RU2047569C1 - Method for clarifying and disinfecting stock farm waste water - Google Patents
Method for clarifying and disinfecting stock farm waste water Download PDFInfo
- Publication number
- RU2047569C1 RU2047569C1 SU5063252A RU2047569C1 RU 2047569 C1 RU2047569 C1 RU 2047569C1 SU 5063252 A SU5063252 A SU 5063252A RU 2047569 C1 RU2047569 C1 RU 2047569C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anode
- waste water
- chamber
- electroactivator
- effluents
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 title claims description 6
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 6
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 abstract description 13
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 abstract description 13
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 238000005352 clarification Methods 0.000 abstract description 11
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract description 7
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 abstract description 7
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 2
- 239000012190 activator Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 2
- 229910021502 aluminium hydroxide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 16
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 12
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- -1 chlorine ions Chemical class 0.000 description 7
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 7
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 6
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 4
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 230000000721 bacterilogical effect Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 1
- WGKMWBIFNQLOKM-UHFFFAOYSA-N [O].[Cl] Chemical class [O].[Cl] WGKMWBIFNQLOKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011146 organic particle Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002927 oxygen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке воды, в частности к обеззараживанию и осветлению животноводческих стоков, и может быть использовано на фермах и других животноводческих комплексах, где применяется гидросмыв для удаления навоза, в результате чего образуются большие объемы загрязненных жидких стоков, которые требуют больших площадей для их хранения. The invention relates to water treatment, in particular to disinfection and clarification of livestock effluents, and can be used on farms and other livestock complexes where a water wash is used to remove manure, resulting in large volumes of contaminated liquid effluents that require large areas for storage .
Известен способ обеззараживания и осветления животноводческих стоков, согласно которому из животноводческих стоков на виброгрохоте удаляют грубодисперсные включения (солому, щепки и т.п.) и оставшуюся жидкую фракцию обрабатывают электрическим током в электроактиваторе, содержащем две рабочие камеры, на дне которых установлены стальные электроды. Обеззараживание стоков от патогенных микроорганизмов достигается путем окисления их биологически активных веществ кислородом и озоном, образующимися на аноде в результате электролиза воды, а осветление обеззараженных стоков, т.е. очистка их от частиц органической природы, осуществляется их флотацией водородом, который выделяется на катоде. There is a known method of disinfecting and clarifying livestock stocks, according to which coarse particles (straw, wood chips, etc.) are removed from livestock stocks on a vibrating screen and the remaining liquid fraction is treated with an electric current in an electric activator containing two working chambers, at the bottom of which steel electrodes are installed. Disinfection of effluents from pathogenic microorganisms is achieved by oxidizing their biologically active substances with oxygen and ozone, which are formed on the anode as a result of electrolysis of water, and clarification of disinfected effluents, i.e. their purification from particles of organic nature is carried out by their flotation with hydrogen, which is released at the cathode.
Недостатком способа является невысокое качество осветления стоков, так как оно проводится только за счет флотации, эффективность которой зависит от состава поступающих в электроактиватор стоков. Растворение же стального анода не обеспечивает эффективной коагуляции органических частиц ввиду того, что железо является хорошим коагулянтом лишь в щелочной среде, а животноводческие стоки представляют собой либо нейтральную, либо кислую среду. В кислой или нейтральной среде железо образует не крупные хлопья, а лишь мелкодисперсную взвесь. The disadvantage of this method is the low quality of clarification of effluents, since it is carried out only due to flotation, the effectiveness of which depends on the composition of the effluents entering the electroactivator. The dissolution of the steel anode does not provide effective coagulation of organic particles due to the fact that iron is a good coagulant only in an alkaline environment, and livestock runoff is either neutral or acidic. In an acidic or neutral environment, iron does not form large flakes, but only a finely divided suspension.
Кроме того, из-за наличия в животноводческих стоках поверхностно-активных веществ процесс флотации сопровождается сильным пенообразованием, что требует применения дополнительных защитных мер от выплесков пены и создает определенные неудобства для обслуживающего персонала. In addition, due to the presence of surfactants in livestock effluents, the flotation process is accompanied by strong foaming, which requires the use of additional protective measures against splashes of foam and creates certain inconveniences for staff.
Известен также способ обеззараживания и осветления животноводческих стоков, в котором механическую очистку стоков от крупнодисперсных включений производят в сепараторе, снабженном сеткой с отверстиями диаметром 0,1-0,5 мм, а для электрохимической обработки полученной жидкой фракции используют электроактиватор, имеющий полупроницаемую мембрану, разделяющую анодную и катодную камеры электроактиватора, анод которого выполнен из графита. После механической очистки жидкую фракцию подают в катодную камеру электроактиватора, куда, кроме того, вводят коагулянт фосфорную кислоту из расчета 2 л/м3 фильтрата.There is also a known method of disinfecting and clarifying livestock waste water, in which the mechanical treatment of waste from coarse inclusions is carried out in a separator equipped with a mesh with holes with a diameter of 0.1-0.5 mm, and for the electrochemical treatment of the obtained liquid fraction, an electroactivator having a semipermeable membrane separating the anode and cathode chambers of the electroactivator, the anode of which is made of graphite. After mechanical cleaning, the liquid fraction is fed into the cathode chamber of the electroactivator, where, in addition, a coagulant phosphoric acid is introduced at the rate of 2 l / m 3 of the filtrate.
В этом способе осветление стоков происходит не только за счет флотации взвешенных частиц водородом, но и за счет коагуляции, и поэтому является более эффективным. In this method, the clarification of effluents occurs not only due to the flotation of suspended particles by hydrogen, but also due to coagulation, and therefore is more effective.
Из катодной камеры осветленную жидкость вводят в анодную камеру, где она обеззараживается путем окисления биологически активных веществ микроорганизмов кислородом и озоном, выделяющимися на аноде при разложении воды. From the cathode chamber, the clarified liquid is introduced into the anode chamber, where it is disinfected by oxidizing the biologically active substances of the microorganisms with oxygen and ozone, which are released on the anode during the decomposition of water.
Недостатком этого способа является неполное обеззаpаживание стоков из-за недостаточного количества окислителя, выделяющегося при электролизе воды. Согласно классификации степени бактериологического загрязнения водоемов одним из показателей степени обеззараживания является микробное число (количество колоний, вырастающих на мясопептонном агаре в чашках Петри после 48 ч инкубации при температуре 20оС из 1 мл жидкости). В данном способе микробное число в обработанных стоках составляет 3000. Такие жидкости считаются зараженными и их нельзя сливать на природу.The disadvantage of this method is the incomplete disinfection of effluents due to the insufficient amount of oxidizing agent released during electrolysis of water. According to the classification level of bacteriological contamination of reservoirs one measure of the degree of disinfection is the microbial count (number of colonies growing on meat-peptone agar in petri dishes after 48 hours of incubation at 20 ° C in 1 ml liquid). In this method, the microbial number in the treated effluent is 3000. Such liquids are considered infected and cannot be drained into nature.
Другой недостаток способа связан с добавлением в анодную камеру электроактиватора коагулянта фосфорной кислоты. Практически невозможно подобрать такую концентрацию фосфорной кислоты, чтобы вся она работала как коагулянт, и поэтому фосфорная кислота расходуется не полностью и часть ее в растворенном виде остается в стоках, загрязняя их. Another disadvantage of this method is the addition of phosphoric acid coagulant to the anode chamber of the electroactivator. It is practically impossible to select such a concentration of phosphoric acid so that all of it works as a coagulant, and therefore phosphoric acid is not completely consumed and some of it remains dissolved in the effluent, polluting them.
Кроме того, использование флотационного метода осветления стоков нежелательно по описанным выше причинам. In addition, the use of the flotation method of clarification of effluents is undesirable for the reasons described above.
Изобретение направлено на создание способа обеззараживания и осветления животноводческих стоков, который обеспечивал бы лучшую окислительную способность анолита, необходимую для полного обеззараживания, и в котором осветление стоков производилось бы только за счет коагуляции без введения в электроактиватор коагулянта, создающего химическое загрязнение обеззараженных стоков. The invention is directed to the creation of a method for disinfecting and clarifying livestock effluents, which would provide the best oxidizing ability of the anolyte necessary for complete disinfection, and in which the clarification of drains would be carried out only by coagulation without introducing a coagulant into the electroactivator, which creates chemical contamination of the disinfected effluents.
Для этого в способе обеззараживания и осветления животноводческих стоков, включающем их механическую очистку от грубодисперсных включений и последующую электрохимическую обработку в электроактиваторе с полупроницаемой мембраной, разделяющей анодную и катодную камеры, согласно изобретению, используют электроактиватор с алюминиевым анодом, а катодную камеру заполняют водным раствором хлорида щелочного металла. To do this, in the method of disinfecting and clarifying livestock wastes, including mechanical cleaning of coarse dispersed inclusions and subsequent electrochemical treatment in an electroactivator with a semipermeable membrane separating the anode and cathode chambers, according to the invention, an electroactivator with an aluminum anode is used, and the cathode chamber is filled with an aqueous solution of alkaline chloride metal.
Благодаря наличию в катодной камере электроактиватора хлорида щелочного металла в его анодной камере образуется дополнительный окислитель кислородные соединения хлора. Эти соединения наряду с кислородом и озоном, выделяющимися на аноде, окисляют биологически активные вещества присутствующих в стоках микроорганизмов, усиливая биоцидную способность анолита. В результате этого при соответствующей концентрации хлорида щелочного металла может быть достигнуто полное обеззараживание животноводческих стоков без увеличения энергозатрат на электрохимическую обработку. Due to the presence of an alkali metal chloride electroactivator in the cathode chamber, an additional oxidizing agent forms oxygen chlorine compounds in its anode chamber. These compounds, along with oxygen and ozone released at the anode, oxidize biologically active substances present in the effluent of microorganisms, enhancing the biocidal ability of the anolyte. As a result of this, with the appropriate concentration of alkali metal chloride, complete disinfection of livestock wastes can be achieved without increasing energy costs for electrochemical treatment.
Использование электроактиватора с алюминиевым анодом дает возможность эффективно осветлять стоки только за счет коагуляции. Это связано с тем, что при электролизе образуется гидроксид алюминия, являющийся хорошим коагулянтом в средах с рН 4,5-8, а животноводческие стоки в анодной камере электроактиватора имеют рН 4,6-5. Эффективность коагуляции обусловлена также более интенсивным растворением алюминиевого анода под действием ионов хлора. Поэтому в предлагаемом способе нет необходимости ни в использовании флотационного метода осветления, ни во введении "внешнего" коагулянта. Сам же гидроксид алюминия не создает химического загрязнения осветленных и обеззараженных стоков, так как при безреагентной коагуляции, каковая используется в предлагаемом способе, весь коагулянт выпадает в осадок. The use of an electroactivator with an aluminum anode makes it possible to efficiently clarify drains only through coagulation. This is due to the fact that, during electrolysis, aluminum hydroxide is formed, which is a good coagulant in media with pH 4.5–8, and livestock runoff in the anode chamber of the electroactivator has a pH of 4.6–5. The effectiveness of coagulation is also due to more intense dissolution of the aluminum anode under the action of chlorine ions. Therefore, in the proposed method, there is no need to use the flotation method of clarification, nor to introduce an “external” coagulant. Aluminum hydroxide itself does not create chemical contamination of clarified and disinfected effluents, since when reagentless coagulation, which is used in the proposed method, all coagulant precipitates.
На чертеже изображена схема установки для осуществления предлагаемого способа. The drawing shows a diagram of an installation for implementing the proposed method.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Животноводческие стоки после гидросмыва подают в накопитель 1 стоков, откуда они поступают в устройство 2 фильтрации, снабженное крупноячеистой стальной сеткой с диаметром ячеек 1 мм, поддоном для жидкости и мешалкой. В устройстве 2 происходит отделение стоков от камней, соломы, палок. Далее стоки подают на центрифугу 3, где происходит их дальнейшее разделение на твердую фракцию и жидкую мелкодисперсную фракцию с диаметром включений не более 0,1 мм. Твердая фракция идет на компост, а жидкая собирается в сборник 4 центрифугата, из которого далее с помощью насоса-дозатора 5 равномерно подается в анодную камеру 6 электроактиватора 7. Наличие в жидкой фракции частиц с диаметром более 0,1 мм недопустимо по причине возможного засорения электроактиватора и увеличения электрического сопротивления обрабатываемой жидкости, что может привести к выходу электроактиватора из строя. The proposed method is as follows. After water washing, livestock wastewater is fed to a wastewater storage unit 1, from where it enters the filtration device 2, equipped with a coarse-mesh steel mesh with a mesh diameter of 1 mm, a liquid tray and a stirrer. In device 2, the separation of effluents from stones, straw, sticks. Next, the effluents are fed to a centrifuge 3, where they are further separated into a solid fraction and a finely divided liquid fraction with an inclusion diameter of not more than 0.1 mm. The solid fraction is composted, and the liquid is collected in a centrifugal collector 4, from which further with the help of a metering pump 5 it is uniformly fed into the anode chamber 6 of the electroactivator 7. The presence of particles with a diameter of more than 0.1 mm in the liquid fraction is unacceptable due to possible clogging of the electroactivator and increase the electrical resistance of the processed fluid, which can lead to the failure of the electroactivator.
Электроактиватор 7 имеет полупроницаемую мембрану 8, разделяющую его анодную 6 и катодную 9 камеры. Анод 10 электроактиватора выполнен из алюминия, а катод 11 например, из стали или любого другого электропроводного материала. The electroactivator 7 has a semi-permeable membrane 8, separating its anode 6 and cathode 9 of the chamber. The anode 10 of the electroactivator is made of aluminum, and the cathode 11, for example, of steel or any other electrically conductive material.
Одновременно в катодную камеру 9 посредством насоса 12 подают раствор хлорида щелочного металла, например хлорида натрия, из емкости 13. Когда камеры 6 и 9 заполнятся соответственно стоками и раствором хлорида натрия, на электроды 10 и 11 подают напряжение от источника 14 питания. At the same time, an alkali metal chloride solution, for example sodium chloride, is supplied to the cathode chamber 9 by means of a pump 12 from the reservoir 13. When the chambers 6 and 9 are filled with drains and sodium chloride solution, respectively, voltage is supplied to the electrodes 10 and 11 from the power supply 14.
В результате электролиза воды на аноде 10 электроактиватора выделяются кислород и озон. Ионы хлора из катодной камеры 9 переходят через полупроницаемую мембрану 8 в анодную камеру 6 благодаря разности концентраций этих ионов по обе стороны мембраны 8. На аноде 10 происходит выделение газообразного хлора, который частично растворяется в воде с образованием кислородных соединений хлора. Эти соединения являются дополнительным окислителем и вместе с кислородом и озоном участвуют в реакциях окисления биологически активных веществ микроорганизмов, находящихся в животноводческих стоках, обеспечивая их обеззараживание. Концентрацию хлорида натрия в растворе, подаваемом в катодную камеру 9, определяют экспериментально из условия достижения полного обеззараживания стоков при данных удельных энергозатратах на электрохимическую обработку. Так, например, при величине удельных энергозатрат 2-3 кВт.ч/м3 концентрация хлорида натрия в растворе составляет 5-10%
Введение хлорида щелочного металла именно в катодную камеру 9 (а не непосредственно в анодную камеру c заполнением катодной камеры водой) обеспечивает снижение электрического сопротивления католита и, соответственно, позволяет вести процесс с более низкими энергозатратами. Как известно, величина удельной электропроводимости водных растворов хлоридов щелочных металлов прямо пропорциональна их концентрации в растворе. Поэтому при необходимости снижения удельных энергозатрат на электрохимическую обработку используют растворы хлоридов щелочных металлов с высокими концент- рациями, вплоть до концентраций насыщенных растворов.As a result of water electrolysis, oxygen and ozone are released at the anode 10 of the electroactivator. Chlorine ions from the cathode chamber 9 pass through a semipermeable membrane 8 into the anode chamber 6 due to the difference in the concentration of these ions on both sides of the membrane 8. At the anode 10, chlorine gas is released, which partially dissolves in water with the formation of oxygen compounds of chlorine. These compounds are an additional oxidizing agent and, together with oxygen and ozone, are involved in the oxidation of biologically active substances of microorganisms in livestock runoff, ensuring their disinfection. The concentration of sodium chloride in the solution supplied to the cathode chamber 9 is determined experimentally from the condition of achieving complete disinfection of wastewater at given specific energy consumption for electrochemical treatment. So, for example, with a specific energy consumption of 2-3 kWh / m 3, the concentration of sodium chloride in the solution is 5-10%
The introduction of an alkali metal chloride precisely into the cathode chamber 9 (and not directly into the anode chamber with filling the cathode chamber with water) reduces the electrical resistance of catholyte and, accordingly, allows the process to be carried out with lower energy consumption. As is known, the value of the electrical conductivity of aqueous solutions of alkali metal chlorides is directly proportional to their concentration in the solution. Therefore, if it is necessary to reduce the specific energy consumption for electrochemical treatment, alkali metal chloride solutions with high concentrations, up to the concentrations of saturated solutions, are used.
Щелочной раствор с рН более 10, образующийся в катодной камере 9 электроактиватора, подают в емкость 13, в которую периодически добавляют раствор хлорида натрия, поддерживая его требуемую концентрацию. An alkaline solution with a pH of more than 10, formed in the cathode chamber 9 of the electroactivator, is fed into a tank 13, into which a sodium chloride solution is periodically added, maintaining its required concentration.
В анодной камере 6 наряду с обеззараживанием стоков происходит их осветление. Алюминиевый анод 10 при растворении выделяет ионы алюминия, которые образуют гидроксид алюминия. Растворимость гидроксида алюминия зависит от рН среды в средах с рН в пределах 4,5-8 гидроксид алюминия нерастворим. Анолит имеет рН, равный 4,6-5, так что гидроксид алюминия действует как эффективный коагулянт, активно адсорбируя органические примеси из стоков с образованием крупных хлопьев. Растворимость алюминиевого анода 10 дополнительно усиливается ионами хлора, которые активируют алюминиевый анод. Активирующее действие ионов хлора связано с их небольшими геометрическими размерами и легкостью проникновения через оксидную пленку алюминиевого анода, в результате чего она эффективнее разрушается и концентрация ионов алюминия в растворе повышается. Катализация растворения алюминиевого анода ионами хлора также объясняется сильным замедлением образования оксидной пленки в результате адсорбционного вытеснения кислорода. In the anode chamber 6, along with the disinfection of effluents, they are clarified. The aluminum anode 10, when dissolved, releases aluminum ions, which form aluminum hydroxide. The solubility of aluminum hydroxide depends on the pH of the medium in environments with pH in the range of 4.5-8 aluminum hydroxide is insoluble. Anolyte has a pH of 4.6-5, so that aluminum hydroxide acts as an effective coagulant, actively adsorbing organic impurities from effluents with the formation of large flakes. The solubility of the aluminum anode 10 is further enhanced by chlorine ions, which activate the aluminum anode. The activating effect of chlorine ions is associated with their small geometric dimensions and ease of penetration through the oxide film of the aluminum anode, as a result of which it is more effectively destroyed and the concentration of aluminum ions in the solution increases. The catalysis of the dissolution of the aluminum anode by chlorine ions is also explained by a strong slowdown in the formation of an oxide film as a result of adsorption displacement of oxygen.
Обеззараженные и осветленные стоки с находящимися в них крупными хлопьями коагулянта из анодной камеры 6 электроактиватора поступают в отстойник 15, где происходит быстрое разделение стоков на прозрачную надосадочную жидкость и рыхлый осадок, формирующийся из хлопьев. Осадок может поступать на удобрение, а надосадочная жидкость либо на ферму на гидросмыв, либо сбрасываться на природу после нейтрализации, например, щелочным раствором из катодной камеры 9 электроактиватора или карбонатом кальция. Disinfected and clarified effluents with large coagulant flakes located in them from the anode chamber 6 of the electroactivator enter the sump 15, where the effluents are quickly separated into a transparent supernatant and loose sediment formed from flakes. The precipitate can be fed to the fertilizer, and the supernatant can either be flushed to the farm or discharged to nature after neutralization, for example, with an alkaline solution from the cathode chamber 9 of the electroactivator or calcium carbonate.
Технологические параметры обработки напряжение на электродах электроактиватора 7, производительность насосов 5 и 12, концентрация хлорида натрия выбираются такими, чтобы обеспечить полное обеззараживание стоков и их эффективное осветление. The technological parameters of processing the voltage on the electrodes of the electroactivator 7, the performance of the pumps 5 and 12, the concentration of sodium chloride are chosen so as to ensure complete disinfection of the effluents and their effective clarification.
Эффективность осветления контролируется визуально по степени прозрачности надосадочной жидкости в отстойнике 15. The clarification efficiency is visually controlled by the degree of transparency of the supernatant in the sump 15.
Животноводческие стоки, обеззараженные согласно предлагаемому способу, подвергали бактериологическому анализу: определяли микробное число, коли-титр (наименьший объем воды в мл, содержащий одну клетку кишечной палочки) и коли-индекс (количество бактерий группы кишечной палочки, приходящееся на 1 л жидкости). Результаты анализа даны в таблице. The livestock wastewater disinfected according to the proposed method was subjected to bacteriological analysis: the microbial number, coli titer (the smallest volume of water in ml containing one cell of E. coli), and coli index (the number of bacteria of the group of Escherichia coli per 1 liter of liquid) were determined. The results of the analysis are given in the table.
Как указано выше, микробное число в обеззараженных стоках составляет 3 х 103. Данные по другим показателям отсутствуют.As indicated above, the microbial number in disinfected effluents is 3 x 10 3 . Data for other indicators are not available.
По действующей в настоящее время классификации степени бактериологического загрязнения водоемов животноводческие стоки, обработанные согласно известному способу, относятся к III разряду, что соответствует классу "умеренно загрязненные", а стоки, обработанные по предлагаемому способу, к I разряду, что соответствует классу "очень чистые". According to the current classification of the degree of bacteriological pollution of water bodies, livestock effluents treated according to the known method belong to category III, which corresponds to the class of “moderately polluted”, and effluents treated by the proposed method, to category I, which corresponds to the class of “very clean” .
Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает эффективное осветление животноводческих стоков только за счет коагуляции, причем без добавления в стоки "внешнего" химического коагулянта, и полное обеззараживание стоков. Thus, the proposed method provides effective clarification of livestock stocks only due to coagulation, and without the addition of “external” chemical coagulant to the stocks, and complete disinfection of stocks.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5063252 RU2047569C1 (en) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | Method for clarifying and disinfecting stock farm waste water |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5063252 RU2047569C1 (en) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | Method for clarifying and disinfecting stock farm waste water |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2047569C1 true RU2047569C1 (en) | 1995-11-10 |
Family
ID=21613799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5063252 RU2047569C1 (en) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | Method for clarifying and disinfecting stock farm waste water |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2047569C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6623695B2 (en) | 1997-12-04 | 2003-09-23 | Steris Corporation | Chemical modification of electrochemically activated solutions for improved performance |
| EA010551B1 (en) * | 2002-08-26 | 2008-10-30 | Оро Ас | Structure of an electrode for use in an electrolytic cell |
| CN107381934A (en) * | 2017-07-17 | 2017-11-24 | 杭州尚杭科技有限公司 | Intelligent environment protection toilet is without emissions and recycles automatic processing method |
-
1992
- 1992-10-01 RU SU5063252 patent/RU2047569C1/en active
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| Брык Н. Технология и оборудование для переработки бесподстилочного навоза. * |
| Смирнов О.П., Баландин Е.М. Использование электрокоагуляционного метода для обработки сточных вод животноводческих стоков. * |
| Техника в сельском хозяйстве, 1976, N 4, с. 37-40. * |
| Электронная обработка материалов, 1979, N 1, с. 85-87. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6623695B2 (en) | 1997-12-04 | 2003-09-23 | Steris Corporation | Chemical modification of electrochemically activated solutions for improved performance |
| EA010551B1 (en) * | 2002-08-26 | 2008-10-30 | Оро Ас | Structure of an electrode for use in an electrolytic cell |
| CN107381934A (en) * | 2017-07-17 | 2017-11-24 | 杭州尚杭科技有限公司 | Intelligent environment protection toilet is without emissions and recycles automatic processing method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Martínez-Huitle et al. | A critical review over the electrochemical disinfection of bacteria in synthetic and real wastewaters using a boron-doped diamond anode | |
| Drogui et al. | Review of electrochemical technologies for environmental applications | |
| Ghernaout et al. | Mechanistic insight into disinfection by electrocoagulation—A review | |
| US6471873B1 (en) | Electrolytic process and apparatus for purifying contaminated aqueous solutions and method for using same to remediate soil | |
| US4983267A (en) | Water deionization and contaminants removal or degradation | |
| Can | COD removal from fruit-juice production wastewater by electrooxidation electrocoagulation and electro-Fenton processes | |
| RU2064440C1 (en) | Method of treating water | |
| AU2006269410B2 (en) | Methods and apparatus for generating oxidizing agents | |
| JP2002531704A (en) | Electrolytic apparatus, method for purifying aqueous solution, and method for synthesizing chemical substance | |
| Haaken et al. | Limits of UV disinfection: UV/electrolysis hybrid technology as a promising alternative for direct reuse of biologically treated wastewater | |
| CN104591443A (en) | Circular treatment equipment for aquiculture agricultural waste water | |
| KR101221565B1 (en) | Electrolytic treatment of waste water | |
| KR100319022B1 (en) | Wastewater Treatment System Using Electrolytic Injury Method | |
| JP2012091162A (en) | Method for purifying organic colored waste water containing suspended substance | |
| KR100630279B1 (en) | Electrolytic flotation flotation method | |
| Ungureanu et al. | Wastewater electrooxidation using stainless steel electrodes | |
| RU2047569C1 (en) | Method for clarifying and disinfecting stock farm waste water | |
| JP2012213764A (en) | Decoloring cleaning method and decoloring cleaning apparatus of organic colored wastewater | |
| JP3442835B2 (en) | Waste liquid treatment equipment | |
| RU2207987C2 (en) | Method for purifying drain water of solid domestic waste polygons | |
| JPH08281271A (en) | Dyeing wastewater treatment equipment and treatment method | |
| HU215068B (en) | Method and apparatus for treating water containing contaminants | |
| GB2424875A (en) | Electrode assembly and method for treating and separating contaminants from fluids | |
| JP2006198619A (en) | Process for treatment of liquid and apparatus therefor | |
| KR100602058B1 (en) | Wastewater Treatment System through Electrolysis and Coagulation |