Способ очистки животноводческих стоков и устройство для его осуществления

 

Сущность изобретения при очистке животноводческих стоков их разделяют на жидкую и сгущенную фракции, сгущенную фракцию подвергают анаэробному сбражи2 ванию в метантенке, а жидкую - в анаэробном биофильтре, сброженную жидкую фракцию нагревают до 50-100°С, продувают через нее в анаэробных условиях биогаз, отстаивают, удаляют осадок, продувают воздухом и выдерживают, удаляют избыточный активный ил, сгущенную фракцию и иловые осадки уплотняют и высушивают, а полученный биогаз очищают от аммиака и обезвоживают. Устройство снабжено системой доочистки жидкой фракции, состоящей из анаэробного дезаммонизатора, снабженного системой подогрева и патрубком отвода осадка, и анаэробным биофильтром, снабженным иммобилизационным устройством и кольцевым патрубком для подачи воздуха, теплообменником и тепловым насосом . 2 с п., 1 з п ф-лы, 1 ил 1 табл сл

0

1 ! .; У ° .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ :,,РЛ: ". :- i - (я)ю С 02 F 11/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР >ер

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4739908/26 . (22) 11.08.89 (46) 07,07,92. Бюл. N 25 (71) Всесоюзйый научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (72) M.Â.Ëåâ÷èêîâà, P,А.Мельник, В.П.Лосяков, А.А.Ковалев и З,А.Гудиев (53) 628.336.3 (088.8) (56) Заявка Великобритании

Ьь 2140402, кл. С 02 F 3/28, 1984. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ЖИВОТНОВОДЧЕ-

СКИХ СТОКОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕ СТВЛ ЕНИЯ (57) Сущность изобретения: при очистке животноводческих стоков их разделяют на жидкую и сгущенную фракции, сгущенную фракцию подвергают анаэробному сбражиИзобретение относится к способам анээробной и физико-химической очистки стоков, содержащих органические вещества, например жидкого навоза животноводческих ферм, предназначенных для получения биогаза, органических удобрений, оборотной и очищенной воды, а также обеззараживания отходов и воды и может быть применено при очистке животноводческих, бытовых.и промышленнь1х стоков.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса очистки жидкой фракции путем извлечения биогенных элементов.

Способ осуществляют следующим обра. зом, Исходный навоз предварительно разделяют на сгущенную и жидкую фракции с последующим анаэробным сбраживанием сгущенной фракции в метантенке, а жид„„SU „„1745705 Al ванию в метантенке, а жидкую — в анаэробном биофильтре, сброженную жидкую фракцию нагревают до 50-100 С, продувают через нее в анаэробных условиях биогаз, отстаивают, удаляют осадок, продувают воздухом и выдерживают. удаляют избыточный активный ил, сгущенную фракцию и иловые осадки уплотняют и высушивают, а полученный биогаз очищают от аммиака и обезвоживают. Устройство снабжено системой доочистки жидкой фракции, состоящей из анаэробного деэаммонизатора, снабженного системой подогрева и патрубком отвода осадка, и анаэробным биофильтром, снабженным иммобилизационным устройством и кольцевым патрубком для подачи воздуха, теплообменником и тепловым насосом. 2 с,п., 1 з.п, ф-лы, 1 ил., 1 табл. кой — в анаэробном биофильтре: Сброженную жидкую фракцию нагревают до 50100 С, продувают через нее биогаз. в анаэробных условиях в режиме флотации. отстаивают и удаляют осадок, циклично продувают воздухом и выдерживают, удаляют избыточный активный ил. сгущенную фракцию и иловые осадки уплотняют и высушивают, При взаимодействии аммонийных форм азота с углекислотой, содержащейся в биогазе, происходит образование карбоната аммония (ИН4) СОз, выпадающего в осадок, который удаляется в процессе флотации с пенным слоем. Одновременно происходит очистка биогаза от СО2. При нагреве жидкой фракции до 100 С азот частично переходит в аммиачную форму и вместе с биогазом удаляется, 1745705

Пример. Исследования проводят на лабораторной установке, включающей лабораторную установку для метанавого сбраживания тремя метантенками емкостью

50 л. каждый, газгольдер емкостью 100 л, анаэробный дезаммонизатор емкостью 100 л, аэробный биофил ьтр емкостью 50 л, работающий в режиме нитри-денитрификсации, Исходный навоз со свинофермы, предварительно разделенный на сгущенную и жидкую фракции в отстойнике в течение двух . сут, загружают в разные емкостные метантенки, Сбраживание ведут в термофильном режиме, время гидравлической выдержки составляет 10 дн. Жидкую сброженную фракцию из метантенка направляют в аназробиый дезаммонизатор, Флотацию ведут биогазом, содержание углекислого газа в котором колеблется от 35 до 45 . Расход биогаза лзменяют от 0,5 до

4,0 м на м обрабатываемой жидкости в . минуту. Время флотации — от 5 до 15 мии.

Температура обрабатываемой жидкости во флотаторе — 50, О, 90 и 100" С; Далее >ки,;. кую обработанную во флотаторе фра. ;,и„з подают на аэробную обработку в аэроб биофильтр. Аэробную обработку вед,, температуре субстрата 28 — 35 С. Вре я " работки в стадии нитрификации составляе-, 20 ч, денитрификации — 24 ч. Результаты исследований приведены в таблице, На чертеже изображено устройс, во для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит накопительную емкость 1 исходных стоков, соединенную трубопроводом с отстойником 2 для разделения исходного и сброженного навоза иа жидкую и сгущенную фракции, который также соединен с метантенком 3, в который подают сгущенную фракцию из отстойника

2. Теплообмениик 4 трубопроводами пад ачи исходной холодной жидкой воды соединен с отстойником 2, а подогретой фракции — G анаэробным биофильтром 5, трубопроводами горячей обработанной жидкой фракции с дезаммонизатором 6, снабженным системой подогрева, состоящий из рубашки 7, водяного насоса (не показан) и трубопроводов горячей и охлажденной воды, патрубком 8 для отвода осадка, саед» ненным с илоуплотнителем 9 и кольцевым лотком 10, соединенным с пеногасителем

11 и трубопроводом охлажденной жидкой фракции с тепловым насосом 12, который соединен трубопроводами подачи очищенной жидкой фракции из теплообменника v охлажденной жидкой фракции с аэробным биофильтром 13 и трубопроводами подлечи нагретой воды в Очбашки систем подогрева анаэробиого биофильтра 5, метантенка 3 и

20 1

/, 30

50 отстойника 2. Дезаммонизатор 6 трубопроводами горячей и охлажденной воды соединен с котлом-парообразователем 14, системой подачи, распределения и отвода биогаза, соединенной трубопроводами с установленными на иих задвижками (не показаны) с циклоном-обезвоживателем биогаза

15 и газгольдером 16. Аэробный биофильтр

13 снабжен имменобилизациониым устройством (не показано} и кольцевым патрубком

17 для подачи воздуха, саед :, енным трубопроводом с компрессором I8, а также патрубками для отвода активного ила 19 и очищенной воды 20, Иловая площадка 2" соединена трубопроводом с илоуплотнителем 9, Устройство работает следующим образом.

Навоз с фермы подают в накопительную емкость 1. из которой суточиыл объем перекачивают в отстойник-подогреватель 2. Р отстойнике органическая масса расслаивается иа жидкую л сгущенную фракции за счет седимеитациониь: свойс1в ОргaH»ê».

Сгущенную фракцию пере"ачивают в метантенк 3, а жидкую — в теглаабмениик 4 анаэробный оиоф»льтр <>, После анаэрабиого сбраживаиия в биофильтре ж»g!

11, Жидкую сброжениую массу после деиитрификации прокачивают через пластинчатый теплообменник 4 для liat рева исходной жидкой фракции, а затем подают в тепловой насос 12, где снимается остаточное тепла для подогрева исходной массы до 20 — 25 С в ОтстОйнике 2, метантеике 3 для сбраживания сгущенной фракции при 30--33 С и био-. фильтре при 50-55 С. Подогрев в дезаммонизаторе 6 дс температуры 70100 C Осуществляют паром из кОтла через рубашку 7, Топливом для котла cil >KNT биагаз. выделяющийся из метантенка 3 и аиаэрабного биофильтра 5.

Густую сброженную фракцию из метантенка 3, биафильтра 5 и дезамманизйтара

6 через патрубок 8 и из пеногасителя 11 подают в илоуплотнитель 9, где происходит доокисление ее путем продувки сжатого воздуха компрессором "l8. Затем уплотненный ил подают для подсушки на иловую

1745705

3, Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения энергетического КПД, оно снабжено теплообменником и тепловым насосом, теплообменник соединен трубопроводами подачи исходной холодной жидкой фракции с отстойником, подогретой жидкой фракции — с анаэробным биофильтром, трубопроводами горячей обработанной жидкой фракции — с дезаммонизатором и пеногасителем и охлажденной жидкой фракции — с тепловым насосом, тепловой насос соединен трубопроводами подачи очищенной жидкой фракции из теплообменника и охлажденной жидкой фракции с аэробным биофильтром и трубопроводами подачи нагретой воды в рубашки систем подогрева анаэробного биофивьтра, метантенка и отстойника и отвода охлажденной воды из этих систем, площадку 21, а иловую воду из уплотнителя — в аэробный биофильтр 13.

В аэробный биофильтр 13 закачивают охлажденную жидкую сбро>кенную массу из теплового насоса 12, а воздух вводят через 5 кольцевой патрубок 17, Густую фазу из аэробного биофильтра через патрубок 19 для отвода активного ила подают в илоуплотнитель 9, а очищенную воду через патрубок 20 сбрасывают в водо- 10 ем. Конденсат, образующийся в циклоне 15 после обезвоживания биогаза, очищают в. аэробном биофильтре, Таким образом. применение предлагаемого способа, устройства позволяет про- 15 цесс Очистки стоков вести без добавления извести, использования воздуха и кислоты, при этом получить Высококонцентрированное органическое удобрение, Обогащенное аммонийным азотом. лишенное болезне- 20 творных ми роорганизмов, яиц гельминтов и семян сорных растений; воду, стерильно очищенную до норм сброса в водоем; биогаз, лишенный углекислоты (СО2) и сероводорода (H2S). Способ позволяет сократить 25

Время Очистки стОкОВ, упоостить технологи «pcкуа линию очистки стоков, а также уменьшь.ггь рабочие обьемы емкостей по

Всей технологической линии.

Формула изобретения 30

", Способ очистки животноводческих стоков, Включающий разделение исходных стоков н". жидкую и сгущенную фракции, анаэробное сбраживание сгущенной фракции в метантенке и жидкой В анаэробном 35 биофильтре, разделение сгущенной сбро;-:енной фракции на твердую и жидкую сотаВляюшие GтличающNйся T8f4,что, с целью повышения эффективности процесса о истки жидкой фракции гутем извлече- 40 ния биогенных элементов, сброженную жидкую фракцию нагревают до 50-100 С, продувают через нее биогаз в аназробных условиях, отстаивают и удаляют осадок, циклично продувают воздухом и выдержи- 45 вают, удаляют избыточный активный.ил, сгущенную фракцию и иловые осадки уплотняют и высушивают, а полученный биогаз

Очища1от От аммиака и обезВОжиВают.

2, Устроиство для очистки животновод- 50 ческих стоков, включающее установку для разделения исходного и сброженного.навоза на жидкую и сгущенную фракции, метантенк для сбраживания сгущенной фракции, анаэробный биофильтр для сбраживания жидкой фракции, установку для разделения сброженной сгущенной фракции на твердое органическое удобрение и очищенную воду, отл и ча ю щее ся тем, что, с целью повышения эффективности процесса очистки жидкой фракции путем извлечения биогенных элементов, устройство снабжено системой доочистки жидкой фракции. состоящей иэ анаэробного дезаммонизатора, снабженного системой подогрева, состоящей из рубашки, водяного насоса и трубопроводов горячей и охлажденной воды, соединенных с котлом-парообразователем, системой подачи, распределения и отвода биогаза, соединенной трубопроводами с установленными на них задвижками, с циклоном-обезвоживателем биогаза и газгольдером, а также патрубком для отвода осадка, соединенным с илоуплотнителем и кольцевым лотком для удаления пены, соединенным с пеногасителем, аэробным биофильтром, снабженным иммобилизационным устройством и кольцевым патрубком для подачи воздуха, соединенным трубопроводом с компрессором, а также патрубками для отвода активного ила и очищенной

ВОДЫ.

1745705 видная Фракция после обработки в дезамнонизаторе

Навоз после отстойника

Показатели

Нслодный навоз

Температура,т с

70 1

Сгущенная Фракция видная

Фракция

50 90 100

Сгущен- ная з ракция

Хидкая

Фра кцма

Подана биогаза нт/и> нин 1" )" " Г ) > < 1

73300 11200 14600

61770 4500 12260

80000 13440 17600

16200

104

19

23200

Аммиаиный азот, мг/л 00 1500 100

7,3 7 8 7,8

50 550 50

7,4

1200 520

10.

75 . 75

510 400 рН

8,0

7,0

ФосФзты, мг/л .

Ф при Флотацми биогазпм -. гм си дгк; 4 и /и» иин обрабатываема кнл:ста вместе с пеной выливается из дезаммоиизатора, цто з приводит к маруигнио t., ски ссв сбрзботки

&СуяСГ.7.."т" /с 4 сз

/Б/тд :,;ü р /я . &.6/ :ОУ/гусс/l

4т (//гр

Составитель Г.Лебедева

Техред M,Ìîðråíòàë Корректор А.Осауленко

Редактор Н.Яцола

Заказ 2362 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

ХПК, мг/л

БПК полный

СПВ, нг/л

67200

7.3

600

7,3

550

Субстрат после сбракивания е иетентенке

9300 6700

3600 3200

9720 6240

9700

7,4

480

6200

3750 3100

1030 960

4500 372

195 180

7,3 7,2

275 180 йидяая Фрак цня после обработки в аэробном бмофнлзтре, нг/л