RU2163927C2 - Установка очистки фекально-бытовых стоков - Google Patents
Установка очистки фекально-бытовых стоков Download PDFInfo
- Publication number
- RU2163927C2 RU2163927C2 RU99107622/13A RU99107622A RU2163927C2 RU 2163927 C2 RU2163927 C2 RU 2163927C2 RU 99107622/13 A RU99107622/13 A RU 99107622/13A RU 99107622 A RU99107622 A RU 99107622A RU 2163927 C2 RU2163927 C2 RU 2163927C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- communicated
- distillation column
- reactor
- deuterium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к комплексной биологической очистке фекально-бытовых стоков и может быть применено на АЭС с реакторами типа реактор большой мощности канальный (РБМК) с выработкой товарных продуктов: метана (СН4), белково-витаминной добавки тритиевой (T2O) воды для теплоэлектрогенераторов для районов Крайнего Севера. Установка для очистки стоков содержит метантенк из камер кислого, щелочного и метанового брожения, снабженных диспергаторами с кольцевым каналом между цилиндрической поверхностью ротора и корпуса. Нагнетатель биогаза сообщен с хлореллогенератором. Установка содержит также центробежный микрофильтр с динамическим дезинтегратором с патрубком отвода дезинтеграта и смеси обычной и дейтериевой воды. В пределах патрубков отвода установлен гидравлический затвор с ректификационной колонной, выполненной с поперечными перфорированными перегородками, образующими секции, сообщенные друг с другом переливными трубами. В пределах данной установки многократными частичными испарениями обычной и конденсации тяжелой воды получают тяжелую воду, которая активацией в контуре охлаждения реактора типа РБМК переводится в тритиевую воду, причем концентрация тритиевой воды в результате активации дейтериевой возрастает в 20-30 раз в сравнении с существующим уровнем, что созда т предпосылки для выработки сверхтяжелой воды в качестве товарного продукта, используемого как источник энергии. 1 ил.
Description
Изобретение относится к комплексной биологической очистке /КБО/ фекально-бытовых стоков /ФБС/ и может быть использовано на АЭС с реакторами типа РБМК /реактор большой мощности, канальный/, с выработкой товарных продуктов: метана /CH4/, белково-витаминной добавки /БВД/ и тритиевой воды для теплоэлектрогенераторов /ТЭГ/ районов Крайнего Севера, в которые завоз традиционного горючего и топлива затруднен.
Известна установка очистки стоков, в том числе ФБС, включающая сборник, сообщенный с метантенком из камер кислого, нейтрального, щелочного, метанового брожения, снабженных диспергаторами, в виде взаимодействующих через кольцевой канал уступчатыми цилиндрическими поверхностями ротора и корпуса, причем метантенк по бражке и по биогазу через нагнетатель биогаза сообщен с хлореллогенератором, который по метану сообщен со сборником, а по биомассе хлореллы и серобактерий - с центробежным микрофильтром /ЦМФ/ и динамическим дезинтегратором /ДД/, с патрубком ввода биомассы, патрубком отвода дезинтеграта и патрубком отвода смеси обычной и дейтериевой /D2O/ воды, сообщенным через гидравлический затвор с ректификационной колонной /РК/ /с. 18-19, рис. 2.1., рис.2.3. У.Э. Виестур, А.М. Кузнецов, В.В. Савенков. Системы ферментации, Рига, "Зинатне", 1986/, недостатком которой является отсутствие выработки тритиевой /T2O/ воды для нужд предприятий АПК, что снижает эффективность ее работы.
Цель изобретения - повышение эффективности работы достигается тем, что РК выполнена с поперечными перфорированными перегородками /ППП/, образующими секции, сообщенные друг с другом переливными трубами, с размещенной на ППП насадкой в виде полых стеклянных шариков, а под ППП прикреплены пучки стекловолокон, причем верхняя секция по пару сообщена с дефлегматором, а по флегме /конденсату/ через гидравлический затвор - с РК, а нижняя секция сообщена с теплообменником, причем РК установлена на упругих опорах и снабжена вибратором, причем РК по тяжелой воде сообщена с контуром циркуляции реактора РБМК с сепаратором пара и циркуляционным насосом. Контур циркуляции реактора РБМК сообщен с дополнительной РК, конструктивно повторяющей вышеописанную РК, причем дополнительная РК сообщена со сборником тритиевой /T2O/ воды.
Источником трития в реакторах РБМК является активация дейтерия, находящегося в обычной воде контура /0,015%/, выход за счет диффузии и из негерметичных твэлов, что недостаточно для его воспроизводства в товарных целях. Хлорелла и серобактерия накапливают в своем организме тритий в виде тритиевой воды в концентрациях 0,4-0,6%. Тритиевую воду освобождают дезинтеграцией /разрушением/ оболочек клеток гидроударным воздействием в ДД, причем в поле центробежных сил дейтериевая вода перемещается на периферию, а обычная вода, которая на 10% легче дейтериевой, перемещается к центру, причем радиальному перемещению дейтериевой воды препятствует ее вязкость, которая на 23% больше вязкости протиевой /обычной/ воды. Смесь обычной и дейтериевой воды разделяют ректификацией в РК, а смесь обычной и тритиевой воды ректификацией в дополнительной РК, т.е. достигается цель изобретения.
На чертеже схематически показана установка очистки ФБС в продольном разрезе.
Установка очистки ФБС включает сборник 1, сообщенный с метантенком 2 из камер 3 - кислого, 4 - нейтрального, 5 - щелочного, 6 - метанового брожения, снабженных диспергаторами 7, в виде взаимодействующих через кольцевой канал 8 уступчатыми цилиндрическими поверхностями ротора 9 и корпуса 10, причем метантенк 2 по бражке и по биогазу через нагнетатель 11 биогаза сообщен с хлореллогенератором 12, который по метану сообщен со сборником 13, а по биомассе хлореллы и серобактерий - с ЦМФ и ДД 15, с патрубком 16 ввода биомассы, патрубком 17 отвода дезинтеграта, и патрубком 18 отвода смеси обычной /H2O/ и дейтериевой /D2O/ воды, сообщенным через гидравлический затвор 19 с РК 20, выполненной с ППП 21, образующими секции 22, сообщенные друг с другом переливными трубами 23, с размещенной на ППП 21 насадкой 24 в виде полых стеклянных шариков, а под ППП 21 прикреплены пучки 25 стекловолокон, причем верхняя секция 22 по пару сообщена с дефлегматором 26, а по флегме /конденсату/ через гидравлический затвор 27 - с РК 20, а нижняя секция 22 сообщена с теплообменником 28, причем РК 20 установлена на упругих опорах 29 и снабжена вибратором 30, причем РК 20 по тяжелой воде сообщена с контуром 31 циркуляции реактора 32 типа РБМК, с сепаратором 33 пара и циркуляционным насосом 34. Контур 31 циркуляции реактора 32 типа РБМК сообщен с дополнительной РК 35, конструктивно повторяющей вышеописанную РК 20, причем дополнительная РК 35 сообщена со сборником 36 товарной тритиевой /T2O/ воды. Патрубок 17 ДД 15 по дезинтеграту сообщен с хлорреллогенератором 12, а по избыточной биомассе - с сушилкой 37 БВД.
Установка очистки ФБС на АЭС с реакторами типа РБМК работает следующим образом.
ФБС из сборника 1 поступают в метантенк 2, в котором при температуре 53oC происходит анаэробная деградация жиро-, белково-, углеводоподобных компонентов ФБС, причем колебания температуры не должны превышать одного градуса в сутки и температурная стабилизация осуществляется за счет пульсации скоростного и статического напоров в кольцевом канале 6 между ротором 9 и корпусом 10. За счет срезающих усилий уступчатых цилиндрических поверхностей происходит измельчение взвесей ФБС и разрушение газопаровых оболочек на их поверхностях, устраняющих флотацию взвесей в верхнюю часть - газовую полость метантенка 2, занимающую 1/5 часть его объема. Концентрация метана в биогазе не превышает 75-80%, что недостаточно для использования биогаза в качестве горючего в двигателях внутреннего сгорания /ДВС/ автотранспорта. Для исчерпывания диоксида углерода и сероводорода биогаз обрабатывают хлореллой и серобактериями в хлореллогенераторе 12 с подачей нагнетателем 11 и на выходе их хлореллогенератора 12 в сборнике 13 получают чистый метан /CH4/. Углеводородное топливо по калорийности характеризуется отношением H:C и у метана оно равно 4, для сравнения у бензина этот показатель равен 2,2, у дизтоплива - 1,8, а угля - 1. Очистка ФБС сочетается с выработкой горючего для ДВС автотранспорта, причем перевод ДВС автотранспорта с бензина на метан сокращает на 10-20% расход горючего, на 15% - смазочных материалов, в 2 раза возростает межремонтный ресурс ДВС, выхлоп становится экологически чистым, т.е. устраняется явление "смога" в крупных городах-мегаполисах. Хлорелла и серобактерии в условиях фотосинтеза в хлореллогенераторе 2 накапливают в своем организме тяжелую /D2O/ воду в концентрациях 0,4-0,6%, причем селекцией есть возможность повышения коэффициента накопления тяжелой воды. Хлореллу и серобактерии отделяют на нежесткой фильтровальной перегородке, находящейся под напряжением электротока, в ЦМФ 14. Биомассу вводят через патрубок 16 в ДД 15 и разрушают оболочки клеток микрофлоры с освобождением воды, которая составляет 80-85% массы. Плотность тяжелой воды на 10% превышает плотность протиевой и она перемещается в направлении патрубка 18, а выходу в противоположном направлении препятствует вязкость тяжелой воды, которая выше на 23% вязкости обычной воды. Смесь тяжелой и обычной воды через гидравлический затвор 19 поступает в РК 20. Температура кипения тяжелой воды 101,42oC, т.е. у нее хуже способность к испарению и лучше к конденсации. Частичными испарениями обычной воды и конденсациями тяжелой воды, многократно повторяемых в секциях 22 вверху РК 20, получают пары обычной воды, а внизу - конденсат тяжелой. Пары поднимаются вверх через перфорацию ППП 21 и насадку 24, выполнение последней из полых стеклянных шариков препятствует биобрастанию насадки в процессе эксплуатации. Конденсат перемещается вниз по переливным трубам 23. Для снижения количества секций 22, а соответственно высоты РК 20, она установлена на упругие опоры 29 и снабжена вибратором 30, а также пучками 25 стекловолокон. Из теплообменника 28 D2O отводят в контур 31 циркуляции реактора 32 типа РБМК, в котором за счет активации дейтерия он переводится в тритий. Смесь обычной и тритиевой воды в количествах 1-5% от объема циркулирующей отводят в дополнительную РК 35. Тритиевая вода кипит при температуре 104oC и ее отделяют от обычной и отводят в сборник 36 для использования в теплоэлектрогенераторах /ТЭГ/ в населенных пунктах районов Крайнего Севера. 1 кг трития эквивалентен завозу в эти районы 10000 т угля. При использовании тритиевой воды в ТЭГ вырабатывается электроэнергия, что исключает завоз в эти районы дизтоплива. Экологическая опасность ТЭГ и РБМК относятся как 1:1000.
Claims (1)
- Установка очистки фекально-бытовых стоков, включающая сборник фекально-бытовых стоков, сообщенный с метантенком из камер кислого, нейтрального, щелочного, метанового брожения, снабженных диспергаторами в виде взаимодействующих через кольцевой канал уступчатыми цилиндрическими поверхностями ротора и корпуса, причем метантенк по бражке и по биогазу через нагнетатель биогаза сообщен с хлореллогенератором, который по метану сообщен со сборником, а по биомассе хлореллы и серобактерий с центробежным микрофильтром и динамическим дезинтегратором с патрубком ввода биомассы, патрубком отвода дезинтеграта и патрубком отвода смеси обычной (H2O) и дейтериевой (Д2О) воды, отличающаяся тем, что патрубок отвода смеси обычной и дейтериевой воды сообщен через гидравлический затвор с ректификационной колонной, выполненной с поперечными перфорированными перегородками, образующими секции, сообщенные друг с другом переливными трубами, с размещенной на каждой поперечной перфорированной перегородке насадкой в виде полых стеклянных шариков, под каждой поперечной перфорированной перегородкой прикреплены пучки стекловолокон, причем верхняя секция по пару сообщена с дефлегматором, а по флегме (конденсату) через гидравлический затвор с ректификационной колонной, при этом нижняя секция сообщена с теплообменником, а ректификационная колонна установлена на упругих опорах и снабжена вибратором, причем ректификационная колонна по тяжелой воде сообщена с контуром циркуляции реактора типа реактора большой мощности канального с сепаратором пара и циркуляционным насосом, а контур циркуляции реактора сообщен с дополнительной ректификационной колонной и сборником товарной тритиевой (Т2O) воды.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99107622/13A RU2163927C2 (ru) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | Установка очистки фекально-бытовых стоков |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99107622/13A RU2163927C2 (ru) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | Установка очистки фекально-бытовых стоков |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2163927C2 true RU2163927C2 (ru) | 2001-03-10 |
RU99107622A RU99107622A (ru) | 2001-03-20 |
Family
ID=20218492
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99107622/13A RU2163927C2 (ru) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | Установка очистки фекально-бытовых стоков |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2163927C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2472714C1 (ru) * | 2011-05-04 | 2013-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Установка очистки фекально-бытовых стоков |
-
1999
- 1999-04-12 RU RU99107622/13A patent/RU2163927C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
У.Э.Виестур и др. Системы ферментации. - Рига: Зинатне, 1986, с. 18 - 19, рис. 2.1, 2.3. А.З. Евилевич и др. Утилизация осадков сточных вод. - Л., 1988, с. 187, рис. 41. В.Г. Янко и др. Обработка сточных вод и осадка в метантенках. - Киев, 1978, с. 101 - 102, рис. 24. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2472714C1 (ru) * | 2011-05-04 | 2013-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Установка очистки фекально-бытовых стоков |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20080135475A1 (en) | System and Method for Biological Wastewater Treatment and for Using the Byproduct Thereof | |
Batten et al. | Using wastewater and high-rate algal ponds for nutrient removal and the production of bioenergy and biofuels | |
CN103708693B (zh) | 一种城市污水处理所产生污泥的消解系统及方法 | |
US11015136B2 (en) | Supercritical water gasification with decoupled pressure and heat transfer modules | |
CN111172021B (zh) | 一种有机固体废弃物高值化利用系统 | |
Di Maria et al. | A short review of comparative energy, economic and environmental assessment of different biogas-based power generation technologies | |
RU2163927C2 (ru) | Установка очистки фекально-бытовых стоков | |
KR101341068B1 (ko) | 바이오가스 정제 시스템 | |
KR101920330B1 (ko) | 하수처리 플랜트 및 열 병합 발전의 통합 시스템을 모델링하고 최적화하는 방법 | |
Shafie et al. | The performance study of Ultrasonic-assisted Membrane Anaerobic System (UMAS) for Chemical Oxygen Demand (COD) removal efficiency and methane gas production in Palm Oil Mill Effluent (POME) treatment | |
CN208038389U (zh) | 一种生物质气电热联产分布式能源系统 | |
RU2167829C2 (ru) | Установка комплексной переработки сельхозотходов | |
RU2165968C2 (ru) | Установка очистки фекально-бытовых стоков атомных электростанций | |
RU2353821C2 (ru) | Способ работы энергогенерирующей системы и энергогенерирующая система для его осуществления | |
CN106520523A (zh) | 沼气发电系统 | |
RU2472714C1 (ru) | Установка очистки фекально-бытовых стоков | |
RU2165898C2 (ru) | Метантенк | |
CN206418106U (zh) | 沼气发电系统 | |
RU2170216C1 (ru) | Установка очистки фекально-бытовых стоков | |
RU2163895C2 (ru) | Установка очистки стоков | |
CN219314889U (zh) | 一种燃气蒸汽联合循环与植物生产耦合的零碳联合系统 | |
KR101047871B1 (ko) | 태양열 및 촉매를 이용한 유기성 액상 폐기물로부터 바이오가스를 제조하는 방법과 그 장치 | |
RU2165970C2 (ru) | Дезинтегратор | |
RU2162892C2 (ru) | Дезинтегратор с тепловым эффектом | |
CN215627430U (zh) | 城市垃圾渗透液深度处理系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040413 |