RU2693783C1 - Способ обработки и обезвреживания сточных вод и их осадков, и устройство для осуществления способа - Google Patents
Способ обработки и обезвреживания сточных вод и их осадков, и устройство для осуществления способа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2693783C1 RU2693783C1 RU2018105463A RU2018105463A RU2693783C1 RU 2693783 C1 RU2693783 C1 RU 2693783C1 RU 2018105463 A RU2018105463 A RU 2018105463A RU 2018105463 A RU2018105463 A RU 2018105463A RU 2693783 C1 RU2693783 C1 RU 2693783C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid medium
- treatment
- pipelines
- sediments
- chambers
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 239000013049 sediment Substances 0.000 title claims description 23
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 title abstract 2
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 title abstract 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 45
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 22
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 4
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 claims description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 abstract description 21
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 239000010865 sewage Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 abstract 1
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 abstract 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 abstract 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 11
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 5
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 3
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 3
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 108010034145 Helminth Proteins Proteins 0.000 description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 2
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 description 2
- 235000013601 eggs Nutrition 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 244000000013 helminth Species 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000224466 Giardia Species 0.000 description 1
- 241000224467 Giardia intestinalis Species 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000181 anti-adherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Substances [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 208000031513 cyst Diseases 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000010840 domestic wastewater Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical class [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000011160 magnesium carbonates Nutrition 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003895 organic fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003108 parasitologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 210000004895 subcellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к обработке и обезвреживанию бытовых, производственных и сельскохозяйственных сточных вод и их осадков, и может быть использована для канализационных очистных сооружений малой и средней производительности. Техническим результатом является повышение эффективности процесса обработки и обезвреживания сточных вод и их осадков путем интенсификации процесса СВЧ ЭМО с обеспечением безопасной эксплуатации устройства. Способ обработки и обезвреживания сточных вод и их осадков включает двухстадийное последовательное воздействие сверхвысокочастотным электромагнитным излучением при суммарной мощности излучения 2,0 кВт, частоте излучения 2450 МГц, причем обработку осуществляют в проточном режиме, при этом продолжительность воздействия составляет 4-8 минут до достижения температуры жидкой среды 50-85°С. Устройство содержит две камеры с встроенными в них, по меньшей мере, одним СВЧ-генератором, емкости исходной и обработанной жидкой среды, насос для подачи жидкой среды, подводящий и отводящий трубопроводы, трубопроводы обрабатываемой жидкой среды. Камеры размещены в экранирующем кожухе, который выполнен из металла. Трубопроводы обрабатываемой жидкой среды выполнены в форме цилиндрической спирали из радиопрозрачного материала и размещены вертикально внутри указанных камер. Подводящий и отводящий трубопроводы оборудованы запорно-регулирующей арматурой, средствами контроля давления и температуры. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл.
Description
Группа изобретений относится к обработке и обезвреживанию бытовых, производственных и сельскохозяйственных сточных вод и их осадков, и может быть использована для канализационных очистных сооружений малой и средней производительности, например, обработки стоков от небольших поселков, отдельных предприятий пищевой промышленности, животноводческих комплексов.
Воздействие электромагнитного излучения (далее - ЭМИ) на водные системы описано в работах Классена В.И. [Классен В.И. Омагничивание водных систем. М.: Химия, 1978, 240 с.], Исмаилова Э.Ш. [Исмаилов Э.Ш. Биофизическое действие СВЧ-излучений. М.: Энергоатомиздат, 1987, 143 с.]. Многочисленными исследованиями установлено, что электромагнитная обработка приводит к изменению следующих свойств водных систем: резко снижается поверхностное натяжения раствора (на 10-13%); улучшаются растворения в омагниченной воде карбонатов кальция и магния, различных органических соединений; увеличивается концентрация кислорода в воде; возрастает скорость образования кристаллов; уменьшается смачивание любой поверхности; ускоряется коагуляция и повышается скорость испарения.
Биофизическое действие ЭМИ связано с ионизацией молекул вещества и образованием возбужденных частиц, которые вступают во взаимодействие между собой и другими молекулами или распадаются с образованием свободных радикалов. Эти процессы вызывают снижение активности ферментов, нарушение структуры, функции нуклеиновых кислот и биологических мембран, а также другие повреждения клеток и субклеточных структур [Исмаилов Э.Ш. Биофизическое действие СВЧ-излучений. М.: Энергоатомиздат, 1987, с. 86]. Среди всего спектра ЭМИ радиоволнового диапазона выраженным биологическим действием обладает сверхвысокочастотное электромагнитное поле или микроволны (бактерицидный эффект).
Пространственная структура осадков сточных вод является коллоидной системой, включающей мелкодисперсные твердые частицы. Суммарный отрицательный электрический заряд на поверхности коллоидных частиц вызывает взаимное отталкивание, и, как следствие, осадки не поддаются осаждению и фильтрации.
Обработка сверхвысокочастотным (далее - СВЧ) ЭМИ осадков сточных вод приводит к образованию диссоциированных молекул и свободных радикалов, возникновению электрических зарядов, возникают условия смещения равновесия коллоидных систем, и, как следствие, улучшение влагоотдающих свойств осадков. За счет объемного повышения температуры осадка увеличивается испарение влаги, что приводит к уменьшению его объема. За счет повышения активности кислорода активизируются окислительные процессы (разложение органики). При этом полезным побочным эффектом является деструкция клетчатки, снижение активности ферментов клетки микроорганизмов, происходит дезинфекция и уничтожение яиц гельминтов, патогенных бактерий, что существенно расширяет возможность повторного использования осадков (например, в качестве удобрения).
Известен способ обеззараживания жидкой среды, который включает обработку по крайней мере одним постоянным магнитным полем потока жидкой среды, скорость потока жидкости устанавливают равной 0,1-10 м/с, а постоянное магнитное поле создают с вектором магнитной индукции, направленным перпендикулярно потоку жидкой среды и имеющим величину, большую 0,02 Тл [RU 2126772 C1, C02F 1/48, опубл. 27.02.1999].
Известен способ антибактериальной обработки потока жидкой среды и устройство для его осуществления [RU 2376247 С2, C02F 1/48, опубл. 20.12.2009]. Способ антибактериальной обработки жидкости включает воздействие магнитным и электрическим полями на закрученный поток жидкости и создание градиента концентрации ионов, электрическое поле индуцируют магнитным полем, вектор магнитной индукции которого перпендикулярен вектору скорости закрученного потока жидкости, при этом повышают концентрацию ионов гидроксония и клеток бактерий в локальном объеме жидкости. Устройство для антибактериальной обработки жидкости включает цилиндрическую и коническую части, тангенциальный входной патрубок, соединенный с цилиндрической частью, и магниты, при этом устройство снабжено кольцами, установленными с зазором друг к другу в конической части, магниты прикреплены к кольцам, при этом магниты на рядом расположенных кольцах разнополярны и создают в жидкости, движущейся в зазорах, индуцируемое электрическое поле.
Недостатками вышеперечисленных способов и устройств являются низкая эффективность, сложность оборудования.
Известен способ обработки сточных вод и установка для его реализации [RU 2144517 C1, C02F 9/14, опубл. 20.01.2000]. Способ включает осветление с последующей обработкой в аэробном и анаэробном режимах, перед осветлением сточную воду обеззараживают для устранения биологической конкуренции используемых штаммов микроорганизмов, в процессе обработки водные потоки турбулизируют для обеспечения взаимодействия с иммобилизованной биопленкой и обработанную сточную воду и удаленный осадок обеззараживают для предотвращения загрязнения окружающей среды микроорганизмами, используемыми для очистки сточных вод. Установка для очистки сточных вод включает подводящий и отводящий трубопроводы, насос и компрессор, осветлитель и биореакторы в виде септических камер, на подводящем и отводящем трубопроводах установлены обеззараживающие устройства, а между пластинами с иммобилизованной биопленкой биореакторов установлены турбулизаторы в виде профилированных перфорированных пластин. В качестве обеззараживающего устройства используют установку СВЧ.
Недостатком известного способа и установки для его реализации является узкое применение электромагнитного излучения - только бактерицидное действие на сточные воды.
Наиболее близким к заявляемой группе изобретений является способ безреагентной обработки и обезвреживания осадков сточных вод, заключающийся в обработке смеси осадков, представляющей собой первичный осадок и избыточный активный ил в соотношении 1:2, сверхвысокочастотным электромагнитным излучением при мощности излучения 800-1000 Вт, частоте излучения 3*109-3*1010 Гц и продолжительностью 5-10 мин. Смесь осадков объемом 300-500 мл помещают в СВЧ печь, имеющей металлические стенки [RU 2569533 C1, C02F 11/00, C02F 1/30, опубл. 27.11.2015].
Недостатком известного способа является порционная обработка небольших объемов смеси осадков, что значительно усложняет процесс обработки осадков и не обеспечивает широкое применение метода. Кроме того, указанная установка по известному способу не позволяет осуществлять обработку сточных вод в проточном режиме, СВЧ-обработку осуществляют в одну стадию, что не дает максимальные эффекты очистки.
Технической проблемой, на решение которой направлена группа изобретений, является создание способа обработки и обезвреживания сточных вод и их осадков, и устройства для осуществления указанного способа, обеспечивая возможность непрерывной, двухстадийной сверхвысокочастотной электромагнитной обработки (далее - СВЧ ЭМО) сточной воды и их осадков (смесь первичных осадков и избыточного активного ила 1:2, влажностью 97-98%) непосредственно на технологическом трубопроводе, обеспечивая при этом безопасную эксплуатацию устройства.
Техническим результатом, на достижение которого направлена предлагаемая группа изобретений, является повышение эффективности процесса обработки и обезвреживания сточных вод и их осадков путем интенсификации процесса СВЧ ЭМО с обеспечением безопасной эксплуатации устройства.
Технический результат достигается предлагаемой группой изобретений, включающей способ обработки и обезвреживания сточных вод и их осадков, и устройство для осуществления указанного способа.
Способ обработки и обезвреживания сточных вод и их осадков включает обработку СВЧ ЭМИ, новым является то, что обработка сточных вод и их осадков включает двухстадийное последовательное воздействие СВЧ ЭМИ при суммарной мощности излучения 2,0 кВт, частоте излучения 2450 МГц, причем обработку осуществляют в проточном режиме, при этом продолжительность воздействия составляет 5-10 минут до достижения температуры жидкой среды 50-85°С.
Устройство для реализации способа обработки и обезвреживания сточных вод и их осадков содержит две камеры с встроенными в них, по меньшей мере, одним СВЧ-генератором, емкости исходной и обработанной жидкой среды, насос для подачи жидкой среды, подводящий и отводящий трубопроводы, трубопроводы обрабатываемой жидкой среды, при этом указанные камеры размещены в экранирующем кожухе, который выполнен из металла, трубопроводы обрабатываемой жидкой среды выполнены в форме цилиндрической спирали из радиопрозрачного материала и размещены вертикально внутри указанных камер, подводящий и отводящий трубопроводы оборудованы запорно-регулирующей арматурой, средствами контроля давления и температуры. Экранирующий кожух может быть выполнен из стали толщиной 0,8-2 мм или из алюминиевой фольги толщиной 0,1-0,5 мм. Трубопроводы обрабатываемой жидкой среды могут быть выполнены из кремнийорганической силиконовой резины или из жаропрочного стекла.
На фиг. 1 представлено устройство для осуществления способа обработки и обезвреживания сточных вод и их осадков.
На фиг. 2 и фиг. 3 представлены зависимости изменения концентраций загрязнений от стадий обработки по предлагаемому способу.
На фиг. 4 представлены диаграммы сравнения удельного сопротивления фильтрации исходных осадков, после обработки по предлагаемому способу и традиционной реагентной обработки.
Предлагаемое устройство для осуществления способа обработки и обезвреживания сточных вод и их осадков (фиг. 1) содержит: две камеры 1 и 2 с встроенными в них, по меньшей мере, одним СВЧ - генератором (не показано), подводящий трубопровод 3 и отводящий трубопровод 4, трубопроводы обрабатываемой жидкой среды 5 и 6, емкость исходной жидкой среды 7 и емкость обработанной жидкой среды 8. Камеры 1 и 2 размещены в экранирующем кожухе 9, который выполнен из стального листа. Подводящий трубопровод 3 оборудован насосом 10, обратным клапаном 11, запорно-регулирующей арматурой 12, 13 (например, краном шаровым, клапаном регулирующим или задвижкой), средством контроля давления 14 (например, манометром), средством контроля температуры 15 (например, термометром). Отводящий трубопровод 4 оборудован средством контроля температуры 16 (например, термометром) и запорной арматурой 17 (например, краном шаровым). Трубопроводы обрабатываемой жидкой среды 5 и 6 выполнены в форме цилиндрической спирали из радиопрозрачного материала, например, из кремнийорганической силиконовой резины или из жаропрочного стекла и размещены вертикально внутри указанных камер 1 и 2. Трубопроводы обрабатываемой жидкой среды 5 и 6 снабжены сливными патрубками 18 и 19 с краном дренажным 20 и 21 соответственно.
Камеры 1 и 2 выполнены из металла.
Экранирующий кожух 9 может быть выполнен из стали толщиной 0,8-2 мм или из алюминиевой фольги толщиной 0,1-0,5 мм.
Способ обработки и обезвреживания сточных вод и их осадков осуществляют с помощью описанного устройства следующим образом.
Сточные воды из емкости исходной жидкой среды 7 подают при помощи насоса 10 по подводящему трубопроводу 3 в трубопроводы обрабатываемой жидкой среды 5 и 6, которые встроены внутри камер 1 и 2. СВЧ-обработку жидкой среды осуществляют в две стадии последовательно, на первой стадии воздействуют в камере 1, на второй стадии - в камере 2. В камерах 1 и 2 сточные воды движутся по трубопроводу обрабатываемой жидкой среды 5 и 6 сверху вниз по спирали, при этом на сточные воды воздействуют сверхвысокочастотным электромагнитным излучением мощностью излучения 1 кВт (каждая камера), частотой излучения 2450 МГц, причем обработку осуществляют в проточном режиме, при этом продолжительность воздействия составляет 5-10 минут до достижения температуры жидкой среды 50-85°С, которую контролируют на выходе при помощи средства 16, например, термометра. Затем обработанная жидкая среда поступает по отводящему трубопроводу 4 в емкость обработанной жидкой среды 8. Давление, развиваемое насосом, контролирует средство 14, например, манометр, установленный на подводящем трубопроводе 3. Скорость потока жидкой среды в трубопроводах регулируют посредством запорно-регулирующей арматуры 13, например, клапаном регулирующим. Температуру обрабатываемой жидкой среды фиксируют средством контроля температуры 15, например, термометром, который установлен на подводящем трубопроводе 3.
Трубопроводы 3 и 4 оснащены запорно-регулирующей арматурой 12, 13 и 17, которую открывают и закрывают в зависимости от режимов работы устройства, в момент пуска и остановки, а также во время технического обслуживания устройства.
Для полного удаления жидкой среды из трубопроводов 5 и 6 предусмотрены сливные патрубки 18 и 19 с краном дренажным 20 и 21 соответственно.
Электрооборудование устройства может работать как от сети, так и от автономного источника питания.
Конструктивные размеры элементов заявляемого устройства и его технические характеристики зависят от заданных входных и выходных параметров, в частности от суточной производительности установки и требуемых эффектов очистки.
Ниже представлены основные технические характеристики одного из возможных вариантов устройства. Исходные данные для определения основных технических характеристик одного из возможных вариантов устройства:
обрабатываемая жидкость - смесь первичных осадков и активного ила (1:2), влажностью (W) 98-99%;
наружный диаметр трубопровода (D) - 28 мм;
внутренний диаметр трубопровода (Dвн) - 20 мм;
время обработки смеси осадков (t) = 8 мин;
температура исходной смеси осадков (Т) -+20°С.
Технические характеристики установки:
часовая производительность - 0,1 м3/ч;
суммарная потребляемая мощность установки - 2,0 кВт;
суммарная мощность электромагнитного излучения - 2,0 кВт;
частота излучения - 2450 МГц;
температура жидкой среды от 20 до 85°С;
скорость движения - 0,1 м/с;
требуемый напор - 2,5 м;
плотность потока ЭМИ от 0 до 0,03 Вт/см2.
Реализация заявляемого устройства не ограничивается приведенным выше вариантом и зависит от заданных исходных параметров, в частности от мощности СВЧ-генератора, производительности установки.
Преимущества предлагаемого способа обработки и обезвреживания сточных вод и их осадков с использованием устройства для его осуществления:
СВЧ-обработку осуществляют в две стадии на установке, содержащей две камеры с установленными в них, по меньшей мере, одним СВЧ-генератором, причем камеры расположены последовательно, что обеспечивает получение максимальных эффектов от СВЧ ЭМО сточной воды и их осадков, при этом сокращается время обработки;
предлагаемое устройство имеет непрерывный проточный принцип действия, что позволяет проводить электромагнитную обработку жидких сред непосредственно на технологическом трубопроводе. Отсутствие процессов загрузки/выгрузки обрабатываемой жидкой среды обеспечивает широкое применение данного способа обработки, как для проектируемых канализационных очистных станций, так и для реконструируемых;
количество СВЧ-генераторов в каждой камере может быть более одного, что обеспечивает возможность для попеременного включения с целью увеличения рабочего цикла;
трубопровод обрабатываемой жидкой среды выполнен в виде цилиндрической спирали, что дополнительно повышает эффективность СВЧ-обработки и сокращает продолжительность воздействия, за счет увеличения площади обработки;
выполнение трубопровода обрабатываемой жидкой среды, например, из кремнийорганической силиконовой резины или из жаропрочного стекла обеспечивает высокую термостойкость, химическую инертность, стойкость к агрессивным веществам, имеет антиадгезионные свойства (неприлипаемость), не горит;
выполнение экранирующего кожуха из стали толщиной 0,8-2 мм или из алюминиевой фольги толщиной 0,1-0,5 мм обеспечивает безопасную для человека эксплуатацию установки. Указанные материалы экранирующего кожуха обеспечивают поглощение СВЧ-излучения согласно санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 "Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ)", приложение 3.
В Российской Федерации промышленность выпускает унифицированные микроволновые генераторы, имеющие единичную выходную мощность до 100 и более кВт, работающих в диапазоне частот, в том числе 2450 МГц разрешенных соответствующими международными соглашениями.
Примеры осуществления способа обработки и обезвреживания сточных вод и их осадков с использованием предлагаемого устройства.
Пример 1. Обработка высококонцентрированных бытовых сточных вод:
- значительно снижается значение ХПК (химическое потребление кислорода) более чем в 2,5 раза. БПК (биологическое потребление кислорода) и взвешенные вещества после первой стадии обработки снизились в 1,5-2 раза, но после второй стадии произошло некоторое увеличение концентраций, по-видимому, за счет разрушения органических веществ, содержание которых оценивалось ХПК, и образования новых соединений (фиг. 2);
- концентрация аммонийного азота снижается в среднем на 23-25%, концентрация фосфатов - на 28-30%. Нитрат-ион (фиг. 3) возрастает. Это подтверждает, что аммонийный азот переходит в нитрат-ион (фиг. 3).
Пример 2. Обработка смеси первичных осадков и активного ила (смесь первичных осадков и избыточного активного ила 1:2):
- время уплотнения смеси осадков обработанной на СВЧ-установке в 1,5 раза меньше, чем время уплотнения исходной смеси и в 1,25 раза меньше времени уплотнения смеси с добавлением флокулянта «Zetag 8165»;
- степень уплотнения смеси осадков после СВЧ-обработки выше на 25% чем у исходных осадков и на 6,2% выше, чем у осадков с добавлением флокулянта «Zetag 8165» (таблица 1).
- эффективность снижения влажности за 15 минут ЭМО составляет 1,83% (таблица 2).
- уменьшается удельное сопротивление фильтрации осадков: для исходных осадков - 37,15⋅1010 г/см3, для осадков после СВЧ ЭМО - 6,93⋅1010 г/см3. Эффективность способа ЭМО осадков сопоставима с методом реагентной обработки (фиг. 4).
- увеличение содержания тяжелых металлов в осветленной иловой воде - жидкой фазе после отстаивания промытого дистиллированной водой осадка, и как следствие, снижение содержания тяжелых металлов в осадках (в среднем на 7%) (таблица 3).
- обработка пробы смеси осадков в течение 10 мин. СВЧ ЭМИ обеспечивает гибель всех известных патогенных бактерий. Имеется заключение о проведении паразитологического исследования в испытательной лаборатории ФГБУ ГСАС «Тюменская». Определяемые показатели: цисты лямблий (Giardia intestinalis), яйца и личинки гельминтов. Результаты исследований: проба воды сточной по исследованным показателям соответствует требованиям МУ 2.1.5.800-99 «Организация Госсанэпиднадзора за обеззараживанием сточных вод. Методические указания».
Осадки сточных вод после СВЧ ЭМО обработки соответствуют ГОСТ Р 17.4.3.07-2001. «Охрана природы. Почвы. Требования к свойствам осадков сточных вод при использовании их в качестве удобрений. - М.: Стандартинформ, 2008» и могут быть использованы в качестве органоминеральных удобрений в сельском хозяйстве.
Группа изобретений обеспечивает высокую эффективность обработки и обезвреживания сточных вод и их осадков, безопасное использование установки, а также защиту окружающей среды от СВЧ-излучения.
Claims (6)
1. Способ обработки и обезвреживания сточных вод и их осадков, включающий обработку сверхвысокочастотным электромагнитным излучением, отличающийся тем, что обработка сточных вод и их осадков включает двухстадийное последовательное воздействие сверхвысокочастотным электромагнитным излучением при суммарной мощности излучения 2,0 кВт, частоте излучения 2450 МГц, причем обработку осуществляют в проточном режиме, при этом продолжительность воздействия составляет 4-8 минут до достижения температуры жидкой среды 50-85°С.
2. Устройство для реализации способа обработки и обезвреживания сточных вод и их осадков, характеризующееся тем, что содержит две камеры с встроенными в них, по меньшей мере, одним СВЧ-генератором, емкости исходной и обработанной жидкой среды, насос для подачи жидкой среды, подводящий и отводящий трубопроводы, трубопроводы обрабатываемой жидкой среды, при этом указанные камеры размещены в экранирующем кожухе, который выполнен из металла, трубопроводы обрабатываемой жидкой среды выполнены в форме цилиндрической спирали из радиопрозрачного материала и размещены вертикально внутри указанных камер, подводящий и отводящий трубопроводы оборудованы запорно-регулирующей арматурой, средствами контроля давления и температуры.
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что экранирующий кожух выполнен из стали толщиной 0,8-2 мм.
4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что экранирующий кожух выполнен из алюминиевой фольги толщиной 0,1-0,5 мм.
5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что трубопроводы обрабатываемой жидкой среды выполнены из кремнийорганической силиконовой резины.
6. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что трубопроводы обрабатываемой жидкой среды выполнены из жаропрочного стекла.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018105463A RU2693783C1 (ru) | 2018-02-13 | 2018-02-13 | Способ обработки и обезвреживания сточных вод и их осадков, и устройство для осуществления способа |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018105463A RU2693783C1 (ru) | 2018-02-13 | 2018-02-13 | Способ обработки и обезвреживания сточных вод и их осадков, и устройство для осуществления способа |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2693783C1 true RU2693783C1 (ru) | 2019-07-04 |
Family
ID=67252307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018105463A RU2693783C1 (ru) | 2018-02-13 | 2018-02-13 | Способ обработки и обезвреживания сточных вод и их осадков, и устройство для осуществления способа |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2693783C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2739259C1 (ru) * | 2020-04-15 | 2020-12-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уральский государственный горный университет» | Способ очистки кислых шахтных вод и мобильный технологический комплекс для его реализации |
| RU2821572C1 (ru) * | 2023-09-20 | 2024-06-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Компания Нью Текнолоджис Плюс" | Способ производства грунта на основе осадков сточных вод, переработанных химическими и физическими методами |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3314863A1 (de) * | 1983-04-23 | 1984-10-25 | Böhnke, Botho, Prof. Dr.-Ing., 5100 Aachen | Verfahren und anlage zur beseitigung des aus einer klaeranlage abgezogenen klaerschlammes |
| RU2475458C2 (ru) * | 2010-04-29 | 2013-02-20 | Закрытое акционерное общество "Компания "Экос" | Способ обработки сточных вод с получением очищенной воды и обеззараженных отходов |
| RU2569533C1 (ru) * | 2014-08-26 | 2015-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный архитектурно-строительный университет" | Безреагентный способ обработки и обезвреживания осадков сточных вод |
| RU2582415C2 (ru) * | 2014-06-10 | 2016-04-27 | Евгений Владимирович Левин | Установка свч-обработки осадков сточных вод |
-
2018
- 2018-02-13 RU RU2018105463A patent/RU2693783C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3314863A1 (de) * | 1983-04-23 | 1984-10-25 | Böhnke, Botho, Prof. Dr.-Ing., 5100 Aachen | Verfahren und anlage zur beseitigung des aus einer klaeranlage abgezogenen klaerschlammes |
| RU2475458C2 (ru) * | 2010-04-29 | 2013-02-20 | Закрытое акционерное общество "Компания "Экос" | Способ обработки сточных вод с получением очищенной воды и обеззараженных отходов |
| RU2582415C2 (ru) * | 2014-06-10 | 2016-04-27 | Евгений Владимирович Левин | Установка свч-обработки осадков сточных вод |
| RU2569533C1 (ru) * | 2014-08-26 | 2015-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный архитектурно-строительный университет" | Безреагентный способ обработки и обезвреживания осадков сточных вод |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2739259C1 (ru) * | 2020-04-15 | 2020-12-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уральский государственный горный университет» | Способ очистки кислых шахтных вод и мобильный технологический комплекс для его реализации |
| RU2821572C1 (ru) * | 2023-09-20 | 2024-06-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Компания Нью Текнолоджис Плюс" | Способ производства грунта на основе осадков сточных вод, переработанных химическими и физическими методами |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yadollahpour et al. | Electromagnetic fields for the treatments of wastewater: a review of applications and future opportunities | |
| US20100078389A1 (en) | Method of Treating Sludge Material Using Electrokinetics | |
| Smarzewska et al. | Wastewater treatment technologies | |
| Diak et al. | Stabilisation and dewatering of primary sludge using ferrate (VI) pre-treatment followed by freeze-thaw in simulated drainage beds | |
| RU2693783C1 (ru) | Способ обработки и обезвреживания сточных вод и их осадков, и устройство для осуществления способа | |
| Gimeno et al. | Ozonation of 4‐chloro‐2‐methylphenoxyacetic acid (MCPA) in an activated sludge system | |
| CN217127168U (zh) | 一种可防止不同类型污水交叉的实验室废水处理装置 | |
| Tony et al. | An alternative arrangement for the alum sludge management: minimising waste with low-cost solar techniques | |
| Khezri et al. | Efficiency of horizontal roughing filter in removing nitrate, phosphate and chemical oxygen demand from effluent of waste stabilization pond | |
| Yahaghi et al. | Application of radiofrequency for decolorization, floc formation, and microorganism inactivation | |
| Burboa-Charis et al. | Simultaneous removal of Cd2+ and Zn2+ from aqueous solution using an upflow Al-electrocoagulation reactor: optimization by response surface methodology | |
| CN104925896A (zh) | 一种led紫外去除水中含氮污染物装置及利用该装置去除水中含氮污染物的方法 | |
| CN201284279Y (zh) | 生化处理器 | |
| Singh et al. | Hybrid treatment of hospital wastewater combining continuous flow electrochemical coagulation coupled with adsorption | |
| RU2600752C1 (ru) | Способ и установка очистки и обезвреживания сточных вод | |
| RU2569533C1 (ru) | Безреагентный способ обработки и обезвреживания осадков сточных вод | |
| CN209974525U (zh) | 一种基于微生物和紫外杀菌处理黑臭废水的系统 | |
| Tertouche et al. | Performance assessment of wastewater treatment plants (WWTPs) and application of electrocoagulation process to improve their operation | |
| Poshtarenko | Application of alternating magnetic field in wastewater treatment at yeast enterprises | |
| JP2010042389A (ja) | ろ過式水処理装置 | |
| CN205838776U (zh) | 一种新型城市污水处理系统 | |
| Nainwal | Cost analysis in terms of wastewater treatment and sustainable development | |
| Castro et al. | Emerging Technologies in Water Treatment: Recent Advances | |
| Hoseini et al. | Biodegradation of linear alkyl benzene sulfonate by sequencing batch reactor in sanitary wastewater | |
| Habel | Electrokinetic management of biosolids for the inactivation of helminth ova |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210214 |