Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Изобретение относится к системам очистки сточных вод, в состав которых входит жироуловитель.

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.

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).

Недостатком данного устройства является сравнительно невысокая надежность работы вследствие неэффективности цикла ее промывки.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности работы и улучшение условий эксплуатации в аварийных ситуациях.

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.

На фиг.1 представлен фронтальный разрез жироуловителя, на фиг.2 - схема системы очистки сточных вод.

Система очистки сточных вод включает в себя жироуловитель 14, пневмофлотатор 15, проточный электрохимический модуль очистки 16, сорбционный фильтр 17 и биореактор 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.

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.

Система очистки сточных вод работает следующим образом.

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.

Жироуловитель 14 работает следующим образом.

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.

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.

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.