СПОСОБ ПРОМЫВКИ КАУСТИЗАЦИОННОГО ШЛАМА КРЕПКОГО БЕЛОГО ЩЕЛОКА Российский патент 2001 года по МПК D21C11/00 

Изобретение касается способа промывки белого каустизационного шлама с целью утилизации всего объема суспензии биомассы активного ила и осадка первичных отстойников и может быть использовано в целлюлозно-бумажной и химической промышленности.

Известен способ приготовления щелочного варочного раствора для получения целлюлозосодержащего волокнистого полуфабриката, заключающийся в растворении плава с получением зеленого щелока, каустизации зеленого щелока с получением крепкого белого щелока и осадка карбоната кальция - белого шлама, отделении белого шлама от щелока, промывке белого шлама от остатков щелочи горячей водой с полиакриламидом и подаче в результате промывки слабого белого щелока на растворение плава.

Полученный крепкий белый щелок осветляют отстаиванием (1). Известен также способ промывки белого каустизационного шлама биологически очищенной сточной водой с концентрацией избыточного активного ила 3-12 г/л с целью улучшения качества варочного раствора и повышения эффективности процесса (2). Этот способ является более близким аналогом (прототипом) по авторскому свидетельству РФ N 1043215.

Основные недостатки: эти способы не решают проблемы вторичного использования воды и утилизации всего объема образующихся ила и/или осадка первичных отстойников очистных сооружений предприятия.

Задачей изобретения является создание способа промывки шлама не свежей водой или грязными конденсатами, а эквивалентным количеством водной суспензии осадка очистных сооружений биологической очистки промышленных и/или городских стоков или их смесью с избыточным активным илом.

Этот технический результат достигается тем, что 95-97 мас.% этих суспензий - биологически очищенная вода, способна хорошо отмывать щелочи от шлама. Процесс основан на способности биомассы (белка ила и органических соединений, входящих в водную суспензию) гидролизоваться в водных растворах в присутствии щелочей и высвобождать связанную воду (3).

Совокупность существующих признаков заключается в том, что каустизационный шлам промывают от щелочей эквивалентным количеством водной суспензии осадка очистных сооружений промышленных и/или городских стоков или их смесью с избыточным активным илом. Промывку ведут суспензией осадка очисных сооружений промышленных и/или городских стоков или их смесью с избыточным активным илом с концентрацией 1,3% и более. Водная суспензия ила с осадком может быть в любых соотношениях.

Процесс промывки каустизациоюнного шлама суспензией осадка очистных сооружений промышленных и/или городских стоков или их смесью с избыточным активным илом, используемой взамен свежей воды сопровождается полным щелочным гидролизом биомассы ила, при этом скорость осаждения белого шлама значительно возрастает, что исключает необходимость вводить в систему полиакриламид или иные добавки для достижения аналогичного результата. Принципиальная схема промывки белого каустизационного шлама показана на чертеже. Реакционная смесь 1 подается в осветлитель 2, где происходит гравитационное разделение реакционной смеси на осветленный крепкий белый щелок 4 и белый каустизационный шлам. Уплотненный каустизационный шлам плотностью 1 м³ насосом 3 перекачивается в смеситель, где смешивается с горячей водой 6 температурой 60^oC и насосом 9 перекачивается в промыватель каустизационного шлама 10, где шлам отмывается горячей водой от щелочи и происходит гравитационное разделение шлама от слабого белого щелока. Осветленный слабый белый щелок 12 направляется на растворение плава, а отмытый шлам плотностью 1,4 т/м³ насосом 11 по трубопроводу 14 подается в отдел известерегенерации. При промывке шлама нагретая до 60^oC суспензия смеси промышленных и/или городских стоков с избыточным активным илом 7 и концентрацией ила 1,3% и более подается в смеситель 5 вместо эквивалентного количества горячей воды 6. Под действием щелочи в шламе биомасса ила гидролизуется на 80-90% и продукты гидролиза биоила уходят со слабым белым щелоком 12 на растворение плава. Непрогидролизованная часть биомассы ила (10-20%) со шламом уходит в регенерационный отдел, где и сгорает в известерегенерационной печи при обжиге каустизационного шлама. При промывке каустизационного шлама подогретой суспензией осадка 8 первичных отстойников очистных сооружений промышленных и/или городских стоков или их смесью с избыточным активным илом последняя подается взамен горячей воды в эквивалентном количестве в смеситель 5 и далее перемешанная смесь насосом 9 в промыватель-осветлитель 10. В осветлителе суспензия шлама и осадка гравитационным способом уплотняется до плотности 1,3 т/м³ и насосом 11 по трубопроводу 13 перекачивается в известегенерационный отдел и далее после домывки в известерегенерационную печь, где осадок сгорает при обжиге шлама.

Пример N 1. Один литр суспензии белого шлама, отобранного из системы промывки узла каустизации γ = 1.30, отстаивают до полного осаждения осадка. Фильтрат удаляют, а осадок (белый шлам) промывают от щелочей при температуре 70^oC эквивалентным количеством водной суспензии смеси осадка первичных отстойников промышленных и городских очистных сооружений с избыточным активным илом с концентрацией 13 г/л. Промывка белого шлама, содержащего 100 г/л щелочи, сопровождается полным щелочным гидролизом биомассы активного ила. После промывки белого шлама и его отстаивания слабый белый щелок (то есть фильтрат от промывки шлама содержит 15 г/л щелочи, в ед. Na₂O) подают на растворение плава для получения зеленого щелока. Концентрация щелочи в белом шламе после промывки падает до 10 г/л, в ед. Na₂O, то есть шлам хорошо промывается этой суспензией смеси ила с осадком.

Пример N 2. Все, как в примере N 1, кроме того, что взята смесь водной суспензии с концентрацией активного ила 30 г/л (то есть максимально, что можно получить прямым осаждением без коагулянта), проводим промывку белого шлама, как в примере N 1. Полученный промытый белый шлам имеет концентрацию щелочи 10 г/л, в ед. Na₂O, то есть ту же величину, что и в примере N 1. Таким образом, промывка белого шлама водной суспензией смеси осадка с активным илом концентрацией от минимальной 1,3 г/л до максимальной 30 г/л и более дает те же результаты по отмывке щелочей, что и промывка просто горячей водой.

Пример N 3. Один литр суспензии белого шлама, отобранного из системы промывки узла каустизации γ = 1.30, отстаивают до полного осаждения осадка. Фильтрат удаляют, а осадок (белый шлам) промывают от щелочей при температуре 70^oC эквивалентным количеством водной суспензии осадка первичных отстойников промышленных и городских очистных сооружений без избыточного активного ила. После промывки, как в примере 1, концентрация щелочей в белом шламе составляет 9,5 г/л, в ед. Na₂O, то есть шлам хорошо промывается этой суспензией.

Полученные слабые щелока от промывки каустизационного шлама водной суспензией осадка очистных сооружений промышленных и/или городских стоков или их смесью с избыточным активным илом по качественным показателям не отличаются от слабого белого щелока при традиционной промывке шлама горячей водой.

Таким образом, водная суспензия ила с осадком может быть взята в любом соотношении при промывке белого шлама сульфат-целлюлозного производства. Суммарно объем суспензии избыточного ила и осадка меньше потребного количества горячей воды на промывку шлама, поэтому при использовании предлагаемого изобретения возможна 100% утилизация суспензии ила и осадка очистных сооружений предприятия. При внедрении этого изобретения отпадает необходимость в цехах обезвоживания и сжигания ила и осадка и не требуются осадконакопители - экологические "бомбы" замедленного действия. Не требуется никаких химикатов, а также оборудования для обработки осадка очистных сооружений предприятия.

Использование предлагаемого изобретения приближает предприятие к замкнутому водообороту.

Список литературы.

1. Непенин Ю.Н. Технология целлюлозы, М., 1964 г., стр. 525, 531, 540, 546.

2. Авторское свидетельство SU 1043215 A (прототип), кл. D 21 C 11/04, 1983 г. Бюл. N 35.

3. Химическая Энциклопедия, том 1, стр. 248, 562.

Способ касается промывки каустизационного шлама от щелочей. Может быть использовано в сульфатных производствах целлюлозно-бумажной промышленности. Промывку каустизационного шлама от щелочей ведут эквивалентным количеством подогретой водной суспензией осадка очистных сооружений промышленных и/или городских стоков или их смесью с избыточным активным илом. Суспензию избыточного активного ила используют с концентрацией 1,3% и более. Водная суспензия смеси ила с осадком может быть в любых соотношениях. Техническим результатом предложенного способа является 100%-ная утилизация суспензий ила и осадка очистных сооружений предприятий, упрощение процесса и экологическая безопасность. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ промывки каустизационного шлама, заключающийся в том, что каустизационный шлам промывают от щелочей водной суспензией, отличающийся тем, что каустизационный шлам промывают от щелочей эквивалентным количеством водной суспензии осадка очистных сооружений промышленных и/или городских стоков или их смесью с избыточным активным илом. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что промывку ведут суспензией избыточного активного ила с концентрацией 1,3% и более. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что водная суспензия смеси ила с осадком может быть в любых соотношениях.