BG64488B1 - Подвижно устройство и метод за пречистване на тиня и отпадни води - Google Patents

Abstract

Методът и устройството намират приложение в пречиствателната техника. Чрез метода се намаляват транспортните разходи и се подобрява процесът на пречистване. Той се осъществява, като съдържащата вода тиня се събира в резервоар, тинята се отделя във филтър и пречистената вода се връща в шахтата. Между смукателния резервоар (6) и филтъра (8) на устройството е включена поне една регулируема и контролираща втичането клапа (7). Включено е подаващо устройство (10) за непрекъснато или на порции изваждане на тинята, отделена във филтъра, към едно или повече средства (12), компресиращи подаваната тиня. Включени са още контейнер (13) за съхраняване на компресираната тиня, резервоари (9, 14) и помпи за поемане и придвижване, съответно на изцедената и пречистената вода, като последната се обогатява скислород по време на процеса. а

Description

Област на техниката

Изобретението се отнася до подвижно устройство и метод за пречистване на тиня и отпадни води и по-специално до изсмукване на тиня и вода от шахта, филтриране и отделяне на тинята и водата и връщане на пречистена вода, обогатена на кислород по време на процеса, в шахтата.

Предшестващо състояние на техниката

Устройство от подобен тип е известно от ЕР 0437465.

При пречистването на тиня от септични резервоари от така наречения тип с три отделения, цялото съдържание на шахтата обикновено се транспортира до местно съоръжение за пречистване на канализацията или бунище за тиня. Освен неудобството от нарушаването на биологичното разграждане в шахтата, тази процедура също така прави външната канализационна тиня неудобен и изменящ се товар в приемащата пречистваща централа. Последната работи най-добре при равномерно и балансирано подаване, докато неравномерен товар от външна тиня води до риска от полепване по цедките и филтрите и е свързан с големи натоварвания на биологичното разграждане в пречистващата инсталация, така наречената биостьпка. Опитите за разпределяне на товара в пречистващата инсталация включват отлагане в резервоар с контролирано подаване в секцията за биологична преработка през помпи. Това обаче води до големи първоначални разходи, необходимост от големи пространства и проблеми с миризмата.

Техническа същност на изобретението

Задачата на изобретението е да се създаде подвижно устройство и метод за пречистване на тиня и отпадни води чрез пречистване на тинята на място, със значително по-малък товар в пречистващата инсталация, при силно намалено транспортиране и едновременно стимулиране на биологичното разграждане.

Тази задача е решена с метод за отделяне на тиня от вода в подвижно обезводняващо устройство, което е предназначено за засмукване на вода и тиня от канализационна шахта, отделяне на тиня от вода и връщане на водата в канализационната шахта, при което методът включва етапа на осигуряване на задвижван от водата ежектор за издигане на водата и тинята от канализационната шахта за механично отделяне в подвижно обезводняващо устройство. При това съгласно изобретението се осигурява поне един филтриращ цилинд ър с перфорирана цилиндрична стена, с перфорации с диаметър на отвора около 0,8 mm до около 2,0 mm. Водата и тинята за отделяне се подават във филтриращия цилиндър чрез изтласкване на тинята аксиално през цилиндъра със спирален улей, събиране и рециклиране на отделените тиня и вода под налягане за задвижване на ежектора, докато по същество пълният обем вода и тиня се изкачат от шахтата и се поберат в обезводняващото устройство за механично разделяне. Следва връщане на водата, съдържаща частици с максимален размер около 0,8 mm до около 2,0 mm за повторно запълване на канализационната шахта през ежектора с добавянето на кислород.

Според предпочитано изпълнение механичното разделяне се изпълнява посредством филтриращ цилиндър, с перфорации с диаметър на отвора около 12 mm до около 1,8 mm и връщане на водата с максимален размер на частиците около 1,2 mm до около 1,8 mm.

В друго изпълнение методът включва допълнително етап на утаяване, предхождан от механично отделяне на частици, по-големи от около 5 mm, последван от добив на неутаени частици, не по-големи от около 2 mm.

Възможно е също методът допълнително да включва добавяне към водата в обезводняващото устройство на агенти за редуциране на фосфор и азот.

Методът съгласно изобретението се реализира с подвижно обезводняващо устройство за отделяне на частици тиня от водата в канализационна шахта и за връщане на отделената вода с поддържана по същество микрофлора в канализационната шахта след отделяне. При това обезводняващото устройство съдържа течно задвижван ежектор за издигане на водата и тинята от шахтата в обезводняващото устройство за механично разделяне, което съдържа поне един филтриращ цилиндър за механично разделяне на тиня и вода, като цилиндърът има перфорирана цилиндрична стена, с перфорации с диаметър на отвора около 0,8 до около 2,0 mm. Устройството включва и задвижващи средства за въртене на филтриращия цилиндър и спирален улей във филтриращия цилиндър за подаване на тинята аксиално през цилиндъра при въртене, както и средства за събиране на водата, отделена от тинята, и помпи за рециклиране на събраната, отделена бода под налягане, за да задвижи ежектора, докато по същество целият обем вода и тиня от шахтата се побере в обезводняващото устройство за механично разделяне и за връщате на отделената вода, съдържаща частици, с максимален размер на частицата около 0,8 mm до около 2,0 mm за повторно запълване на канализационната щахта през ежектора с добавянето на кислород.

В предпочитано изпълнение на подвижното обезводняващо устройство, филтриращият цилинд ър има перфорации с диаметър на отвора около 1,2 до около 1,8 mm.

Съгласно изобретението се постигат предимства от гледна точка на околната среда, като пречистването става директно до източника и само изсмуканата тиня със съдържание на вода в диапазона 37% трябва да бъде преработвана в по-нататъшен процес в пречистващата инсталация. Не трябва да бъдат осъществявани превози за изливане в пречистваща инсталация или друго място, а операторът може по време на цялата си смяна да изпразва шахтите в околността, а в края на смяната си да изпразни или да премахне по друг удобен начин компресираната тиня. В процеса на обработка се намаляват операционните нарушения заради неравномерни товари в пречистващата инсталация, както и количеството тиня в нея. Съществено предимство е, че се поддържа микрофлората в шахтите и получава по-добри условия за изпълняване на функциите.

Проучвания показват, че изхвърлянето на разтворими вещества в инфилтрираща инсталация или друг приемник може да бъде силно забавено до около 75%.

Съгласно изобретението се постигат по-малко изхвърлени количества азот и фосфор в земята и приемниците, няма нужда от никакви чужди химически добавки като например полимери, като по време на обезводнителния процес устройството има възможността да добавя утаяващи се химикали за редукция, например, на фосфора. Обезводнената тиня със сухо съдържание около 25-35% е удобна за производство на енергия в биогазови централи. Тинята може да бъде разпръсната върху селскостопански площи, тъй като тя не съдържа вредни за околната среда химически добавки. Чрез използването на подвижно обезводнително устройство съгласно изобретението се постига по-добър контрол на тинята и по-малък риск от замърсяване по транспортните участъци. Освен това нуждата от транспортиране и консумацията на гориво се намаляват, тъй като обезводнителното устройство трябва да бъде изпразвано само веднъж в края на работната смяна,

т.е. след работния ден. Устройството не съдържа съд под налягане, което намалява теглото му. При това превозваният обем може да бъде намален до около 5% от обема, транспортиран при традиционното изпразване на тиня.

Пояснение на приложените фигури

По-долу изобретението е описано по-подробно с позоваване на приложените схематични чертежи, на които:

Фигура 1 показва обяснителен изглед на подвижно обезводнително устройство съгласно изобретението и фигура 2 - устройството за утаяване и отделяне на частици, което алтернативно може да представлява част от обезводнителното устройство.

Примери за изпълнение на изобретението

Подвижното обезводнително устройство съгласно изобретението (вж. фиг.1) се монтира върху рамката на камион и включва струйник (дюза) 1, състоящ се от две части маркуч 2 и 3, барабан за маркуча 4, смукателна тръба 5, смукателен резервоар 6, една или повече клапи 7, един или повече механични филтри 8, подаващо устройство 10 и 11, компресиращо устройство 12, контейнер за тиня 13, резервоари 9 и 14, поемащи съответно пречистената и изцедената вода, и тръби, помпи и водещи средства, които не са показани детайлно, поемащи и пренасящи съответно изцедената и пречистената вода.

Със струйника (дюзата) 1, за предпочитане от ежекторен тип, съдържащата вода тиня се всмуква под действието на водната струя, която се изхвърля под налягане през маркуча 2 в отвора на всмукващия маркуч 3 и по този начин, чрез създаденото отрицателно налягане, изкарва тиня и вода от шахтата. Ежекторният струйник се снабдява чрез помпа (не е показана) с вода от резервоара 9, който се пълни отново с водата, която е пречистена в механичния филтър 8, през входен отвор (не е показан). Помпата е за предпочитане центробежна помпа, скоростта на въртене на която се регулира за контролиране на водното налягане в струйника 1.

Освен това ежекторният струйник 1 може да бъде управляван чрез прекъсвачи, поставени в смукателния резервоар 6 и регулиращи капацитета на ежекгорния струйник в зависимост от капацитета на по-нататъшните преработващи устройства, като по този начин може да бъде постигнат непрекъснат обезводнителен процес, а скоростта на преработка да бъде пригодена към вида и съдържанието на тинята, капацитета на преработващите средства и т.н.

Чрез прибавянето на вода при фазата на всмукване се получава вече обогатена на кислород, разредена и смесена тиня, което улеснява отделянето в по-нататъшните обезводнителни етапи.

Маркучът 2 и 3 може да бъде плоско изработен, двупроходен маркуч, в който е разположен потесен проход за подаване на вода от резервоара 9 към ежекторния струйник 1 и по-широк проход за всмукване на съдържащата вода тиня в смукателния резервоар 6 през смукателната тръба 5.

В алтернативно изпълнение смукателният резервоар 6 включва разделителна стена, чрез която вливащата се и съдържаща вода тиня се разделя и се насочва към една или повече регулируеми клапи 7 за управляване на входящия поток в механичния филтър 8. Клапите 7 се управляват за предпочитане пневматично и представляват подаващи клапи, чиято площ се наглася в зависимост от състава на тинята и скоростта на преработка.

В работни положения, където водата съдържа пясък или земни частици, може да е необходимо отделяне на по-големите частици и утаяване на потежките, преди водата да премине през механичния филтър. За тази цел като алтернатива смукателният резервоар може да бъде снабден с цедки и транспортни винтове за отделяне в една или повече стъпки на твърди частици с минимална големина 2,0 nun. В едно изпълнение (вж. фиг. 2) при входния отвор на резервоара е поставена цедка 17, която отделя частици, по-големи например от 5 nun, които с помощта на транспортния винт 18 се подават за компресия в по-нататъшен етап. Прецедената по този начин вода остава за известно време в резервоара, което позволява по-тежките частици да се утаят и след това утайката се изкарва за компресия или изхвърляне. При изходния отвор на резервоара е поставена друга цедка 19, която отделя частици по-големи например от 2,0 mm и с помощта на един или повече транспортиращи винтове 20 и 21 ги премества за компресия. Разтворените частици с по-малки размери преминават през външната цедка и влизат в механичния филтър 8.

Механичният филтър или филтриращ цилиндър 8 съдържа един или повече движещи се въртеливо цилиндрични барабана с перфорирани повърхности, поставени под лек наклон спрямо хоризонталата, към които се подава вода и тиня през централно разположена куха ос, определяща ротационната ос на барабаните. Вътре барабаните са снабдени със спираловиден улей, от който по време на върте не на барабаните тинята се излива в задния, по-висок край на барабана. Водата, която преминава през отворите в барабаните, се извежда през отвори, които не са показани, в резервоара 9, за да бъде използвана за ежекторния струйник 1 и за да може след приключване на обезводнителния процес шахтата да бъде напълнена отново със своята вече пречистена и обогатена с кислород вода, съдържаща активно количество микроорганизми и частици за тяхното изхранване.

Във връзка с това е доказано предимството при поддържането на бактериалната флора след обезводнителния метод отворите на барабаните да не бъдат прекадено ситни, а да позволяват разтворени частици с определени малки размери да остават във водата, която от резервоара 9 се връща в шахтата през струйника 1. Като пример за подходяща големина за отворите диаметърът им може да бъде за предпочитане в диапазона от 0,8 до 2,0 mm, най-добре в диапазона от 1,2 до 1,8 mm. За да се постигне желания ефект на активна микрофлора в пречистената и след това върната обратно вода, е предимство също така и отделянето да не стане прекадено бързо, а да бъде осигурено известно време в барабана. За тази цел барабанът трябва да бъде наклонен и протичането да бъде регулирано с помощта например на регулируемите клапи 7.

От издигнатия изход на механичния филтър 8 тинята, отделена от барабаните, се подава към компресорно средство 12. Подаването може да стане например непрекъснато или на порции с помощта на транспортиращ винт 10 или по всеки друг удобен начин, например с помощта на линейно подвижна транспортна плоча, която се премества на интервали, за да придвижи отделената тиня.

Компресорното средство 12 включва транспортиращ винт и пресоващо средство като например преса с вдлъбнатини. То е монтирано така, че да се отваря в контейнер 13, в който компресираната тиня със сухо съдържание 25 - 30% се складира за по-нататъшно изпразване например с помощта на транспортиращ винт, който не е показан. Изцедената вода от компресорното средство се събира в резервоар 14, откъдето се връща чрез тръби и помпи, които не са показани, в смукателния резервоар 6 за повторно пречистване във филтъра 8.

Може да бъде включена дозираща помпа за добавяне на утаяващи се химикали в смукателната тръба 5, например за редуциране на фосфора.

Освен това е включен и воден резервоар 16 като запас от вода, както и детектор за нивото в резервоарите за всмукана вода 6, пречистена вода 9 и изцедена вода 14.

Ежекторният струйник 1 има клапа, която не е показана, за повторно пълнене на шахтата след завършване на обезводняването чрез изпомпване на пречистена вода от резервоара 9 през струйника. По този начин в шахтата се връща същата вода, пречистена от тинята, като в същото време се постига и обогатяване с кислород, което подпомага бактериалната флора, като времето за възстановяване се намалява и биологичното разграждане прод ължава без пречките, породени от традиционното изпразване на тиня.

Метод ът за обезводняване на съдържаща вода тиня при използване на описаното по-горе подвижно обезводнително устройство се състои основно от следните етапи:

- всмукване на вода и тиня от шахтата, с обогатяване на въздух/ кислород,

- механично отделяне на вода и тиня, в алтернативно изпълнение в комбинация с утаяване на потежките твърди частици,

- компресиране и събиране на отделената тиня, и повторно напълване на шахтата с нейната вече пречистена и обогатена на кислород вода.

Методът включва връщането на водата, изцедена от тинята в компресорното средство 12, в обезводнителния процес за повторно преминаване през филтъра 8. По този начин първоначалното всмукано количество се пречиства постепенно и накрая се връща обратно в шахтата като пречистена и обогатена на кислород вода, съдържаща достатъчно бактериална маса за поддържане на върнатите микроорганизми, така че функцията на шахтата е гарантирана дори след изпразването.

Изследвания показват, че повторното напълване на шахтата с нейната собствена, но пречистена и обогатена на кислород вода, дава начало на аеробен процес, водещ до по-добри показатели на преработената вода в сравнение с тази в инфилтрираща централа или приемник. Забелязва се очевидно подобрение в количеството азот и в редуцирането на химически консумиращи кислород съединения. Проучванията показват също и силно намаляване на разтворените вещества до 75% в преработената вода в сравнение с традиционното изпразване на тиня.

Claims (6)

1. Патентни претенции

   1. Метод за отделяне на тиня от вода в подвижно обезводняващо устройство за засмукване на вода и тиня от канализационна шахта, отделяне на тинята от вода и връщане на водата в канализационната шахта, при което се използва задвижван от водата ежектор за издигане на водата и тинята от канализационната шахта за механично отделяне в подвижно обезводняващо устройство, характеризиращ се с използването на поне един филтриращ цилиндър, с перфорирана цилиндрична стена, с перфорации с диаметър на отвора около 0,8 mm до около 2,0 mm, под аване на водата и тинята за отделяне във филтриращия цилиндър чрез изтласкване на тинята аксиално през цилиндъра със спирален улей, събиране и рециклиране на отделените тиня и вода под налягане за задвижване на ежектора, докато по същество пълният обем вода и тиня се изкачат от шахтата и се поберат в обезводняващото устройство за механично разделяне, и връщане на водата, съд ържаща частици с максимален размер от около 0,8 mm до около 2,0 mm за повторно запълване на канализационната шахта през ежектора с добавянето на кислород.
2. 2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че механичното разделяне се изпълнява посредством филтриращ цилиндър (8), с перфорации с диаметър на отвора около от 1,2 mm до около 1,8 mm и връщане на водата с максимален размер на частиците от около 1,2 mm до около 1,8 mm.
3. 3. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че допълнително включва етап на утаяване, предхождан от механично отделяне на частици, по-големи от около 5 mm, последван от добив на неутаени частици, не по-големи от около 2 mm.
4. 4. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че допълнително включва добавяне към водата в обезводняващото устройство на агенти за редуциране на фосфор и азот.
5. 5. Подвижно обезводняващо устройство за отделяне на частици тиня от водата в канализационна шахта и връщане на отделената вода с поддържане по същество на микрофлората в канализационната шахта след отделяне, като обезводняващото устройство съдържа течно задвижван ежектор (1) за издигане на водата и тинята от шахтата, характеризиращо се с поне един филтриращ цилиндър (8) за механично разделяне на тинята и водата, като цилиндърът е оформен с перфорирана цилиндрична стена, с перфорации с диаметър на отвора от около 0,8 до около 2,0 mm, при което са предвидени задвижващи средства за въртене на поне един филтриращ цилиндър (8), снабден със спирален улей за подаване на тинята, аксиално през цилиндъра при въртене, като устройството съдържа още средства (9) за събиране водата, отделена от тинята и помпи за рециклиране на събраната, отделена вода под наля гане, за задвижване на ежектора (1), докато по същество целият обем вода и тиня от шахтата е събран в обезводняващото устройство за механично разделяне и връщане на отделената вода, съд ържаща частици, с максимален размер на частицата от около 0,8 до около 2,0 mm, за повторно запълване на канализационната шахта през ежектора (1) с добавянето на кислород.
6. 6. Подвижно обезводняващо устройство съгласно претенция 5, характеризиращо се с това, че филтриращият цилиндър (8) има перфорации с диаметър на отвора от около 1,2 до около 1,8 mm