Спосіб очищення стічних вод полігонів твердих побутових відходів
Номер патенту: 89790
Опубліковано: 25.04.2014
Автори: Михайленко Валерія Валеріївна, Капустін Олексій Євгенович
Формула / Реферат
Спосіб очищення стічних вод полігонів твердих побутових відходів, що включає анаеробне зброджування, який відрізняється тим, що анаеробному зброджуванню піддають стічні побутові води протягом від 72-75 годин при температурі 20-60 °С.
Текст
Реферат: Спосіб очищення стічних вод полігонів твердих побутових відходів включає анаеробне зброджування, якому піддають стічні побутові води протягом від 72-75 годин при температурі 20-60 С. UA 89790 U (54) СПОСІБ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД ПОЛІГОНІВ ТВЕРДИХ ПОБУТОВИХ ВІДХОДІВ UA 89790 U UA 89790 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель стосується галузі очищення стічних вод полігонів твердих побутових відходів. В даний час існують безліч способів очищення стічних вод полігонів твердих побутових відходів (ТПВ). Найбільш поширеними є ультразвукова обробка, а також анаеробне зброджування. Відомий спосіб переробки стічних вод полігонів твердих побутових відходів, що включає попереднє очищення, сорбційну та біологічну очистку. Стічні води після попереднього очищення і знезараження ультразвуком подають в три акумульованих резервуари, в яких здійснюється їх накопичення і перемішування, з акумуляторних резервуарів стічні води направляють на біологічне очищення з наступним сорбційним доочищенням [Патент 86894 Україна, МПК8 C02F9/00. Спосіб очищення стічних вод полігонів твердих побутових відходів / Д.В. Сталінський, М.В. Яцков, С.Й. Епштейн, З.С. Музикіна, І.В. Варнавська. - № а200712844; заявл. 20.11.07; опубл. 25.05.09, Бюл. № 10]. Даний спосіб очищення стічних вод є багатостадійним, передбачає складне технологічне оснащення, що призводить до збільшення вартості процесу. Відомий інший спосіб очищення стічних вод, що включає біологічну очистку в аеротенках і поділ мулово-водяної суміші у вторинних відстійниках. Активний мул підтримується в стані нитчастого спухання за рахунок зменшення кількості повітря на аерацію. Поділ мулово-водяної суміші інтенсифікується шляхом додавання гідроксихлоридних коагулянтів [Патент 28981 Україна, МПК (2006) C02F 3/00. Спосіб очищення стічних вод / М.Д. Лессік, Л.B. Яременко, О.В Кравченко. № u200710238; заявл. 14.09.2007; опубл. 25.12.2007, Бюл. № 21]. Використання коагулянтів вимагає додаткових дій для видалення продуктів процесу і запобігання забрудненню ними навколишнього середовища. Найбільш близьким до способу, що заявляється, є спосіб очищення стічних вод полігонів твердих побутових відходів, що полягає в тому, що стічні води поділяють на рідку фракцію і осад, який ущільнюють до вологості не вище 91 %. Отриманий осад подають у біореактор і піддають анаеробному зброджуванню з отриманням біогазу та збродженої маси. Рідку фракцію після обробки використовують як технічну воду з добривами для зрошення, а тверду фракцію як біодобриво [Патент 52109 Україна, МПК C02F 11/04 (2006.01). Спосіб обробки стічних вод / Н.В. Піскун, В.І. Піскун. - № u201002515; заявл. 05.03.2010; опубл. 10.08.2010, Бюл. № 15]. При використанні даного способу очищення стоків існує небезпека забруднення навколишнього середовища, так як рідка фракція використовується для поливу з добривами без будь-якого додаткового очищення. Головним недоліком відомих методів очищення стічних вод полігонів ТПВ є складність здійснення процесу: поєднання декількох методів очищення, додавання додаткових речовин, поділ на фракції, а також загроза забруднення навколишнього середовища. Додаткові умови здійснення очищення збільшують вартість процесу. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити спосіб переробки стічних вод, в якому за рахунок здійснення додаткових дій досягається зниження собівартості, екологічного навантаження та підвищення якості очищення. Для вирішення поставленої задачі в спосіб очищення стічних вод полігонів твердих побутових відходів, що включає анаеробне зброджування, відповідно до корисної моделі, анаеробному зброджуванню піддають стічні побутові води протягом від 72-75 годин при температурі 20-60 °C. Під анаеробним зброджуванням розуміють мікробіологічні процеси асиміляції забруднень симбіозом мікроорганізмів в анаеробних умовах, при цьому одночасно зі зниженням концентрації забруднювача виділяється біогаз, що складається з метану і вуглекислоти. До умов, що впливають на розвиток тих чи інших форм мікроорганізмів, в першу чергу належать: температура, рН середовища культивування, наявність у ній різних концентрацій сірки та азоту. Швидкість очищення істотно залежить від температури і найбільш ефективними є термофільні методи очищення. Однак, часто перевага в швидкості очищення не може компенсуватися тією кількістю тепла, яку необхідно підводити до системи. При термофільному зброджуванні практично повністю гинуть мікроорганізми та яйця гельмінтів. Але не лише температурні умови обумовлюють ефективність процесу, адже окрім отримання біогазу важливим є ступінь очищення стічних вод від мікроорганізмів та гельмінтів. Тому важливим фактором, що впливає на якість очищення є тривалість процесу, а точніше, поєднання оптимальних температури та тривалості процесу. Найбільш оптимальними умовами для зброджування є температура від 50 °C до 60 °C і час очистки 72-75 годин. Проведення зброджування при температурах нижче зазначених збільшує час очищення, а при температурах вище зазначених процес зброджування не настає внаслідок 1 UA 89790 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 загибелі активної мікрофлори. Процес тривалістю менше 72 годин не дозволяє ефективно очистити стоки. При досягненні 75 годин спостерігається загасання зброджування за рахунок загибелі мікрофлори. Суть запропонованого методу ілюструється наступними прикладами. Приклад 1 Експерименти по зброджуванню стоків проводилися в періодичних умовах. Досліджувані стоки аналізували на хімічне споживання кисню (ХСК), вміст гельмінтів і мікроорганизмів та завантажували в реактор в кількості 250 мл. Реактор поміщали в термостат, задавали оптимальну температуру і перемішування. У всіх випадках, якщо не обумовлено окремо, інтенсивність перемішування становила 100 обертів на хвилину, при амплітуді перемішування 3 мм. Експерименти проводили в реакторі з підтриманням постійної температури. Після прогріву інкубаційної суміші протягом 1 години та її дегазації замірялося нульове значення газу, що виділявся. Дана точка вважалася початком експерименту. У ході експерименту фіксувалося кількість виділився газу, значення ХСК, вміст гельмінтів і мікроорганізмів. При проведенні процесу при 55 °C протягом 24 годин практично не спостерігається утворення біогазу, відбувається закислення середовища культивування з рН 6,4 до 4,6, далі починається процес анаеробного зброджування з утворенням біогазу. Початкове значення ХСК становило 4200-4500 мг О2/л, в кінці процесу очищення ГПК склало 900-110 мг О2/л; обсяг біогазу становив 28-30 об'ємів на 1 об'єм рідини. Через 36 годин від початку процесу спостерігали збільшення кількості мікроорганізмів з 8 10 5,1×10 кл/л до 1,2×10 кл/л, кількість гельмінтів незначно зменшувалася. Наступні 10 годин знижувалася кількість і мікроорганізмів, і гельмінтів. Через 72 години від початку процесу вимірювання показали, що кількість мікроорганізмів знижувалася до 10 кл/л, гельмінти в стоках після очищення були відсутні. Найкращий ступінь очищення тривав ще 3 години. Продовження зброджування призводило до загасання процесу, припинення виділення біогазу, за рахунок зменшення органічної маси і загибелі мікрофлори мулу. Приклад 2 Аналогічно прикладу 1, але зброджування проводили протягом 48 годин при температурі 55 °C. По закінченні процесу зброджування ХСК становило 1300 мг О 2/л, об'єм газу знижувався до 6 об'ємів на 1 об'єм рідини. Кількість мікроорганізмів у процесі культивування знижувалась з 8 4 7 5,1×10 кл/мл до 8,4×10 кл/мл в кінці процесу. Вміст гельмінтів знижувався з 8,6×10 кл/л до 4 2,2×10 кл/мл. Приклад 3 Аналогічно прикладу 1, але процес знезараження мулу проводили при температурі 65 °C. Процес анаеробного зброджування не розпочинався протягом 7 діб, що свідчить про повну загибель мікрофлори мулу. Приклад 4 Аналогічно прикладу 1, але зброджування проводили при температурі 20 °C. По закінченні процесу зброджування ГПК становило 2800 мг О 2/л, об'єм газу знижувався до 5 об'ємів на 1 8 об'єм рідини. Кількість мікроорганізмів у процесі культивування знижувалась з 5,1×10 кл/л до 5 7 4 1,8×10 кл/л в кінці процесу. Вміст гельмінтів знижувався з 8,6×10 кл/л до 3,4×10 кл/л. Висновки. Даний спосіб переробки стічних вод методом анаеробного зброджування є ефективним і може бути використаний на полігонах твердих побутових відходів. Для забезпечення високого ступеня очищення ефективне проведення процесу зброджування при температурі 50-60 °C протягом 72 годин і більше. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 Спосіб очищення стічних вод полігонів твердих побутових відходів, що включає анаеробне зброджування, який відрізняється тим, що анаеробному зброджуванню піддають стічні побутові води протягом від 72-75 годин при температурі 20-60 С. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2
ДивитисяДодаткова інформація
Автори англійськоюKapustin Oleksii Yevhenovych
Автори російськоюКапустин Алексей Евгениевич
МПК / Мітки
МПК: C02F 3/00, C02F 11/04, C02F 9/00
Мітки: відходів, спосіб, очищення, стічних, полігонів, побутових, твердих, вод
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/4-89790-sposib-ochishhennya-stichnikh-vod-poligoniv-tverdikh-pobutovikh-vidkhodiv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб очищення стічних вод полігонів твердих побутових відходів</a>
Попередній патент: Збірка для визначення критичних точок у сталевому дроті
Наступний патент: Хемосорбент для очищення повітря від діоксиду сірки
Випадковий патент: Заміщені єнамінони, їх похідні і їх застосування