UA77927C2

UA77927C2 - Method for purification of wastewater and system for use thereof

Info

Publication number: UA77927C2
Application number: UAA200609192A
Authority: UA
Inventors: Oleksandr Petrovych Antonets; Borys Petrovych Radchenko; Mykola Bronislavovych Danylko
Original assignee: Oleksandr Petrovych Antonets; Borys Petrovych Radchenko; Mykola Bronislavovych Danylko
Priority date: 2006-08-21
Filing date: 2006-08-21
Publication date: 2007-01-15

Abstract

A method for purification of wastewater with finely dispersed organic pollutant and dissolved and undissolved inorganic pollutants comprises filtering undissolved inorganic pollutants, which are greater in sizes than particles of organic pollutant. Then coagulation of particles of organic pollutant in the field of ultrasonic oscillations is carried out. Coagulated particles are filtered and withdrawn from purified flow. And salts are withdrawn of water by method of super-cavitation evaporation. A system for using the method for purification of wastewater contains filter, filter-coagulator, on which body ultrasonic emitter, preheater, super-cavitation evaporator, separator, condenser, distillate accumulator, brine and condensed drops accumulators are fixed. This invention provides for waterpurification from finely dispersed organic pollutant and large content of dissolved inorganic pollutants (salts).

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід належить до очищення стічних вод від забруднення та може знайти застосування переважно для 2 очищення стічних вод при виробництві харчових дріжджів та лізину.The invention relates to the purification of wastewater from pollution and can be used mainly for the purification of wastewater in the production of nutritional yeast and lysine.

На практиці виробництва харчових дріжджів та лізину, коли воно виконується на одній виробничій площадці, стічні води від обох виробництв, як правило, об'єднуються і направляються після значного розбавлення водою на очисні споруди, які обслуговують декілька промислових об'єктів. Наявне на виробництві фільтруюче та сепараторне обладнання практично не в змозі виділити з водяного розчину в зв'язку з високою дисперсністю 70 частин лізину та дріжджів значну частину цих продуктів. Концентрація органіки в стічних водах дуже висока (досягає 80000 мг О/л). Такі стічні води можуть направлятися на переробку на очисні споруди тільки після значного розбавлення водою. Підприємства, що виробляють лізин та дріжджі, несуть значні витрати за воду.In practice, the production of nutritional yeast and lysine, when it is carried out at the same production site, waste water from both productions, as a rule, is combined and sent after significant dilution with water to treatment plants that serve several industrial facilities. The filter and separator equipment available in production is practically unable to separate a significant part of these products from the aqueous solution due to the high dispersion of 70 parts of lysine and yeast. The concentration of organic matter in wastewater is very high (up to 80,000 mg O/l). Such wastewater can be sent for processing to treatment plants only after significant dilution with water. Enterprises producing lysine and yeast incur significant water costs.

Втрачається значна кількість органічного продукту, який може бути використаний як частина начальної сировини при виробництві лізину та дріжджів. 12 Відомий спосіб очищення рідини чи газу і фільтр (патент Російської Федерації Мо2049522 ВО1027/22, 19951 шляхом пропускання потоку середовища через фільтровий матеріал. При цьому в потоці, що фільтрується, попередньо збуджують коливання, що створюють плоску стоячу хвилю на частоті нижчої моди попередніх коливань.A significant amount of organic product is lost, which can be used as part of the starting material in the production of lysine and yeast. 12 A known method of cleaning a liquid or gas and a filter (patent of the Russian Federation Мо2049522 ВО1027/22, 19951 by passing the flow of the medium through the filter material. At the same time, in the filtered flow, oscillations are pre-excited, which create a flat standing wave at the frequency of the lower mode of the previous oscillations .

Проте відомий спосіб та фільтр не забезпечують необхідної степені очищення стічних вод при виробництві лізину та дріжджів. Такі стічні води мають дрібнодисперсний органічний забруднювач та високий вміст розчинених неорганічних забруднювачів. В ньому не має можливості очистити воду від розчинених неорганічних забруднювачів.However, the known method and filter do not provide the required level of wastewater treatment in the production of lysine and yeast. Such wastewater has finely dispersed organic pollutants and a high content of dissolved inorganic pollutants. It does not have the ability to purify water from dissolved inorganic pollutants.

Найбільш близьким до запропонованого винаходу є відомий спосіб очищення рідини та пристрій для його використання |див. патент України Мо55323, 502Е1/36, від 29.12.1999 року, бюл. МоЗ від 17.03.2003 року|, шляхом с 22 попереднього збудження в ній ультразвукових коливань з утворенням стоячої хвилі та наступного пропускання о рідини через фільтроелемент, при цьому коливання збуджують на одній частоті, але з різним фазовим зсувом, і в режимі розвиненої кавітації, а необхідний ступінь ультразвукової обробки і очищення рідини досягають зміною часу витримки рідини в зоні стоячих хвиль.Closest to the proposed invention is a known method of liquid purification and a device for its use | see patent of Ukraine Mo55323, 502E1/36, dated 12.29.1999, bull. MoZ dated 03/17/2003|, by pre-exciting ultrasonic oscillations in it with the formation of a standing wave and subsequent transmission of the liquid through the filter element, while the oscillations are excited at the same frequency, but with a different phase shift, and in the mode of advanced cavitation, and the necessary degree of ultrasonic treatment and cleaning of the liquid is achieved by changing the exposure time of the liquid in the zone of standing waves.

Відомий пристрій містить фільтр-коагулятор з вхідним та вихідним патрубками з розташованим на ньому в випромінювачем. Фільтр-коагулятор має пористу перегородку та бункер для збирання органіки ГаThe known device contains a filter-coagulator with inlet and outlet nozzles with a radiator located on it. The filter-coagulator has a porous partition and a hopper for collecting organic matter

Але й цей відомий спосіб та пристрій також не має можливості очистити воду від високого вмісту розчинених неорганічних забруднювачів (солей), які є обов'язковими в стічній воді при виробництві лізину та дріжджів. оBut even this known method and device also does not have the ability to purify water from a high content of dissolved inorganic pollutants (salts), which are mandatory in wastewater during the production of lysine and yeast. at

В основу винаходу покладена задача розробки такого способу очищення стічних вод та системи для його ї- використання при виробництві лізину та дріжджів, який би дозволив очистити воду від дрібнодисперсного 3о органічного забруднювача та великого вмісту розчинених неорганічних забруднювачів (солей). вThe invention is based on the task of developing such a method of wastewater treatment and a system for its use in the production of lysine and yeast, which would allow water to be purified from finely dispersed organic pollutants and a large content of dissolved inorganic pollutants (salts). in

Поставлена задача вирішується способом та системою очищення стічних вод з дрібнодисперсним органічним забруднювачем та розчиненими неорганічними забруднювачами з використанням фільтрування неорганічних частин та ультразвукових коливань, при цьому спочатку фільтрують неорганічні частинки, що за розмірами більші «Ф ніж частинки органічного забруднювача, потім проводять коагуляцію частинок органічного забруднювача в полі 70 ультразвукових коливань, фільтрують його і видаляють його з потоку, що очищається, а солі з води видаляють но) с методом суперкавітаційного випарювання.The task is solved by a method and system of wastewater treatment with finely dispersed organic pollutant and dissolved inorganic pollutant using filtering of inorganic particles and ultrasonic oscillations, while first filtering inorganic particles larger than the particles of organic pollutant, then carrying out coagulation of particles of organic pollutant in the field of 70 ultrasonic vibrations, filter it and remove it from the stream being cleaned, and salts are removed from the water using the method of supercavitation evaporation.

І» Система для використання вказаного способу містить фільтр, вихідний патрубок якого з'єднаний з фільтром-коагулятором, на корпусі якого закріплений ультразвуковий випромінювач, а в середині розташований фільтр з пористою перегородкою, фільтр-коагулятор містить бункер для збирання органіки, при цьому система 49 містить підігрівач, суперкавітаційний випарник з розташованими в ньому кавітаційними елементами, сепаратор, 7 конденсатор, накопичувач дистиляту, накопичувач розсолу та накопичувач сконденсованих крапель, при цьому -І вихідний патрубок фільтра-коагулятора з'єднаний з підігрівачем, що з'єднаний через перший вентиль та насос з суперкавітаційним випарником, який з'єднаний з сепаратором, що підключений до конденсатора, вихідний іш патрубок якого з'єднаний з накопичувачем дистиляту, вихід суперкавітаційного випарника через другий вентиль ка 20 з'єднаний з входом накопичувача розсолу, а через третій вентиль зі входом першого насосу, а вихід підігрівача через третій вентиль з'єднаний зі входом насоса. тм Спосіб, що пропонується, полягає в тому, що послідовно видаляють фільтруванням механічні частинки, що по розмірах більші, ніж частинки органічного забруднювача. Потім в полі ультразвукових коливань коагулюють частини органічного забруднювача, фільтрують його на пористій перегородці і видаляють із потоку, що 29 очищається. Після цього видалення солі з води виконують суперкавітаційним випарюванням.I» The system for using the specified method includes a filter, the outlet of which is connected to a filter-coagulator, on the body of which an ultrasonic emitter is fixed, and a filter with a porous partition is located in the middle, the filter-coagulator contains a hopper for collecting organics, while the system 49 contains a heater, a supercavitation evaporator with cavitation elements located in it, a separator, a condenser, a distillate accumulator, a brine accumulator and an accumulator of condensed drops, while -I the outlet of the filter-coagulator is connected to the heater, which is connected through the first valve and a pump with a supercavitation evaporator, which is connected to a separator connected to a condenser, the outlet of which is connected to the distillate accumulator, the outlet of the supercavitation evaporator is connected through the second valve ka 20 to the inlet of the brine accumulator, and through the third valve to the inlet of the first pump, and the outlet of the heater is connected through the third valve with the pump inlet. tm The proposed method consists in sequentially removing mechanical particles larger than organic pollutant particles by filtering. Then, in the field of ultrasonic vibrations, parts of the organic pollutant are coagulated, filtered on a porous partition and removed from the stream being cleaned. After that, salt removal from water is performed by supercavitation evaporation.

ГФ) Органічна складова забруднювача водного потоку виведена з потоку зі збільшеними частинками, згущена, не юю має солей, тобто придатна для використання як початкова сировина при виготовленні лізину та дріжджів.GF) The organic component of the pollutant of the water stream is removed from the stream with enlarged particles, condensed, does not contain salts, that is, it is suitable for use as a starting raw material in the production of lysine and yeast.

Неорганічна складова забруднювачів (солі) видаляється з потоку, що очищається, в процесі еуперкавітаційного випарювання в хімічно незмінному вигляді, що дозволяє використовувати ці солі як частину сировинного потоку 60 хімікатів при виготовленні лізину чи дріжджів.The inorganic component of pollutants (salts) is removed from the stream being cleaned in the process of eupercavitation evaporation in a chemically unchanged form, which allows these salts to be used as part of the raw stream of 60 chemicals in the production of lysine or yeast.

Сутність винаходу пояснюється рисунками, що додаються.The essence of the invention is explained by the accompanying drawings.

На Фіг.1 зображена система очищення стічної води при виробництві лізину чи дріжджів. Система містить зі вхідним патрубком фільтр 1, вихідний патрубок якого з'єднаний з фільтром-коагулятором 2, на корпусі якого закріплений випромінювач 3, а в середині розташований фільтр 4 з пористою перегородкою. Фільтр-коагулятор 2 бо містить бункер 5 для збирання органіки. Вихідний патрубок фільтра-коагулятора 2 з'єднаний з підігрівачем 6,Figure 1 shows a wastewater treatment system for the production of lysine or yeast. The system includes a filter 1 with an inlet pipe, the outlet pipe of which is connected to a filter-coagulator 2, on the body of which an emitter 3 is fixed, and in the middle there is a filter 4 with a porous partition. The filter-coagulator 2 contains a hopper 5 for collecting organic matter. The outlet of the filter-coagulator 2 is connected to the heater 6,

що з'єднаний через насос 7 з кавітаційним випарником 8, в якому розташовані кавітаційні елементи 9, що створюють парові каверни 10. Випарник 8 з'єднаний з сепаратором 11, що підключений до конденсатора 12, вихідний патрубок якого з'єднаний з накопичувачем 13 дистиляту. Система містить накопичувач 14 розсолу та накопичувач 15 сконденсованих крапель. Вихід випарника 8 через вентиль 16 з'єднаний із входом накопичувача 14 розсолу, а через вентиль 17 зі входом насосу 7. Вихід підігрівача 6 через вентиль 18 з'єднаний зі входом насосу 7.which is connected through a pump 7 to a cavitation evaporator 8, in which there are cavitation elements 9 that create steam caverns 10. The evaporator 8 is connected to a separator 11, which is connected to a condenser 12, the outlet of which is connected to a distillate accumulator 13 . The system contains 14 brine accumulators and 15 condensed drops accumulators. The outlet of the evaporator 8 is connected through the valve 16 to the inlet of the accumulator 14 of brine, and through the valve 17 to the inlet of the pump 7. The outlet of the heater 6 is connected to the inlet of the pump 7 through the valve 18.

Система функціонує наступним чином.The system functions as follows.

Стічна вода поступає на фільтр 1, де з потоку видаляються тверді частини з розмірами більші за 10 мк.The waste water enters the filter 1, where solid parts larger than 10 μm are removed from the flow.

Дальше потік направляється у фільтр-коагулятор 2, де частини органіки в полі ультразвукових коливань 7/0 Коагулюють (укрупнюються) та видаляються з потоку завдяки пористій перегородці фільтра 4 і накопичуються в бункері 5. Вода очищена від органіки, направляється в підігрівач 6, нагрівається до температури 1102С. Насосом 7 вода подається в суперкавітаційний випарник 8, де за кавітаційними елементами 9 в потоці водного розчину утворюються парові каверни 10. Пар з каверн 10 відводиться в сепаратор 11, де каплі розчину направляються в трубчатий конденсатор 12, який охолоджується водою. В ньому пар конденсується | накопичується в дистиляторі 75.13. При необхідності за допомогою вентилів 16, 17 та 18 може бути організовано багаторазове проходження через випарник 8 розчину, який необхідно очищати від розчинених неорганічних забруднювачів (солей). Це дозволяє досягнути значного ступеня упарювання розчину, що очищається.Further, the flow is sent to the filter-coagulator 2, where parts of the organic matter in the field of ultrasonic oscillations 7/0 Coagulate (condense) and are removed from the flow due to the porous partition of the filter 4 and accumulate in the hopper 5. The water is cleaned of organics, sent to the heater 6, heated to temperature 1102C. The pump 7 supplies water to the supercavitation evaporator 8, where steam caverns 10 are formed behind the cavitation elements 9 in the flow of the aqueous solution. Steam from the caverns 10 is diverted to the separator 11, where the solution droplets are sent to the tubular condenser 12, which is cooled by water. Steam condenses in it accumulates in the still 75.13. If necessary, with the help of valves 16, 17 and 18, multiple passage through the evaporator 8 of the solution, which must be cleaned of dissolved inorganic pollutants (salts), can be organized. This allows you to achieve a significant degree of evaporation of the solution being cleaned.

Соли з накопичувача 14 та органіка з бункера 5 використовується як начальна сировина при виробництві лізину та дріжджів.Salts from accumulator 14 and organics from bunker 5 are used as starting raw materials in the production of lysine and yeast.

Метод суперкавітаційного випарювання забезпечує саме високе серед існуючих методів випарювання зняття пару з 1 м? поверхні випарювання. Зняття пару з 1 м? поверхні каверни може доходити до 1200 кг пару за годину при різниці температур 6-122С. Вміст солі дистиляту знаходиться в діапазоні 22-25 мг на кілограм пару.The supercavitation evaporation method provides the highest vapor removal from 1 m? evaporation surface. Removal of steam from 1 m? the surface of the cavern can reach up to 1200 kg of steam per hour with a temperature difference of 6-122C. The salt content of the distillate is in the range of 22-25 mg per kilogram of steam.

Затрати енергії на виведення солі з 1 м? стоків знаходяться в межах 4 кВт/час. В технологічний процес згідно з даним способом очищення стічної води як частина начальної сировини повертається до 99,9 95 виведеного із с стічного потоку органічного забруднювача і 99,9 95 солі. Ге)Energy costs for the removal of salt from 1 m? drains are within 4 kW/hour. In the technological process according to this method of wastewater treatment, as part of the initial raw material, 99.9 95 of organic pollutant and 99.9 95 of salt removed from the sewage flow are returned. Gee)

Спосіб та система, що заявляються, реалізуються на обладнанні та технологічних процесах коагуляції забруднювачів водних розчинів та їх фільтрації в полі ультразвукових коливань та дистиляції водних розчинів способом суперкавітаційного випарювання. чаThe claimed method and system are implemented on the equipment and technological processes of coagulation of pollutants in aqueous solutions and their filtration in the field of ultrasonic vibrations and distillation of aqueous solutions by the method of supercavitation evaporation. Cha

Claims

The formula of the invention p

1. A method of wastewater treatment with finely dispersed organic pollutants and dissolved and undissolved inorganic pollutants, which includes the use of filtering undissolved pollutant particles and ultrasonic vibrations, which is distinguished by the fact that they are first filtered - undissolved inorganic particles, which are larger in size than particles of organic matter pollutant, then coagulation of organic pollutant particles is carried out in the field of ultrasonic vibrations, coagulated particles are filtered and removed from the stream being cleaned, and salts are removed from water by the method of supercavitation "evaporation".

2. A system for using the method according to claim 1, which contains a filter, the outlet of which is connected to a filter-coagulator, on the body of which an ultrasonic emitter is fixed, and a filter with a porous partition is located inside, the filter-coagulator contains a hopper for collecting organics, characterized by the fact that it contains a heater, a supercavitation evaporator with cavitation elements located therein, a separator, a condenser, a distillate accumulator, a brine accumulator and a condensate accumulator, while the outlet of the filter-coagulator is connected to the heater, which - connected through the first valve and the pump with the supercavitation evaporator, which is connected to the separator, which -1 is connected to the condenser, the outlet of which is connected to the distillate accumulator, the outlet of the supercavitation evaporator through the second valve is connected to the inlet of the accumulated brine, and through the third is), the valve - with the pump inlet. of 50 that F) has) 60 b5