Патент на изобретение №2159745

(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОТСТОЯ СТОЧНЫХ ВОД

(57) Реферат:

Способ и устройство предназначены для обработки отходов перед их утилизацией и обеспечивают полное уничтожение патогенных веществ и создание удобного для дальнейшего использования конечного продукта, годного к длительному хранению, что позволит найти отстою повторное применение, например использовать его в качестве удобрения. Способ обработки отстоя сточных вод включает смешивание отстоя по крайней мере с одной щелочной добавкой в такой пропорции, чтобы возникшая в результате химическая реакция отстоя со щелочной добавкой увеличила температуру смеси и величина рН смеси поднялась как минимум до необходимого уровня; подачу смеси отстоя и щелочной добавки к входному отверстию пастеризационной камеры; непрерывное проведение смеси отстоя со щелочной добавкой через пастеризационную камеру, без сколько-нибудь существенного встряхивания смеси, чтобы она практически не разжижалась, с такой скоростью, чтобы смесь находилась в пастеризационной камере определенное рабочее время, за которое патогенные вещества в отстое будут практически уничтожены, и разгрузку смеси из выходного отверстия пастеризационной камеры. Устройство для обработки отстоя сточных вод включает средства для обеспечения отстоя; средства для смешивания отстоя с щелочной добавкой; пастеризационную камеру, имеющую по крайней мере одно входное отверстие и по крайней мере одно выходное отверстие и включающую непрерывно движущуюся бегущую дорожку в качестве дна, расположенную между входным и выходным отверстиями; средства для подачи смеси отстоя и щелочной добавки к входному отверстию пастеризационной камеры; средства для разгрузки смеси из выходного отверстия пастеризационной камеры. 3 с. и 37 з.п.ф-лы, 2 ил.

Представленное изобретение связано, в основном, с процессом обработки отходов перед их утилизацией. Кроме того, изобретение касается прибора для обработки отходов перед их утилизацией.

В последние годы потребность в обработке отстоя сточных вод существенно увеличилась. Необработанный отстой и в твердой, и в жидкой форме может содержать большое количество самых разнообразных ядовитых веществ, вредных для людей и окружающей среды. Это могут быть твердые частицы, органические и неорганические добавки, и болезнетворные микроорганизмы.

Требования к качеству обработки также постоянно растут, особенно это касается отстоя муниципальных сточных вод. Отстой должен быть очищен настолько хорошо, чтобы его можно было использовать повторно, например в качестве удобрения. Отстой сточных вод может содержать не только полезные для растений питательные вещества, но и различные бактерии, вирусы, паразиты и другие микроорганизмы, которые могут стать причиной заболеваний. Кроме того, чтобы сделать продажу обработанного отстоя на рынке более удобной, желательно производить его в твердом, гранулированном виде с тем, чтобы изделие можно было легко пересыпать и транспортировать.

Один из путей обработки отстоя состоит в том, чтобы смешать его со щелочной добавкой. В этом случае отстой будет приемлемо очищаться от вредных веществ и обезвоживаться. Однако, если такая обработка проводится без существенного увеличения температуры смеси, отстой только частично очистится от вредных веществ. Наиболее опасные микроорганизмы не будут уничтожены. Обработанный таким образом отстой можно использовать в качестве удобрения, но при условии выполнения определенных правил в отношении общего доступа, сбора урожая и использования земли под пастбища.

Другой метод обеззараживания отстоя сточных вод состоит в том, чтобы нагреть его до достаточно высокой температуры и продержать в таком состоянии некоторое время. Известный как пастеризация, этот процесс тем лучше нейтрализует вредные вещества, чем выше температура и продолжительнее время обработки.

Наилучшего результата можно достигнуть объединив оба этих метода: щелочные добавки будут препятствовать размножению микроорганизмов, а высокая температура будет их уничтожать. Конечный продукт такой обработки может храниться длительное время. После правильно проведенной комбинированной обработки отстой, в соответствии с существующими федеральными законами, может быть использован в качестве удобрения без специальных мер безопасности и, таким образом, может распространяться и продаваться как обычное удобрение.

Чтобы гарантировать полное уничтожение патогенных веществ, требуется продержать отстой в нагретом состоянии определенное время. Управление по охране окружающей среды США создало стандарты, которым, после такой обработки, должен соответствовать отстой. Поскольку на использование обработанных указанным выше способом отстоев в качестве добавок в почву сняты многие ограничения, Управление по охране окружающей среды постановило:
требования по температуре и времени касаются каждой частицы обрабатываемого отстоя сточных вод. Время обработки при желательной температуре легко определяется для циклических операций, турбулентного потока в трубах, или равномерного потока в трубах. USEPA/625/R-92/013, декабрь 1992.

Управление по охране окружающей среды США признает, что точное измерение температуры и времени обработки легко выполнить в случае проходящего по трубам жидкого отстоя, содержащего порядка 0-5% сухого вещества, или при операциях циклического типа. Некоторые трудности могут возникнуть при обеспечении необходимого времени обработки обезвоженного отстоя, содержащего приблизительно 10-60% сухого вещества, который ведет себя скорее как твердое тело, чем как жидкость.

Перемещение и смешивание отстоев сточных вод – весьма трудоемкие операции в силу некоторых присущих отстоям свойств, таких, например, как их тиксотропная природа, изменение свойств отстоев в зависимости от метода их получения и от того, кем выработаны сточные воды, вариации количества сухого вещества, находящегося в отстое, и вариации свойств и характеристик щелочных добавок, которые, если нужно, используются для стабилизации отстоя.

Более детально: биологические отстои, особенно отстой сточных вод, являются тиксотропными. Это значит, что при встряхивании они имеют тенденцию к разжижению. Встряхивание обеспечивает приложение дополнительной механической энергии к отстою, что позволяет перемешивать отстой со щелочными добавками. Встряхивание также обеспечивает механическую энергию для передачи смеси через устройства или для транспортировки материала из одного места в другое. Встряхивание может также обеспечить механическую энергию для последующей расфасовки или гранулирования отстоя. Отстой, однако, при встряхивании становится более жидким. Водянистый материал труднее обрабатывать, кроме того, твердый отстой более удобен для использования в сельском хозяйстве.

Ранее основным методом предотвращения разжижения отстоя было использование больших количеств щелочных материалов. Представленное изобретение предусматривает способ обработки, более эффективно использующий щелочь. Ранние способы состояли в смешивании отстоя с очень большим количеством щелочного материала и последующем вываливании смеси в открытую кучу на землю. Эти способы основываются на использовании больших количеств щелочных материалов по двум основным причинам. Во-первых, большое количество щелочного материал необходимо для того, чтобы обеспечить сыпучесть отстоя. Во-вторых, большое количество щелочи позволяет разогреть смесь настолько, чтобы компенсировать очень существенную потерю теплоты из-за того, что смесь сложена в открытую кучу.

Заявленное изобретение является усовершенствованием изобретения, защищенного патентом US 5013458 A, кл. C 02 F 11/14, 07.05.91, в котором способ обработки илом включает смешивание обезвоженного ила, содержащего 10-60% сухого вещества, с добавкой, отобранной из группы, состоящей из окиси кальция и углекислого кальция. Возникшая в результате реакция увеличила температуру смеси, величина pH смеси поднялась по крайней мере до определенного уровня, приблизительно 12. Установленный уровень pH смеси поддерживают на определенном уровне по крайней мере приблизительно 2 часа. Температуру смеси, находящейся в закрытой пастеризационной камере, поддерживают по крайней мере на уровне 70 градусов Цельсия по крайней мере приблизительно 30 минут.

Представленное изобретение касается способа и устройства для обработки отстоя сточных вод с целью уменьшения количества патогенных веществ и создания удобного для дальнейшего использования конечного продукта, годного к длительному хранению, что позволит найти отстою повторное применение, например, использовать его в качестве удобрения. Способ включает в себя предварительный подогрев отстоя, смешивание отстоя по крайней мере с одной щелочной добавкой в такой пропорции, чтобы возникшая в результате химическая реакция отстоя со щелочной добавкой увеличила температуру смеси и величина pH смеси поднялась как минимум до необходимого уровня; подачу смеси отстоя и щелочной добавки к входному отверстию пастеризационной камеры; непрерывное проведение смеси отстоя со щелочной добавкой через пастеризационную камеру, без сколько-нибудь существенного встряхивания смеси, чтобы она практически не разжижалась, с такой скоростью, чтобы смесь находилась в пастеризационной камере определенное рабочее время, за которое патогенные вещества в отстое будут практически уничтожены; и разгрузку смеси из выходного отверстия пастеризационной камеры.

Отстой, подаваемый на обработку содержит порядка 10-60% сухого вещества. Предварительный нагрев отстоя осуществляют по крайней мере до температуры около 70 градусов Цельсия. Щелочную добавку, которую смешивают с отстоем, выбирают из группы веществ, состоящей из оксида кальция, карбоната кальция, гашеной извести, негашеной извести, порошка обожженной извести, обожженного цементного порошка и летучей золы.

Смесь отстоя и щелочной добавки, находящуюся в пастеризационной камере, нагревают с помощью термоэлементов, чтобы поддерживать температуру смеси по крайней мере на уровне 70 градусов Цельсия.

Минимальная величина pH смеси отстоя со щелочной добавкой находится по крайней мере на уровне около 12.

Необходимое рабочее время, которое смесь находится в пастеризационной камере, составляет по крайней мере около 30 минут.

Управление количеством дополнительной теплоты, получаемой в пастеризационной камере, осуществляют с использованием термодатчиков для контроля температуры смеси в камере.

Согласно представленному способу каждая частица смеси находится в пастеризационной камере в течение как минимум необходимого рабочего времени при как минимум необходимой температуре.

Поддерживание температуры смеси на определенном уровне достаточно долгое время необходимо, чтобы нейтрализовать вредные вещества и уменьшить привлекательность смеси для переносчиков болезней (крыс, мышей, насекомых). Вышеуказанный способ разработан таким образом, что, за исключением, быть может, теплоты, к смеси в существенном количестве не подводится никакой дополнительной энергии, за счет чего тиксотропная смесь не разжижается.

Устройство для обработки отстоя сточных вод включает средства для непрерывного обеспечения отстоя; средства для смешивания отстоя с щелочной добавкой; пастеризационную камеру, имеющую по крайней мере одно входное отверстие и по крайней мере одно выходное отверстие; средства для подачи смеси отстоя и щелочной добавки к входному отверстию пастеризационной камеры; средства для непрерывной разгрузки смеси из выходного отверстия пастеризационной камеры. Пастеризационная камера включает приводные средства, обеспечивающие необходимую скорость движения бегущей дорожки для непрерывного проведения смеси через камеру за определенное рабочее время без существенного встряхивания так, чтобы смесь практически не разжижалась.

Дно пастеризационной камеры между входным и выходным отверстиями выполнено в виде бегущей дорожки. При этом бегущая дорожка выполнена в виде одной гибкой ленты, вращающейся по крайней мере на двух роликах, по крайней мере один из которых приводится в движение приводом, оснащенным редуктором.

Рядом с выходным отверстием пастеризационной камеры установлены очистительные средства, чтобы удалять смесь, прилипшую к дорожке.

Пастеризационная камера оснащена средствами для нагрева проходящей через нее смеси и оборудована по крайней мере одним термодатчиком, чтобы обеспечить индикацию температуры находящейся в камере смеси отстоя и щелочной добавки и контролировать, поддерживается ли в процессе пастеризации соответствующая температура смеси.

Наиболее предпочтительно, чтобы в течение процесса обработки теплота, подведенная к смеси щелочи с отстоем, сохранялась, но определенное количество теплоты может быть и добавлено для того, чтобы температура смеси поддерживалась по крайней мере на уровне 70 градусов по Цельсию в течение по крайней мере 30 минут – тогда патогенные вещества будут нейтрализованы. Оптимальным решением может быть выполнение пастеризационной камеры в виде полностью закрытого контейнера с теплоизолированными стенками или покрытие пастеризационной камеры теплоизолирующим материалом и заключение ее в стальную оболочку. Специально разработанная изоляция может защитить содержимое камеры от охлаждения.

Обеспечив одновременно и возможность подвода дополнительной теплоты, и теплоизоляцию камеры, можно гарантировать то, что вся масса материала, даже у самых краев камеры, будет находиться при соответствующей температуре, что не потребуется дополнительного количества щелочной добавки для восполнения тепловых потерь, и то, что температура смеси в пастеризационной камере не будет существенно снижаться.

Можно применять и другие способы, такие как заключение в теплоизолирующий материал передвижного контейнера и выдерживание в нем смеси в течение определенного периода времени. Несмотря на то, что этот метод может иногда обеспечить точные время контакта и температурные параметры, он не позволяет проводить обработку непрерывным поточным способом и не подходит для масштабного производства.

Представленное изобретение связано, в основном, со способом и устройством для обработки отстоя сточных вод перед его утилизацией.

Соответственно, главным объектом представленного изобретения являются новые и улучшенные способ и устройство для обработки отстоя сточных вод.

Еще одним объектом представленного изобретения являются новые и улучшенные способ и устройство для обработки отстоя сточных вод, разработанные специально для непрерывной обработки больших объемов отстоя.

Еще одним объектом представленного изобретения являются новые и улучшенные способ и устройство для обработки отстоя сточных вод, разработанные специально для непрерывной обработки больших объемов отстоя, с использованием для уничтожения патогенных веществ пастеризационной камеры, позволяющей в течение определенного времени поддерживать отстой при определенной повышенной температуре.

Еще одним объектом представленного изобретения являются новые и улучшенные способ и устройство для обработки отстоя сточных вод, разработанные специально для непрерывной обработки больших объемов отстоя, с использованием для уничтожения патогенных веществ пастеризационной камеры, позволяющей в течение определенного времени поддерживать отстой при определенной повышенной температуре, без приложения к отстою дополнительной энергии, за исключением тепла, во время процесса пастеризации с тем, чтобы тиксотропная смесь не разжижалась.

Другие объекты и усовершенствования представленного изобретения станут очевидными из следующего описания. Изобретение поясняется чертежами, на которых представлено:
фиг. 1 – аксонометрический вид устройства для осуществления способа обработки отстоя сточных вод, соответствующего представленному изобретению;
фиг. 2 – вид сбоку, с частичным разрезом пастеризационной камеры, соответствующей представленному изобретению.

Обратимся теперь к чертежам, на которых одинаковые позиции указывают на одинаковые элементы, представленные на разных видах. На фиг. 1 показано устройство для пастеризации отстоя сточных вод, соответствующее представленной реализации настоящего изобретения. Изображенное на этой фиг. 1 устройство в целом состоит из транспортера 20, обеспечивающего непрерывную подачу отстоя из хранилища отстоя (не показано), загрузочной воронки 22, контейнера для хранения извести 30 с передающим средством 32, устройством для смешивания распределяемой из контейнера извести с отстоем и передачи полученной смеси 40 и пастеризационной камеры 50 (см. фиг. 2).

Как видно из фиг. 1, отстой должен быть подан к загрузочной воронке 22 из места его хранения с помощью обычного наземного транспорта, например оборудованного ковшом погрузчика или чего-то подобного. Из воронки 22, отстой подается винтовым транспортером 24 или чем-то в этом роде, желательно непрерывным потоком, к входному отверстию 41 в закрытый удлиненный смешивающе-передающий короб 40, имеющий на противоположных концах входное отверстие 41 и выходное отверстие 43. Для подачи отстоя к входному отверстию 41 смешивающе- передающего короба 40 подходит любое из известных средств подачи, например ленточный транспортер или винтовой транспортер. От входного отверстия 41 смешивающе-передающего короба 40, отстой перемещается через пару, в общем случае горизонтально расположенных винтовых смесителей 42 и 44 к выходному отверстию 43 из смешивающе-передающего короба 40. Смешивающе-передающий короб 40 может быть расположен под углом к горизонту, но желательно не более чем в 45 градусов.

В случае необходимости, в смешивающе-передающем коробе 40 могут быть расположены нагревательные элементы (не показаны) электрического или любого другого типа для предварительного нагрева обрабатываемого отстоя. Этот предварительный нагрев, который мог бы также быть обеспечен за счет реакции гидратации извести с отстоем, позволяет реакции происходить более эффективно, потому что в этом случае для достижения необходимых температур меньше будет отбираться высвобожденной в результате реакции гидратации теплоты. Кроме того, возможность подачи дополнительного количества теплоты позволяет добиться эффекта “снежного кома” при прохождении реакции. Увеличение температуры на 10 градусов Цельсия, например, может в два раза увеличить скорость реакции. Увеличение скорости реакции в два раза обеспечивает увеличение высвобожденной теплоты и, следовательно, температуры, которая, в свою очередь, еще увеличивает скорость реакции, и т.д. Этот эффект “снежного кома” иногда называют эффектом “лавины”.

В точке, расположенной между входным отверстием 41 и выходным отверстием 43 смешивающе-передающего короба 40 предусмотрено входное отверстие 46 для подачи щелочной добавки. Одна или несколько подходящих щелочных добавок, например известь или другая щелочная добавка, с определенной скоростью подается из контейнера для хранения извести 30 через передающее средство 32 и входное отверстие 46 в смешивающе-передающий короб 40. Передающее средство 32 тоже может быть любого из известных типов, например, ленточным транспортером или винтовым транспортером.

В смешивающе-передающем коробе 40 происходит перемешивание отстоя и щелочной добавки до состояния однородной смеси, при этом величина pH отстоя начинает повышаться, стабилизируясь как минимум на определенном уровне, который для описываемого устройства составляет по крайней мере около 12. Таким образом, смесь отстоя и щелочной добавки, постоянно подвергаясь перемешиванию проходит через смешивающе-передающий короб 40 и, в конечном итоге, подходит к выходному отверстию 43 смешивающе-передающего короба 40 и выходит через него.

Смешивание отстоя и щелочной добавки при атмосферных условиях приводит к реакции гидратации:
CaO + H₂O = Ca(OH)₂ + Теплота.

Применяя стехиометрические оценки, получаем, что реакция дает:
56 фунтов CaO + 18 фунтов H₂O = 74 фунта Ca(OH) плюс 27,500 БТЕ на фунт-моль.

Несмотря на то, что в описываемом устройстве наиболее предпочтительно использовать именно известь (определенную здесь как практически чистый диоксид кальция), другие вещества, состоящие из или содержащие оксид кальция или карбонад кальция, такие как негашеная известь, доломитовая известь, порошок обоженной извести или обожженный цементный порошок – тоже могут использоваться. Таким образом, добавка будет выбираться из группы веществ, состоящих из оксида кальция или карбонада кальция. Этот выбор может зависеть от доступности материала и желательной величины pH, потому что не все из перечисленных веществ способны поднять pH до желательного уровня. Например, если желательная величина pH – двенадцать, доломитовая известь не подойдет, так как не сможет настолько поднять величину pH смеси. Важно обратить внимание на то, что гетерогенный характер отстоя, а также изменение характеристик (например, чистоты) используемой извести, может привести к некоторым изменениям в стехиометрическом уравнении и, следовательно, в реакции.

После того как смесь отстоя и щелочной добавки пройдет через выходное отверстие 43 смешивающе-передающего короба 40, она попадает через входное отверстие 52 в пастеризационную камеру 50. Пастеризационная камера 50 состоит из практически полностью закрытого контейнера 51, дно которого выполнено в виде бегущей дорожки 53. (См. фиг. 1 и 2). Смесь отстоя и щелочной добавки вводится через входное отверстие 52 и под действием силы тяжести падает на бегущую дорожку 53, представляющую собой поверхность ленты 57. Бегущая дорожка 53 приводится в движение двигателем 62 или другим устройством, соединенным с ней через несколько редуцирующих устройств, например систему шестерен, чтобы обеспечить требуемое замедление. Смесь подается бегущей дорожкой 53 к отверстию для разгрузки 54 в течение такого времени, чтобы каждая частица смеси, проходящая через пастеризационную камеру 50, находилась внутри камеры 50 определенное рабочее время. Желательно, чтобы рядом с выпускным отверстием 54 был установлен привод 55, чтобы удалять смесь, прилипшую к бегущей дорожке 53. Камера 50 может содержать набор термодатчиков 56, чтобы обеспечить периодическую или непрерывную индикацию температуры смеси, проходящей через камеру 50, и передавать информацию об изменениях температуры по управляющим проводам 70 контроллеру “C”. Контроллер “C” управляет скоростью вращения двигателя 62 и таким образом управляет скоростью перемещения бегущей дорожки 53. Таким образом, можно управлять временем пребывания смеси в пастеризационной камере 50.

В описываемой реализации изобретения бегущая дорожка 53 состоит из одной гибкой резиновой ленты 57, приводящейся в движение барабаном 58, соединенным с двигателем 62 или другим приводным устройством. Стенки камеры 59 покрыты теплоизолирующим материалом 64 толщиной как минимум в два дюйма, чтобы минимизировать потерю теплоты. Пастеризационная камера 50 закрывается крышкой 60, полностью закрывающей камеру 50, чтобы сохранять температуру смеси постоянной. Некоторые стенки 59 камеры 50 могут содержать дополнительные термоэлементы 66, чтобы предотвратить потерю теплоты по краям материала, находящегося в камере. Термоэлементы 66 могут, например, управляться сигналами по проводам 70 с контроллера “C”, получающего информацию от термодатчиков 56, или каким-либо другим образом.

Поданная ко входу в пастеризационную камеру 50 смесь отстоя и щелочной добавки передается через пастеризационную камеру 50 без подачи к ней дополнительной энергии за исключением теплоты. В частности, часто являющаяся тиксотропной смесь существенно не встряхивается, а стало быть и не разжижается. Небольшое встряхивание движущейся смеси, вызванное трением о стенки камеры 50 или падением смеси в камеру 50, не считается существенным.

В предлагаемой реализации изобретения обеспечивается сохранение достаточного количества теплоты в отстое в процессе пастеризации, для того, чтобы поддерживать температуру по крайней мере около 70 градусов Цельсия в течение по крайней мере 30 минут и, таким образом, пастеризовать отстой. Предлагается теплоизолировать камеру 50 так, как это указано выше, чтобы сохранить теплоту и произвести эффективную пастеризацию. Если в результате реакции не выделяется теплота в количествах, достаточных для разогрева отстоя до желательной температуры, дополнительная теплота может быть получена за счет дополнительных термоэлементов 66. Излишек воды в пастеризационной камере также может поглощать теплоту, поэтому иногда добавление дополнительной теплоты может быть необходимым и в том случае, когда в течение реакции гидратации выделяется достаточно существенное количество теплоты. Излишек воды частично может быть спущен из пастеризационной камеры, однако и оставшееся количество влаги все еще будет поглощать теплоту. Возможность подачи дополнительной теплоты вкупе с теплоизоляцией камеры 50 позволяет гарантировать, что вся масса смеси, включая и расположенную по краям, имеет соответствующую температуру; таким образом, на преодоление тепловых потерь не потребуется дополнительного количества щелочной добавки, и температура смеси в пастеризационной камере не будет падать.

В описываемой реализации изобретения отстой подается в пастеризационную камеру непрерывным потоком, и процесс пастеризации отстоя проходит непрерывно, по принципу: первый вошел – первый вышел, так, что частицы, находящиеся в начале подаваемого в камеру потока, через определенное рабочее время первыми выйдут из пастеризационной камеры.

Очевидно, что это рабочее время, которое в описываемой реализации составляет около тридцати минут, может быть в соответствии с какими-либо требованиями существенно изменено за счет использования двигателя, работающего на разных скоростях, или системы шестерен, увеличивающей или уменьшающей скорость вращения.

Очевидно также, что в описываемой реализации представленного изобретения пастеризационная камера, обеспечивающая уничтожение патогенных веществ, позволяет обрабатывать каждую частицу отстоя при определенной повышенной температуре определенный период времени и при повышенной величине pH.

Очевидно также, что в то время как в описываемой реализации изобретения отстой в течение пастеризации и известковой стабилизации находится в одной и той же камере, можно осуществлять эти операции в разных камерах и проводить смесь отстоя и щелочной добавки через каждую камеру. В некоторых случаях можно было бы проводить эти операции вообще не заключая смесь в какую-либо камеру, или заключая только частично, если необходимое количество теплоты подводится или каким-либо образом сохраняется в отстое.

В описываемом изобретении можно использовать стартеры для двигателей с ручными средствами управления типа “Включено – Выключено”. Кроме того, могут быть использованы системы управления для того, чтобы обеспечить такие автоматические операции, как управление скоростью двигателя для регулирования потока отстоя, потока щелочной добавки и рабочего времени прохождения смеси через пастеризационную камеру. Более того, устройство может быть оснащено компьютерными средствами управления датчиками 56 или подобными устройствами (с возможностью записи данных), и компьютерными средствами управления термоэлементами 66 или подобными устройствами, чтобы обеспечить возможность документирования процесса обработки отстоя и проверки того, удовлетворяет ли этот процесс требованиям правительства.

Правила Управления по охране окружающей среды требуют, чтобы муниципалитеты, под страхом закона, сертифицировали обрабатываемый отстой на предмет удовлетворения всем официальным требованиям. В данном изобретении процесс обработки отстоя разработан таким образом, чтобы он удовлетворял всем требованиям 40 CFR, часть 503.

Вышеприведенные описание и приложенные чертежи являются лишь иллюстрацией, а не границами изобретения, и не должны рассматриваться в качестве каких-либо ограничений.

Кроме того, естественные модификации или варианты всего представленного изобретения или его частей, которые могут прийти в голову специалисту при чтении данного описания и под его влиянием, считаются находящимися в области, охватываемой представленным изобретением, и подпадающими под действие представленного изобретения, как оно определено в прилагаемой формуле.

Формула изобретения

1. Способ обработки отстоя сточных вод, включающий следующие шаги: (а) обеспечение отстоя; (b) смешивание отстоя по крайней мере с одной щелочной добавкой в такой пропорции, чтобы возникшая в результате химическая реакция отстоя со щелочной добавкой увеличила температуру смеси и величина рН смеси поднялась как минимум до необходимого уровня; (с) обеспечение пастеризационной камеры, имеющей по крайней мере одно входное отверстие и по крайней мере одно выходное отверстие; (d) подачу смеси отстоя и щелочной добавки к входному отверстию пастеризационной камеры; (е) непрерывное проведение смеси отстоя со щелочной добавкой через пастеризационную камеру, без сколько-нибудь существенного встряхивания смеси, чтобы она практически не разжижалась, с такой скоростью, чтобы смесь находилась в пастеризационной камере определенное рабочее время, за которое патогенные вещества в отстое будут практически уничтожены; и (f) разгрузку смеси из выходного отверстия пастеризационной камеры.

2. Способ по п.1, в котором шаги (а), (d) и (f) непрерывно повторяются.

3. Способ по п.1, в котором шаг обеспечения отстоя включает в себя такое обеспечение отстоя, чтобы он содержал порядка 10 – 60% сухого вещества.

4. Способ по п.1, в котором шаг обеспечения щелочной добавки включает в себя выбор щелочной добавки из группы веществ, состоящей из оксида кальция, карбоната кальция, гашеной извести, негашеной извести, порошка обожженной извести, обожженного цементного порошка и летучей золы.

5. Способ по п. 1, в котором шаг обеспечения пастеризационной камеры включает в себя обеспечение пастеризационной камеры, оснащенной средствами для нагрева проходящей через нее смеси.

6. Способ по п. 5, в котором после шага, заключающегося в непрерывном проведении смеси отстоя и щелочной добавки к входному отверстию пастеризационной камеры, идет шаг, заключающийся в нагревании смеси, находящейся в пастеризационной камере, с помощью термоэлементов, чтобы поддерживать температуру смеси отстоя и щелочной добавки в пастеризационной камере как минимум на определенном уровне.

7. Способ по п.6, в котором шаг, состоящий в нагревании смеси, находящейся в пастеризационной камере, включает поддерживание температуры смеси по крайней мере на уровне 70^oC.

8. Способ по п. 1, в котором необходимое рабочее время составляет по крайней мере около 30 мин.

9. Способ по п.1, в котором минимальная величина рН находится по крайней мере на уровне около 12.

10. Способ по п.1, в котором после шага, включающего обеспечения отстоя, следует шаг, включающий предварительный нагрев отстоя по крайней мере до температуры около 70^oC.

11. Способ по п.1, в котором шаг, включающий обеспечение пастеризационной камеры, включает в себя также ее оборудование по крайней мере одним термодатчиком, чтобы обеспечить индикацию температуры находящейся в камере смеси отстоя и щелочной добавки.

12. Способ по п.2, в котором шаг, включающий обеспечение пастеризационной камеры, включает в себя также выполнение дна пастеризационной камеры между входным и выходным отверстиями в виде бегущей дорожки, шаг, включающий непрерывную подачу смеси отстоя и щелочной добавки в пастеризационную камеру, включает в себя также подачу смеси через входное отверстие камеры на эту бегущую дорожку, и в котором шаг, включающий непрерывную передачу смеси через пастеризационную камеру, включает в себя передачу смеси на бегущей дорожке от входного отверстия к выходному отверстию с такой скоростью, чтобы смесь, находящаяся на бегущей дорожке, оставалась в пастеризационной камере необходимое рабочее время.

13. Способ по п.11, в котором шаг, включающий оборудование пастеризационной камеры дном в виде бегущей дорожки, включает в себя также выполнение бегущей дорожки в виде одной гибкой ленты.

14. Способ по п.1, в котором шаг, включающий обеспечение пастеризационной камеры, включает также обеспечение практически полностью закрытого контейнера с теплоизолированными стенками.

15. Способ по п.1, включая управление количеством дополнительной теплоты, получаемой в пастеризационной камере, с использованием термодатчиков для контроля температуры смеси в камере.

16. Способ по п.12, в котором шаг, включающий обеспечение пастеризационной камеры, имеющей дно в виде бегущей дорожки, включает в себя также установку рядом с выходным отверстием очистительных средств, чтобы удалять смесь, прилипшую к дорожке.

17. Способ по п.1, в котором шаг, включающий проведение смеси через пастеризационную камеру, включает в себя также проведение каждой частицы смеси таким образом, чтобы каждая частица смеси находилась в камере при как минимум необходимой температуре в течение как минимум необходимого рабочего времени.

18. Устройство для обработки отстоя сточных вод, включающее: (а) средства для обеспечения отстоя; (b) средства для смешивания отстоя с щелочной добавкой; (с) пастеризационную камеру, имеющую по крайней мере одно входное отверстие и по крайней мере одно выходное отверстие; (d) средства для подачи смеси отстоя и щелочной добавки к входному отверстию пастеризационной камеры; (е) пастеризационную камеру, включающую средства для непрерывного проведения смеси через камеру за определенное рабочее время без существенного встряхивания так, чтобы смесь практически не разжижалась; (f) средства для разгрузки смеси из выходного отверстия пастеризационной камеры.

19. Устройство по п.18, в котором средства для обеспечения отстоя включают средства для непрерывной подачи отстоя, имеются средства для проведения смеси, включающие средства для непрерывного проведения смеси, и в котором средства для разгрузки смеси включают средства для непрерывной разгрузки смеси.

20. Устройство по п.18, в котором имеются средства для обеспечения щелочной добавки, включающие средства для обеспечения щелочной добавки, выбранной из группы веществ, состоящей из оксида кальция, карбоната кальция, гашеной извести, негашеной извести, порошка обожженной извести, обожженного цементного порошка и летучей золы.

21. Устройство по п.18, в котором пастеризационная камера оборудована средствами для нагрева смеси, проходящей через камеру.

22. Устройство по п.21, в котором средства для нагрева смеси в пастеризационной камере включают такие средства для нагрева смеси в пастеризационной камере, чтобы поддерживать температуру смеси отстоя и щелочной добавки в пастеризационной камере как минимум не необходимом уровне.

23. Устройство по п.22, в котором минимальная необходимая температура составляет 70^oC.

24. Устройство по п.18, в котором минимальное рабочее время составляет по крайней мере 30 мин.

25. Устройство по п.18, в котором минимальная необходимая величина рН находится по крайней мере на уровне около 12.

26. Устройство по п.18, в котором средства для обеспечения отстоя включают средства для предварительного нагрева отстоя по крайней мере до температуры около 70^oC.

27. Устройство по п.18, в котором пастеризационная камера оборудована по крайней мере одним термодатчиком, чтобы обеспечить индикацию температуры находящейся в камере смеси отстоя и щелочной добавки.

28. Устройство по п.18, в котором дно пастеризационной камеры между входным и выходным отверстиями выполнено в виде бегущей дорожки, в котором средства, осуществляющие непрерывную подачу смеси отстоя и щелочной добавки в пастеризационную камеру, включают в себя средства, осуществляющие подачу смеси через входное отверстие камеры на эту бегущую дорожку, и в котором средства, осуществляющие непрерывную передачу смеси через пастеризационную камеру, включают в себя средства для передачи смеси на бегущей дорожке от входного отверстия к выходному отверстию с такой скоростью, чтобы смесь, находящаяся на бегущей дорожке, оставалась в пастеризационной камере необходимое рабочее время.

29. Устройство по п.28, в котором бегущая дорожка выполнена в виде одной гибкой ленты.

30. Устройство по п.18, в котором пастеризационная камера включает также практически полностью закрытый контейнер с теплоизолированными стенками.

31. Устройство по п.18, дополнительно включающее средства для управления количеством дополнительной теплоты, получаемой в пастеризационной камере, использующие термодатчики для контроля температуры смеси в камере.

32. Устройство по п.28, в котором кронштейны, на которых держится служащая дном пастеризационной камеры бегущая дорожка, укреплены рядом с выходным отверстием, чтобы удалять смесь, прилипшую к дорожке.

33. Устройство по п.18, в котором средства для проведения смеси через пастеризационную камеру, включают в себя также средства для проведения каждой частицы смеси таким образом, чтобы каждая частица смеси находилась в камере при как минимум необходимой температуре в течение как минимум необходимого рабочего времени.

34. В устройстве для обработки отстоя сточных вод для уничтожения вредных патогенных веществ, включающем средства для подачи определенного количества отстоя, средства для подачи определенного количества щелочной добавки, средства для равномерного перемешивания отстоя и щелочной добавки, средства для подачи смеси отстоя и щелочной добавки в пастеризационную камеру для пастеризации отстоя и последующей разгрузки пастеризованного отстоя, пастеризационная камера включающая: (а) удлиненную камеру, имеющую входное отверстие и выходное отверстие и непрерывно движущуюся бегущую дорожку в качестве дна, расположенную между входным и выходным отверстиями; и (b) приводные средства, обеспечивающие необходимую скорость движения бегущей дорожки; оснащенная средствами для поддержания отстоя, поданного в смеси со щелочной добавкой через входное отверстие на бегущую дорожку пастеризационной камеры, при минимальной необходимой температуре в течение минимального необходимого рабочего времени, причем средства, которыми оснащена вышеупомянутая пастеризационная камера, действуют, практически не встряхивая смеси, а пастеризованная смесь покидает пастеризационную камеру через выходное отверстие.

35. Устройство по п.34, в котором пастеризационная камера дополнительно включает средства для нагрева находящейся в ней смеси отстоя и щелочной добавки для поддержания минимальной необходимой температуры.

36. Устройство по п.34, в котором пастеризационная камера практически полностью закрыта.

37. Устройство по п.34, в котором пастеризационная камера теплоизолирована.

38. Устройство по п.34, в котором пастеризационная камера дополнительно оборудована по крайней мере одним термодатчиком для обеспечения температуры смеси отстоя и щелочной добавки в пастеризационной камере.

39. Устройство по п.34, в котором бегущая дорожка, служащая дном пастеризационной камеры, выполнена в виде ленты, вращающейся по крайней мере на двух роликах, по крайней мере один из которых приводится в движение приводом, оснащенным редуктором.

40. Устройство по п.34, в котором минимальная необходимая температура составляет 70^oC, а привод позволяет бегущей дорожке двигаться с такой скоростью, чтобы необходимое рабочее время составляло по крайней мере 30 мин.

РИСУНКИ