СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ И ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

 


RU (11) 2264989 (13) C1

(51) 7 C02F1/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.01.2008 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2004124311/15 
(22) Дата подачи заявки: 2004.08.09 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.08.09 
(45) Опубликовано: 2005.11.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 952773 А, 23.08.1982. RU 2070165 C1, 10.12.1996. КЛЯЧКО В.А., АПЕЛЬЦИН И.Э. Очистка природных вод. М.: Стройиздат, 1971, с.288-289, 332-333. 
(72) Автор(ы): Назаров В.Д. (RU); Васимирский А.С. (RU); Сивкова Н.В. (RU); Гараев И.Ф. (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU) 
Адрес для переписки: 450062, г.Уфа, ул. Космонавтов, 1, ГОУ ВПО "УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ", патентная служба 

(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ И ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
Изобретение относится к термической очистке и обеззараживанию сточных вод и может быть использовано для локальной очистки сточных вод предприятий биологической промышленности, лечебных учреждений, туберкулезных больниц. Способ термического обеззараживания и очистки сточных вод включает предварительный нагрев сточной воды в теплообменном аппарате до температуры 20-30°С за счет тепла очищенных сточных вод и обеззараживание путем термической обработки. Предварительно подогретую сточную воду дополнительно подогревают в трубном пространстве автоклава за счет тепла обеззараженных сточных вод с последующим обеззараживанием сточных вод путем нагрева в межтрубном пространстве автоклава до температуры 110-120°С и при давлении 0,3-0,5 МПа. Далее проводят охлаждение сточной воды в межтрубном пространстве автоклава за счет подачи свежей сточной воды в трубное пространство автоклава, после чего сточную воду подвергают электрокаталитической обработке и реагентной обработке седиментацией. Образующийся осадок подогревают в режиме мезофильного или термофильного сбраживания за счет тепла очищенных сточных вод. Охлажденные в сгустителе и затем в теплообменном аппарате до температуры 20-30°С сточные воды направляют в водоем. Технический результат: уменьшение энергозатрат при обеспечении высокой степени очистки. 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к термической очистке и обеззараживанию сточных вод и может быть использовано для локальной очистки сточных вод предприятий биологической промышленности, лечебных учреждений, туберкулезных больниц.

Известен способ обработки осадков бытовых и/или промышленных сточных вод, включающий тепловую обработку суспензии осадков, разделение жидкой и твердой фаз, после окончания тепловой обработки суспензии при температуре 150-220°С ее обрабатывают щелочью до рН более 10 и кислородсодержащим газом при давлении 1,5-5,0 МПа в течение 20-180 мин, после чего давление снижают до атмосферного и охлажденную до температуры менее 100°С суспензию подают на разделение с выделением органоминерального комплекса в виде жидкой фазы и нерастворимого твердого остатка, содержащего соли тяжелых металлов [1].

Недостатком этого метода является нерациональное завышение температуры и давления, что ведет к большим затратам электроэнергии.

Известен способ обработки осадка органического происхождения, включающий нагрев при перемешивании и разделение на твердую и жидкую фазы, нагрев ведут острым паром до температуры 70-90°С в течение 18-25 с с одновременным разделением жидкой и твердой фаз путем прессования [2].

Недостатком этого способа является недостаточная эффективность. 

Известен способ одновременного проведения электрокатализа и электрокоагуляции. Технологическая схема очистки предусматривает после электрокаталитической обработки и отстаивания в течение 25-30 минут адсорбционно-каталитическую доочистку сточной воды путем фильтрования через слой адсорбента-катализатора [3].

Недостатком этого метода является также недостаточная эффективность. 

Наиболее близким техническим решением является метод для обеззараживания жидкости, заключающийся в том, что сточную воду предварительно нагревают в теплообменном аппарате за счет тепла очищенных сточных вод до температуры 50-60°С, а затем обеззараживают в течение 3-5 минут и температуре 120-140°С [4].

Недостатком этого метода является высокий расход электроэнергии.

Задача, решаемая изобретением, заключается в уменьшении энергозатрат при обеспечении высокой степени очистки.

Указанная задача решается тем, что в способе термического обеззараживания и очистки сточных вод, включающем предварительный нагрев сточной воды в теплообменном аппарате до температуры 20-30°С за счет тепла очищенных сточных вод и обеззараживание путем термической обработки, согласно изобретению предварительно подогретую сточную воду дополнительно подогревают в трубном пространстве автоклава за счет тепла обеззараженных сточных вод с последующим обеззараживанием сточных вод путем нагрева в межтрубном пространстве автоклава до температуры 110-120°С и при давлении 0,3-0,5 МПа, затем проводят охлаждение сточной воды в межтрубном пространстве автоклава за счет подачи свежей порции сточной воды в трубное пространство автоклава, после чего сточную воду подвергают электрокаталитической обработке и реагентной обработке седиментацией, образующийся осадок подогревают в режиме мезофильного или термофильного [5] сбраживания за счет тепла очищенных сточных вод, охлажденные при этом в сгустителе и затем в теплообменном аппарате до температуры 20-30°С сточные воды направляют в водоем. Кроме того, дополнительный нагрев сточной воды осуществляют в трубном пространстве до температуры 50...70°С, а процесс седиментации проводят на отстойниках с тонкослойными модулями. На чертеже представлена принципиальная схема технологии очистки и обеззараживания сточных вод предлагаемым способом.

Принципиальная схема включает насосную станцию 1, теплообменный аппарат 2, автоклав 3, в котором происходит нагрев до 110-120°С при давлении 0,3-0,5 МПа, электролизер 4, насосную станцию 5, смеситель 6, отстойник с тонкослойными модулями 7, сгуститель осадка 8 со встроенным теплообменным аппаратом.

Очистка сточных вод проводится следующим образом. Исходную сточную воду предварительно нагревают в теплообменном аппарате 2 за счет тепла очищенных сточных вод, затем сточную воду дополнительно нагревают в трубном пространстве автоклава 3 за счет тепла обеззараженных сточных вод, после чего сточную воду обеззараживают в межтрубном пространстве автоклава 3 за счет термоэлектрического нагревательного элемента типа ТЭН при температуре 110...120°С и при давлении 0,3-0,5 МПа в течение 1-2 часов, затем проводят охлаждение сточной воды в межтрубном пространстве автоклава за счет подачи свежей порции сточной воды в трубное пространство автоклава, после чего сточную воду подвергают электрокаталитической обработке и реагентной обработке седиментацией, затем сточную воду охлаждают в сгустителе за счет образующегося осадка и в теплообменном аппарате за счет свежей порции сточной воды очищенную сточную воду с температурой 20-30°С направляют в водоем, а образующийся в отстойнике осадок отводят на сгуститель, где подогревают в режиме мезофильного или термофильного сбраживания за счет тепла очищенных сточных вод для обезвоживания и компостирования.

Принцип электрокаталитической обработки заключается в том, что совместное применение катализаторов и электрогенерируемых окислителей позволяет полнее и целесообразнее использовать окислительную мощность реагентов, достичь глубокой минерализации органических веществ. В присутствии катализатора происходит ускорение разложения активного хлора с образованием реакционно-способного атомарного кислорода, который и обуславливает повышение скорости и глубины минерализации органических веществ. В данном случае электрокаталитическая обработка ведется в электролизерах, межтрубное пространство которых заполнено гранулированным каталитическим материалом [6].

Таким образом происходит практически полная передача тепла от нагретой сточной воды исходной сточной воде в теплообменном аппарате, автоклаве и сгустителе осадка.

Преимуществом предложенного способа по сравнению с прототипом являются низкие энергозатраты при обеспечении высокой степени очистки.

Изобретение предназначено для использования в промышленности при очистке и обеззараживании сточных вод предприятий биологической промышленности, лечебных учреждений, туберкулезных больниц.

На лабораторных установках одинаковой производительности были произведены испытания прототипа и данного способа. Результаты, полученные в ходе испытаний, представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Результаты испытаний 
Название показателя Прототип Способ термического обеззараживания и очистки сточных вод 
Энергозатраты на 1 м3 обеззараженной воды 336,8·106 Дж 210,5·106 Дж 


Из данной таблицы видно, что предлагаемый способ термического обеззараживания и очистки сточных вод имеет меньшие энергозатраты по сравнению с прототипом.

На лабораторной установке, согласно изобретению, были проведены микробиологические и паразитологические испытания хозбытовых сточных вод при различных параметрах процесса обработки сточных вод. Результаты, полученные в ходе испытаний, представлены в таблице 2. Из данной таблицы видно, что предлагаемый способ имеет высокую степень обеззараживания.

Таблица 2.

результаты микробиологического и паразитологического анализа хозбытовых сточных вод. 
Параметры процесса обработки воды Общее микробное число, ед/мл Термотолерантные колиформные бактерии, ед/100 мл Кишечная палочка, ед/л 
вход выход % вход выход % вход выход % 
Температура 100°С 650 50 92 170 4 98 70·103 200 99,7 
Время 1 час 
Давление 0,3 МПа 
Температура 100°С 650 60 91 170 0 100 70·10 3 40 99,9 
Время 1 час 
Давление 0,3 МПа 
Температура 100°С 650 10 98 170 0 100 70·10 3 10 99,98 
Время 1 час 
Давление 0,3 МПа 
Температура 100°С 650 5 99 170 0 100 70·103 7 99,99 
Время 1 час 
Давление 0,3 МПа 
Температура 100°С 650 5 99 170 0 100 70·103 5 99,99 
Время 1 час 
Давление 0,3 МПа 
Температура 100°С 650 0 100 170 0 100 70·103 5 99,99 
Время 1 час 
Давление 0,3 МПа 
Температура 100°С 650 0 100 170 0 100 70·103 5 99,99 
Время 1 час 
Давление 0,3 МПа 
Температура 100°С 650 0 100 170 0 100 70·103 5 99,99 
Время 1 час 
Давление 0,3 МПа 


ЛИТЕРАТУРА

1. Патент РФ 2070165. МКИ С 02 F 11/18. Способ обработки осадков бытовых и/или промышленных сточных вод. // Калинин Е.П., Кононов В.Е., Трофимов В.А., Шипов В.П. / Б.И. - 1996 - №34.

2. Патент РФ 2076077, МКИ С 02 F 11/18. Способ обработки осадка органического происхождения. // Никифоров Л.Л. / Б.И. - 1997 - №9.

3. Группа компаний Катализ " Новые катализаторы и ресурсосберегающие каталитические технологии для современной России." Ангарск, 2003 г., 48 стр.

4. Патент СССР 952773. МКИ С 02 F 11/18. Устройство для обеззараживания жидкости. // Тихонцов A.M., Коробочка А.Н., Кокорин А.В., Кирьянов С.А. / Б.И. - 1982 - №31.

5. СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения. / Госстрой СССР, 1986 - 72 с., П.6.348, стр.56.

6. Патент РФ 2200059. МПК С 02 F 1/64. Активный обезжелезивающий фильтрующий материал. // Назаров В.Д., Вадулина Н.В. / Б.И. - 2001 - №70.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Способ термического обеззараживания и очистки сточных вод, включающий предварительный нагрев сточной воды в теплообменном аппарате до температуры 20-30°С за счет тепла очищенных сточных вод и обеззараживание путем термической обработки, отличающийся тем, что предварительно подогретую сточную воду дополнительно подогревают в трубном пространстве автоклава за счет тепла обеззараженных сточных вод с последующим обеззараживание сточных вод путем нагрева в межтрубном пространстве автоклава до температуры 110-120°С и при давлении 0,3-0,5 МПа, затем проводят охлаждение сточной воды в межтрубном пространстве автоклава за счет подачи свежей сточной воды в трубное пространство автоклава, после чего сточную воду подвергают электрокаталитической обработке и реагентной обработке седиментацией, образующийся осадок подогревают в режиме мезофильного или термофильного сбраживания за счет тепла очищенных сточных вод, охлажденные при этом в сгустителе и затем в теплообменном аппарате до температуры 20-30°С сточные воды направляют в водоем.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительный нагрев сточной воды осуществляют в трубном пространстве до температуры 50-70°С.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс седиментации проводят на отстойниках с тонкослойными модулями. 

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что электрокаталитическую обработку проводят в электролизерах, межтрубное пространство которых заполнено гранулированным каталитическим материалом.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что подогрев осадка производят до температуры 33-53°С.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru