Способ и устройство для очистки стоков животноводческих хозяйств - RU2017145987A
Код документа: RU2017145987A
Формула
1. Устройство для очистки ежедневного объема стоков животноводческих хозяйств, включающее
a) коллекторный резервуар для непрерывного сбора и перемешивания неочищенных стоков животноводческих хозяйств;
b) канал предварительной обработки, имеющий впускной конец и выпускной конец, выполненный с возможностью вмещать, по меньшей мере, ежедневный объем сточных вод, соединенный упомянутым впускным концом с упомянутым коллекторным резервуаром и принимающий упомянутые неочищенные сточные воды, протекающие через канал с образованием предварительно очищенных сточных вод при одновременном частичном отстаивании диспергированных твердых веществ и обогащении нижней части канала упомянутыми твердыми веществами относительно верхней части;
c) анаэробный реактор, соединенный с упомянутым выпускным концом канала, и принимающий предварительно очищенные сточные воды из верхней части упомянутого канала отдельными партиями через соединительную трубу, причем каждая партия взаимодействует в резервуаре и частично отстаивается, образуя анаэробно очищенные сточные воды, обогащенные твердыми веществами в нижней части реактора относительно верхней части, при этом часть упомянутых анаэробно очищенных сточных вод из упомянутой нижней части подается в упомянутый впускной конец канала для соединения с упомянутыми неочищенными сточными водами, причем упомянутая соединительная труба выполнена разветвленной для поступления части упомянутых предварительно очищенных сточных вод в аэробный реактор;
d) аэробный реактор с мешалкой, соединенный с упомянутым анаэробным реактором, и принимающий упомянутую анаэробно очищенную воду из верхней части упомянутого анаэробного реактора отдельными партиями, причем каждая партия взаимодействует в резервуаре и частично отстаивается, образуя анаэробно очищенные сточные воды, обогащенные твердыми веществами в нижней части реактора относительно верхней части, при этом часть упомянутых анаэробно очищенных сточных вод из упомянутой нижней части подается обратно в анаэробный реактор, и упомянутая аэробно очищенная вода из верхней части удаляется в виде безопасного водного продукта, причем аэробный реактор соединен с упомянутой соединительной трубой, снабженной клапаном, разделяющим поток упомянутых предварительно очищенных сточных вод из верхней части упомянутого канала между упомянутым анаэробным реактором и упомянутым аэробным реактором; и
e) отстойник для компоста, в который подают твердые отходы на основе целлюлозы, соединенный с выпускным концом упомянутого канала предварительной обработки и принимающий упомянутые предварительно очищенные сточные воды из нижней части упомянутого канала, и снабженный приспособлениями для перемешивания, посредством чего получают качественный компост;
при этом упомянутый ежедневный объем стоков животноводческих хозяйств преобразуется в качественный компост и безопасную воду для выпуска в муниципальную систему или для использования в сельском хозяйстве.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что
a) упомянутый коллекторный резервуар имеет объем, вмещающий, по меньшей мере, два из упомянутых ежедневных объемов сточных вод;
b) упомянутый канал предварительной обработки имеет длину, по меньшей мере, в 10 раз большую, чем его ширина, и выполнен с возможностью вмещать, по меньшей мере, два из упомянутых ежедневных объемов сточных вод;
c) упомянутый анаэробный реактор имеет объем, вмещающий, по меньшей мере, один из упомянутых ежедневных объемов сточных вод и снабженный приспособлениями для сбора и обработки биогаза для получения энергии для работы устройства;
d) упомянутый аэробный реактор имеет объем, вмещающий, по меньшей мере, один из упомянутых ежедневных объемов сточных вод и снабженный приспособлениями для диспергирования воздуха; и
e) упомянутый отстойник для компоста имеет объем, вмещающий, по меньшей мере, десять из упомянутых ежедневных объемов, и снабжен приспособлениями для регулярного перемешивания упомянутых отходов целлюлозы и упомянутых сточных вод, и средства транспортировки отходов целлюлозы в отстойник, и готового компоста из отстойника;
при этом упомянутый ежедневный объем стоков животноводческих хозяйств преобразуется в качественный компост, биогаз и безопасную воду для использования в сельском хозяйстве.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что мощность устройства составляет от 50 до 400 м3 в день.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутый анаэробный реактор представляет собой анаэробный последовательно-циклический реактор (ASBR), а упомянутый аэробный реактор представляет собой последовательно-циклический реактор (SBR).
5. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее приспособления для передачи очищенной жидкости из упомянутого коллектора через упомянутый канал и упомянутый анаэробный реактор в упомянутый аэробный реактор и в упомянутый отстойник для компоста.
6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что упомянутые приспособления содержат насосы и приспособления с гравитационным приводом.
7. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее аналитические приборы для автоматического отбора проб и измерения концентрации компонентов, включая количество твердых веществ, в очищенной воде.
8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что упомянутые приспособления измеряют концентрацию твердых веществ по всей высоте упомянутых анаэробных и аэробных реакторов.
9. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что результаты упомянутых измерений подаются на микропроцессор, который управляет передачей веществ в системе.
10. Устройство по п. 1, предназначенное для очистки сточных вод от свиноферм или ферм, содержащих крупный рогатый скот.
11. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее песочный фильтр для очистки воды, предусмотренный упомянутым аэробным реактором с мешалкой.
12. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее систему обратного осмоса для очистки воды, предусмотренную упомянутым аэробным реактором с мешалкой.
13. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее песочный фильтр и систему обратного осмоса для очистки воды, предусмотренные упомянутым аэробным реактором с мешалкой.
14. Способ очистки стоков животноводческих хозяйств, включающий
i) сбор неочищенных сточных вод в коллекторный резервуар с мешалкой;
ii) передачу упомянутых неочищенных сточных вод из упомянутого коллекторного резервуара в проточный канальный реактор без мешалки, причем к упомянутым сточным водам добавляют предварительно очищенные сточные воды в упомянутом канале;
iii) передачу упомянутых предварительно очищенных сточных вод из упомянутого канала через первый выпускной конец в ASBR и SBR со скоростью передачи v3, и через второй выпускной конец в отстойник для компоста со скоростью передачи v4, где упомянутые предварительно очищенные сточные воды перемешивают в упомянутом отстойнике с отходами целлюлозы, регулярно добавляемыми в упомянутый отстойник, при этом упомянутая v4 составляет не более 20% от упомянутой v3, при этом упомянутый второй выпускной конец находится ближе ко дну упомянутого отстойника, чем упомянутый первый выпускной конец, и получают качественный компост;
iv) разделение части упомянутых переданных предварительно очищенных сточных вод из упомянутого первого выпускного конца через регулируемый клапан, таким образом часть потока передается в SBR в заданные периоды времени со скоростью передачи v11 для уточнения значений рН в упомянутом SBR до щелочных значений;
v) взаимодействие упомянутых предварительно очищенных сточных вод в упомянутом ASBR, позволяющее упомянутым сточным водам отстаиваться, в результате чего получают анаэробно очищенные сточные воды, причем твердые вещества находятся в большей концентрации в нижней части ASBR (ил), чем в верхней части ASBR;
vi) сбор биогаза посредством газового коллектора, который осуществляют при необходимости;
vii) передачу упомянутых анаэробно очищенных сточных вод из упомянутой верхней части ASBR через третий выпускной конец в SBR со скоростью передачи v5, и передачу упомянутых анаэробно очищенных сточных вод из упомянутой нижней части ASBR через четвертый выпускной конец в упомянутый канал со скоростью передачи v6, при этом упомянутая v6 составляет не более 15% от упомянутой v5, и при этом упомянутый четвертый выпускной конец находится ближе ко дну ASBR, чем упомянутый третий выпускной конец, в результате чего в упомянутый канал подают активированный ил; и
viii) взаимодействие упомянутых анаэробно очищенных сточных вод в упомянутом SBR, что позволяет упомянутым сточным водам отстаиваться, в результате чего получают аэробно очищенные сточные воды, причем твердые частицы находятся в большей концентрации в нижней части SBR (ил), чем в верхней части SBR, и передачу упомянутых аэробно очищенных сточных вод из упомянутой верхней части SBR через пятый выпускной конец со скоростью передачи v7 для получения безопасной очищенной воды, и передачу упомянутых аэробно очищенных сточных вод из нижней части SBR через шестой выпускной конец обратно в упомянутый ASBR со скоростью передачи v8, при этом v8 составляет не более 5% от упомянутой v7, и при этом упомянутый шестой выпускной конец находится ближе к нижней части упомянутого SBR, чем упомянутый пятый выпускной конец;
в результате чего получают безопасную воду для выпуска в муниципальную систему или для использования в сельском хозяйстве, а также качественный компост и, при необходимости, биогаз.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что на этапе iv) открывают клапан и поток упомянутых предварительно очищенных сточных вод течет из упомянутого первого выпускного конца в SBR, при уменьшении рН в SBR до 6,9 или менее, и закрывают клапан и останавливают поток, при котором рН в SBR достигает 7,3 или более.
16. Способ по п. 14, отличающийся тем, что на этапе vi) используют биогаз, из которого получают энергию для работы устройства.
17. Способ по п. 14, отличающийся тем, что упомянутые этапы передачи содержат части, обычно от 2 до 6 партий в день.
18. Способ по п. 14, отличающийся тем, что на этапе v) осуществляют гомогенизацию содержимого реактора, которая достигается притоком и оттоком жидкостей.
19. Способ по п. 14, отличающийся тем, что на этапе viii) осуществляют гомогенизацию содержимого реактора, которая достигается интенсивным притоком воздуха и дисперсией, а также интенсивным механическим перемешиванием.
20. Способ по п. 14, отличающийся тем, что смеси на этапах v) и viii) дают возможность отстояться в течение периода времени от 2 до 10 часов.
21. Способ по п. 14, отличающийся тем, что стоки животноводческих хозяйств содержат сточные воды от свиней или крупного рогатого скота.
22. Способ по п. 14, применяемый для очистки сточных вод от свиноферм, содержащий пропускание упомянутой воды через систему, содержащую
канал предварительной очистки, выполненный проточным, без мешалки, для отстаивания, и который, по меньшей мере, в 10 раз длиннее ширины,
ASBR, принимающий предварительно очищенную воду из упомянутого канала, и
SBR, принимающий воду из упомянутого ASBR,
при этом часть ила из упомянутого SBR возвращается в упомянутый ASBR, часть ила из упомянутого ASBR возвращается в упомянутый канал, и часть ила из упомянутого канала смешивается с отходами на основе целлюлозы с образованием компоста; в результате чего получают безопасную воду и высококачественный компост.
23. Способ по п. 14, содержащий фильтрацию упомянутой аэробно очищенной воды в песочном фильтре и в системе обратного осмоса.
