УСТРОЙСТВО БЕЗРЕАГЕНТНОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к устройствам безреагентного обезвреживания жидких и твердых фракций органических отходов (медицинские отходы, сточные воды, птичий помет, остатки кормов, подстилка, грунт и т.д.) от высокопатогенных инфекций и вирусов и может быть использовано в сельском хозяйстве (на птицефермах и в животноводческих комплексах), при обработке медицинских отходов, городских и промышленных стоков.
В настоящее время для обезвреживания органических объектов используют инструментальные средства, основанные на различных модификациях термического метода обработки объектов. Среди них - высокотемпературное сжигание, применение которого загрязняет окружающую среду (инсинераторы ИН-50, Россия); комбинированные установки, использующие термическое и химическое воздействия для обезвреживания («Стеримед», Италия); автоклавные установки, использующие термическое воздействие под давлением 2-3 бара («Стерифлеш», Франция). Вышеперечисленные устройства обладают низкой производительностью и высокой удельной энергоемкостью.
Известны устройства для обезвреживания жидких сред, использующие гидроударное воздействие за счет воздействия импульсного электрического тока, например устройство для обеззараживания дегельментизации и перемещения сточных жидкостей, на которое выдано авторское свидетельство СССР №1713652 (В03С 5/00, опубликован 23.02.1992, БИ №7). Устройство содержит разрядную камеру, в которой коаксиально расположены цилиндрические электроды, при этом на внутренней поверхности внешнего электрода, снабженной перфорированной изоляционной прокладкой, осуществляется множество одновременных стриммерных пробоев электролита. Ударная волна передается на стенки эластичной трубы, проложенной коаксиально внутри разрядной камеры, на обрабатываемую жидкость.
Известно устройство для обеззараживания жидкости, зараженной микроорганизмами и/или загрязненной органическими соединениями, на которое выдан патент РФ №2233243 (С02F 1/32, опубликован 27.07.2004). Устройство содержит модуль УФ-реактора, трубопровод неочищенной жидкости, насос переменной скорости, УФ-реактор, в канале которого расположена импульсная УФ-лампа, способная испускать один или несколько импульсов ультрафиолетового излучения с длиной волны в диапозоне UV-C.
Известна установка для обеззараживания отходов животных (патент РФ №2074128 С02F 11/04, опубликован 27.02.1997), включающая накопитель исходной массы с измельчительным устройством, реактор с мешалкой и теплообменником, заквасочный реактор для приготовления закваски, необходимой при микробиологической переработке сырья, имеющий автономную систему обогрева, через трубопроводы соединенный с накопителем и сливным коллектором шлама и резервуаром - теплообменником, выполненным в виде «емкость в емкости».
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является безреагентное обезвреживание жидких и твердых фракций органических отходов в установке с минимальными габаритами, при малых затратах энергетических и материальных ресурсов с максимальной степенью обезвреживания и максимальной производительностью.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве безреагентного обезвреживания отходов, содержащем блок загрузки инфицированных объектов, блоки подачи и измельчения, реактор, пресс, приемная емкость, на входе реактора установлен двухвходовый клапан-смеситель, а на его выходе - клапан, которые, в совокупности с насосами и датчиками, установленными в блоке измельчения, реакторе, прессе и питающей емкости, а также системой управления обеспечивают необходимый режим работы реактора в зависимости от морфологии обезвреживаемых объектов - непрерывный или старт-стопный.
На фиг.1 показана структурная схема устройства безреагентного обезвреживания отходов.
Устройство безреагентного обезвреживания отходов содержит блок загрузки 1, в который помещаются предназначенные для обезвреживания органические отходы, блок подачи 2 в виде шнекового транспортера, с помощью которого обезвреживаемые отходы подаются в блок измельчения 3, реактор 5, действие которого основано на методе акустической кавитации, в котором находящиеся в жидкой среде обезвреживаемые отходы подвергаются интенсивному ультразвуковому облучению, при котором происходит трансформация относительно низкой плотности энергии звукового поля в высокую плотность энергии микропузырьков, возникающих при кавитации, что приводит к разрушению микробных клеток - разжижению протоплазмы, увеличению их размеров и разрыву клеточных мембран. Обезвреженная таким образом в реакторе жидкодисперсная смесь подается в пресс 7, где разделяется на жидкую и твердую фракции. Твердая фракция поступает в приемную емкость 15, а жидкая - насосом 8 возвращается в питающую емкость 9 для повторного использования.
Для решения поставленной задачи в устройство безреагентного обезвреживания отходов дополнительно введены: двухвходовый клапан-смеситель 4, в котором измельченные в блоке измельчения 3 отходы перед обеззараживанием в определенной пропорции смешиваются с водой, поступающей из питательной емкости 9 через насос 10, обеспечивая получение воднодисперсной смеси обезвреживаемых отходов; блок управления 16 с шиной управления и информационной шиной, связанной с датчиком уровня измельченных отходов 11, расположенным в блоке измельчения 3, датчиком уровня жидкости 12 в реакторе 5, датчиком уровня обезвреженных отходов 13, расположенным в прессе 7 и датчиком уровня воды 14, размещенным в питающей емкости 9, а также управляемый клапан 6, установленный между выходом реактора 5 и входом пресса 7, связанный через насос 8 с питающей емкостью 9. Причем управляемый двухвходовый клапан-смеситель 4 включен между выходом управляемого блока измельчения 3 и входом управляемого реактора 5. Один вход двухвходового клапана-смесителя 4 соединен с выходом измельчителя 3, а второй - с выходом управляемого насоса 10, вход которого соединен с питающей емкостью 9. Таким образом измельченные отходы на входе в реактор 5 в определенной пропорции смешиваются с водой и полностью его заполняют, что контролируется датчиком уровня жидкости 12.
Между выходом реактора 5 и входом управляемого пресса 7 установлен управляемый клапан 6, предназначенный для регулирования наполнения камеры реактора 5 обеззараживаемыми отходами и слива обеззараженных отходов после их обработки в пресс 7, в котором они разделяются на жидкую и твердую фракции. Твердая фракция обеззараженных отходов из пресса 7 поступает в приемную емкость 15, а жидкая - управляемым насосом 8 перекачивается для вторичного использования в питательную емкость 9.
Автоматическое управление процессом обеззараживания отходов осуществляется через шину управления, связанную с одним из входов блока управления 16, второй вход которого через информационную шину и соответствующие датчики связан с блоком измельчения 3 (датчик 11, обеспечивающий показание уровня измельченных отходов в блоке измельчения 3), реактором 5 (датчик 12, обеспечивающий показание уровня жидкодисперсной смеси в реакторе 5), прессом 7 (датчик 13, обеспечивающий показание уровня обеззараженных отходов в прессе 7), питающей емкостью 9 (датчик 14, обеспечивающий показание уровня воды в питающей емкости 9).
Выше была рассмотрена работа устройства в непрерывном режиме, когда удельной мощности ультразвукового излучения достаточно для создания в реакторе режима обезвреживания.
В связи с широкой морфологией обезвреживаемых объектов в устройстве предусмотрен старт-стопный режим. При этом обезвреживаемые отходы подвергаются ультразвуковому облучению в течение заданного времени, которое обеспечивает безреагентное обезвреживание отходов с конкретной морфологией.