RU165911U1 - Комплекс для очистки и обеззараживания промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод - Google Patents

Abstract

1. Комплекс для очистки и обеззараживания хозяйственно-бытовых и сточных вод, содержащий модули механической, физико-химической, электронно-лучевой обработки, доочистки, снабженные очистным оборудованием и насосами, патрубками ввода и вывода очищаемой воды, соединительными трубопроводами с запорной арматурой, отличающийся тем, что комплекс выполнен в корпусе модульного блок-бокса, дополнительно снабжен модулями удаления ионов аммония, обеззараживания и обезвоживания осадка, а также модулем онлайн-мониторинга качества очистки сточных вод, при этом модули соединены в следующей последовательности: модуль механической и физико-химической очистки, включающий емкость-резервуар, отстойник-электрофлотокоагулятор с пеносборником, дисковые фильтры; модуль удаления ионов аммония, включающий электро рН-корректор, десорбер аммиака и буферный бак; модуль электронно-лучевой обработки, включающий импульсный электронный ускоритель с реактором; модуль доочистки, включающий ионообменные фильтры, буферные баки; и модуль обеззараживания и обезвоживания осадка, включающий бункеры-накопители, вакуумный выпарной аппарат, ИК-сушилку, а модуль онлайн-мониторинга качества очистки сточных вод включает датчики мутности, аммония, нитратов, ХПК, рН-датчик, кондуктометрический датчик и выполнен с возможностью регулирования в автоматическом режиме работы комплекса.2. Комплекс для очистки и обеззараживания хозяйственно-бытовых и сточных вод по п. 1, отличающийся тем, что модульный блок-бокс выполнен из двух транспортабельных блок-боксов.3. Комплекс для очистки и обеззараживания хозяйственно-бытовых и сточных вод по п. 1, отличающийся тем, что в нем

Description

Комплекс для очистки и обеззараживания промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод относится к области охраны окружающей среды, преимущественно к многостадийным способам очистки и обеззараживания промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод и может быть использован в коммунальном хозяйстве небольших жилых массивов и промышленных площадок.

Известен патент (RU 124672, C02F 1/00, опубликовано: 10.02.2013) на полезную модель «Установка для очистки сточных вод и технологических жидкостей». Установка для очистки жидкостей от нефтепродуктов, масел, органических загрязнителей, взвешенных веществ и регенерации смазочно-охлаждающих жидкостей состоит из емкости с наклонным днищем с внутренними горизонтальными и вертикальными перегородками и патрубками для подачи исходной жидкости и слива разделенных, очищенных и загрязнителей, отвода осадка и камерой сбора нефтепродуктов, установка содержит три последовательно соединенных друг с другом частей, каждый из которых конструируется с необходимыми встроенными или съемными устройствами - модулями, осуществляющими обработку проходящей через них загрязненной жидкости в требуемой последовательности. Первая часть выполнена с возможностью жидкостной коалесцентной очистки, вторая часть выполнена с возможностью тонкослойного разделения жидкости на съемном модуле из наклонных тонкослойных пластин и с возможностью электрофлотационной очистки с помощью нерасходуемых электродов, а также с возможностью магнитной очистки от металлических частиц и непрерывного отвода отделенных загрязнителей из жидкости через переливную перегородку в сборник всплывших загрязнителей, третий отсек выполнен с возможностью доочистки жидкости в композиционных углеродофторопластовых сорбентах, полученных методом суспензионного нанесения микрочастиц на поверхность пористого полимера, а вывод чистой жидкости происходит через сообщающийся сосуд.

Недостатками ее являются отсутствие стадии электрокоагуляции, которая способствует увеличению эффективности при очистке стоков, повышенный износ композиционных углеродофторопластовых сорбентов. Отсутствие стадии обеззараживания, установка не автоматизирована, не предусмотрена возможность мониторинга качества очистки, невозможность очистки от растворенных веществ, а также необходимость использования сорбентов, впоследствии которые придется очищать или утилизировать.

Известен патент (RU 106243, C02F 11/18, опубликовано: 10.07.2011) на полезную модель «Комплекс для переработки и полной утилизации с обезвреживанием осадков сточных вод» для получения сырья и изделий, обладающих потребительской ценностью, содержит участки обезвоживания осадка, сушки, сжигания обезвоженного осадка, формования изделий, блоки удаления золы из уходящих газов и очистки дымовых газов, при этом, участок обезвоживания осадка соединен через участок переработки и подготовки технологической массы, участок формования, участок сушки и термоподготовки, печь обжига и холодильник, со складом готовой продукции; участок обезвоживания осадка снабжен блоком термического обезвреживания, соединенным с блоком очистки дымовых газов, и бункером запаса золы, вход которого соединен и с выходом блока очистки дымовых газов; участок сушки и термоподготовки снабжен сушильным барабаном, вход которого соединен с выходом участка формования, и выходом печи обжига, а выходы его соединены с блоком очистки отходящих газов, и, через бункер запаса полуфабриката, с печью обжига; комплекс снабжен узлом корректирующих добавок, выходы которого соединены с бункером запаса золы, с участками переработки и подготовки технологической массы, и формования.

Недостатками данного комплекса являются большие энергозатраты, связанные с процессами термического обезвреживания на отдельных этапах переработки и полной утилизации осадка сточных вод, сложность аппаратурного обеспечения, т.е. большое количество технологический аппаратов, отсутствие возможности мониторинга качества очистки, невозможность очистки от растворенных веществ.

Известен патент (RU 128634, E03F 1/00, опубликовано: 27.05.2013) на полезную модель «Станция для очистки ливневых вод г. Сочи», включающая ливнеприемники коллектора ливневой канализации, регулирующие расход аккумулирующие резервуары, очистное устройство ливневых вод, ливнеспуск условно-чистых ливневых вод, устройства для сгущения и обезвоживания выделенных осадков сточных вод, при этом очистное устройство укомплектовано тонкослойным отстойником, реагентным хозяйством и сорбционными фильтрами. В станции очистки ливневых вод устройства для очистки воды задействованы в последовательности тонкослойные отстойники с предварительным вводом в воду исключительно высокомолекулярного положительно заряженного флокулянта, затем ершовый фильтр, заполненный ершовой насадкой с полиамидным положительно заряженным химволокном, а в заключении мешковые фильтры, заполненные зернистым сорбентом С-Верадом, обезвоживание уплотненных осадков производится в мешковых обезвоживателях, использующих многократно повторно мешки для задействования нефтезадерживающего сорбента.

Недостаткам данной станции является применение синтетического высокомолекулярного положительно заряженного флокулянта, например, Praestol-853, мешки с сорбентом С-Верадом, что ограничивает внедрение метода в промышленных масштабах из-за габаритов и веса. Кроме того, для успешного применения Praestol-853 необходимы данные, характеризующие взаимосвязь флокулирующих свойств с характеристиками полимеров, которые освещены в литературе недостаточно. Использование Praestol-853 в виде гранулированного порошка вызывает сложности, возникающие при приготовлении растворов флокулянтов, т.к. для их растворения требуется специальное оборудование.

Наиболее близким по технической сущности является «Модульный комплекс для очистки промышленных сточных вод» (патент RU 21588, U, C02F 1/00, опубликован: 27.01.2002), содержащий последовательно соединенные модули предварительной очистки, физико-химической обработки, доочистки, при этом модуль электронно-лучевой обработки, расположен между модулями предварительной очистки и физико-химической обработки, включающим ускоритель электронов с реакционной камерой, имеющей набор центробежных форсунок, модуль снабжен насосом, патрубками ввода и вывода обрабатываемой жидкости, соединительными трубопроводами с запорной арматурой.

Модуль предварительной очистки содержит следующее оборудование: фильтр грубой очистки; фильтр тонкой очистки; емкость отстойник для сбора надситового продукта. Модуль электронно-лучевой обработки содержит: ускоритель электронов, реакционную камеру с набором центробежных форсунок. Модуль физико-химической обработки содержит: электрокоагулятор, напорный флотатор, электрофлотатор, приемный резервуар шлама. Модуль доочистки содержит механический фильтр и сорбционный фильтр. После предварительной очистки сточная вода (СВ) подается в реакционную камеру модуля электронно-лучевой обработки. Обрабатываемая вода поступает в камеру в виде воздушно-капельной смеси распылением через набор форсунок. Проходя камеру, образовавшаяся смесь обрабатывается ускоренными электронами, генерируемыми ускорителем. Обработанная в модуле электронно-лучевой обработки СВ подается в модуль физико-химической обработки, где последовательно проходя электрокоагулятор, напорный флотатор и электрофлотатор, очищается от примесей. Напорный и электрофлотатор работают в противоточном режиме. Из модуля физико-химической обработки флотошлам отводят в приемный резервуар. Для окончательной очистки СВ поступает в модуль доочистки, где проходя через фильтр механической очистки и сорбционный фильтр, очищается и может быть использована для оборотного водоснабжения или сброшена в естественный водоем. Модульный комплекс предназначен для глубокой очистки больших объемов промышленных стоков и отстоев сложного высококонцентрированного состава. Достигается технико-экономическая эффективность: высокая степень очистки, связанная с возможностью эффективной окислительной деструкции молекул сложных органических соединений; варьируется высокая производительность; одновременно протекающее обеззараживание материалов, уничтожение вирусно-бактериальной составляющей; низкие удельные эксплуатационные затраты. Недостатками его являются отсутствие возможности постоянного мониторинга работы каждого модуля, комплекс не приспособлен к транспортировке, в модулях не предусмотрено использование щелочных реагентов для очистки вод от ионов тяжелых металлов, возникших при электрокоагуляции, отсутствие компактного модуля отходов. Отсутствие электрокоагуляции до стадии облучения электронным пучком говорит о возможном попадании частиц размером менее 10-20 мкм (лучшие механические фильтры) в зону облучения, что в свою очередь являет собой причину использования электроннолучевого устройства с энергией электронов более 500 кэВ. Иначе процесс обеззараживания будет недостижим. Это является серьезным недостатком, отражающимся как на мобильности, так и на стоимости заявленного комплекса. Кроме того, в комплексе не предусмотрено обезвреживание и обезвоживание флотошлама и промывочных вод механического фильтра, осадка электрокоагуляции. Комплекс не предусматривает онлайн-контроль качества очистки сточных вод.

Задачей предлагаемого решения является создание высокоэффективной, универсальной и надежной установки при минимальном и достаточном количестве очистного оборудования, предназначенного для безреагентной очистки и обеззараживания промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод для последующего их сброса в водные объекты, имеющие рыбохозяйственное значение.

Технический результат заключается в повышении степени очистки сточной воды, эффективности и экономичности процесса.

Технический результат достигается тем, что комплекс для очистки и обеззараживания хозяйственно-бытовых и сточных вод, как и прототип, содержит модули механической, физико-химической, электронно-лучевой обработки, доочистки, снабженные очистным оборудованием и насосами, патрубками ввода и вывода очищаемой воды, соединительными трубопроводами с запорной арматурой, но в отличие от прототипа, комплекс выполнен в корпусе модульного блок-бокса, дополнительно снабжен модулями удаления ионов аммония, обеззараживания и обезвоживания осадка, а также модулем онлайн-мониторинга качества очистки сточных вод, при этом модули соединены в следующей последовательности: модуль механической и физико-химической очистки, включающий емкость-резервуар, отстойник - электрофлотокоагулятор с пеносборником, дисковые фильтры; модуль удаления ионов аммония, включающий электро рН-корректор, десорбер аммиака и буферный бак; модуль электронно-лучевой обработки, включающий импульсный электронный ускоритель с реактором; модуль доочистки, включающий ионообменные фильтры, буферные баки; и модуль обеззараживания и обезвоживания осадка, включающий бункеры-накопители, вакуумный выпарный аппарат, ИК-сушилку, а модуль онлайн-мониторинга качества очистки сточных вод включает датчики мутности, аммония, нитратов, ХПК, рН-датчик, кондуктометрический датчик и выполнен с возможностью регулирования в автоматическом режиме работы комплекса.

Комплекс для очистки и обеззараживания хозяйственно-бытовых сточных вод (СВ) (далее комплекс) предназначен для многостадийной обработки сточных вод. СВ последовательно проходят следующие этапы очистки.

- Механическая и физико-химическая очистка (модуль механической и физико-химической очистки). Исходная емкость-резервуар предназначена для накопления СВ для последующей очистки. Очистка СВ осуществляется в отстойнике-электрофлотокоагуляторе (электрофлотатор и электрокоагулятор) с пеносборником, выполненным в едином корпусе. В данном корпусе происходит очистка СВ за счет электрокоагуляции, электрофлотации и отстаивания. Выбраны дисковые фильтры, обладающие наименьшей емкостью промывочных вод.

- Удаление ионов аммония (модуль удаления ионов аммония). Электро рН-корректор, сообщенный с десорбером аммиака и буферным баком по ходу движения потока СВ, образуют модуль для удаления ионов аммония из СВ. В электро рН-корректоре корректируется рН 2-11 для удаления аммиака в процессе дегазации. В десорбере аммиака процесс удаления аммиака из СВ осуществляют аэрацией при парциальном давлении удаляемого аммиака в воздухе меньше парциального давления над поверхностью воды, причем смешивание воздуха и сточной воды осуществляют при разбрызгивании сточной воды в воздухе в условиях противотока воды и подаваемого воздуха.

- Электронно-лучевая обработка - модуль электронно-лучевой обработки. Модуль электронно-лучевой обработки установлен между модулем удаления ионов аммония и модулем доочистки. В качестве устройства обеспечивающего обеззараживание и очистку СВ использован ускоритель для генерации импульсного электронного пучка.

- Доочистка СВ - модуль доочистки. Доочистку СВ проводят в ионообменном модуле, который состоит из буферного бака, бака с соляным раствором (для регенерации и очистки ионообменных фильтров), скорого напорного фильтра, катионитов и анионитов, так как в процессе работы технологического комплекса образуются осадок при промывании дисковых фильтров, пена и осадок от электрофлотокоагулятора и другие загрязнения, которые необходимо отделять и удалять.

- Обеззараживание и обезвоживание осадка - модуль обеззараживания и обезвоживания осадка. Для концентрирования загрязнителей из СВ в комплекс для очистки СВ был включен выпарной аппарат предназначенный для обезвоживания, концентрирования осадка стоков; ИК-сушилка предназначена для просушки и обеззараживания осадка сточных вод; узел выгрузки осадка в накопительный бункер. Вода, содержащаяся в осадке, испаряется до требуемых значений влажности осадка при заданных параметрах процесса сушки.

- Подключение модуля - онлайн-мониторинг качества очистки сточных вод выполнено с помощью электрического провода. Данный модуль изготовлен с целью повышения эффективности и автономности работы комплекса очистки хозяйственных и промышленных стоков. Контролируемыми системой онлайн мониторинга показателями являются: мутность (для проверки работы блока механической очистки); концентрация аммоний-ионов (для проверки работы блока дегазации); химическое потребление кислорода, концентрация нитрат-ионов, хлор-ионов и озона (для проверки степени очистки сточных вод всего комплекса). В случае регистрации системой онлайн-мониторинга сбоя в работе какого-либо модуля, включенного в комплекс для очистки СВ, в ней предусмотрена функция регулирования или возврата потока сточной воды с помощью терминала-контроллера, т.е. по показаниям датчиков в автоматическом режиме осуществляется регулирование режимом работы всего комплекса. Возвращение потока сточной воды производят с помощью дополнительной трубопроводной системы.

При этом каждый из модулей сконструирован с необходимыми встроенными или съемными приспособлениями - узлами, в которых осуществляется обработка проходящей через них загрязненной воды в требуемой последовательности. Все комплектующие узлы выполнены автономными, оборудованы патрубками ввода и выводы очищаемой сточной воды, снабжены соединительными трубопроводами с соответствующей арматурой (насосы, задвижки, клапаны и пр.). Автоматизация (за счет использования универсальных технологических аппаратов) комплекса очистки стоков обеспечивает безопасную и надлежащую эксплуатацию комплекса очистки стоков без постоянного присутствия персонала; непрерывный режим работы с периодом технического обслуживания не чаще одного раза в три месяца. Наличие системы онлайн-мониторинга, позволяющей на месте в режиме реального времени контролировать все или некоторые показатели качества очистки стоков, например такие как: рН, взвешенные вещества, ХПК (химическое поглощение кислорода), ионы аммония (NH4+), Нитрат-ионы (NO3-).

Предлагаемый комплекс выполнен в корпусе модульного блок-бокса, например, в корпусе двух транспортабельных модульных блок - боксов. Габаритные размеры, которого позволили рационально осуществить установку в нем технологического оборудования, трубопроводов расходной и запорно-регулирующей арматуры и блока автоматики, а также обеспечили удобство транспортировки его автомобильным транспортом с учетом требований к транспортировке грузов по автомобильным дорогам общего пользования. Корпус модульного блок-бокса выполнен из негорючего материала с антикоррозионной обработкой и теплоизоляцией. Форма корпуса модульного блок-бокса с дверным проемом позволяет рациональное размещение в нем комплекса очистки, при эксплуатации которого обеспечивается соблюдение нормативов предельно допустимого вредного воздействия на состояние окружающей среды. При необходимости модульные блок-боксы состыкованы между собой в единый комплекс двумя сторонами, при этом противоположные закрытые стороны блок-боксов образуют стены комплекса с четырех сторон, крыши блоков-боксов образуют крышу комплекса, а очистные модули соединены между собой в технологическую цепочку с единой гидравлической, пневматической и электрической сетями.

Сопоставительный анализ признаков заявляемого решения с признаками прототипа показывает, что установка содержит новые узлы со своими технологическими связями, а это свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".

На Фиг. 1 - изображена аппаратно-технологическая схема очистки и обеззараживания промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод; где I - модуль механической и физико-химической очистки; II - модуль удаления ионов аммония; III - модуль электроннолучевой обработки; IV - модуль доочистки; V - модуль обеззараживание и обезвоживание осадка; VI - онлайн-мониторинг качества очистки сточных вод.

На Фиг. 2 - показан схематично общий вид блок-схема комплекса для очистки и обеззараживания промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод (вид сверху).

Предлагаемый комплекс, как показано на фиг. 1, выполнен в корпусе модульного блок-бокса (1), где размещены и последовательно соединены соответствующими трубопроводами накопитель неочищенных СВ исходная емкость-резервуар (2), отстойник-электрофлотокоагулятор с пеносборником (3), дисковые фильтры (4) - модуль механической и физико-химической очистки (I). При этом электро рН-корректор (5) соединен (на чертеже не показан) с десорбером аммиака (6) (2 шт.) и буферным баком (7) - модуль удаления ионов аммония (II). Изменение рН производится в электро рН-корректоре (5). Буферный бак (7) подсоединен (на чертеже не показан) к реактору (8), в котором осуществляют электронно-лучевую обработку импульсным электронным ускорителем (9) - модуль электронно-лучевой обработки (III). Модуль доочистки (IV) содержит буферный бак (10), который расположен после ускорителя для накопления и последующей подачи СВ в ионообменный модуль (соединение не показано). Для умягчения и деминерализации СВ выбран скорый напорный фильтр (11) с каталитической зернистой загрузкой марки МЖФ для удаления взвешенных частиц и железа, катионит Purolite С100Е в Na+ форме (2 шт.), служит для замены катионов (ионы аммония, железа и др.) на ионы натрия (12), анионит Lewatit Monoplus 500 в Cl- форме (2 шт.) для замены анионов (Сульфат-ионы, Нитрат-ионы, Фосфат-ионы и др.) на ионы хлора (13). Выбранные ионообменные смолы на испытаниях показали оптимальные результаты по доочистке СВ и соответствуют конструктивным параметрам корпуса блок-бокса, в котором они размещены. В буферном баке (14) содержится соляной раствор, который подается в ионообменные фильтры (11, 12, 13) после срабатывания датчика аммония (23, 24) при условии увеличения допустимой концентрации аммония в СВ. Два бункера-накопителя (15) и (16), тепловой насос (17), вакуумный выпарной аппарат (18), ИК сушилка (19), бункер-накопитель (20), автоматическая выгрузка осадка, например, выкатная тележка (21) соединены между собой последовательно соответствующими трубопроводами и предназначены для обеззараживания и обезвоживания осадка - модуль (V). Модуль онлайн-мониторинга качества очистки сточных вод (VI) содержит датчик мутности ViSolid 700IQ (22), датчик аммония AmmoLyt Plus 700 IQ (2 шт) (23, 24), датчик рН SensoLyt 700 IQ (25), датчик ХПК и нитратов NiCaVis 701|705 IQ (26, 27), кондуктометрического датчика TetraCon 700 IQ (28), терминала-контроллера MIQ/TC 2020 (29), модули питания MIQ/PS (2 шт) (30), модули автоматической очистки датчиков MIQ/CHV (6 шт) (31). На чертеже соединения узлов не показаны.

В предложенном комплексе использованы дисковые фильтры (4), обладающие функцией самоочистки. Каждый фильтр снабжен собственным контролером (датчиком), регламентирующим процесс работы фильтра. Запуск процесса самочистки происходит при снижении давления стока СВ после прохождения фильтра до установленных значений, а это свидетельствует о загрязнении фильтра. Кроме того, в комплексе предусмотрен запуск регенерации ионообменного фильтра, который проводят подачей на него раствора NaCl из соответствующей емкости, регенерация осуществляется также с помощью показаний датчиков модуля онлайн-мониторинга качества очистки сточных вод.

Комплекс для очистки СВ полностью автоматизирован (не требует постоянного присутствия обслуживающего персонала) и рециклирует сточные воды при превышении заданных показателей регистрируемых системой онлайн-мониторинга с помощью обратных трубопроводных (на чертеже не указан) дополнительных схем. После монтажа комплекса все механизмы ее составляют единую технологическую цепочку по очистке сточных вод. В заявленном комплексе для очистки СВ использованы унифицированные элементы и узлы, которые размещены в едином корпусе блок-боксе, что обеспечивает удобство эксплуатации. Предлагаемый комплекс может быть выполнен в корпусе модульного блок-бокса, например, в корпусе двух транспортабельных модульных блок-боксов, как показано на фиг. 2

Комплекс для очистки и обеззараживания сточных вод работает следующим образом.

Обработка СВ в комплексе основана на применении физико-химических методов: осаждении, электрокоагуляции, электрофлотации, облучении импульсным электронным пучком, сушки обеззараживания и обезвоживания. Очищаемые СВ из исходной емкости-резервуара (2) подают с помощью насосов (на чертеже не показан) в отстойник-электрофлотокоагулятор (3), в котором происходит осветление СВ с эффективностью 40-60%. Удаляются грубодисперсные примеси и взвешенные вещества (песок, шлак, сырой осадок, ил и др.), а также под воздействием электрического тока происходит электрохимическое растворение металлических анодов с образованием, в случае железных анодов, гидроксида железа, обладающего большой развитой поверхностью, а, следовательно, и большой сорбционной способностью. Частицы гидроксида сорбируют на своей поверхности взвешенные частицы, масла и нефтепродукты, органические соединения, которые начинают коагулировать в более крупные агрегаты; за счет выделяющихся на электродах электрокоагулятора и электрофлотатора газов, образуют пену и всплывают вверх (пена удаляется в пеносборник). Далее СВ подают на последовательно соединенные дисковые фильтры (4) (на этом этапе из СВ уже удалены грубодисперсные примеси, взвешенные вещества и коллоидные частицы до 5 мкм), а затем в катодную камеру электро-рН-корректора (5) для достижения рН до 11, (для перевода ионов аммония в газ - аммиак). Значение водородного показателя (рН) сточной воды - 11 необходимо для того, чтобы ионы аммония перешли в газ - аммиак, который удаляют в процессе дегазации в десорбере аммиака (6). Так как рН СВ после десорбера аммиака составляет порядка 11, то за счет работы анодной камеры электро-рН-корректора рН (5) СВ снижается до 7. Затем СВ попадают в буферный бак (7), а из него в реактор (8) в виде водовоздушной смеси, в реакторе (8) обрабатываются импульсным электронным пучком, генерируемым ускорителем «Астра-М» (9). После обработки импульсным электронным пучком в СВ происходит снижение концентрации таких загрязнителей как: ХПК, ионов аммония, нитритов, фенола, нефтепродуктов и АПАВ. Обработка импульсным электронным пучком приводит к гибели практически всех микроорганизмов в СВ, т.е. после электронно-лучевой обработки происходит обеззараживание до требуемых нормативных показателей. После импульсного электронного ускорителя СВ подаются в ионообменный модуль: в буферный бак (10) далее на скорый напорный фильтр (11), на катионит (12), на анионит (13), где происходит доочистка сточных вод до природоохранных требований по следующим показателям: прозрачность, запах при 20 С, взвешенные вещества, сульфат-ион, рН, аммоний-ион, азот нитритов, фосфат-ион, ХПК, БПК, железо общее, фенолы (в пересчете на фенол), нефтепродукты, анионные поверхностно-активные веществ (АПАВ). В комплексе предусмотрены самостоятельные дополнительные системы, в которых осуществляют промывку механических фильтров и регенерацию ионообменных фильтров (процесс восстановления исходной засыпки ионообменного модуля). Например, в предложенном комплексе использованы дисковые фильтры, обладающие функцией самоочистки. Каждый фильтр снабжен собственным контролером (датчиком), регламентирующим процесс работы фильтра. Запуск процесса самоочистки происходит при снижении давления стока СВ после прохождения фильтра до установленных значений, а это свидетельствует о загрязнении фильтра. Кроме того, в комплексе предусмотрен запуск регенерации ионообменного фильтра, который проводят подачей на него раствора NaCl из соответствующей емкости, регенерация осуществляется также с помощью показаний датчиков модуля онлайн-мониторинга качества очистки сточных вод. Очищенные СВ после анионита (13) поступают в накопитель (15). Осадки, полученные при регенерации ионообменных фильтров поступают в буферный бак (7), а пена и осадки, полученные от электрофлотокоагуляции, промывки механических фильтров накапливаются в бункере (16). Далее происходит осушение осадка за счет теплового насоса (17), вакуумного выпарного аппарата (18) и обеззараживание за счет нагрева излучением ИК-сушилки (19) и последующая передача осадка в накопительный бункер (20) и выгрузка (21). Выпарной аппарат (18) состоит из: ресивера, теплогенератора, конденсатора, бака реактора, накопителей конденсата, системы рекуперации тепла, циркуляционных насосов, пластинчатых теплообменников, системы контроля и регулирования процессом (на чертеже не показано). Применение замкнутой системы рекуперации тепла, обеспечивает снижение потребления электрической/тепловой энергии (в 3-4 раза), исключает сброс/слив охлаждающего агента (воды). Для концентрирования загрязнителей из СВ в систему обеззараживания и обезвоживания включен второй бункер накопитель (16), где хранятся осадки уже после обработки. Предусмотрена автоматическая выгрузка осадка из установки и вывоз его, например, с помощью выкатной тележки (21). Выкатная тележка удобна при эксплуатации. На протяжении всей работы установки-комплекса система онлайн-мониторинга качества очистки сточных вод находится в работе постоянно. Модули питания (30) обеспечивают работоспособность датчиков. Модули автоматической очистки датчиков (31) поддерживают чистоту датчиков, периодичность очистки устанавливается на терминале-контроллере (29) оператором. Датчики (22-28) передают данные на терминал-контроллер (29). Датчик мутности (22) расположен после механической и физико-химической очистки и удаления ионов аммония в буферном баке (7). Если результат измерений мутности превышает 5 мг/л, поток перенаправляется на механическую и физико-химическую очистку в исходную емкость-резервуар (2), в противном случае ход очистки воды не меняется и вода поступает на электронно-лучевой обработку. В буферном баке (7) расположен также датчик аммония (23). В случае превышения концентрации ионов аммония 20 мг/л поток перенаправляют обратно для удаления аммония в десорбер аммиака (6), в противном случае СВ поступают на электронно-лучевую обработку, доочистку после которых расположены кондуктометрический датчик, датчики рН, аммония, ХПК и нитратов. В случае превышения значения ХПК (30 мгО/л), и/или аммония (0,5 мг/л), и/или выхода значения рН за пределы интервала от 6,5 до 8,5 поток перенаправляется на физико-химическую очистку. В противном случае СВ направляются на сброс. Комплекс для очистки СВ полностью автоматизирован (не требует постоянного присутствия обслуживающего персонала) и рецирклирует СВ при превышении заданных показателей регистрируемых системой онлайн-мониторинга с помощью обратных трубопроводных дополнительных схем.

Степень очистки промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод в заявленном комплексе гарантировано достигает требуемых нормативов для сброса в водоемы рыбохозяйственного значения, о чем свидетельствуют результаты опытных испытаний, приведенные в таблице.

Исполнение комплекса очистки стоков обеспечивает возможность его эксплуатации в условиях резко континентального климата и повышает степень очистки сточной воды.

Claims (4)

1. Комплекс для очистки и обеззараживания хозяйственно-бытовых и сточных вод, содержащий модули механической, физико-химической, электронно-лучевой обработки, доочистки, снабженные очистным оборудованием и насосами, патрубками ввода и вывода очищаемой воды, соединительными трубопроводами с запорной арматурой, отличающийся тем, что комплекс выполнен в корпусе модульного блок-бокса, дополнительно снабжен модулями удаления ионов аммония, обеззараживания и обезвоживания осадка, а также модулем онлайн-мониторинга качества очистки сточных вод, при этом модули соединены в следующей последовательности: модуль механической и физико-химической очистки, включающий емкость-резервуар, отстойник-электрофлотокоагулятор с пеносборником, дисковые фильтры; модуль удаления ионов аммония, включающий электро рН-корректор, десорбер аммиака и буферный бак; модуль электронно-лучевой обработки, включающий импульсный электронный ускоритель с реактором; модуль доочистки, включающий ионообменные фильтры, буферные баки; и модуль обеззараживания и обезвоживания осадка, включающий бункеры-накопители, вакуумный выпарной аппарат, ИК-сушилку, а модуль онлайн-мониторинга качества очистки сточных вод включает датчики мутности, аммония, нитратов, ХПК, рН-датчик, кондуктометрический датчик и выполнен с возможностью регулирования в автоматическом режиме работы комплекса.

2. Комплекс для очистки и обеззараживания хозяйственно-бытовых и сточных вод по п. 1, отличающийся тем, что модульный блок-бокс выполнен из двух транспортабельных блок-боксов.

3. Комплекс для очистки и обеззараживания хозяйственно-бытовых и сточных вод по п. 1, отличающийся тем, что в нем предусмотрена система для рециркуляции сточных вод.

4. Комплекс для очистки и обеззараживания хозяйственно-бытовых и сточных вод по п. 1, отличающийся тем, что в нем предусмотрена система для регенерации и очистки ионообменных фильтров.

Images