Установка для обработки осадков природных и сточных вод

Установка для обработки осадков природных и сточных вод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

В. М. Любарский, А. И. Федоров и И. С. С

Научно-исследовательский институт коммуналь водоснабжения и очистки воды Академии ко хозяйства им. К. Д. Памфилова (7)) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ

ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД

Изобретение относится к обработке осадков, образующихся в процессе очистки природных и сточных вод, и может найти применение- в коммунальном .хозяйстве и промышленности при обработке труднообезвожива емых осадков методом замораживания и оттаивания.

Зля улучшения водоотдаюшей способности осадков методом замораживания и. оттаивания широко используются иловые плошадки (1) .

1О

Недостатком этих иловых площадок является малая глубина промерзания осадка за счет резкого падения коэффициен та теплопередачи от замораживаюшего осадка к воздуху с ростом толщины слоя льда и снежного покрова. В северных районах короткое лето не позволяет полностью оттаивать и высушивать замороженный осадок. Замораживание осадка слоем, 20 обеспечивакнцйм его оттаивание и подсушку в летнее время, ведет к резкому увеличению плошади иловых площадок, строительство которых в условиях заболочен2 ной местности и вечной мерзлоты неэф- фективно. Кроме тог о, обработка осадка на иловых площадках ведет к загрязнению подземных вод и воздушного бассейна.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство разделения осадка, включающее в себя компрессорный холодильный агрегат и рекуперативные темплообменные аппараты.

Замораживание осадка происходи1 в теплообменном ыпарате, работающем в режиме исцелителя системы охлаждения, а оттаивание — в аппарате, раббтаюшем в режиме конденсатора системы охлаждения (2 ) .

В аппаратах осуществляется теплообмен между осадком K хладагентом, цир кугпируюшем в системе охлаждения. Учитывая, что хладагент находится в системе под давлением, к теплообменным аппаратам предъявляются повышенные требования ввиду возможной утечки дорогостоящего и небезопасного хладагента и загрязнения им осадка.. Поэтому для повышения безопасности подвод тепла и хошествить работу устройства с одновремен3 96603 лоде к осадку обычно осуществляют с по мошью промежуточных тепло-хладоносителей.

Эксплуатационные затраты на обработку осадка с применением искусственного холода в основном зависят от количества затрачиваемой на получен;ие холода электроэнергии. В известном устройстве потребление электроэнергии на 1 м обра3 батываемого осадка составляет примерно

50-70 кВт/ч.

В условиях северных районов страны, где имеется острый дефицит энергоресурсов, является целесообразным использование естественного холода НрН машинной 15 обработке осадка, а в известном устройстве не предусмотрена возможность применения холодного воздуха.

Цель изобретения — снижение расхода электроэнергии и увеличение срока службы холодильных машин.

Указанная цель достигается тем, что установка обработки осадков природных и сточных вод, содержащая кристаллиза р плавитепьt холодильную М с 25 конденсатором и испарителем и обезвоживакзпий аппарат, снабжена градирней, соединенной с кристаллизатором, а плавитель: соединен с источником тепла.

Замораживание осадка в кристаплизаторе осуществляется эа счет теплообмена с хладоносителем, который в зимнее время охлаждается в градирне за счет контакта с холодным воздухом, а в летнеев испарителе холодильной машины. Оттаивание осадка происходит в плавителе за учет теплообмена с теплоносителем. В эимпнее время в качестве теплоносителя могут использоваться термальные воды, бросовые тепловые отходы промышленных и коммунальных предприятий. В теплое

40 время года теплоноситель нагревается в конденсаторе холодильной машины.

На чертеже представлено предлагаемое устройство обработки осадков природных и сточных вод.

Устройство имеет кристаллизатор 1, плавитель 2, компрессорный агрегат 3, конденсатор 4 хладагента, испаритель 5 хладагента, градирню 6, насос 7 для mrpкулями хладоносителя, насос 8 для цир- 50 кудин теплоносителя, систему трубопроводов 9-12 хладоносителя с запорной арматурой, систему трубопроводов 13-16 теплоносителя с запорной арматурой и источник 17 тепла. 55

В теплый период года (при температуре воздуха выше 258 К) хладоноситель, отепленный при замораживании осадка в

8 4 кристаллизаторе 1, направляют в испаритель 5, где за счет теплообмена с кипящим при низкой температуре хладагентом происходит охлаждение теплоносителя до

260-230 К. В холодный период года (при температуре воздуха ниже 258 К) отепленный хладоноситель из кристаллизатора 1 по трубопроводу 9 направляют в градирню .. 6, где за счет контакта с холодным воздухом происходит охлаждение хладоносителя до 260-240 К Тре1 буемую температуру хладоносителя устанавливают изменением продопжйтельности поверхности контакта и интенсивностью воздухообмена в градирне. Охлажденный в градирне 6 хладоноситель направляют по трубопроводу 10 в кристаллизатор 1.

В качестве хладоносителя можно использовать, например, раствор этиленгликоля .

Подогрев теплоносителя в теплый пери- . од года осуществляется в конденсаторе 4 за счет тепла конденсации горячего парообразного хладаГента, поступающего из компрессорного агрегата 3.

При работе с градерней в зимний период года плавление осадка осуществляют путем подачи в плввитель 2 любого теплоносителя, имеющего температуру не ниже 280 К, по системе трубопроводов

15-16.

На станциях очистки сточных вод в качестве теплоносителя можно использовать очищенные сточные воды, которые обычно Имеют температуру в зИмнее время не ниже 285-288 К. На водоочист ных станциях в качестве теплоносителя .могут использоваться термапьные подземные воды или другие виды носителей тепла.

Нормальный режим работы кристаллизатора 1 осадка достигается изменением температуры и количества подаваемого в аппарат хладоносителя. Создание требуемой тепловой нагрузки в плавителе 2 осуществляют изменением расхода тепл носителя

Когда температура воздуха становится недостаточной для охлаждения хладоносителя, замораживание и оттаивание осадка ведут с помощью холодильной машины (аппараты 3, 4 и 5). Перевод на другую схему рабогы можно осуществлять беэ остановки технологического процесса обработки осадка. Осадок из плавителя удаляют на обезвоживание.

В случае необходимости можно осуным использованием всех теплообменных аппаратов.

5 9660

Пример . На станции очистки сточных вод производительностью 5000 м

3 очишаемой воды в сутки обрабатывают осадок с использованием метода замораживания и оттаивания. Количество образующегося осадка 2 м /ч.

Вариант . Замораживание ведут на барабанном кристаллизаторе горизонталь ного типа. Внутреннюю поверхность кристаллиэатора охпаждают хладоносителем 1О (раствором этиленгликоля) с температурой 258 К. Охлаждение раствора этиленйнкситя осуществляют в испарителях аммиачных холодильных машин А-220-2Р.

Количество машин — 2 шт. Оттаивание 1$ осадка производят с помощью находящегося в плавителе теплообменника, в который подается нагретая в конденсаторах холодильных машин вода, используемая в качестве теплоносителя. 20

Вариант ц . Замораживание осадка ведут на барабанном кристаллизаторе горизонтального типа. Внутреннюю поверхность кристаллизатора охлаждают раствором этиленгликоля с температурой

258 К. В течение 5 зимних месяцев схлаждение раствора этиленгликоля осуще ствляют в вентиляторной градирне из сборьйах. железобетонных элементов. Площадь орошения градирни составляет

32 м1, количество вентиляторов ВГ-252 шт. Огтаивание осадка осуществляют с помощью находящегося в плавителе теплообменника, в который подают очищенную сточную воду с температурой 283 К.

Расход сточной воды на оттаивание3$

4 м /ч. В остальное время года обработку осадка осуществляют по варианту ?.

38: Ь

Экономический эффект от использова. ния предлагаемого устройства в paccwm ренном примере составляет 25523 руб., в год.

Использование предлагаемой установки обработки осадков природных и сточных вод по сравнению с известной позво» ля;-. в 1,5 раза сщщиь расход электроэнергии эа счет использования естествен ного холода (холодного воздуха), а при температуре воздуха 230-220 К имеется воэможность беэ допсюп ительных энерм гозатрат увеличить производительность установки за счет охлаждения хладоноси, теля до 225-235 К; причем одновремен. но увеличивается срок службы холодильных машин.

Формула изобретения

Установка для обработки осадков при-. родных и сточных вод, содержащая Кр80таллиэатор, плавитель, холодильную машину с конденсатором и испарителем и обеэвоживающий аппарат, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с пелью снижения расхода электроэнергии, установка снабжена градирней, соединенной с кристаллйзатором, а плавитель соединен с источником тепла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дагаев П. Ф. и Мелыппсов Ю. И.

Устройство и эксплуатация площадок вымораживания осадка. - Водоснабжение и санитарная техника . 1976, М 12, с. 29-30, 2. Патент США М 3820349, кл. 62-58, 1974.

966038

Составитель E. Войцеховская

Редактор М. Келемеш Техред С.Мигунова Корректор В. Бутяга

Заказ 7767/34 Тираж 981 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5 пятнал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4