Спосіб організації водовідведення

Реферат: Спосіб організації водовідведення полягає у створенні екологічно безпечної та економічно ефективної технологічної схеми водовідведення. Використовують існуючі методи очищення стічних вод на каналізаційних очисних спорудах у поєднанні з доочищенням цих вод шляхом використання їх як середовища для культивування енергетичних мікроводоростей у фотобіореакторах. Отримані мікроводорості використовують для виробництва рідкого біопалива третього покоління. Додатково виконують анаеробне зброджування осадів стічних вод, отриманих на очисних спорудах, разом з залишковою біомасою мікроводоростей, яку отримують після виробництва рідкого біопалива. Анаеробне зброджування здійснюють з врахуванням кінетики процесів бродіння з розподілом на стадії для отримання окремо біогазу з високим вмістом метану та окремо вуглекислого газу. Частину отриманого біогазу та частину виробленого рідкого біопалива спалюють на місцевій теплоелектростанції для отримання теплової та електричної енергії, яку використовують для власних потреб, а вуглекислий газ частково подають у фотобіореактор як джерело вуглецю при фотосинтезі, а частково використовують як товарний вуглекислий газ. Димові гази місцевої теплоелектростанції, які також містять вуглекислий газ, очищують і також подають у фотобіореактор як джерело вуглецю. UA 115528 U (54) СПОСІБ ОРГАНІЗАЦІЇ ВОДОВІДВЕДЕННЯ UA 115528 U UA 115528 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі комунального господарства та промисловості, а саме організації екологічно безпечного та економічно ефективного процесу водовідведення об'єктів каналізування. Відомий спосіб організації водовідведення з очищенням стічних вод у вигляді схеми з біологічною очисткою [1, стор. 185], який полягає у тому, що стічні води направляють на механічне очищення у пісковловлювачі, преаератори та первинні відстійники. Осад з первинних відстійників направляються у метантенки. Біологічне очищення проводять в аеротенках. У вторинних відстійниках проводять видалення активного мулу. Частину активного мулу з вторинних відстійників перекачують в аеротенки, а іншу частину подають у мулоущільнювачі. Після ущільнення мул подають у метантенки де проводять анаеробне зброджування. Зброджений осад висушують на мулових майданчиках. Очищені стічні води дезінфікують хлоруванням і скидають у водойму. Недоліком такого способу є те, що стічні води, які пройшли біологічне очищення після вторинних відстійників, не піддають доочищенню, не використовуючи при цьому потенційні можливості отримання додаткових енергоносіїв в результаті доочищення, анаеробне зброджування здійснюють без врахування кінетики процесу, в результаті отримують біогаз з високим вмістом вуглекислого газу, не отримуючи вуглекислий газ окремо, сам біогаз при цьому не використовують. Відомий спосіб організації водовідведення з очищенням стічних вод у вигляді схеми поєднаного очищення виробничих та побутових стоків [2, стор. 246], який полягає у тому, що виробничі та побутові стічні води подають до усереднювачів та первинних відстійників, після чого змішують у змішувачі та проводять біологічне очищення в аеротенку. Активний мул видаляють зі стоків у вторинному відстійнику, очищені стічні води дезінфікують хлоруванням і скидають у водойму, або використовують в технологічних процесах. Осад з первинних та вторинних відстійників направляють до метантенка де проводять анаеробне зброджування. Отриманий під час зброджування біогаз подають у місцеву котельню для спалювання. Зброджений осад зневоднюють і використовують як добриво. Недоліком такого способу є те, що очищені стічні води також не піддають доочищенню, і також не використовують потенційні можливості отримання додаткових енергоносіїв в результаті доочищення. Відомий спосіб організації водовідведення [3, стор. 328], який полягає у тому, що очищені стічні води піддають доочищенню в природних умовах у спорудах типу біологічні ставки. Недоліком такого способу є те, що споруди типу біологічні ставки потребують відведення великих земельних площ під самі споруди та під санітарно-захисні зони навколо них. В основу корисної моделі поставлено задачу створення способу організації водовідведення об'єктів каналізування, в якому за рахунок введення нових елементів та зв'язків досягається можливість збільшення ступеня очищення стічних вод та отримання додаткових енергоносіїв під час процесу очищення. Поставлена задача вирішується тим, що у способі організації водовідведення, що дозволяє підвищувати ступінь очищення стічних вод і отримувати додаткові об'єми енергоносіїв, згідно з корисною моделлю, використовують існуючі методи очищення стічних вод на каналізаційних очисних спорудах у поєднанні з доочищенням цих вод шляхом використання їх як середовища для культивування енергетичних мікроводоростей у фотобіореакторах, при цьому отримані мікроводорості використовують для виробництва рідкого біопалива третього покоління, а також у поєднанні з організацією анаеробного зброджування осадів стічних вод, отриманих на очисних спорудах, разом з залишковою біомасою мікроводоростей, яку отримують після виробництва рідкого біопалива, при цьому анаеробне зброджування здійснюють з врахуванням кінетики процесів бродіння з розподілом на стадії для отримання окремо біогазу з високим вмістом метану та окремо вуглекислого газу, при цьому частину отриманого біогазу та частину виробленого рідкого біопалива спалюють на місцевій теплоелектростанції для отримання теплової та електричної енергії, яку використовують для власних потреб, а вуглекислий газ частково подають у фотобіореактор як джерело вуглецю при фотосинтезі, а частково використовують як товарний вуглекислий газ, при цьому димові гази місцевої теплоелектростанції, які також містять вуглекислий газ, очищують і також подають у фотобіореактор як джерело вуглецю. На кресленні представлено загальну технологічну схему способу організації водовідведення, яка складається з об'єкта каналізування 1, водовідведення якого організовують, каналізаційних очисних споруд 2, які складаються з відомих установок механічного, біологічного чи біохімічного очищення, установки для зброджування органічного субстрату 3, процес зброджування в якій побудовано з врахуванням кінетики бродильних 1 UA 115528 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 процесів, місцевої теплоелектростанції 4 для вироблення теплової та електричної енергії, фотобіореактора 5 для доочищення стічних вод шляхом їх використання як середовища для культивування енергетичних мікроводоростей, установки для виготовлення рідкого біопалива третього покоління з мікроводоротей 6 та установки для очищення димових газів теплоелектростанції 7. Технологічна схема функціонує таким чином. Побутові та близькі до них за складом стічні води об'єкта каналізування 1 подають на каналізаційні очисні споруди 2. Очисні споруди комплектують існуючими установками механічного, біологічного, чи біохімічного очищення залежно від видів забруднень та їх концентрації, що містяться у стічних водах. Осад, що утворюється під час очищення стічних вод, подають до установки для анаеробного зброджування органічного субстрату 3. Установка має реалізовувати технологію, описану в [4]. Стічну воду після очищення подають у фотобіореактор 5 на доочищення. Фотобіореактор виконують за конструкцією, описаною в [5], і встановлюють у місці з природнім освітленням. У фотобіореакторі проводять культивування енергетичних мікроводоростей, використовуючи стічні води як культуральне середовище. Додатково у фотобіореактор подають вуглекислий газ, отриманий при анаеробному зброджуванні в установці 3 та димові гази місцевої теплоелектростанції 4, очищені в установці 7. Очищену стічну воду видаляють з фотобіореактора і використовують для технічних потреб або скидають у водойму. Культивовані мікроводорості видаляють з фотобіореактора і подають на блок виробництва рідкого біопалива 6. Вироблене біопаливо частково, або цілком направляють у місцеву теплоелектростанцію 4 для спалювання, а решту відводять як товарне біопаливо. Залишкову біомасу, яку отримують після виробництва рідкого біопалива, направляють в установку для зброджування органічного субстрату 3. В установці 3 проводять анаеробне зброджування суміші осаду стічних вод, отриманих під час їх очищення на каналізаційних очисних спорудах 2, та залишкової біомаси, отриманої під час виробництва рідкого біопалива в установці 6. Під час зброджування отримують біогаз та вуглекислий газ. Біогаз частково, або цілком направляють у місцеву теплоелектростанцію 4 для спалювання, а решту відводять як товарний біогаз. Вуглекислий газ частково, або цілком направляють у фотобіореактор 5 як джерело вуглецю для фотосинтезу. Решту відводять як товарний вуглекислий газ. Біогаз та рідке біопаливо, що подають у місцеву теплоелектростанцію 4 спалюють, виробляючи електричну та теплову енергію. Цю енергію направляють для власних потреб об'єкта каналізування. Димові гази, що утворюються під час спалювання, направляють на блок очищення димових газів 7. Після очищення димові гази направляють у фотобіореактор 5 як джерело вуглецю при фотосинтезі. Надлишок газів, що проходять через фотобіореактор і які мають знижений вміст вуглекислого газу і підвищений вміст кисню, відводять у атмосферу. Джерела інформації: 1. Калицун В.И. Гидравлика, водоснабжение и канализация. 3-е издание, переработанное и дополненное /В.И. Калицун, В.С. Кедров, Ю.М. Ласков, П.В. Сафонов - М.: Стройиздат, 1980. 359 с. 2. Апостолюк С.О. Промислова екологія: Навчальний посібник. 2-ге видання, виправлене і доповнене /С.О. Апостолюк, В.С. Джигирей, I.А. Соколовський, Г.В. Сомар, Η.Г. Лук'янчук - К.: Знання, 2012. - 430 с. 3. Яковлев С.В. Канализация: Учебник для вузов. 5-е издание, переработанное и дополненное /С.В. Яковлев, Я.А. Карелин, А.И. Жуков, С.К. Колобанов - М.: Стройиздат, 1976. 632 с. 4. Шаманський С.Й. Енергоефективна та екологічно безпечна технологія стабілізації осадів стічних вод авіапідприємств /С.И. Шаманський, С.В. Бойченко // Восточно-европейский журнал передовых технологий. - 2015. - № 5/8 (77). - С. 39-45. 5. Патент № 44202 Україна, МПК С12М 1/04. - № 200903271 Багатосекційний біоконвертор сонячної енергії /Е.Ф. Лісіцин, С.Й. Шаманський, С.І. Шульгін, В.В. Почтовенко, заявл. 06.04.2009, опубл. 25.09.2009, бул. № 18. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Спосіб організації водовідведення, що полягає у створенні екологічно безпечної та економічно ефективної технологічної схеми водовідведення, який відрізняється тим, що використовують існуючі методи очищення стічних вод на каналізаційних очисних спорудах у поєднанні з доочищенням цих вод шляхом використання їх як середовища для культивування енергетичних мікроводоростей у фотобіореакторах, при цьому отримані мікроводорості використовують для виробництва рідкого біопалива третього покоління, додатково здійснюють анаеробне 2 UA 115528 U 5 10 зброджування осадів стічних вод, отриманих на очисних спорудах, разом з залишковою біомасою мікроводоростей, яку отримують після виробництва рідкого біопалива, при цьому анаеробне зброджування здійснюють з врахуванням кінетики процесів бродіння з розподілом на стадії для отримання окремо біогазу з високим вмістом метану та окремо вуглекислого газу, при цьому частину отриманого біогазу та частину виробленого рідкого біопалива спалюють на місцевій теплоелектростанції для отримання теплової та електричної енергії, яку використовують для власних потреб, а вуглекислий газ частково подають у фотобіореактор як джерело вуглецю при фотосинтезі, а частково використовують як товарний вуглекислий газ, при цьому димові гази місцевої теплоелектростанції, які також містять вуглекислий газ, очищують і також подають у фотобіореактор як джерело вуглецю. Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3