Установка для обработки осадков природных и сточных вод

, Любарский, А. И. федоров Научно-исследовательский институт коммунальводоснабжения и очистки воды Академии кохозяйства им. К, Д. Памфилова(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОБ ПРИРОДНЫХ И СБОТКИ ОС ЧНЫХ ВО 1Изобретение относится к обработке осадков, образующихся в процессе очистки природных и сточных вод, и может найти применение в коммунальном хозяйстве и промьшцтенности при обработке труднообезвоживаемых осадков методом замораживания и оттаивания.Для улучшения водоотдаюшей способности осадков методом замораживания и. оттаивания широко используются иловые плошадки 1 .Не остатком этих иловых плош ок д ад 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 заморожен ный осадок. Замораживание осадка слоем обеспечивакацйм его оттаивание и подсуш ку в летнее время, ведет к резкому увеличению плошади иловых площадок, строя тельство которых в условиях заболоченной местности и вечной мерзлоты неэф-фективно, Кроме того, обработка осадка на иловых площадках ведет к загрязнению подземных вод и воздушного бассейна.Наиболее близким к изобретению по 5 технической сушности является устройстворазделения осадка, включающее в себя компрессорный холодильный агрегат и рекуперативные темплообменные аппараты.Замораживание осадка происходит в теп лообменном ыпарате, работающем в режимеисцелителя системы охлаждения, а оттаивание - в аппарате, раббтаюшем в режиме конденсатора системы охлаждения 2.В аппаратах осуществляется теплообмен между осадком и хладагентсм, цир кугюируюшем в системе охлаждения. Учитывая, что хладагент находится в системе под давлением, к теплообменным аппаратам предъявляются повышенные тре-.бования ввиду возможной утечки дорогостоящего и небезопасного хладагента и загрязнения им осадка, Поэтому для повышения безопасности подвод тепла и хо3 96603лоде к осадку обычно осуществляют с помошью промежуточных тепло-хладоносителей.Эксплуатационные затраты на обработкуосадка с применением искусственного холода в основном зависят от ксаичествазатрачиваемой на получен;ие холода электроэнергии. В известном устройстве потребление электроэнергии на 1 м обра 3батываемого осадка составляет примерно50-70 кВт/ч.В условиях северных районов страны,где имеется острый дефицит энергоресурсов, является целесообразным использомние естественного холода при машинной 15обработке осадка, а в известном устройстве не предусмотрена возможность применения холодного воздуха.Цель изобретения - снижение расходаэлектроэнергии и увеличение срока службы холодильных мешин.Указанная цель достигается тем, чтоустановка обработки осадков природныхи сточных вод, содержащая кристеллизатор плави холодильнуШину сконденсатором и испарителем и обезвоживакзций аппарат, снабжена градирней, соединенной с кристаллизатором, а плавительсоединен с источником тепла.Замораживание осадка в кристаллизаторе осуществляется эа счет теплообменас хладоносителем, который в зимнее время охлаждается в градирне за счет контакта с холодным воздухом, а в летнеев испарителе холодильной мешины, Оттаивание осадка происходит в плавителе заучет теплообмена с теплоносителем, Вэимпнее время в качестве теплоносителямогут использоваться термальные воды,бросовые тепловые отходы промышленныхи коммунальных предприятий. В теплоеОвремя года теплоноситель нагревается вконденсаторе холодильной машины,На чертеже представлено предлагаемоеустройство обработки осадков природныхи сточных вод,Устройство имеет кристаллизатор 1,плавитель 2, компрессорный агрегат 3,конденсатор 4 хладагента, испаритель 5хладагента, градирню 6 насос 7 для циркуляжи хладоносителя, насос 8 для цир йкулагин теплоносителя, систему трубопроводов 9-12 хладоносителя с запорнойарматурой, систему трубопроводов 13-16теплоносителя с запорной арматурой иисточник 17 тепла. 55В теплый период года (при температуре воздуха выше 258 К) хладоноситель,отепленный при замораживании осадка в 8 4кристеллизаторе 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) отеппенный 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, Тре 1буемую 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 период 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 плавитель 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 водоочистсных станциях в качестве теплоносителя .могут использоваться термальные 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 теплКогда 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 без остановки технологического процесса обработки осадка. Осадок из плевителя удаляют на обезвоживание.В случае необходимости можно осуществить работу устройства с одновременным использованием всех теплообменныхаппаратов.59660П р и м е р . На станции очистки сточных вод цроиэводительностью 5000 м3 очищаемой воды в сутки обрабатывают осадок с использованием метода замораживания и оттаивания. Количество образующегося осадка 2 м/ч.Вариант 1, Замораживание ведут нв барабанном кристаллиэаторе горизонталь ного типа. Внутреннюю поверхность кристаллиэатора охпвждают хладоносителем 16 (раствором этиленгликоля) с температу рой 258 К. Охлаждение раствора этиленЙнкоця осуществляют в испарителях аммиачных холодильных машин А-2 Р. 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. 20Вариант 3 . Замораживание осадка ведут на барабанном кристаллизаторе горизонтального типа. Внутреннюю поверхность кристаллизатора охлаждают раствором этиленгликоля с температурой И 258 К. В течение 5 зимних месяцев схлаждение раствора этиленгликоля осуще ствляют в вентиляторной градирне из сборбах. железобетонных элементов. Площадь орошения градирни составляет 32 м 1, количество вентиляторов ВГ- 2 шт, Огтаивание осадка осуществляют с помощью находящегося в плавителе теплообменника, в который подают очищенную сточную воду с температурой 283 К. Расход сточной воды на оттаиваниеМ 4 м/ч, В остальное время года обработку осадка осуществляют по варианту 1. 38: ЬЭкономический эффект от использова, ния предлагаемого устройства в рассмот 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 снизить расход электроэнергии эа счет использования естествеи 1- ного холода (холодного воздуха), а при температуре воздуха 230-220 К имеется воэможность беэ допащительных элерт гозатрат увеичить производительность установки за счет охлаждения хладоноси, теля до 225-235 К; причем одновременно увеличивается срок службы холодильных машинформула изобретения Установка для обработки осадков при-.родных и сточных вод, содержащая кристаллиэатор, плавитель, холодильную машину с конденсатором и испарителем иобеэвоживающий аппарат, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с пелью снижениярасхода электроэнергии, установка снабжена градирней, соединенной с кристаллйзатором, а плавитель соединен с источником тепла,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Дагаев П. ф. и Мелыппсов Ю. И,Устройство и эксплуатация площадок вымораживания осадка. - "Водоснабжениеи санитарная техника. 1976, М 12,с. 29-30,2. Патент США М 3820349,кл. 62-58, 1974.Составитель Е, ВойцеховскаяКелемеш Техред С.Мигунова Корректор В, Бутяга дакт Заказ 7767/34ВНИ 113 фятиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 981ПИ Государственного копо делам изобретений35, Москва, Ж, Ра одписноеета СССРрытийая наб., д. 4/