SU1560485A1

SU1560485A1 - Установка дл очистки сточных вод и обработки осадка

Info

Publication number: SU1560485A1
Application number: SU884391942A
Authority: SU
Inventors: Борис Николаевич Репин; Маргарита Викторовна Королева; Ирина Игоревна Павлинова; Маркс Ионович Друкаров
Original assignee: Всесоюзный Заочный Инженерно-Строительный Институт
Priority date: 1988-03-15
Filing date: 1988-03-15
Publication date: 1990-04-30

Abstract

Изобретение относитс к области биологической очистки бытовых и промышленных сточных вод и обработки осадка и может найти применение на городских и промышленных очистных сооружени х средней и высокой производительности. Позвол ет снизить энергозатраты в процессах очистки СВ и обработки осадка за счет того, что установка, содержаща аэротенк, снабженный измерительным лотком и пневматическими аэраторами, воздухонагреватель, соединенный напорным воздухопроводом с пневматическими аэраторами, метантенки первой и второй ступени, оборудованные трубопроводами загрузки, подачи и удалени осадка, всасывающим и напорным трубопроводами метаносодержащего газа, последний из которых присоединен к крупнопузырчатым диспергаторам, расположенным в нижней части метантенка второй ступени, снабжена преобразователем энергии газового потока в электрическую, установлены на одном валу с генератором посто нного тока, противоточной газожидкостной колонной щелочного контакта с насадкой, соединенной по параллельной схеме с напорным трубопроводом метаносодержащего газа, и электролитическим регенератором, соединенным с нижней частью проточной газожидкостной колонны посредством трубопровода отработавшего раствора щелочи и с верхней посредством трубопровода исходного раствора щелочи, напорный воздухопровод снабжен дополнительным ответвлением, которое соединено с входом преобразовател газового потока, а генератор посто нного тока сообщен с электролитическим регенератором, один из контактов которого оборудован регул тором напр жени и распределителем плотности тока. 1 ил.

Description

Изобретение относитс к биологической очистке бытовых и промышленных сточных вод и обработке осадка и может найти применение на городских и промышленных очистных сооружени х средней и высокой производительности.

Цель изобретени - сокращение энергозатрат в процессах очистки сточных вод и обработки осадка.

На чертеже представлен общий вид установки дл биологической очистки сточных вод и обработки осадка.

Установка дл очистки сточных вод и обработки осадка включает аэротенк 1 дл биологической очистки сточных вод с трубопроводами 2 и 3 исходной сточной воды и иловой смеси, снабженный измерительным лотком 4 с уровнемером 5, анализатором 6 растворенного кислорода и пневматическими аэраторами 7, соединенными напорным воздуховодом 8 с дополнительным ответвлением 9 и электрофицированными воздушными заслонками 10 и 11 к воздухонагнета- телю 12. Вторичный отстойник 13 с трубопроводом 14 очищенной сточной жидкости, трубопроводом 15 удалени осадка соединенным с иловым насосом 16, трубопроводом 17 циркул ционного активного ила и трубопроводом 18 загрузки осадка в метантенки 19 и 20 первой и второй ступеней дл обработки осадка, оборудованные трубопроводами 21 и 22, подачи и удалени осадка соответственно всасывающим трубопроводом 23 и напорным трубопроводом 24 метаносодержащего газа с компрессором 25 и перемычкой 26, а также расположенными в нижней части метан- тенка второй ступени крупнопузырчатыми диспергаторами метаносодержащего газа 27 дл перемешивани осадка.

Преобразователь энергии газового потока в электрическую 28 с входным и выпускным патрубками 29 и 30, состо щий из корпуса 31, с расположенным в нем горизонтальным валом 32, на котором закреплены рабочие колеса 33 со статорами 34, соосно установленный с генератором 35 посто нного тока с анодной и катодной клеммами 36 и 37. Электролитический регенератор 38 с пластинами-электродами 39, анодной и катодной клеммами 40 и 41 и контактами 42 и 43, снабженными регул тором 44 напр жени и распределителем 45 плотности тока, оборудованный газовым колпаком 46, трубопроводами 47 - 49, шлама, двуокиси углерода и исходного раствора щелочи соответственно, причем последний из них, заканчивающийс оросительным устройством 50, при помощи циркул ционного насоса 51, сообщенного с баком 52 исходного раствора щелочи с трубопроводом 53 подпитки свежим раствором щелочи, введен в верхнюю часть противоточной гаэожидкостной колонны 54 щелочного контакта с насадкой 55, в нижней части которой смонтирован трубопровод 56

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

отработавшего раствора щелочи, сообщенный с электролитическим регенератором . Газосъемный колпак 57 противоточной газожидкостной колонны оборудован трубопроводом 58 обогащенного газа, введенным в трубопровод 59 циркул ционного обогащенного газа и трубопровод 60 утилизируемого обогащенного газа, при этом трубопровод циркул ционного обогащенного газа присоединен к крупнопузырчатым дис- пергаторам метантенка второй ступени.

Установка дл обработки сточных вод работает следующим образом,

Исходную сточную жидкость по тру- бопроводу 2 подают в аэротенк 15 где в контакте с активным илом, сопровождаемым аэрацией сжатым воздухом, поступающим от воздухонагнетател 12 по напорному воздухопроводу 8 к пневматическим аэраторам 7, происходит биологическое окисление органических загр знений. Иловую смесь по трубопроводу 3 направл ют во вторичный отстойник 13, где происходит ее осветление , после чего очищенную сточную жидкость по трубопроводу 14 отвод т за пределы сооружени , а выделенный осадок посредством илового насоса 16а частично подают по трубопроводу 17 циркул ционного активного ила в аэротенк , а частично - по трубопроводу 18 загрузки направл ют на обработку в метантенк 19 первой ступени. В ме- тантенке первой ступени осуществл ют начальную или кислотную стадию анаэробного сбраживани осадка, сопровождаемую разложением белков жиров и углеводов с образованием кислот жирного р да, масл ной, муравьиной, уксусной, пропионовой и др. Образуютс и другие простые органические „(альдегиды, спирты) и неорганические (аммиак, сероводород, двуокись углерода , водород) вещества. Из метантенка первой ступени осадок направл ют по трубопроводу 21 в метантенк 20 второй ступени, где осуществл ют щелочную стадию сбраживани осадка и завершаетс цикл его обработки, после чего осадок приобретает стабильность, необходимую дл его подсушивани и дальнейшей утилизации. Во второй стадии щелочного или метанового сбраживани из конечных продуктов первой стадии в результате жизнеде тельности метанообразующих бактерий образуютс в основном метан и угольна кислота. .

Образующийс в процессе сбраживани газ состоит из метана (60-67%) и двуокиси углерода (30-33%), содержание водорода не превышает 1-2%, азота 0,5%. Удельный выход газа составл ет 10-15м3 на 1 м3 осадка.Обладающий топливными свойствами газ из метан- тенков направл ют на сжигание в котельную , а полученное тепло используют на нужды станции, главным образом на обогрев метантенков, до температуры рабочей среды 30-35 или 50-55 (мезофилъный и термофильный режимы). Перед подачей в котельную газовую смесь по напорному трубопроводу 24 метачосодержащего газа направл ют в противоточную газожидкостную колонну 54 щелочного контакта, снабженную

5

а следовательно,рабочий объем метантенков .

Б период снижени технологической нагрузки на аэротенк, что фиксируетс уровнемером 5, установленным в измерительном лотке 4, и дополнительно контролируетс анализатором 6 растворенного кислорода, установленным в аэротенке, снижаетс потребность в кислороде и часть расхода воздуха, подаваемого воздухонагнетателем 12 по напорному воздухопроводу 8 в пневматические аэраторы 7 зэротенка, по дополнительному ответвлению 9 избыточного воздуха направл етс в преобразователь энергии газового потока в электрическую 28, на одном валу с которым установлен генератор 35 пос

насадкой 55, увеличивающей поверхность20 то нного тока. Св зь расхода иэбыточконтакта Обработку газовой смеси производ т раствором едкого натра в результате чего двуокись углерода извлекают из газовой смеси в соответствии с уравнением

2Na01 + С0а- ИагСО,+Н40. Свежий раствор NaOH с помощью циркул ционного насоса 51 посто нно ввод т з гоговну.-с часть противоточнок газожидкостной колонны по трубопроводу 49 исходного раствора ыелочи, а отработавший оаствор, содержащий остаточное количество NaOH и значительные количества натриевой ссцы NaeC03, ov- вод т по трубопроводу 56 отработавшего раствора щелочи из нижней части газожидкостной колонны, в результате чего обработка газовой смеси из ме-. тэнтенков ведетс в непрерывном режиме . Часть обогащенного газа, содержание метана в котором повысилось до 95-96%, по трубопроводу 60 утилизируемого обогащенного газа поступает на сжигание в котельную, а циркул ционную часть обогащенного газа по трубопроводу 59 циркул ционною обогащенного газа возвращают в метантенк второй ступени, посредством барботажа через крупнопузырчатые диспергаторы 27, установленные в нижней части ме- тантенка второй ступени. Барботаж иловой среды газовой смесью, содержащей повышенные концентрации метана„ обеспечивает эффективное перемешивание осадка, способствует процессу газовыделени , а также интенсифицирует де тельность метанообразующих бактерий , котора в конечном итоге определ ет скорости процессов сбраживани ,

ного количества воздуха с поступающей на аэротенк технологической нагрузкой устанавливаетс автомо гически путем соответствующего управлени

5 электрофицироьаиными воздушными заслонками 10,11. По мере увеличени расхода избыточного воздуха и соответственно числа оборотов вала 39 преобразовател энергии 28 генератор

Q 3S вырабатывает взрастающего напр жени и силы, ко торн., поступает в регул тор 44 нгпр жени к р слреде- литель 45 плотности тока, посла чего к клеммам 40 и 41 электролитического регенератора 28 поступает ток близкой к посто нной силы и напр жени э что необходимо дл устойчивого проведени процесса электролитической регенерации .

Загрузку электролитического регенератора 38 производ т с помощью трубопровода 56 отработавшего раствора щелочи. При подаче к анодным и катодным пластинам-электродам 39 электролитического регенератора посто нного тока происходит электролитическое разложение водного раствора в соответствии с уравнением Na2C05 + - -2NaOH + С04.

0 Газообразную смесь двуокиси углерода отвод т через газовый колпак 46 электролитического регенератора по трубопроводу 48 двуокиси углерода, осевший в нижней части шлам направл 5 ют по трубопроводу 47 шлама на утилизацию , а регенерированный раствор NaOH с помощью циркул ционного насоса 51 по трубопроводу 49 исходного раствора щелочи возвращают в головную

5

0

5

7156

(верхнюю) часть противоточной газожидкостной колонны 54 щелочного контакта . Убыль рабочего раствора NaOH пополн ют с помощью бака 52 исходного раствора щелочи, сообщенного с циркул ционным насосом 51.

Когда скорость вращени , генератора 35 посто нного тока, и, следовательно , сила тока, подводимого к клеммам 40 и 41 электролитического регенератора 38 мала, распределитель 45 плотности тока включает в работу пластины электроды 39. По мере роста числа оборотов генератора 35 и соответственно возрастани силы и плотности тока на пластинах-электродах до номинальных значений распределитель 45 плотности тока автоматически подключает дополнительное количество пластин-электродов таким образом, что электрохимическое разложение NatCC осуществл етс во всем диапазоне скоростей вращени преобразовател энергии газового потока в элект- рическую 28.

Использование изобретени позвол ет интенсифицировать процесс анаэробного сбраживани осадка в метантенках и существенно повысить каллорийность

газа за счет рекуперативного использовани электроэнергии воздухонагне- тателей, периодически высвобождающейс в услови х колебаний нагрузки на аэротенки по органическим загр знени м . В результате этого эксплуатацией- ные затраты снижаютс на 35% при уменьшении капитальных затрат в среднем на 15%.

Claims

Формула из-обретени

Установка дл очистки сточных вод

и обработки осадка, содержаща аэро

5

8

тенк, снабженный измерительным лотком и пневматическими аэраторами, возду- хонагнетатель, соединенный напорным воздухопроводом с пневматическими аэраторами, метантенки первой и второй ступени, оборудованные трубопроводами загрузки, подачи и удалени осадка, всасывающим и напорным трубопроводами метаносодержащего газа, последний из которых присоединен к крупнопузырчатым диспергаторам, расположенным в нижней части метантенка второй ступени, отличающа 5

д

0

40

энергозатрат в процессах очистки сточных вод и обработки осадка, установка снабжена преобразователем энергии газового потока в электрическую , установленном на одном валу с генератором посто нного тока, противоточной газожидкостной колонной щелочного контакта с насадкой, соединенной по параллельной схеме с напорным трубопроводом метаносодержащего газа, и электролитическим регенератором , соединенным с нижней частью противоточной газожидкостной колонны посредством трубопровода отработавшего раствора щелочи и с верхней - посредством трубопровода исходного раствора щелочи, напорный воздухопровод снабжен дополнительным ответвлением , которое соединено с входом преобразовател газового потока, а генератор посто нного тока сообщен с электролитическим регенератором, один из контактов которого оборудован регул тором напр жени и распределителем плотности тока.

Я 15

va