RU2483029C1

RU2483029C1 - System of effluents treatment

Info

Publication number: RU2483029C1
Application number: RU2012113902/05A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева; Мария Михайловна Стареева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева; Мария Михайловна Стареева
Priority date: 2012-04-10
Filing date: 2012-04-10
Publication date: 2013-05-27

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to treatment of effluents. Proposed system comprises fat catch basin, air-operated flotation cell, electrochemical treatment module, sorption filter and bioreactor. Said fat catch basin comprises reinforced concrete parallelepiped-shaped body with inclined bottom and vertical walls atop which detachable false deck is mounted. Detachable lower false deck is arranged under said upper false deck at distance of at least 30 cm there under to allow routine services or elimination of emergent conditions bought about by shock outbursts. Box adjoins one of vertical walls for fat catch basin reconditioning by hot water or steam, or mechanically in case pipeline to discharge effluents in sewerage is clogged. Effluents feed pipeline is arranged opposite said box on vertical wall while intake opening to discharge effluents is made at body bottom, nearby emergency valve to force effluents out in case intake opening if blocked. Vibrators are mounted on one of vertical walls and body bottom with their outputs connected with control unit.

EFFECT: higher reliability and safety.

2 dwg

Description

Изобретение относится к системам очистки сточных вод, в состав которых входит жироуловитель.The invention relates to wastewater treatment systems, which include a grease trap.

В настоящее время проблема загрязнения сточных вод особенно актуальна в связи с истощением водных ресурсов. Одним из основных источников загрязнения водоемов являются недостаточно очищенные сточные воды промышленных предприятий. Одним из перспективных направлений обеспечения рационального использования воды на предприятии является внедрение локальных систем обезвреживания стоков с целью создания замкнутых водооборотных систем.Currently, the problem of pollution of wastewater is especially relevant in connection with the depletion of water resources. One of the main sources of water pollution is insufficiently treated wastewater from industrial enterprises. One of the promising directions for ensuring the rational use of water at the enterprise is the introduction of local wastewater treatment systems in order to create closed water circulation systems.

Известна система очистки сточных вод с жироуловителем по патенту РФ №2432321, кл. E03B 3/04, содержащая элементы флотационной, электрохимической, коагуляционной, сорбционной и биохимической очистки с жироуловителем (прототип).Known wastewater treatment system with grease trap according to the patent of the Russian Federation No. 2432321, class. E03B 3/04, containing elements of flotation, electrochemical, coagulation, sorption and biochemical cleaning with a grease trap (prototype).

Недостатком данного устройства является сравнительно невысокая надежность работы вследствие неэффективности цикла ее промывки.The disadvantage of this device is the relatively low reliability due to the inefficiency of the washing cycle.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности работы и улучшение условий эксплуатации в аварийных ситуациях.The technical task of the invention is to increase reliability and improve operating conditions in emergency situations.

Это достигается тем, что в системе очистки сточных вод, содержащей жироуловитель, пневмофлотатор, электрохимический модуль очистки, сорбционный фильтр и биореактор, жироуловитель, содержащий железобетонный корпус, выполненный в виде параллелепипеда, имеющего наклонное днище, выполнен с вертикальными стенками, сверху которых смонтирован съемный настил, который снимается при удалении всплывшей массы, под верхним настилом на расстоянии не менее 30 см смонтирован съемный нижний настил для проведения профилактических работ или устранения аварийной ситуации в случае залповых выбросов, а к одной из вертикальных стенок примыкает бокс для регенерации жироуловителя горячей водой, или паром, или механическим средством в случае забивки трубопровода для выпуска сточных вод в канализацию, причем противоположно боксу на вертикальной стенке расположен трубопровод для подачи сточных вод, а заборное отверстие для выпуска сточных вод расположено в нижней части корпуса рядом с аварийным клапаном для выпуска стока в случае забивки заборного отверстия, при этом на одной из вертикальных стенок и днище корпуса смонтированы вибраторы, выходы которых соединены с блоком управления.This is achieved by the fact that in a wastewater treatment system containing a grease trap, a pneumoflotator, an electrochemical purification module, a sorption filter and a bioreactor, a grease trap containing a reinforced concrete body made in the form of a parallelepiped having an inclined bottom, is made with vertical walls, on top of which a removable floor is mounted , which is removed when the pop-up mass is removed, under the upper deck at a distance of at least 30 cm, a removable lower deck is mounted for preventive maintenance or elimination in the case of volley emissions, and one of the vertical walls is adjoined by a box for regenerating the grease trap with hot water, or steam, or by mechanical means in case of clogging of the pipeline for discharging sewage into the sewer, and the pipeline for supplying sewage is opposite to the box on the vertical wall and the intake opening for discharging wastewater is located in the lower part of the housing next to the emergency valve for discharging the drain in case of clogging of the intake opening, while on one of the vertical wall and bottom of the housing mounted vibrators, the outputs of which are connected to the control unit.

На фиг.1 представлен фронтальный разрез жироуловителя, на фиг.2 - схема системы очистки сточных вод.Figure 1 presents the frontal section of the grease trap, figure 2 is a diagram of a wastewater treatment system.

Система очистки сточных вод включает в себя жироуловитель 14, пневмофлотатор 15, проточный электрохимический модуль очистки 16, сорбционный фильтр 17 и биореактор 18.The wastewater treatment system includes a grease trap 14, a pneumoflotator 15, a flow-through electrochemical treatment module 16, a sorption filter 17 and a bioreactor 18.

Принципиальная технологическая схема очистки кислых промстоков, приоритетными загрязнениями которых являются примеси тяжелых металлов (Cr³⁺, Fe³⁺, Cu²⁺), масла и СПАВ, включает в себя главный элемент - электрохимический модуль очистки 16, в котором осуществляется отделение токсичных тяжелых металлов и органических компонентов. Электролиз позволяет достаточно эффективно извлекать тяжелые, цветные и благородные металлы, в частности присутствующую в стоке медь. Для доочистки стоков от ионов тяжелых металлов, а также анионов-загрязнителей используется сорбционный фильтр 17 с сорбентом - хитозан. Степень очистки при этом может достигать 90-95%. Использование биореактора 18 позволяет получить энергию и тепло для частичной компенсации энергозатрат на электрохимическую очистку.The basic technological scheme for the purification of acidic effluents, the priority contaminants of which are impurities of heavy metals (Cr ³⁺ , Fe ³⁺ , Cu ²⁺ ), oil and surfactants, includes the main element - the electrochemical purification module 16, in which toxic heavy metals are separated and organic components. Electrolysis makes it possible to efficiently recover heavy, non-ferrous and noble metals, in particular copper present in the effluent. For additional treatment of effluents from heavy metal ions, as well as anion pollutants, a sorption filter 17 with a sorbent chitosan is used. The degree of purification can reach 90-95%. The use of bioreactor 18 allows you to get energy and heat for partial compensation of energy costs for electrochemical treatment.

Жироуловитель 14 содержит железобетонный корпус, выполненный в виде параллелепипеда, имеющего наклонное основание 1 (днище), вертикальные стенки 2, 3 и две торцевые (не попавшие в разрез, представленный на чертеже). Сверху корпуса смонтирован съемный верхний настил 4, который снимается при удалении всплывшей массы, а под ним на расстоянии не менее 30 см смонтирован еще съемный нижний настил 5 для проведения профилактических работ или устранения аварийной ситуации в случае залповых выбросов. К одной из вертикальных стенок примыкает бокс 6 для регенерации жироуловителя горячей водой, или паром, или механическим средством (например, тросом) в случае забивки трубопровода 10 для выпуска сточных вод в канализацию. Противоположно боксу 6 на вертикальной стенке 2 расположен трубопровод 9 для подачи сточных вод. Заборное отверстие 8 для выпуска сточных вод расположено в нижней части корпуса рядом с аварийным клапаном 7 для выпуска стока в случае забивки заборного отверстия 8. На одной из вертикальных стенок и днище корпуса смонтированы вибраторы 11 и 12, выходы которых соединены с блоком управления 13, которые служат для интенсификации промывки днища и стенок корпуса от осевшей коллоидной взвеси.The grease trap 14 contains a reinforced concrete case made in the form of a parallelepiped having an inclined base 1 (bottom), vertical walls 2, 3 and two end walls (not falling into the section shown in the drawing). A removable upper deck 4 is mounted on top of the casing, which is removed when the pop-up mass is removed, and under it at a distance of at least 30 cm, a removable lower deck 5 is also mounted to carry out preventive maintenance or to eliminate the emergency in case of volley emissions. A box 6 is adjacent to one of the vertical walls for regeneration of the grease trap with hot water, or steam, or with mechanical means (for example, a cable) in case of clogging of the pipeline 10 for discharging sewage into the sewer. Opposite box 6 on a vertical wall 2 is a pipe 9 for supplying wastewater. An intake hole 8 for discharging wastewater is located in the lower part of the housing next to the emergency valve 7 for discharging the drain in case of clogging of the intake hole 8. On one of the vertical walls and the bottom of the housing are mounted vibrators 11 and 12, the outputs of which are connected to the control unit 13, which serve to intensify the washing of the bottom and the walls of the housing from the settled colloidal suspension.

Система очистки сточных вод работает следующим образом.The wastewater treatment system operates as follows.

Катодное восстановление металла происходит в режиме поддержания постоянного потенциала на катоде по схеме: Meⁿ⁺+ne-=Me°. Высокоразвитая реакционно-активная поверхность катодов позволяет увеличить производительность электролиза. С основным активным катодным процессом сопряжена стадия электрофлотации оставшихся примесей СПАВ за счет выделяющихся на электродах пузырьков газа. Катодные и анодные камеры проточного кассетного типа и электродные пространства секционного электролизера разделены ионообменными мембранами. При электрохимической обработке сточных вод происходит их подщелачивание, что способствует коагуляции гидроксидов хрома, железа, а также гидроксидов других сопутствующих примесных тяжелых металлов, ионы которых могут содержаться в сточных водах. Эффективность процесса существенно зависит от массопереноса, концентрации ионов металлов, плотности тока. Извлечение загрязнений в виде синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ) осуществляется в пневмофлотаторе 15, в котором происходит образование комплексов «частицы-пузырьки», всплывание этих комплексов и удаление образовавшегося пенного слоя с поверхности жидкости. Для доочистки стоков от ионов тяжелых металлов, а также анионов-загрязнителей используется сорбционный фильтр 17 с сорбентом - хитозан. Степень очистки при этом может достигать 90÷95%. В биореакторе 18 происходит анаэробное сбраживание под действием микроорганизмов отходов первой и второй стадий очистки промстоков по мере накопления. Использование биореактора 18 позволяет получить энергию и тепло для частичной компенсации энергозатрат на электрохимическую очистку.The cathodic reduction of the metal occurs in the mode of maintaining a constant potential at the cathode according to the scheme: Me ^{n +} + ne- = Me °. The highly developed reactive surface of the cathodes allows to increase the electrolysis performance. The main active cathodic process is associated with the stage of electroflotation of the remaining surfactant impurities due to gas bubbles released on the electrodes. The cathode and anode chambers of the flow-through cassette type and the electrode spaces of the section electrolyzer are separated by ion-exchange membranes. During the electrochemical treatment of wastewater, their alkalization occurs, which contributes to the coagulation of chromium hydroxides, iron, as well as hydroxides of other related impurity heavy metals, whose ions can be contained in wastewater. The efficiency of the process substantially depends on mass transfer, concentration of metal ions, current density. The extraction of contaminants in the form of synthetic surfactants (SAS) is carried out in a pneumoflotator 15, in which the formation of particle-bubble complexes occurs, these complexes emerge and the foam layer formed is removed from the surface of the liquid. For additional treatment of effluents from heavy metal ions, as well as anion pollutants, a sorption filter 17 with a sorbent - chitosan is used. The degree of purification can reach 90 ÷ 95%. In the bioreactor 18, anaerobic digestion occurs under the influence of microorganisms of waste of the first and second stages of purification of industrial waste as it accumulates. The use of bioreactor 18 allows you to get energy and heat for partial compensation of energy costs for electrochemical treatment.

Жироуловитель 14 работает следующим образом.Grease trap 14 operates as follows.

Для улавливания жира из сточных вод улавливаемая масса всплывает на поверхность, откуда ее удаляют вручную или механическим способом, поэтому отверстие 8 для выпуска очищенной от жира сточной жидкости располагают в нижней части корпуса жироуловителя. Противоположно боксу 6 на вертикальной стенке 2 расположен трубопровод 9 для подачи сточных вод. Заборное отверстие 8 для выпуска сточных вод расположено в нижней части корпуса рядом с аварийным клапаном 7 для выпуска стока в случае забивки заборного отверстия 8. На одной из вертикальных стенок и днище корпуса смонтированы вибраторы 11 и 12, выходы которых соединены с блоком управления 13, которые служат для интенсификации промывки днища и стенок корпуса от осевшей коллоидной взвеси.To capture fat from wastewater, the trapped mass floats to the surface, from where it is removed manually or mechanically, so the hole 8 for discharging the fat-free waste fluid is located in the lower part of the grease trap body. Opposite box 6 on a vertical wall 2 is a pipe 9 for supplying wastewater. An intake hole 8 for discharging wastewater is located in the lower part of the housing next to the emergency valve 7 for discharging the drain in case of clogging of the intake hole 8. On one of the vertical walls and the bottom of the housing are mounted vibrators 11 and 12, the outputs of which are connected to the control unit 13, which serve to intensify the washing of the bottom and the walls of the housing from the settled colloidal suspension.

Применение комбинированных методов и схем с сочетанием механических, физико-химических и биохимических способов очистки применимо для локальных систем очистки промстоков и позволяет повысить эффективность очистки и повторно использовать очищенную воду в технологических процессах, при этом возможно селективное извлечение ценных компонентов-примесей из стоков и рециклинг вторичных материальных и энергетических ресурсов для производства.The use of combined methods and schemes with a combination of mechanical, physico-chemical and biochemical treatment methods is applicable for local industrial sewage treatment systems and can improve the cleaning efficiency and reuse purified water in technological processes, while it is possible to selectively extract valuable impurity components from wastewater and recycling secondary material and energy resources for production.

Технико-экономическая оценка и обоснование предлагаемых к внедрению в производство способов подготовки воды для приготовления из сточных вод технической воды и обеспечения водооборота имеет большое значение. Экономическое преимущество имеют, как правило, максимально замкнутые системы водоиспользования. Однако процесс замены современных производств на полностью безотходные достаточно длительный и в настоящее время пока нереализуемый. Поэтому актуально как с экологической, так и с ресурсно-технологической точки зрения использование локальных систем очистки и обезвреживания стоков при разделении образующихся технологических потоков загрязнителей.The feasibility study and justification of the methods proposed for implementation in the production of water for the preparation of wastewater for industrial water and water circulation is of great importance. As a rule, the most closed systems of water use have an economic advantage. However, the process of replacing modern production facilities with completely waste-free is quite lengthy and is currently not feasible. Therefore, it is relevant both from an environmental and a resource-technological point of view to use local systems for the treatment and neutralization of effluents when separating the resulting technological pollutant flows.

Claims

A wastewater treatment system comprising a grease trap, a pneumoflotator, an electrochemical purification module, a sorption filter and a bioreactor, characterized in that the grease trap containing a reinforced concrete body made in the form of a parallelepiped having an inclined bottom is made with vertical walls, on top of which a removable flooring is mounted, which removed when the pop-up mass is removed, under the upper deck, at a distance of not less than 30 cm, a removable bottom deck is mounted for preventive maintenance or elimination of the emergency in the case of volley emissions, and one of the vertical walls is adjoined by a box for regenerating the grease trap with hot water or steam, or by mechanical means, in case of clogging of the pipeline for discharging sewage into the sewer, and the pipeline for supplying sewage is opposite to the box on the vertical wall and the intake hole for discharging wastewater is located in the lower part of the housing, next to the emergency valve for discharging the drain, in the case of clogging of the intake hole, while on one of the vertical Yenok and bottom of the hull-mounted vibrators, the outputs of which are connected to the control unit.