BG3153U1

BG3153U1 - Domestic and agricultural wastewater treatment system

Info

Publication number: BG3153U1
Application number: BG4285U
Authority: BG
Inventors: Стоян Ташков; Ташков Ташков Стоян
Original assignee: Ташков Ташков Стоян; „Макс Иновейшънс - Ми 5“ Оод
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2019-05-15

Abstract

The utility model relates a system for treatment of domestic and agricultural wastewater, which will find application in the disposal of wastewater generated by livestock farms and domestic water supply and sewerage installations, particularly in agriculture for the preparation of liquid waste for fertilization of agricultural land and treatment of domestic wastewater for irrigation. The created system for domestic and agricultural wastewater treatment comprises a compressor (1), a storage container (2) and a homogenizer (3) that are sequentially and functionally connected. The homogenizer (3) is connected by a submersible pump (4) to a first magnetic accelerator (5) connected to a second magnetic accelerator (6). To the first magnetic accelerator (5) is connected a first dosing system (5.1) with a storage container (5.2) of a chemical reagent, and to the second magnetic accelerator (6) is connected a second dosing system (6.1) with a storage container (6.2) of a chemical reagent. The second magnetic accelerator (6) is also connected to a metal waste container (10) and to a cyclone separator (7). The cyclone separator (7), in turn, is connected to an irrigation system (11) and a belt dehydrator (8). The belt dehydrator (8) is connected to a solid waste container (12) and to a precipitator (9) connected to the irrigation system (11).

Description

Област на техникатаField of technology

Полезният модел се отнася до система за пречистване на отпадъчни води от бита и селското стопанство, която ще намери приложение при обезвреждане на генерираните отпадъчни води от животновъдни ферми и битови ВиК инсталации, и по-специално в селското стопанство за подготовка на течни отпадъци за торене на земеделската земя и обезпаразитяване на битови отпадни води за поливане.The utility model refers to a system for treatment of wastewater from household and agriculture, which will find application in the disposal of generated wastewater from livestock farms and domestic plumbing installations, and in particular in agriculture for the preparation of liquid waste for fertilization. agricultural land and deworming of domestic wastewater for irrigation.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

От практиката са известни различни методи за пречистване на отпадъчни води от бита и селското стопанство. Един от известните методи се основава на флотацията, която представлява физико-химичен метод за третиране на силно замърсени отпадъчни води. Използва се главно за третиране на промишлени и индустриални отпадъчни води или като начален етап при третирането на битово-фекални отпадъчни води. Концепцията на флотацията се състои в събирането на частици от повърхността на дадена течност, в следствие на разпръскването на миниатюрни балончета въздух в самата течност. Разпръснатият въздух се прикрепя към твърдия материал и чрез ефекта на намаляване на собственото си тегло твърдият материал изплува на повърхността, където се събира с помощта на гребла. Флотаторите се използват в пречиствателни станции на мандри, месокомбинати, кланици, животновъдни ферми, преработвателни предприятия за производство на храни, механични цехове с отпадъчни води и други.Various methods for the treatment of domestic and agricultural wastewater are known from practice. One of the known methods is based on flotation, which is a physico-chemical method for the treatment of highly polluted wastewater. It is mainly used for the treatment of industrial and industrial wastewater or as an initial stage in the treatment of domestic and faecal wastewater. The concept of flotation consists in the collection of particles from the surface of a liquid, as a result of the scattering of tiny air bubbles in the liquid itself. The dispersed air is attached to the solid material and, by the effect of reducing its own weight, the solid material rises to the surface, where it is collected by means of rakes. Flotators are used in treatment plants of dairies, meat processing plants, slaughterhouses, livestock farms, food processing plants, mechanical wastewater treatment plants and others.

Известна е и система за обработка на отпадъчни води от селското стопанство, включваща прилагането на алкален коагулант - суспензия от калциев карбид или смес от гасена вар и суспензия от калциев карбид утайка до pH от 10 до 12, и след това подкиселяване със суспензии от прости или двойни суперфосфати до pH от 6,5 до 8,5. След около час и половина утаяване, сместа се разделя на прозрачна течна фракция и утайка, съдържащи неразтворими частици от калциевия карбиден шлам и суперфосфат, който е вид органичен тор. При тази система използваните дози от прости или двойни суперфосфати определят висока цена на третирането с реагент, освен това е налице високо съдържание на тежки йони метали. Сложността на подготовката за използване на суперфосфат и необходимостта от смилане на гранули преди употребата му, допълнително правят процеса енергоемък и продължителен. Поради липса на дезинфекция на отпадъчните води е ограничено широкото използване на течна фракция и седименти върху селскостопанските площи за напояване.An agricultural wastewater treatment system is also known, comprising the application of an alkaline coagulant - a suspension of calcium carbide or a mixture of slaked lime and a suspension of calcium carbide sludge to pH 10 to 12, and then acidification with suspensions of simple or double superphosphates to pH 6.5 to 8.5. After about an hour and a half of precipitation, the mixture was separated into a clear liquid fraction and a precipitate containing insoluble particles of calcium carbide sludge and superphosphate, which is a type of organic fertilizer. In this system, the doses of simple or double superphosphates used determine the high cost of the reagent treatment, in addition, there is a high content of heavy metal ions. The complexity of the preparation for the use of superphosphate and the need to grind granules before use, further make the process energy-intensive and long. Due to the lack of disinfection of wastewater, the widespread use of liquid fraction and sediments on agricultural areas for irrigation is limited.

Техническа същност на полезния моделTechnical essence of the utility model

Задача на полезния модел е да се създаде система за пречистване на отпадъчни води от бита и селското стопанство, която да осигурява пълна дезинфекция на отпадъчните води от животновъдни ферми и от битови ВиК инсталации, при намалена консумация на химически реактиви и по-малка продължителност и енергоемкост на процеса на очистване.The task of the utility model is to create a system for wastewater treatment from household and agriculture, which will provide complete disinfection of wastewater from livestock farms and domestic plumbing installations, with reduced consumption of chemical reagents and less duration and energy consumption. of the cleaning process.

Задачата е решена като е създадена система за пречистване на отпадъчни води от бита и селското стопанство, която включва последователно и функционално свързани компресор, събирателен съд и хомогенизатор. Хомогенизаторът чрез потопяема помпа е свързан с първи магнитен ускорител, свързан с втори магнитен ускорител. Към първия магнитен ускорител е свързана първа дозираща система със съд съхранение на химичен реагент, а към втория магнитен ускорител е свързана втора дозираща система със съд за съхранение на химичен реагент. Вторият магнитен ускорител е свързан и със съд за метален отпадък и с циклон-разделител. Циклонът-разделител от своя страна е свързан с поливна система и с лентов дехидрататор. Лентовият дехидрататор е свързан с контейнер за твърд отпадък и с утаител, свързан с поливната система.The task was solved by creating a system for wastewater treatment from household and agriculture, which includes a series-connected and functionally connected compressor, collecting vessel and homogenizer. The homogenizer is connected by a submersible pump to a first magnetic accelerator connected to a second magnetic accelerator. To the first magnetic accelerator is connected a first dosing system with a container for storing a chemical reagent, and to the second magnetic accelerator is connected a second dosing system with a container for storing a chemical reagent. The second magnetic accelerator is connected to both a scrap metal container and a cyclone separator. The cyclone-separator, in turn, is connected to an irrigation system and a belt dehydrator. The belt dehydrator is connected to a solid waste container and to a precipitator connected to the irrigation system.

Предимствата на създадената система за пречистване на отпадъчни води са, че осигурява двустепенно пречистване на отпадъчните води от животновъдни ферми и битови ВиК инсталации чрез използване на последователно свързани апарати с вихрови магнитни полета, получени от движещи се феромагнитни елементи с индукция от 0,1 до 0,13 Т. Използването на магнитните ускорители намалява разхода на химичен реагент и ускорява процеса на утаяване, при пълно обеззаразяване. ОсвенThe advantages of the created wastewater treatment system are that it provides two-stage wastewater treatment from livestock farms and domestic plumbing installations using series-connected devices with vortex magnetic fields obtained from moving ferromagnetic elements with induction from 0.1 to 0. , 13 T. The use of magnetic accelerators reduces the consumption of chemical reagent and accelerates the precipitation process, with complete decontamination. Except

8108 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 06.1/17.06.2019 това, се увеличава енергийната ефективност на процеса за пречистване и се постига намаляване на консумацията на реагенти с до 70%, както и на времето за утаяване на 1 h, при пълна дезинфекция на отпадъчните води от патогенни микроорганизми.8108 Descriptions to certificates for registration of utility models № 06.1 / 17.06.2019 this, the energy efficiency of the purification process is increased and the consumption of reagents is reduced by up to 70%, as well as the precipitation time of 1 h, at full disinfection of wastewater from pathogenic microorganisms.

Пояснение на приложената фигураExplanation of the attached figure

Настоящият полезен модел е илюстриран на приложената фигура 1, която представлява принципна схема на системата за пречистване на отпадъчни води от бита и селското стопанство.This utility model is illustrated in the attached figure 1, which is a schematic diagram of the system for treatment of wastewater from domestic and agricultural.

Примери за изпълнение на полезния моделExamples of implementation of the utility model

Създадената система за пречистване на отпадъчни води от бита и селското стопанство, показана на фигура 1, включва последователно и функционално свързани компресор 1, събирателен съд 2 и хомогенизатор 3. Хомогенизаторът 3 чрез потопяема помпа 4 е свързан с първи магнитен ускорител 5, свързан с втори магнитен ускорител 6. Към първия магнитен ускорител 5 е свързана първа дозираща система 5.1 със съд за съхранение 5.2 на химичен реагент, а към втория магнитен ускорител 6 е свързана втора дозираща система 6.1 със съд за съхранение 6.2 на химичен реагент. Вторият магнитен ускорител 6 е свързан и със съд за метален отпадък 10 и с циклон-разделител 7. Циклонът-разделител 7 от своя страна е свързан с поливна система 11 и с лентов дехидрататор 8. Лентовият дехидрататор 8 е свързан с контейнер за твърд отпадък 12 и с утаител 9, свързан с поливната система 11.The established system for treatment of domestic and agricultural wastewater, shown in Figure 1, includes in series and functionally connected compressor 1, collecting vessel 2 and homogenizer 3. The homogenizer 3 by submersible pump 4 is connected to a first magnetic accelerator 5 connected to a second magnetic accelerator 6. To the first magnetic accelerator 5 is connected a first dosing system 5.1 with a storage vessel 5.2 of a chemical reagent, and to the second magnetic accelerator 6 is connected a second dosing system 6.1 with a storage vessel 6.2 of a chemical reagent. The second magnetic accelerator 6 is connected to both a scrap metal container 10 and a cyclone separator 7. The cyclone separator 7 is in turn connected to an irrigation system 11 and a belt dehydrator 8. The belt dehydrator 8 is connected to a solid waste container 12. and with a precipitator 9 connected to the irrigation system 11.

Системата включва двустепенно пречистване на отпадъчни води от животновъдни ферми и битови ВиК инсталации с използването на последователно свързани апарати с вихрови магнитни полета, получени от движещи се феромагнитни елементи с индукция от 0,1 до 0,13 Т.The system includes two-stage treatment of wastewater from livestock farms and domestic plumbing systems using series-connected apparatus with vortex magnetic fields obtained from moving ferromagnetic elements with induction from 0.1 to 0.13 T.

Техническият резултат се постига благодарение на феромагнитните елементи, които са под влиянието на електромагнитно поле. Това води до интензивно смесване и влизане на отпадъчните води във физико-химичен процес с реактивите. Използването на магнитните ускорители намалява разхода на химически реагенти, както и ускорява процеса на утаяване, при пълно обеззаразяване на отпадъчните води, което увеличава енергийната ефективност на процеса.The technical result is achieved thanks to the ferromagnetic elements, which are under the influence of an electromagnetic field. This leads to intensive mixing and entry of wastewater into the physico-chemical process with the reagents. The use of magnetic accelerators reduces the consumption of chemical reagents, as well as accelerates the sedimentation process, with complete decontamination of wastewater, which increases the energy efficiency of the process.

Създадената система се използва по следния начин.The created system is used as follows.

Съгласно полезния модел, отпадъчните води се подават посредством винтов или друг тип компресор 1 и се събират в събирателен съд 2 от клас SS 1.4571 или по-висок. Мощността на компресора 1 и обема на събирателния съд 2 се избират в зависимост от диаметъра на входящата тръба с отпадъчна вода, като събирателният съд 2 трябва да осигури капацитет за събирането на отпадъчна вода от минимум 24 h от съответния източник, за да се осигури плавност на целия технологичен процес.According to the utility model, the wastewater is fed by means of a screw or other type of compressor 1 and is collected in a collecting vessel 2 of class SS 1.4571 or higher. The power of the compressor 1 and the volume of the collecting vessel 2 are selected depending on the diameter of the inlet pipe with wastewater, and the collecting vessel 2 must provide a capacity for collecting wastewater of at least 24 hours from the respective source to ensure smoothness of the whole technological process.

След събирателния съд 2, отпадъчната вода се подава към хомогенизатор 3 за уеднаквяване на консистенцията на входния материал. Пропелерът на хомогенизатора Зее минимум три перки, изработени с иновативна геометрия, с което се осигурява енергийна ефективност и възможно най-добра стойност на тяговата мощност. Хомогенизаторът Зее вградена термозащита на електродвигателя, вградена планетна предавка и контролна пред-камера.After the collecting vessel 2, the wastewater is fed to a homogenizer 3 to equalize the consistency of the input material. The propeller of the Zee homogenizer has at least three blades made with innovative geometry, which ensures energy efficiency and the best possible value of traction power. The Seee homogenizer has a built-in motor thermal protection, a built-in planetary gear and a control pre-camera.

Хомогенизираният входящ материал се подава под налягане към първи магнитен ускорител на физико-химичния процес 5. Нагнетяването е посредством потопяема помпа 4 за отпадни води с активна охладителна система за продължителен режим на работа, за стационарен и мобилен мокър монтаж и за стационарен монтаж на сухо. Изходът от нагнетателната страна е изпълнен като хоризонтална фланцева връзка.The homogenized input material is fed under pressure to a first magnetic accelerator of the physicochemical process 5. The injection is by means of a submersible sewage pump 4 with active cooling system for continuous operation, for stationary and mobile wet installation and for stationary dry installation. The outlet on the discharge side is made as a horizontal flange connection.

Първият етап на очистване, в който се осъществява първична дезинфекция, протича по следния начин.The first stage of cleaning, in which the primary disinfection is carried out, proceeds as follows.

В използвания първи магнитен ускорител 5, чрез ротационно движение на феромагнитни елементи, се генерират множество въртящи се електромагнитни полета. В работната зона на ускорителя 5, се съдържат цилиндрични феромагнитни елементи с диаметър от 0,5 до 5 mm и дължина от 5 до 60 mm, които са от няколко десетки до няколко хиляди броя, в зависимост от капацитета на магнитния ускорител 5. В резултат на движението на магнитните полета и феромагнитните елементи в работната зона на магнитния ускорител 5 се постига ефект на аериране и увеличаване на активността на всички използвани химични реагенти. Това намалява както атмосферното замърсяване с H₂S, NO₂, NO, NH₃ In the first magnetic accelerator 5 used, a number of rotating electromagnetic fields are generated by rotational movement of ferromagnetic elements. In the working area of the accelerator 5, there are cylindrical ferromagnetic elements with a diameter of 0.5 to 5 mm and a length of 5 to 60 mm, which are from several tens to several thousand pieces, depending on the capacity of the magnetic accelerator 5. As a result the movement of the magnetic fields and ferromagnetic elements in the working area of the magnetic accelerator 5 achieves the effect of aeration and increase the activity of all used chemical reagents. This reduces both atmospheric pollution with H ₂ S, NO ₂ , NO, NH ₃

8109 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 06.1/17.06.2019 и други, така и размера на санитарно-защитните полета, като по този начин се разширява обхвата на приложение за пречиствателни станции за отпадъчни води. За интензификация на процеса в първия етап на очистване, в магнитния ускорител 5 се подава алкален коагулант от съда за съхранение 5.2 (например СаО в отношение от 0,5 до 2 g/Ι) за постигане на необходимите стойности на pH от 10 до 11.5, чрез автоматизираната първа дозираща система 5.1.8109 Descriptions to certificates for registration of utility models № 06.1 / 17.06.2019 and others, as well as the size of the sanitary protection fields, thus expanding the scope of application for wastewater treatment plants. To intensify the process in the first purification step, alkaline coagulant is fed to the magnetic accelerator 5 from the storage vessel 5.2 (eg CaO in a ratio of 0.5 to 2 g / Ι) to achieve the required pH values of 10 to 11.5, via the automated first dosing system 5.1.

При втория етап на очистване, отпадъчната вода се подава към втория магнитен ускорител 6 с магнитна индукция от 0,17 до 0,25 Т, където едновременно с отпадъчната вода се подава и подкиселяващ реагент от съда за съхранение 6.2 (например CaSO₄/2H₂O и Р₂О₅ в отношение 500:1), дозиран в количество от 6 до 15 g/Ι от втората дозираща система 6.1, за да се постигнат необходимите стойности на pH от 6.5 до 8.5. Във втория етап на обработка се постига и пълна дезинфекция на отпадъчната вода. Времето за обработка на първия и втория етап е около 30 до 120 s.In the second stage of purification, the wastewater is fed to the second magnetic accelerator 6 with magnetic induction from 0.17 to 0.25 T, where simultaneously with the wastewater is fed and acidifying reagent from the storage vessel 6.2 (eg CaSO ₄ / 2H ₂ O and P ₂ O ₅ in a ratio of 500: 1), dosed in an amount of 6 to 15 g / Ι from the second dosing system 6.1, to achieve the required pH values of 6.5 to 8.5. In the second stage of treatment, complete disinfection of the wastewater is achieved. The processing time of the first and second stages is about 30 to 120 s.

В резултат на многократно ускорените физико-химични процеси под действие на вихровите магнитни полета от магнитните ускорители 5 и 6, получената дезинфектирана отпадна вода е структурирана в суспензия, подходяща за разделяне. Следва отделяне на металните съставки в съда за събиране на метален отпадък 10, като металният отпадък подлежи на пълно рециклиране. Обемът на съда 10 осигурява събиране на отпадък за минимум 168 h работа на системата, както и подаването му за претопяване или друго подходящо рециклиране.As a result of the repeatedly accelerated physicochemical processes under the action of the vortex magnetic fields from the magnetic accelerators 5 and 6, the obtained disinfected wastewater is structured in a suspension suitable for separation. The metal components are then separated in the scrap container 10, and the scrap is subject to complete recycling. The volume of the vessel 10 ensures the collection of waste for a minimum of 168 hours of system operation, as well as its supply for remelting or other suitable recycling.

Получената за разделяне суспензия се подава към циклона-разделител 7, изработен от стомана SS 1.4571 или вътрешно облицован с абразивно-устойчив материал, където се извършва разделяне на суспензията на течна бистра фракция и течна фракция - утайка. Така обеззаразената суспензия се подава фланцево в аксиална посока, така че хидродинамичната траектория на водния поток да бъде по средата, по посока на изхода на циклона 7. Диаметърът на циклона 7 и диаметърът на спиралата се избират в зависимост от капацитета на системата.The suspension obtained for separation is fed to the cyclone-separator 7, made of steel SS 1.4571 or internally lined with abrasion-resistant material, where the separation of the suspension into liquid clear fraction and liquid fraction - sludge. Thus, the decontaminated suspension is flanged in the axial direction so that the hydrodynamic trajectory of the water flow is in the middle, in the direction of the exit of the cyclone 7. The diameter of the cyclone 7 and the diameter of the spiral are selected depending on the system capacity.

В резултат на работата на циклона-разделител 7 се получава дезактивиран седимент - органичен тор, който преминава за дехидратация през лентовия дехидрататор 8, и прозрачна течна фракция, която може да се използва за поливната система 11 или да се нормира и използва за бутилиране, като течен биотор. Отпадъчната вода от лентовия дехидрататор 8 може да се използва за напояване след преминаване през утаителя 9 за успокояване на флуидния поток, без допълнителна обработка, тъй като тя е напълно обеззаразена и без наличие на активни фосфати и нитрати. Твърдият отпадък от лентовия дехидрататор 8 се събира в контейнера за твърд отпадък 12. Твърдият отпадък може да бъде изгарян в пиролизна камера, да се използва за формоване на плочи или за друго индустриално приложение.As a result of the operation of the cyclone-separator 7, a deactivated sediment is obtained - organic fertilizer, which passes for dehydration through the belt dehydrator 8, and a transparent liquid fraction, which can be used for the irrigation system 11 or normalized and used for bottling. liquid biofertilizer. The wastewater from the belt dehydrator 8 can be used for irrigation after passing through the precipitator 9 to calm the fluid flow, without additional treatment, as it is completely decontaminated and without the presence of active phosphates and nitrates. The solid waste from the belt dehydrator 8 is collected in the solid waste container 12. The solid waste can be incinerated in a pyrolysis chamber, used for plate forming or for other industrial applications.

Claims

Household and agricultural wastewater treatment system, characterized in that it comprises a compressor (1), a collecting vessel (2) and a homogenizer (3) connected in series and functionally, which is connected by a submersible pump (4) with a first magnetic accelerator (5) connected to a second magnetic accelerator (6), wherein a first dosing system (5.1) with a chemical reagent storage vessel (5.2) is connected to the first magnetic accelerator (5) and to the second magnetic accelerator (6) a second dosing system (6.1) is connected to a storage vessel (6.2) for a chemical reagent, the second magnetic accelerator (6) being connected to both a waste metal container (10) and a cyclone separator (7), which in turn, it is connected to an irrigation system (11) and a belt dehydrator (8), the belt dehydrator (8) being connected to a solid waste container (12) and to a precipitator (9) connected to the irrigation system (11).