Спосіб усунення азоту з конденсатів на цукровому заводі

Реферат: Спосіб усунення азоту з конденсатів на цукровому заводі полягає у тому, що попередньо підготовлену аміачну воду пропускають через біологічний очисний фільтр з швидкістю подачі, яка забезпечує навантаження біофільтра масою з біологічною потребою в кисні БПК≤0,5 кг 3 3 2 О2/м ×добу, при добовому гідравлічному навантаженні поверхні біофільтра у межах 1-8 м /м . При цьому для попередньої підготовки необроблену аміачну воду поєднують з транспортерномийною водою цукрового виробництва в об'ємному співвідношенні від 90:10 до 80:20, температуру отриманої суміші доводять до 40-60 °C, а водневий показник до 8-9 рН. UA 117048 U (12) UA 117048 U UA 117048 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до способів біологічного очищення та доочищення промислових або стічних вод від амінів різних типів. Може бути використана на станціях водоочищення цукрових заводів у технологічних процесах, пов'язаних з очищенням конденсатів, зокрема аміачної води від надмірного вмісту азоту для повторного використання або безпечного скидання у навколишнє середовище. Відомий спосіб очищення природних та промислових вод від аміаку та амінів, який полягає у їх сорбційному очищенні неорганічним іонообмінником сорбентом на основі сурм'янофосфорнокремнієвого катіоніту із співвідношенням Sb:P:Si у межах від 4:1:1 до 8:2:1. [Патент на корисну модель № 10410 А Україна, МПК C02F 1/42. Спосіб очистки природних та промислових вод від аміаку та амінів / Г.П. Сафро, Л.І. Бондаренко - № 94128312; заявл. 29.12.1994; опубл. 25.12.1996, бюл. № 4]. Однак застосування іонітів для усунення аміаку з аміачної води цукрового заводу є економічно необґрунтованим, а утилізація соляного розчину після регенерації іонітів - занадто обтяжливою для довкілля. Також відомий спосіб доочищення біологічно очищених стічних вод на фільтрах з плаваючим завантаженням із висхідним потоком, який полягає у пропусканні стічних вод крізь полістирольне завантаження, заселене мікроорганізмами, здатними мінералізувати органічні речовини у воді [Доочистка сточных вод на зернистих фильтрах / Гироль Н.Н., Журба М.Г., Семчук Г.М., Якимчук Б.Н. - К.: Типография "Левобережная", 1998. - 92 с.]. Проте технічна реалізація цього способу обумовлює високу ймовірність утворення анаеробних зон у фільтруючому шарі очисної споруди та накопичення значної кількості осаду. Крім цього ступінь очищення за показниками біологічної потреби в кисні (БПК) та хімічної потреби в кисні (ХПК) може істотно знизитись в умовах інтенсивної експлуатації очисної установки. Найбільш близьким до заявленого є спосіб доочистки стічних та природних вод від органічних речовин, сульфідів, двовалентного заліза та аміаку, що полягає у пропусканні вихідної води через плаваюче фільтруюче завантаження із спіненого полістиролу, який відрізняється тим, що вільнопадаючий потік води спочатку подають на плаваючі гранули полістиролу у паралельно вмонтовану трубу до корпусу фільтрувальної установки [Патент на корисну модель № 26735 Україна, МПК B01D 24/26. Спосіб доочистки стічних та природних вод від органічних речовин, сульфідів, двовалентного заліза та аміаку / М.М. Гіроль, Ю.П. Трач, А.М. Гіроль - № u200703585; заявл. 02.04.2007; опубл. 10.10.2007, бюл. № 16]. Однак для ефективного використання зазначеного способу обов'язкова наявність у воді, що очищується, як сполук вуглецю, так і сполук біоцидних елементів (азот, фосфор). Згідно з літературними даними, відповідне співвідношення сполук вуглецю (виражене як п'ятиденна біохімічна потреба кисню - БПК5) до азоту і фосфору - БПК5:N:P - має знаходитися у межах від 100:5:0,5 до 100:25:2. А аміачна вода цукрового заводу - це вода з низьким вмістом сполук вуглецю, високою концентрацією азоту та досить високою концентрацію фосфору (співвідношення БПК5:N:Р становить приблизно 100:240:4), що унеможливлює ефективне застосування біологічних методів очищення аміачної води. В основу корисної моделі поставлено задачу розробити високопродуктивний та економічно обґрунтований спосіб усунення азоту з конденсатів на цукровому заводі, який дозволяє їх повторне використання як свіжої води для технологічних цілей або безпечне скидання у навколишнє середовище за рахунок забезпечення концентрації сполук вуглецю, азоту і фосфору, та інших параметрів води (температура, водневий показник), необхідних для ефективного використання біологічних методів очищення. Поставлена задача вирішується тим, що попередньо підготовлену аміачну воду пропускають через біологічний очисний фільтр з швидкістю подачі, яка забезпечує 3 навантаження біофільтра масою з БПК ≤ 0,5 кг О 2/м × добу, при добовому гідравлічному 3 2 навантаженні поверхні біофільтра у межах 1-8 м /м , при цьому, згідно з корисною моделлю, для попередньої підготовки необроблену аміачну воду поєднують з транспортерно-мийною водою цукрового виробництва в об'ємному співвідношенні від 90:10 до 80:20, температуру отриманої суміші доводять до 40-60 °C, а водневий показник до 8-9 рН. Запропонований спосіб усунення азоту з конденсатів на цукровому заводі нормалізує співвідношення концентрації сполук вуглецю до азоту і фосфору шляхом додавання до аміачної води відповідної кількості транспортерно-мийної води, що дозволяє використати для подальшого очищення суміші біологічні фільтри з необхідною продуктивністю. Крім цього під час реалізації запропонованого способу, легко інтенсифікувати процес біологічного очищення стоків, забезпечивши сприятливий температурний режим та відповідне значення водневого 1 UA 117048 U 5 10 15 20 25 показника суміші, що дозволить підвищити пропускну здатність та ефективність водоочищення без додаткових капіталовкладень. Для здійснення запропонованого способу усунення азоту з конденсатів на цукровому заводі у резервуарі відбувається змішування двох потоків води: аміачної (у кількості 80-90 % від загального об'єму) і транспортерно-мийної (у кількості 10-20 % від загального об'єму), з 3 кінцевим БПК5 суміші 500-600 мг О2/дм і співвідношенням БПК5:N:Р у межах 100:15-25:0,5-1. Температура суміші води, яка подається до біофільтра, залежно від конструкції та матеріалу заповнення, повинна становити 40-60 °C, за середньої температури довкілля під час компанії 10 °C. Для того щоб забезпечити оптимальну температуру суміші з гарячої аміачної води (6070 °C) та холодної транспортерно-мийної води (5-10 °C), можна здійснити процес теплообміну, причому, якщо суміш необхідно підігріти, то нагрівальним середовищем буде аміачна вода, натомість якщо необхідно знизити температуру водної суміші, то охолоджуючим середовищем буде транспортерно-мийна вода. Для того, щоб забезпечити відповідний рівень рН у біофільтрі (рН>6,8), необхідно щоб водневий показник водної суміші, що подається на фільтрацію, перебував у межах 8-9 рН. Корегування цього показника виконується шляхом додавання безпосередньо до резервуара з сумішшю необхідної кількості розчину каустичної соди. Водночас, згідно з корисною моделлю, швидкість подачі суміші води на біофільтр повинна 3 забезпечити надходження біомаси з БПК≤0,5 кг О2/м ×добу, при добовому гідравлічному 3 2 навантаженні поверхні біофільтра у межах 1-8 м /м . Для корегування цих параметрів доцільно забезпечити можливість рециркуляції очищеної води у біологічному фільтрі. Отже, аміачна вода, підготовлена відповідно до запропонованого способу усунення азоту з конденсатів на цукровому заводі, може використовуватися на виробництві для різних технологічних цілей замість свіжої води, зменшуючи її споживання та відповідні видатки. Також у разі необхідності її можна накопичувати у відповідних резервуарах або повертати у навколишнє середовище, не завдаючи екологічної шкоди довкіллю та без ризику сплати відповідних штрафів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Спосіб усунення азоту з конденсатів на цукровому заводі, який полягає у тому, що попередньо підготовлену аміачну воду пропускають через біологічний очисний фільтр з швидкістю подачі, яка забезпечує навантаження біофільтра масою з біологічною потребою в кисні БПК≤0,5 кг 3 3 2 О2/м ×добу, при добовому гідравлічному навантаженні поверхні біофільтра у межах 1-8 м /м , який відрізняється тим, що для попередньої підготовки необроблену аміачну воду поєднують з транспортерно-мийною водою цукрового виробництва в об'ємному співвідношенні від 90:10 до 80:20, температуру отриманої суміші доводять до 40-60 °C, а водневий показник до 8-9 рН. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2