,2-1,6 В и в режиме электрофлотации при напряжении 1,2-1,9 В. Пример. Проводится очистка стоков свинофермы с исходной концентрацией взвешенных веществ 10 г/л. Стоки из свинофермы поступают в отстойник. Жидкая фракция из отстойника, имея концентрацию взвешенных веществ 2.7 г/л, направляется в устройство, н котором стоки очищаются по предлагаемоглу способу. Жидкая фракция обрабатывается в режиме электрокоагуляции с электродами из стали (ст. 3) до достижения концент— рации взвешенных ве.ггеств 2,1-2,2 г/л при напряжении 1,6 Б. Затем стоки t-o. ступают в камеру электрофлотации с электродами из графита и нержавеющей стали. Очистка в режиме электрофлотации производится ilpH напряжении 1 Я В ро достижения полной де ельмиH 869605 Способ 40 Показатели Предлагаемый Известный уд. эксплуатационные затраты, py6/м3 1,857 0,079 Уд. капиталовложения, руб/м Э 0, 120 0,120 тизации и обеззараживания от патогенной микрофлоры стоков, после чего очищенные стоки поступают на орошение полей и свиноферму для повторного смыва навоза. Очищенные стоки имеют нейтральную реакцию среды. 5 Осадок из отстойника (твердая фракция стоков) и пена из электрофлотокоагулятора смешиваются и направляются на утилизацию. Общий объем смешанных осадка и пены составляет 20-25% от исходного количества стоков. В то же время, при очистке стоков в электрофлотокоагуляторе объем пены составляет 70-100% от исходного объема стоков. Удельные затраты электричества в режиме электрокоагуляции составляют 20 А.ч/м, энергозатраты 0,03 кВт-ч/м расход стали 0,02 кг/м . При окончательной очистке в режиме электрофлотации для достижения полной де- 20 гельминтизации удельный расход электричества составляет 400 A ч/м 3 а энергозатраты О, 76 кВт. ч/м При использовании известного способа, стоки после механической очист- р5 ки обрабатываются только в режиме электрокоагуляции при напряжении 530 В на стальных электрода. Для достижения полной дегельминтизации в этом случае требуется: электричества — 280 А ч/1Э, электроэнергии 150 кВт .ч/м + и металла О, 14 кг/м Э В таблице приведены экономические показатели известного и предлагаемого способов при применении их в условиях комплекса по откорму 54 тыс. свиней при очистке 300000 м стоков в год. Продолжение таблицы Показатели Способ Извест- Предланый гаемый уд. приведенные затраты, py6/M З 1,874 0,097 Годовой экономический эффект, тыс. руб. 530 Таким образом, использование предлагаемого способа снижает удельные эксплуатационные затраты на очистку животноводческих сточных вод на 1,78 руб/м3 и обеспечивает годовой экономический эффект в условиях применения его на комплексе по откорму 54 тыс. свиней в год 530 тыс. руб. Формула изобретения 1. Способ очистки животноводческих сточных вод, включающий очистку механическую и в режиме электрокоагуляции, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, очистку в режиме электрокоагуляции ведут при напряжении 1,21,6 В до концентрации взвешенных частиц 2,1-2л2 г/л, после чего осуществляют очистку в режиме электрофлотации при напряжении 1 2-1,9 В. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что пену, образующуюся при очистке в режиме электрокоагуляции и электрофлатации, смешивают с твердой фракцией стоков, полученной после механической очистки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1- Смирнов П. и ло. Безоеагентный способ обеззараживания навоза. "Свиноводство", 1976, Р 12, с. 28-30. 2. Шифрин С.М. и др. Разработка схемы очистки сточных вод крупных свиноводческих комплексов. Сб. научных трудов ЛИСИ, 1975, Р 3, с, 89-94. 869605 п,руьф и ЯЮ ЛЮО Составитель М.Маландина Техред A.Бабинец Корректор Н.Швыдкая Редактор С.C óðêoâà Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 8682/2 Тираж 703 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
