СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ШЛАМА СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 2003 года по МПК C02F11/00 C02F11/12 

Описание патента на изобретение RU2198141C1

Изобретение относится к области экологической защиты природы от отходов сточных вод, а именно к санитарной технике, и может найти применение при утилизации шламов городских и производственных сточных вод.

Известно несколько способов и систем для их реализации, описанных в следующих заявках РФ.

2104970 от 1998.02.20. Способ переработки осадков сточных вод с получением жидкого топлива.

Сущность способа заключается в том, что осадок, нагретый до 80-90oС, перемешивают с нагретым до 100-160oС нефтяным мазутом или гудроном при величине критерия Рейнольдса более 100 в течение 15-35 минут. Получаемая эмульсия-суспензия используется в качестве жидкого котельного топлива.

2142098 от 1999.11.27. Превращение шлама с бумажных фабрик или подобных материалов.

Сущность способа заключается в том, что вводят шлам в циклонную печь вместе со вторым источником топлива для сжигания шлама, используя теплотворную способность шлама, превращают его зольное содержимое в шлак. Шлам обеспечивает только 10-40% теплоты, подводимой в печь.

2109795 от 1998.04.27. Способ получения жидкого бессернистого органического топлива.

Сущность способа заключается в том, что суспензию избыточного активного ила, являющуюся отходом после биологической очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод, уплотняют до концентрации 25-90 г/л и подвергают щелочному гидролизу обработкой гидроксидом натрия или его смесью с карбонатом натрия в количестве 10-50 кг/т в расчете на абсолютно сухое вещество, полученный щелочной гидролизат отделяют от нерастворившейся части осадка и упаривают (с применением дополнительного топлива) до концентрации 75-80 мас. %.

2115697 от 1998.07.20. Способ получения жидкого бессернистого органического топлива.

Сущность способа заключается в том, что предварительно уплотняют смеси суспензии осадка первичных отстойников, являющегося отходом процесса очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод, суспензии избыточного активного ила, являющегося отходом после биологической очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод. Полученные продукты обрабатывают коагулянтом, обезвоживают до концентрации 10-30 мас.% и подвергают гидролизу. Полученный гидролизат отделяют от нерастворившейся части осадка и упаривают (с применением дополнительного топлива) до концентрации 65-80 мас.% с получением целевого продукта.

1573911 от 1999.08.27. Способ переработки осадков сточных вод целлюлозно-бумажного производства.

Способ включает механическое обезвоживание осадка, термообработку (с применением дополнительного топлива) концентрата в псевдоожиженном слое катализатора с образованием карбонизированного продукта и промывку его. При этом механическое обезвоживание осадка проводят до содержания сухих веществ 20-25%, термообработку концентрата проводят в псевдоожиженном слое алюмомагнийхромового катализатора, организованного решетчатой насадкой, а на выходе из псевдоожиженного слоя катализатора карбонизированный продукт охлаждают до 200-300oС.

95112218 от 1997.10.10. Способ обработки избыточного активного ила.

Способ включает предварительное уплотнение, обезвоживание фильтрованием с последующей сушкой и сжиганием обезвоженного осадка. Перед стадией фильтрования предварительно уплотненный избыточный активный ил обрабатывают белым шламом, полученным на стадии каустизации зеленого щелока в процессе сульфат-целлюлозного производства, при перемешивании и объемном соотношении белый шлам : избыточный активный ил, равном 1:5-10.

2145944 от 2000.02.27. Способ обеззараживания осадков сточных вод.

Способ включает предварительное обезвоживание осадка, гранулирование, термообработку в псевдоожиженном слое, мокрую очистку сушильных газов от пыли и конденсацию водяных паров.

Для всех перечисленных способов и установок характерен общий недостаток - высокие эксплуатационные затраты, поскольку для сжигания шлама требуется постоянное попутное сжигание дополнительного топлива.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению являются способ и установка для сжигания осадков сточных вод, описанные в монографии "Отведение и очистка сточных вод Санкт-Петербурга", Санкт-Петербург: Стройиздат, 1999, с. 197, 380-389.

Известный способ утилизации шламов сточных вод заключается в том, что шлам подвергают следующим стадиям обработки:
- (а) обезвоживания, предусматривающей измерение концентрации сухих веществ в шламе, подачу его винтовыми насосами-дозаторами на центрифугу с одновременным его подогревом при помощи попутного пара путем его прямой эжекции в трубопровод, механическое его обезвоживание на центрифуге с подачей в нее раствора флокулянта, полученного путем перемешивания флокулянта с технической водой, измерение величины вращающего момента на шнеке и в зависимости от него корректировку величины регулирования - разницы между скоростями вращения барабана и шнека центрифуги, которую определяют в зависимости от значения измеренной величины вращающего момента на шнеке и требуемой концентрации обезвоженного шлама;
- (б) сушки и сжигания, предусматривающей подачу в печь предварительно нагретого воздуха и полученного на стадии (а) обезвоженного шлама для смешения с псевдоожиженным слоем песка, нагретого до температуры более 700oС, и при необходимости дополнительную подачу топлива в виде природного газа для регулировки температуры псевдоожиженного слоя, утилизацию части тепла уходящих газов в воздухо-воздушном теплообменнике для нагрева воздуха, подаваемого в псевдоожиженный слой песка, то же в котле-утилизаторе - для получения попутного пара;
- (в) удаления золы из уходящих газов, предусматривающей подачу уходящих газов на электрофильтр, отделение золы под действием электрического поля и вывода ее на утилизацию;
- (г) очистки дымовых газов, предусматривающей подачу их на нисходящую колонну Вентури с непрерывным контактированием с циркулирующим кислотным раствором, последующую подачу на восходящую орошаемую колонну с непрерывным контактированием с циркулирующим щелочным раствором.

Существенными недостатками этого известного способа являются:
- колебания параметров влагоотдающих свойств шлама, выходящие за пределы, допустимые для корректировки влажности кека при помощи обратного привода центрифуги;
- колебания соотношения зольной и органической части шлама, выходящие за пределы, необходимые для обеспечения устойчивости процессов его горения;
- ненадежность обеспечения одного из важных условий для ведения процесса утилизации шлама - поддержание постоянной нагрузки на центрифугу по сухому веществу (произведение расхода на концентрацию сухих веществ).

Система, реализующая указанный способ, содержит:
- (а) блок обезвоживания, включающий по меньшей мере одну технологическую линию обезвоживания, содержащую винтовой насос-дозатор шлама с приводом, всасывающим трубопроводом, на котором установлен датчик концентрации, и напорным трубопроводом, соединенным с подающим трубопроводом шлама, на котором установлен расходомер шлама и эжектор пара с всасывающим патрубком, насос-дозатор флокулянта с приводом, с всасывающим трубопроводом, соединенным с растворными емкостями раствора флокулянта, которые через смеситель флокулянта соединены с емкостью флокулянта и трубопроводом технической воды, с напорным трубопроводом раствора флокулянта и расходомером раствора флокулянта, центрифугу с барабаном, шнеком, главным приводом для вращения барабана, обратным приводом для изменения относительной скорости вращения шнека и барабана, измерителями скоростей вращения ротора и шнека, высоконапорный насос обезвоженного шлама с напорным трубопроводом, при этом подающий трубопровод шлама и напорный трубопровод раствора флокулянта соединены с центрифугой, а обратный привод центрифуги выполнен в виде частотно-регулируемого электропривода по схеме "преобразователь частоты - асинхронный двигатель", включающий асинхронный электродвигатель и статический преобразователь частоты;
- (б) блок сушки и сжигания, включающий по меньшей мере одну технологическую линию сушки и сжигания, содержащую печь с дутьевой камерой, куполом, линией уходящих газов, камерой сгорания, по меньшей мере одним инжектором шлама, по меньшей мере одним инжектором дополнительного топлива в виде природного газа, датчиком температуры псевдоожижения, установленными в камере сгорания, датчиком температуры уходящих газов, установленным на линии уходящих газов, нагнетатель псевдоожижения с всасывающей и напорной линиями, последовательно установленные воздухо-воздушный теплообменник с патрубками подвода и отвода нагреваемого воздуха и испарительные пакеты, соединенные с котлом-утилизатором, соединенным с паросборником, при этом линия уходящих газов соединена с воздухо-воздушным теплообменником с патрубками подвода и отвода нагреваемого воздуха, дутьевая камера печи соединена с патрубком отвода, а нагнетательная линия нагнетателя псевдоожижения подключена к патрубку подвода нагреваемого воздуха воздухо-воздушного теплообменника, паросборник котла-утилизатора соединен с всасывающим патрубком эжектора пара;
- (в) блок удаления золы из уходящих газов, включающий по меньшей мере одну технологическую линию удаления золы из уходящих газов, содержащую электрофильтр с подводящей и отводящей линиями газов, систему сбора и удаления золы, при этом подводящая линия газов соединена с испарительными пакетами;
- (г) блок очистки дымовых газов, включающий по меньшей мере одну технологическую линию очистки дымовых газов, содержащую последовательно установленные воздухо-воздушный охладитель с подводящим и отводящим патрубком подогреваемого воздуха, нисходящую колону Вентури с циркуляционным кислотным контуром и восходящую орошаемую колону с циркуляционным щелочным контуром, дымососом с всасывающей и напорной линией, при этом всасывающая линия дымососа соединена с отводящим патрубком подогреваемого воздуха, восходящая орошаемая колона - с подводящим патрубком воздухо-воздушного охладителя.

Существенными недостатками системы, реализующей указанный способ, являются:
1. Низкая устойчивость технологического процесса утилизации шлама из-за того, что:
- насос-дозатор шлама винтового типа при фиксированной скорости вращения его привода обеспечивает постоянной только гидравлическую нагрузку на центрифугу, но не может обеспечить постоянной нагрузку по сухому веществу;
- эксплуатационная надежность датчика концентрации шлама очень низка, достоверность его показаний не высокая;
- обратный привод центрифуги не обеспечивает необходимую стабильность влажности кека при больших колебаниях влагоотдающих свойств шлама, поступающего на обезвоживание.

2. Высокие эксплуатационные и капитальные затраты при приготовлении раствора флокулянта из-за того, что:
- отсутствует система подогрева воды-растворителя;
- дозаторы шлама винтового типа, датчика концентрации шлама имеют малую наработку между отказами.

Целью изобретения является повышение устойчивости технологического процесса, снижение эксплуатационных и капитальных затрат при утилизации шлама.

Первой задачей изобретения является развитие известного способа утилизации шлама сточных вод путем поиска новых операций и оптимальных режимов известных в нем операций с одновременным поиском путей снижения затрат и повышения его экологической чистоты, надежности.

Второй задачей изобретения является создание системы, реализующий предлагаемый способ утилизации шлама сточных вод при одновременном снижении затрат на его создание и при максимальном использовании традиционного оборудования.

Первая задача решена так, что в известном способе, включающем следующие стадии обработки:
- (а) обезвоживания, предусматривающую измерение концентрации сухих веществ в шламе, подачу его насосами-дозаторами на центрифугу с одновременным его подогревом при помощи попутного пара путем его прямой эжекции в трубопровод, механическое обезвоживание шлама на центрифуге с подачей в нее раствора флокулянта, полученного путем перемешивания флокулянта с технической водой, измерение величины вращающего момента на шнеке и в зависимости от него корректировку величины регулирования - разницы между скоростями вращения барабана и шнека центрифуги, которую определяют в зависимости от значения измеренной величины вращающего момента на шнеке и требуемой концентрации обезвоженного шлама;
- (б) сушки и сжигания, предусматривающую подачу в печь предварительно нагретого воздуха и полученного на стадии (а) обезвоженного шлама для смешения с псевдоожиженным слоем песка, нагретого до температуры более 700oС, и при необходимости дополнительную подачу топлива в виде природного газа для регулировки температуры псевдоожиженного слоя, утилизацию части тепла уходящих газов в воздухо-воздушном теплообменнике для нагрева воздуха, подаваемого в псевдоожиженный слой песка, то же в котле-утилизаторе - для получения попутного пара;
- (в) удаления золы из уходящих газов, предусматривающую подачу уходящих газов на электрофильтр, отделение золы под действием электрического поля и вывод ее на утилизацию;
- (г) очистки дымовых газов, предусматривающую подачу их на нисходящую колону Вентури с непрерывным контактированием с циркулирующим кислотным раствором, последующую подачу на восходящую орошаемую колону с непрерывным контактированием с циркулирующим щелочным раствором,
согласно нашему изобретению введены следующие операции:
1. До стадии (а) дополнительно осуществляют стадию (1) - подготовки к обезвоживанию шлама, предусматривающую выделение осадка в первичных отстойниках, получение уплотненного избыточного ила в илоуплотнителях, подачу осадка и уплотненного избыточного ила насосными установками в резервуар шлама, подачу подготовленного шлама при помощи насосов-дозаторов на стадию (а), при этом среднесуточные показатели работы насосной установки осадка P1 и среднесуточные показатели работы насосной установки уплотненного избыточного ила Р2 определяют периодически на этапах корректировки технологического процесса очистки сточных вод из условия обеспечения требуемой степени их очистки по всем или основным контролируемым ингредиентам, дозу флокулянтов dфлок - из условия обеспечения требуемых показателей обезвоживания шлама, в периоды между корректировками технологического процесса очистки сточных вод дозу флокулянтов dфлок, показатель k=Qос/Qуи, где Qос - производительность насосной установки осадка, Qуи - производительность насосной установки уплотненного избыточного ила, в непрерывном режиме поддерживают постоянными, кроме того, температуру шлама поддерживают на оптимальном для процесса обезвоживания уровне, непрерывно регулируя подачу попутного пара на эжектор, на стадии (а) техническую воду до ее перемешивания с флокулянтом нагревают, утилизируя часть тепла, накапливающегося в циркулирующем щелочном растворе.

2. В качестве среднесуточных показателей работы насосной установки осадка Р1 и среднесуточных показателей работы насосной установки уплотненного избыточного ила Р2 принимают соответственно среднесуточную производительность насосной установки осадка Qсутср.oc

и среднесуточную производительность насосной установки уплотненного избыточного ила Qсутср.уи
.
3. Корректировку среднесуточных показателей работы насосной установки осадка P1 и среднесуточных показателей работы насосной установки уплотненного избыточного ила Р2 осуществляют одновременно с корректировкой дозы флокулянтов dфлок.

4. Между корректировками параметров шлама поддерживают k = Qос/Qуи = P1/P2.

5. Дозировку шлама осуществляют центробежно-вихревыми насосами с незасоряемой шламом сточных вод проточной частью, а уровень шлама в резервуаре шлама поддерживают постоянным.

6. Дополнительно осуществляют снижение зольности осадка до подачи в резервуар шлама путем его обработки на гидравлических циклонах.

Это обусловлено тем, что предлагаемый способ позволяет получить четыре эффекта.

Первый эффект заключается в том, что предлагаемый способ позволяет поддерживать стабильной нагрузку на центрифугу по сухому веществу независимо от концентрации шлама сточных вод на входе в центрифугу, т.к. дозировку шлама осуществляют центробежно-вихревыми насосами с незасоряемой шламом сточных вод проточной частью, а уровень шлама в резервуаре шлама поддерживают постоянным.

Второй эффект заключается в том, что предлагаемый способ позволяет поддерживать колебания параметров влагоотдающих свойств шлама в пределах, допустимых для корректировки влажности кека при помощи обратного привода центрифуги, т. к. корректировку среднесуточных показателей работы насосной установки осадка P1 и среднесуточных показателей работы насосной установки уплотненного избыточного ила Р2 осуществляют одновременно с корректировкой дозы флокулянтов dфлок, а между корректировками параметров шлама поддерживают k = Qос/Qуи = P1/P2.

Третий эффект заключается в том, что предлагаемый способ позволяет поддерживать колебания соотношения зольной и органической части шлама в пределах, необходимых для обеспечения устойчивости процессов его обезвоживания и горения, т.к. среднесуточную производительность насосной установки осадка и среднесуточную производительность насосной установки уплотненного избыточного ила Qсутср.уи

устанавливают при корректировке технологического процесса очистки сточных вод из условия обеспечения требуемой степени их очистки, а между корректировками параметров шлама поддерживают k = Qос/Qуи = Р12 постоянным.

Четвертый эффект заключается в том, предлагаемый способ позволяет повысить устойчивость и надежность технологического процесса утилизации шлама при одновременном снижении в 2-3 раза эксплуатационных и капитальных затрат, в том числе при приготовлении раствора флокулянта, т.к.:
1. До стадии (а) дополнительно осуществляют стадию (1), позволяющую провести первичную стабилизацию параметров шлама (влагоотдающих, соотношение зольной и органической части) на этапе подготовки его к обезвоживанию.

2. Дополнительно для уменьшения расхода топлива осуществляют снижение зольности осадка до подачи в резервуар шлама путем его обработки на гидравлических циклонах.

3. Техническую воду до ее перемешивания с флокулянтом нагревают до 20-30oС, утилизируя часть тепла, накапливающегося в циркулирующем щелочном растворе.

Вторая задача решена так, что в известной системе, включающей следующие блоки:
- (а) обезвоживания, включающий по меньшей мере одну технологическую линию обезвоживания, содержащую насос-дозатор шлама с приводом, всасывающим трубопроводом, на котором установлен датчик концентрации, и напорным трубопроводом, соединенным с подающим трубопроводом шлама, на котором установлен расходомер шлама и эжектор пара с всасывающим патрубком, насос-дозатор флокулянта с приводом, с всасывающим трубопроводом, соединенным с растворными емкостями раствора флокулянта, которые через смеситель флокулянта соединены с емкостью флокулянта и трубопроводом технической воды, с напорным трубопроводом раствора флокулянта и расходомером раствора флокулянта, центрифугу с барабаном, шнеком, главным приводом для вращения барабана, обратным приводом для изменения относительной скорости вращения шнека и барабана, измерителями скоростей вращения ротора и шнека, высоконапорный насос обезвоженного шлама с напорным трубопроводом, при этом подающий трубопровод шлама и напорный трубопровод раствора флокулянта соединены с центрифугой, а обратный привод центрифуги выполнен в виде частотно-регулируемого электропривода по схеме "преобразователь частоты - асинхронный двигатель", включающий асинхронный электродвигатель и статический преобразователь частоты;
- (б) сушки и сжигания, включающий по меньшей мере одну технологическую линию сушки и сжигания, содержащую печь с дутьевой камерой, куполом, линией уходящих газов, камерой сгорания, по меньшей мере одним инжектором шлама, по меньшей мере одним инжектором дополнительного топлива в виде природного газа, датчиком температуры псевдоожижения, установленными в камере сгорания, датчиком температуры уходящих газов, установленным на линии уходящих газов, нагнетатель псевдоожижения с всасывающей и напорной линиями, последовательно установленные воздухо-воздушный теплообменник с патрубками подвода и отвода нагреваемого воздуха и испарительные пакеты, соединенные с котлом-утилизатором, соединенным с паросборником, при этом линия уходящих газов соединена с воздухо-воздушным теплообменником с патрубками подвода и отвода нагреваемого воздуха, дутьевая камера печи соединена с патрубком отвода, а нагнетательная линия нагнетателя псевдоожижения подключена к патрубку подвода нагреваемого воздуха воздухо-воздушного теплообменника, паросборник котла-утилизатора соединен с всасывающим патрубком эжектора пара;
- (в) удаления золы из уходящих газов, включающий по меньшей мере одну технологическую линию удаления золы из уходящих газов, содержащую электрофильтр с подводящей и отводящей линиями газов, систему сбора и удаления золы, при этом подводящая линия газов соединена с испарительными пакетами;
- (г) очистки дымовых газов, включающий по меньшей мере одну технологическую линию очистки дымовых газов, содержащую последовательно установленные воздухо-воздушный охладитель с подводящим и отводящим патрубком подогреваемого воздуха, нисходящую колонну Вентури с циркуляционным кислотным контуром и восходящую орошаемую колону с циркуляционным щелочным контуром, дымососом с всасывающей и напорной линией, при этом всасывающая линия дымососа соединена с отводящим патрубком подогреваемого воздуха, восходящая орошаемая колонна - с подводящим патрубком воздухо-воздушного охладителя,
согласно нашему изобретению введены следующие отличия:
1. Система дополнительно снабжена водо-водяным теплообменником с патрубками подвода и отвода нагреваемой воды, установленным на циркуляционном щелочном контуре, при этом трубопровод технической воды присоединен к патрубку подвода нагреваемой воды, а патрубок отвода нагреваемой воды присоединен к смесителю флокулянта, установка дополнительно снабжена автоматизированной системой управления технологическим процессом (АСУ ТП), блоком (1) - подготовки к обезвоживанию шлама, установленным перед блоком (а) и включающим первичные отстойники по меньшей мере с одной насосной станцией осадка с приводом, всасывающим и напорным трубопроводами, уплотнители избыточного активного ила с резервуаром и насосной станцией уплотненного ила с приводом, всасывающим и напорным трубопроводами, резервуар шлама, технологические линии обезвоживания дополнительно снабжены измерителем температуры шлама, при этом напорные трубопроводы насосной станции осадка и напорные трубопроводы насосной станции уплотненного ила соединены с резервуаром шлама, кроме того, приводы насосной станции осадка, уплотненного избыточного ила, насосов-дозаторов шлама и флокулянтов выполнены в виде частотно-регулируеммого электропривода по схеме "преобразователь частоты - асинхронный двигатель", включающие асинхронные электродвигатели и статические преобразователи частоты, которые вместе с датчиком концентрации, измерителем температуры, расходомером шлама, датчиком температуры уходящих газов, датчиком температуры псевдоожижения связаны с АСУ ТП.

2. Насос-дозатор шлама выполнен в виде центробежно-вихревого насоса с незасоряемой шламами проточной частью, а в резервуаре шлама установлен уровнемер, связанный с АСУ ТП.

3. Система дополнительно снабжена гидравлическим циклоном с подводящим и отводящим патрубками, резервуаром осадка, дополнительной насосной станцией осадка с всасывающим и напорным трубопроводами и с приводом в виде частотно-регулируемого электропривода по схеме "преобразователь частоты - асинхронный двигатель", включающий асинхронный электродвигатель и статический преобразователь частоты, при этом всасывающий трубопровод дополнительной насосной станции осадка соединен с резервуаром осадков, а напорный - с резервуаром шлама, напорный патрубок насосной станции осадка - с подводящим патрубком гидравлического циклона, отводящий патрубок - с резервуаром осадков, кроме того, преобразователи частоты питания электродвигателей дополнительной насосной станции осадка связаны с АСУ ТП.

Это обусловлено тем, что предлагаемая система реализации способа утилизации шлама позволяет получить четыре эффекта.

Первый эффект заключается в том, что предлагаемый способ позволяет поддерживать стабильной нагрузку на центрифугу по сухому веществу независимо от концентрации шлама сточных вод на входе в центрифугу, т.к.:
1) насос-дозатор шлама выполнен в виде центробежно-вихревого насоса с незасоряемой шламами проточной частью;
2) в резервуаре шлама установлен датчик уровня;
3) приводы насосных станций осадка, дополнительной насосной станции осадка, уплотненного избыточного ила, насосов-дозаторов шлама выполнены в виде частотно-регулируемых электроприводов по схеме "преобразователь частоты - асинхронный двигатель", включающие асинхронные электродвигатели и статические преобразователи частоты;
4) система дополнена автоматизированной системой управления технологическим процессом (АСУ ТП), связанной с датчиком уровня в резервуаре шлама, регулируемыми приводами насосных станций осадка, дополнительной насосной станции осадка, уплотненного избыточного ила, насосов-дозаторов шлама.

Вместе это позволяет провести первичную стабилизацию концентрацию сухих веществ в шламе, поддерживая при этом на постоянном уровне высоту его подъема насосами-дозаторами (с резервуара на центрифугу), провести (в этих условиях) дополнительную стабилизацию нагрузки по сухому веществу на центрифугу за счет того, что насос-дозатор шлама выполнен в виде центробежно-вихревого насоса.

Второй эффект заключается в том, что предлагаемый способ позволяет поддерживать колебания параметров влагоотдающих свойств шлама в пределах, допустимых для корректировки влажности кека при помощи обратного привода центрифуги, т.к.:
1) система дополнена блоком подготовки к обезвоживанию шлама, включающим первичные отстойники по меньшей мере с одной насосной станцией осадка с приводом, всасывающим и напорным трубопроводами, уплотнители избыточного активного ила с резервуаром и насосной станцией уплотненного ила с приводом, всасывающим и напорным трубопроводами, резервуар шлама;
2) на технологических линиях обезвоживания дополнительно установлены измерители температуры шлама;
3) приводы насосных станций осадка, дополнительной насосной станции осадка, уплотненного избыточного ила, насосов-дозаторов шлама выполнены в виде частотно-регулируемых электроприводов по схеме "преобразователь частоты - асинхронный двигатель", включающие асинхронные электродвигатели и статические преобразователи частоты;
4) система дополнена автоматизированной системой управления технологическим процессом (АСУ ТП), связанной с регулируемыми приводами насосных станций осадка, дополнительной насосной станции осадка, уплотненного избыточного ила.

Вместе это позволяет подготавливать шлам (смесь осадков и уплотненного избыточного ила) в неизменной пропорции при изменении объемов его подачи, а следовательно, стабилизировать параметры влагоотдающих свойств.

Третий эффект заключается в том, что предлагаемый способ позволяет поддерживать колебания соотношения зольной и органической части шлама в пределах, необходимых для обеспечения устойчивости процессов его обезвоживания и горения без подачи дополнительного топлива, т.к. система дополнена автоматизированной системой управления технологическим процессом (АСУ ТП), гидравлическим циклоном, резервуаром осадка, дополнительной насосной станцией осадка.

Четвертый эффект заключается в том, предлагаемый способ позволяет повысить устойчивость, надежность и экологичность технологического процесса утилизации шлама при одновременном снижении в 2-3 раза эксплуатационных и капитальных затрат, в том числе при приготовлении раствора флокулянта, т.к.:
1) нa циркуляционном щелочном контуре установлен водо-водяной теплообменник, в котором трубопровод технической воды присоединен к патрубку подвода нагреваемой воды, а патрубок отвода нагреваемой воды присоединен к смесителю флокулянта;
2) приводы насосных станций осадка, дополнительной насосной станции осадка, уплотненного избыточного ила, насосов-дозаторов шлама и флокулянтов выполнены в виде частотно-регулируемых электроприводов по схеме "преобразователь частоты - асинхронный двигатель", включающие асинхронные электродвигатели и статические преобразователи частоты.

На основании вышеуказанного можно считать заявляемый способ утилизации шламов сточных вод и систему, его реализующую, новыми, т.к. заявитель не обнаружил упомянутые существенные признаки в патентной и научно-технической информации.

В то же время известны отдельные существенные признаки - 1, 3, 9 и 10 предлагаемого способа и признаки 2-5 и 7-9 предлагаемой системы для его реализации. Однако они используются с другой совокупностью существенных признаков, с которыми создают вышеуказанные эффекты, что в известных аналогичных системах и способах не наблюдается.

Таким образом, заявляемый способ утилизации шламов сточных вод и система, его реализующая, отвечают критерию "изобретательский уровень".

Практическая применимость заявляемого способа иллюстрируется на примере работы заявляемой системы, поясняемой на чертеже.

Система содержит блок (1) подготовки к обезвоживанию шлама, включающий четыре первичных отстойника 1 (количество отстойников определяется объемом сточных вод, поступающих на очистку) с одной насосной станцией осадка 2 с асинхронными электродвигателями 3 и преобразователями частоты 4, связанными с АСУ ТП 5. Напорный трубопровод 6 насосной станции осадка 2 соединен с подводящим патрубком 7 гидравлического циклона 8, отводящий патрубок 9 которого соединен с резервуаром осадков 10. Последний соединен с всасывающим патрубком 11 дополнительной насосной станции осадка 12 с асинхронными электродвигателями 13 и преобразователями частоты 14, связанными с АСУ ТП 5.

Четыре уплотнителя избыточного активного ила 15 (количество уплотнителей определяется объемом сточных вод, поступающих на очистку и режимом их обработки), соединенные через резервуар уплотненного ила 16 с насосной станцией уплотненного ила 17 с асинхронными электродвигателями 18 и преобразователями частоты 19, связанными с АСУ ТП 5.

На напорных трубопроводах 20 и 21 соответственно насосной станции уплотненного ила 17 и насосной станции осадка 12 установлены соответственно расходомеры уплотненного ила 22 и расходомеры осадка 23. Расходомеры уплотненного ила 22 и расходомеры осадка 23 связаны с АСУ ТП 5.

Напорные трубопроводы 20 и 21 соединены с резервуаром шлама 24, оснащенным уровнемером 25, связанным с АСУ ТП 5. Резервуар шлама 24 при помощи всасывающих трубопроводов 26 соединен с одинаковыми технологическими линиями обезвоживания 1 и 2. В частности, всасывающий трубопровод 26 технологической линии 1, на котором установлен датчик концентрации 27, соединен с насосом-дозатором шлама 28 с асинхронным электродвигателем 29 и преобразователем частоты 30. Датчик концентрации 27 и преобразователь частоты 30 связаны с АСУ ТП 5.

Технологическая линия обезвоживания 1 также содержит насос-дозатор флокулянта 31 с асинхронным электродвигателем 32 и преобразователем частоты 33, связанным с АСУ ТП 5. Всасывающий трубопровод 34 насоса-дозатора флокулянта 31 соединен с растворными емкостями раствора флокулянта 35, которые через смеситель флокулянта 36 соединены с емкостью флокулянта 37.

Напорный трубопровод 38 насоса-дозатора шлама 28 соединен с подающим трубопроводом шлама 39, на котором установлен расходомер 40, эжектор пара 41 с всасывающим патрубком 42 и управляемым запорно-регулируемым органом 43, измеритель температуры 44. На напорном трубопроводе раствора флокулянта 45 насоса-дозатора флокулянта 31 установлен расходомер раствора флокулянта 46. Управляемый запорно-регулируемый орган 43, измеритель температуры шлама 44, расходомер шлама 39, расходомер раствора флокулянта 46 связаны с АСУ ТП 5.

Подающий трубопровод шлама 39 и напорный трубопровод раствора флокулянта 45 насосов-дозаторов флокулянта 31 соединены с центрифугой 47 с барабаном 48, шнеком 49, главным приводом 50, обратным приводом с асинхронным электродвигателем 51 и статическим преобразователем частоты 52 для изменения относительной скорости вращения шнека и барабана, высоконапорным насосом обезвоженного шлама 53, измерителями скоростей вращения ротора 54 и шнека 55. Измерители скоростей вращения ротора 54 и шнека 55 связаны с преобразователем частоты 52, который связан с АСУ ТП 5.

Напорный трубопровод 56 высоконапорного насоса обезвоженного шлама 53 технологической линии обезвоживания 1 соединен с инжектором шлама 57 камеры сгорания 58 печи 59, в нижней части которой установлена дутьевая камера 60. К инжектору шлама 57 также подсоединен высоконапорный трубопровод обезвоженного шлама 2, т.е. на одну печь 59 подается шлам двух технологических линий.

К камере сгорания 58 подсоединен инжектор дополнительного топлива 61 и установлен датчик температуры псевдоожижения 62. В куполе 63 печи 59 установлен датчик температуры уходящих газов 64, связанный с АСУ ТП 5. Линия уходящих газов 65 соединена с воздухо-воздушным теплообменником 66 с патрубками подвода 67 и отвода 68 нагреваемого воздуха, который подключен к испарительным пакетам 69, а последние - с котлом-утилизатором 70 с паросборником 71, соединенным при помощи линии 72 с всасывающими патрубками 42 эжекторов пара 41 технологических линий обезвоживания 1 и 2. Дутьевая камера печи 60 при помощи линии 73 соединена с патрубком отвода нагреваемого воздуха 68, а нагнетатель псевдоожижения 74 напорной линией 75 соединен с патрубком подвода 67 нагреваемого воздуха воздухо-воздушного теплообменника 66.

Испарительные пакеты 69 при помощи линии 76 соединены с подводящей линией газов 77 электрофильтра 78, содержащего систему сбора и удаления золы 79. Отводящая линия газов 80 электрофильтра 78 соединена с воздухо-воздушным охладителем 81 с отводящим 82 и подводящим 83 патрубками подогреваемого воздуха. Воздухо-воздушный охладитель 81 соединен нисходящей колонной Вентури 84 с циркуляционным кислотным контуром 85. Нисходящая колонна Вентури 84 соединена с восходящей орошаемой колонной 86 с циркуляционным щелочным контуром 87, на котором установлен водо-водяной теплообменник 88. К патрубку подвода нагреваемой воды 89 водо-водяного теплообменника 88 подключен трубопровод технической воды 90, а патрубок отвода нагреваемой воды 91 при помощи трубопровода 92 присоединен к смесителю флокулянта 36. Подводящий 83 патрубок подогреваемого воздуха воздухо-воздушного охладителя 81 соединен с восходящей орошаемой колонной 86, а отводящий 82 - с всасывающей линией 93 дымососа 94 с напорной линией 95.

Система работает следующим образом, реализуя при этом заявляемый способ.

Сточная вода поступает на четыре первичных отстойника 1, из которых выделившийся осадок забирают одной насосной станцией осадка 2 с асинхронными электродвигателями 3 и статическими преобразователями частоты 4, связанными с АСУ ТП 5.

Если зольность осадка превышает опытно установленную величину (для каждого типа осадков разная), при которой он без дополнительного топлива гореть не сможет, то по напорному трубопроводу 6 насосной станцией осадка 2 осадок подают в подводящий патрубок 7 гидравлического циклона 8. В последнем, в поле центробежных сил осуществляется отделение части зольной составляющей осадка. Через отводящий патрубок 9 циклона осадок подают в резервуар осадков 10, из которого по всасывающему патрубку 11 забирают насосной станцией осадка 12 с асинхронными электродвигателями 13 и статическими преобразователями частоты 14, связанными с АСУ ТП 5.

Одновременно на четырех уплотнителях избыточного активного ила 15 происходит его уплотнение и самотечное поступление в резервуар уплотненного ила 16. Из последнего его забирают насосной станцией уплотненного ила 17 с асинхронными электродвигателями 18 и статическими преобразователями частоты 19, связанными с АСУ ТП 5.

По напорным трубопроводам 20 и 21 соответственно уплотненный ил и осадок подают в резервуар шлама 24, уровень в котором контролируется при помощи уровнемера 25, связанного с АСУ ТП 5.

На этом этапе с целью первичной стабилизации (снижения пределов колебаний) концентрации, зольности, влагоотдающих свойств осадков и поддержания постоянного уровня в резервуаре шлама при помощи АСУ ТП 5 осуществляют регулирование режимов работы насосных станций 12 и 17 следующим образом. Периодически осуществляют корректировку параметров технологического процесса очистки сточных вод с целью обеспечения требуемой степени их очистки по всем или основным контролируемым ингредиентам. При этом, наряду с другими параметрами (концентрация кислорода, кратность рециркуляции и т.п.), определяют среднесуточные показатели работы насосной установки осадка P1 и среднесуточные показатели работы насосной установки уплотненного избыточного ила Р2.

В качестве среднесуточных показателей работы P1 насосной станции осадка 2 могут быть выбраны различные варианты:
- работа из условия обеспечения в течение суток заданного уровня осадка в первичных отстойниках 1;
- работа из условия обеспечения в течение суток заданной влажности откачиваемых осадков;
- работа из условия обеспечения в течение суток заданного объема откачки;
- работа из условия обеспечения в течение суток заданной среднесуточной производительности насосной установки осадка и т.п.

В частности, если в качестве P1 принимают среднесуточную производительность насосной установки осадка то в данном случае она может быть равна 40 м3/ч. При этом забор осадков может происходить из всех отстойников сразу или по очереди из каждого. В данном случае колебания влажности осадка достигают 5%, а зольности - 6%.

Одним их возможных среднесуточных показателей работы Р2 насосной станцией уплотненного ила 17 является обеспечение среднесуточной производительности насосной установки уплотненного избыточного ила Qсутср.уи

. В данном случае она может быть равна 40 м3/ч, т.е. поступление осадка и уплотненного избыточного ила в резервуар шлама одинаковое. В данном случае колебания влажности уплотненного избыточного ила достигают 0,5%, а зольности - 4%.

Среднесуточные показатели P1 и Р2 определяют на основании анализа баланса веществ в системе очистки воды и обработки осадков. С целью первичной стабилизации параметров шлама и поддержания постоянного его уровня в резервуаре шлама в период между корректировками показатель k = Qос/Qуи, где Qос - производительность насосной установки осадка, Qуи - производительность насосной установки уплотненного избыточного ила, в непрерывном режиме поддерживают постоянными при помощи АСУ ПТ. При этом k = Qос/Qуи = Р12. В данном примере k = Qос/Qуи = 40/40 = 1. Например, если уровень шлама в резервуаре начал повышаться, то путем изменения числа оборотов приводов 18 и 13 производительности насосной установки осадка Qос и производительность насосной установки уплотненного избыточного ила Qуи уменьшают так, чтобы параметр k оставался неизменным, т.е. уменьшают равномерно. Это позволяет параметры шлама, состоящего из осадка и уплотненного избыточного ила, поддерживать в допустимых пределах их колебаний на протяжении всего периода между корректировками технологического процесса. Например, колебания параметров влажности шлама могут составлять от 0 до 7%, зольности - от 0 до 5%.

На втором этапе стабилизации параметров шлама - подачи его на центрифугу - система работает в двух режимах: настройки и постоянной работы.

В режиме настройки системы шлам из резервуара шлама 24 по всасывающему трубопроводу 26 (например, технологической линии обезвоживания 1) забирают вихревым насосом-дозатором 28 с незасоряющейся проточной частью и подают на обезвоживание на центрифугу 47. При этом при помощи расходомера 40 и АСУ ТП 5 определяют гидравлическую нагрузку на центрифугу 47. Посредством регулирования числа оборотов асинхронного электродвигателя 29 (при помощи статического преобразователя частоты 30) насоса-дозатора шлама 28 устанавливают номинальную гидравлическую нагрузку (по расходу) на центрифугу 47. В данном примере она составляет 40 м3/ч шлама. После этого непрерывного регулирования числа оборотов асинхронного электродвигателя 29 не осуществляют. Кроме того, экспериментальным путем (на этапе корректировки параметров технологического процесса очистки сточных вод) определяют оптимальную производительность насоса-дозатора флокулянтов 31 (посредством регулирования числа оборотов его асинхронного электродвигателя 32), при которой обеспечивается доза флокулянтов dфлок, назначаемая из условия обеспечения требуемых показателей обезвоживания шлама. Например, dфлок = 6 кг/т х сух.вещ. (килограмм флокулянта на тонну сухих веществ шлама).

В режиме последующей постоянной работы регулирование процесса обезвоживания осуществляют посредством центробежно-вихревого насоса-дозатора 28. При этом в случае, например, увеличения концентрации сухих веществ в шламе не происходит увеличения нагрузки на центрифугу 47 по сухому веществу (а следовательно, отклонения работы установки от оптимальной). Последнее достигается тем, что благодаря незасоряемости центробежно-вихревого насоса-дозатора 28, постоянного перепада уровней осадков в центрифуге 47 и резервуаре шлама 24, при повышении концентрации сухих веществ в перекачиваемом шламе (повышение сопротивления в сети и проточной части) происходит ответное снижение производительности центробежно-вихревого насоса-дозатора 28, работающего с постоянным числом оборотов асинхронного электродвигателя 29. При этом произведение концентрации сухих веществ и объема шлама, поступающего на обезвоживание остается практически неизменным. В результате нагрузка на центрифугу по сухому веществу и доза флокулянтов остаются неизменными.

На этом этапе стабилизации разброс параметров шлама снижается, например колебания нагрузки по сухому веществу снижаются до 1%, зольности - до 4%.

Приготовление раствора флокулянтов в растворных емкостях 35 осуществляют с предварительным смешением в смесителе 36 непосредственно флокулянта, хранящегося в емкостях 37, и подогретой воды-растворителя. Последняя нагревается до температуры 30oС при помощи водо-водяного теплообменника 88. В результате продолжительность растворения флокулянта снижается в 2-3 раза.

На третьем этапе стабилизации параметров шлама - обезвоживания его на центрифуге - установка работает следующим образом. Подготовленный и подогретый за счет попутного пара, поступающего при помощи эжектора 41 с паросборника 71 котла-утилизатора 70, шлам подают на центрифугу 47. В последней в поле центробежных сил, образующихся при вращении барабана 48, происходит обезвоживание шлама с выделением фугата и кека. При изменении концентрации кека происходит изменение величины вращающего момента на шнеке, который косвенно определяется с использованием показателей измерителей скоростей вращения ротора 54 и шнека 55. В зависимости от измеренной величины вращающего момента на шнеке и требуемой концентрации обезвоженного шлама корректируют величину регулирования - разницу между скоростями вращения барабана и шнека центрифуги. Последнее осуществляется с применением обратного привода с асинхронным электродвигателем 51 и его статического преобразователя частоты 52. При этом, например, разница между скоростями вращения барабана и шнека центрифуги может непрерывно меняться от 2 до 6 об/мин.

В результате, обезвоженный шлам - кек - со стабильными свойствами (например, с влажностью 21%) поступает на сжигание. Для этого его высоконапорными насосами обезвоженного шлама 53 (2-х технологических линий обезвоживания - 1 и 2) подают на инжекторы шлама 57 камеры сгорания 58 одной печи 59. Подача от двух технологических линий, например, составляет 1,9 т/ч. В камере сгорания в псевдоожиженном слое песка за счет предварительно нагретого (до 605oС) в воздухо-воздушном теплообменнике 66 воздуха псевдоожижения, подаваемого (объем подачи - 20000 м3/ч) нагнетателем 74, происходит сушка и сжигание шлама. В стабильном режиме выделяющегося тепла достаточно для поддержания горения. В других случаях, недостаток тепла компенсируется подачей в камеру сгорания дополнительного топлива в виде природного газа через инжекторы дополнительного топлива 61. Процесс горения контролируют при помощи измерения температуры псевдоожижения (датчик 62) и температуры уходящих газов (датчик 64). В нормальном режиме температура псевдоожижения равна 760oС, а температура уходящих газов - 870-880oС.

Утилизацию тепла уходящих газов осуществляют в воздухо-воздушном теплообменнике 66 и при помощи испарительных пакетов 69, подключенных к котлу-утилизатору 70 с паросборником 71. В результате их температура снижают до 250oС.

Очистку уходящих газов от золы осуществляют в электрофильтре 78. Золу отводят из системы через систему сбора и удаления золы 79.

После удаления золы, перед подачей их на нисходящую колонну Вентури 84, осуществляют дальнейшее снижение температуры уходящих газов в воздухо-воздушном охладителе 81. Уходящие газы в колоне 84 орошают кислым раствором при помощи циркуляционного кислотного контура 85, в результате чего их температура снижается до 65oС.

Дальнейшая очистка уходящих газов осуществляется в восходящей орошаемой колонне 86 с циркуляционным щелочным контуром 87, на котором установлен водо-водяной теплообменник 88. При помощи последнего нагревают техническую воду с 5 до 30oС для приготовления раствора флокулянта, которая по трубопроводу 92 подается на смеситель флокулянта 36.

Перед подачей очищенных уходящих газов при помощи дымососа 94 в дымовую трубу их направляют на воздухо-воздушный охладитель 81.

Таким образом, предлагаемый способ и система для его реализации объединены единым изобретательским замыслом и при реализации позволяют повысить экологическую защиту города от складируемых осадков сточных вод.

Похожие патенты RU2198141C1

название год авторы номер документа
СИСТЕМА ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД 2003
  • Кармазинов Ф.В.
  • Цветков В.И.
  • Трухин Ю.А.
  • Игнатчик В.С.
  • Игнатчик С.Ю.
  • Ильин Ю.А.
RU2258047C1
СИСТЕМА УТИЛИЗАЦИИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД МЕГАПОЛИСА 2005
  • Виролайнен Олег Арвович
  • Кармазинов Феликс Владимирович
  • Беляев Анатолий Николаевич
  • Пробирский Михаил Давидович
  • Трухин Юрий Александрович
  • Ильин Юрий Александрович
  • Игнатчик Виктор Сергеевич
  • Игнатчик Светлана Юрьевна
RU2300503C2
СПОСОБ ОТКАЧКИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД ИЗ ПЕРВИЧНЫХ ОТСТОЙНИКОВ 2001
  • Кармазинов Ф.В.
  • Гумен С.Г.
  • Пробирский М.Д.
  • Трухин Ю.А.
  • Игнатчик В.С.
  • Ильин Ю.А.
  • Игнатчик С.Ю.
  • Большеменников Я.А.
RU2194193C1
СИСТЕМА ВОДООТВЕДЕНИЯ МЕГАПОЛИСА 2010
  • Кармазинов Феликс Владимирович
  • Трухин Юрий Александрович
  • Пробирский Михаил Давидович
  • Куприянов Андрей Геннадьевич
  • Ильин Юрий Александрович
  • Игнатчик Виктор Сергеевич
  • Игнатчик Светлана Юрьевна
  • Шумов Павел Иванович
RU2438984C1
Оптимизированная система водоотведения 2017
  • Кармазинов Феликс Владимирович
  • Басанец Сергей Петрович
  • Спиваков Михаил Александрович
  • Игнатчик Виктор Сергеевич
  • Игнатчик Светлана Юрьевна
  • Кузнецова Наталия Викторовна
RU2646064C1
Узел перераспределения стоков 2019
  • Кармазинов Феликс Владимирович
  • Пробирский Михаил Давидович
  • Житенев Антон Игоревич
  • Спиваков Михаил Александрович
  • Жантиев Олег Владимирович
  • Пулин Олег Викторович
  • Игнатчик Виктор Сергеевич
  • Игнатчик Светлана Юрьевна
  • Кузнецова Наталия Викторовна
RU2699119C1
Управляемая система водоотведения 2017
  • Кармазинов Феликс Владимирович
  • Курганов Юрий Анатольевич
  • Спиваков Михаил Александрович
  • Мурашев Сергей Владимирович
  • Игнатчик Виктор Сергеевич
  • Игнатчик Светлана Юрьевна
  • Кузнецова Наталия Викторовна
RU2650908C1
СИСТЕМА ОТКАЧКИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД 2015
  • Кармазинов Феликс Владимирович
  • Панкова Гаяне Агасовна
  • Курганов Юрий Анатольевич
  • Мурашев Сергей Владимирович
  • Басанец Сергей Петрович
  • Игнатчик Виктор Сергеевич
  • Игнатчик Светлана Юрьевна
  • Кузнецова Наталия Викторовна
RU2596083C1
Способ эксплуатации канализационной насосной станции 2015
  • Кармазинов Феликс Владимирович
  • Панкова Гаяне Агасовна
  • Пробирский Михаил Давидович
  • Михайлов Дмитрий Михайлович
  • Мурашев Сергей Владимирович
  • Игнатчик Виктор Сергеевич
  • Игнатчик Светлана Юрьевна
  • Кузнецова Наталия Викторовна
RU2629258C2
УСТАНОВКА ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ПЕСКА 2002
  • Кармазинов Ф.В.
  • Пробирский М.Д.
  • Беляев А.Н.
  • Цветков В.И.
  • Трухин Ю.А.
  • Ильин Ю.А.
  • Игнатчик В.С.
  • Игнатчик С.Ю.
RU2256039C2

Реферат патента 2003 года СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ШЛАМА СТОЧНЫХ ВОД

Изобретение относится к экологической защите природы от отходов сточных вод, а именно к санитарной технике, и может найти применение при утилизации шламов городских и производственных сточных вод. Система включает блоки: (а) обезвоживания, (б) сушки и сжигания, (в) удаления золы из уходящих газов, (г) очистки дымовых газов. Система дополнительно снабжена водо-водяным теплообменником с патрубками подвода и отвода нагреваемой воды, установленным на циркуляционном щелочном контуре, при этом трубопровод технической воды присоединен к патрубку подвода нагреваемой воды, а патрубок отвода нагреваемой воды присоединен к смесителю флокулянта. Установка также снабжена автоматизированной системой управления технологическим процессом (АСУ ТП), блоком (1) - подготовки к обезвоживанию шлама, установленным перед блоком (а) и включающим первичные отстойники по меньшей мере с одной насосной станцией осадка с приводом, всасывающим и напорным трубопроводами, уплотнители избыточного активного ила с резервуаром и насосной станцией уплотненного ила с приводом, всасывающим и напорным трубопроводами, резервуар шлама, технологические линии обезвоживания дополнительно снабжены измерителем температуры шлама, при этом напорные трубопроводы насосной станции осадка и напорные трубопроводы насосной станции уплотненного ила соединены с резервуаром шлама, кроме того, приводы насосной станции осадка, уплотненного избыточного ила, насосов-дозаторов шлама и флокулянтов выполнены в виде частотно-регулируемого электропривода по схеме "преобразователь частоты - асинхронный двигатель", включающие асинхронные электродвигатели и статические преобразователи частоты, которые вместе с датчиком концентрации, измерителем температуры, расходомером шлама, датчиком температуры уходящих газов, датчиком температуры псевдоожижения связаны с АСУ ТП. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 198 141 C1

1. Система для утилизации шлама сточных вод, включающая следующие блоки: - (а) обезвоживания, включающий по меньшей мере одну технологическую линию обезвоживания, содержащую насос-дозатор шлама с приводом, всасывающим трубопроводом, на котором установлен датчик концентрации, и напорным трубопроводом, соединенным с подающим трубопроводом шлама, на котором установлен расходомер шлама и эжектор пара с всасывающим патрубком, насос-дозатор флокулянта с приводом, с всасывающим трубопроводом, соединенным с растворными емкостями раствора флокулянта, которые через смеситель флокулянта соединены с емкостью флокулянта и трубопроводом технической воды, с напорным трубопроводом раствора флокулянта и расходомером раствора флокулянта, центрифугу с барабаном, шнеком, главным приводом для вращения барабана, обратным приводом для изменения относительной скорости вращения шнека и барабана, измерителями скоростей вращения ротора и шнека, высоконапорный насос обезвоженного шлама с напорным трубопроводом, при этом подающий трубопровод шлама и напорный трубопровод раствора флокулянта соединены с центрифугой, а обратный привод центрифуги выполнен в виде частотно-регулируемого электропривода по схеме "преобразователь частоты - асинхронный двигатель", включающий асинхронный электродвигатель и статический преобразователь частоты; (б) сушки и сжигания, включающий по меньшей мере одну технологическую линию сушки и сжигания, содержащую печь с дутьевой камерой, куполом, линией уходящих газов, камерой сгорания, по меньшей мере одним инжектором шлама, по меньшей мере одним инжектором дополнительного топлива в виде природного газа, датчиком температуры псевдоожижения, установленными в камере сгорания, датчиком температуры уходящих газов, установленным на линии уходящих газов, нагнетатель псевдоожижения с всасывающей и напорной линиями, последовательно установленные воздухо-воздушный теплообменник с патрубками подвода и отвода нагреваемого воздуха и испарительные пакеты, соединенные с котлом-утилизатором, соединенным с паросборником, при этом линия уходящих газов соединена с воздухо-воздушным теплообменником с патрубками подвода и отвода нагреваемого воздуха, дутьевая камера печи соединена с патрубком отвода, а нагнетательная линия нагнетателя псевдоожижения подключена к патрубку подвода нагреваемого воздуха воздухо-воздушного теплообменника, паросборник котла-утилизатора соединен с всасывающим патрубком эжектора пара; (в) удаления золы из уходящих газов, включающий по меньшей мере одну технологическую линию удаления золы из уходящих газов, содержащую электрофильтр с подводящей и отводящей линиями газов, систему сбора и удаления золы, при этом подводящая линия газов соединена с испарительными пакетами; (г) очистки дымовых газов, включающий по меньшей мере одну технологическую линию очистки дымовых газов, содержащую последовательно установленные воздухо-воздушный охладитель с подводящим и отводящим патрубком подогреваемого воздуха, нисходящую колонну Вентури с циркуляционным кислотным контуром и восходящую орошаемую колонну с циркуляционным щелочным контуром, дымососом с всасывающей и напорной линиями, при этом всасывающая линия дымососа соединена с отводящим патрубком подогреваемого воздуха, восходящая орошаемая колонна - с подводящим патрубком воздухо-воздушного охладителя, отличающаяся тем, что система дополнительно снабжена водо-водяным теплообменником с патрубками подвода и отвода нагреваемой воды, установленным на циркуляционном щелочном контуре, при этом трубопровод технической воды присоединен к патрубку подвода нагреваемой воды, а патрубок отвода нагреваемой воды присоединен к смесителю флокулянта, установка дополнительно снабжена автоматизированной системой управления технологическим процессом (АСУ ТП), блоком (1) - подготовки к обезвоживанию шлама, установленным перед блоком (а) и включающим первичные отстойники по меньшей мере с одной насосной станцией осадка с приводом, всасывающим и напорным трубопроводами, уплотнители избыточного активного ила с резервуаром и насосной станцией уплотненного ила с приводом, всасывающим и напорным трубопроводами, резервуар шлама, технологические линии обезвоживания дополнительно снабжены измерителем температуры шлама, при этом напорные трубопроводы насосной станции осадка и напорные трубопроводы насосной станции уплотненного ила соединены с резервуаром шлама, кроме того, приводы насосной станции осадка, уплотненного избыточного ила, насосов-дозаторов шлама и флокулянтов выполнены в виде частотно-регулируемого электропривода по схеме "преобразователь частоты - асинхронный двигатель", включающие асинхронные электродвигатели и статические преобразователи частоты, которые вместе с датчиком концентрации, измерителем температуры, расходомером шлама, датчиком температуры уходящих газов, датчиком температуры псевдоожижения связаны с АСУ ТП. 2. Система для утилизации шлама сточных вод по п.1, отличающаяся тем, что насос-дозатор шлама выполнен в виде центробежно-вихревого насоса с незасоряемой шламами проточной частью, а в резервуаре шлама установлен уровнемер, связанный с АСУ ТП. 3. Система для утилизации шлама сточных вод по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что установка дополнительно снабжена гидравлическим циклоном с подводящим и отводящим патрубками, резервуаром осадка, дополнительной насосной станцией осадка с всасывающим и напорным трубопроводами и с приводом в виде частотно-регулируемого электропривода по схеме "преобразователь частоты - асинхронный двигатель", включающий асинхронный электродвигатель и статический преобразователь частоты, при этом всасывающий трубопровод дополнительной насосной станции осадка соединен с резервуаром осадков, а напорный - с резервуаром шлама, напорный патрубок насосной станции осадка - с подводящим патрубком гидравлического циклона, отводящий патрубок - с резервуаром осадков, кроме того, преобразователи частоты питания электродвигателей дополнительной насосной станции осадка связаны с АСУ ТП.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2198141C1

Отведение и очистка сточных вод Санкт-Петербурга
- Санкт-Петербург: Стройиздат, 1999, с
Трансляция, предназначенная для телефонирования быстропеременными токами 1921
  • Коваленков В.И.
SU249A1
Способ обработки осадков сточных вод 1975
  • Яковлев Сергей Васильевич
  • Чумаков Феликс Павлович
  • Франдетти Леонид Данилович
  • Камбарова Светлана Иовна
  • Абрамов Андрей Владимирович
  • Махлин Моисей Петрович
  • Каримов Хафиз Каримович
  • Ходжаев Михман Ишанович
  • Головенков Юрий Николаевич
  • Коган Юрий Арилейбович
SU604827A1
Способ обработки осадков сточных вод 1980
  • Медведев Герман Полиенович
  • Аветисян Петрос Коломбосович
  • Иващенко Валерий Витальевич
  • Сорокин Олег Васильевич
  • Горбунов Петр Николаевич
  • Григорьев Георгий Петрович
SU994441A1
Способ обработки осадков сточных вод 1981
  • Коган Юрий Ари-Лейбович
  • Мирзаян Валерий Николаевич
  • Швецов Валерий Николаевич
  • Рубин Давид Абрамович
  • Богдатова Алеся Николаевна
  • Эль Юрий Федорович
SU925877A1
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ УДАЛЯЕМЫХ ОТРАБОТАННЫХ ИЛОВ (ВАРИАНТЫ) 1992
  • Геза Луис Ковакс[Ca]
RU2101236C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД И АКТИВНОГО ИЛА 1993
  • Родин В.А.
  • Орлянский В.В.
  • Самойлова Л.Н.
  • Родин В.В.
RU2060976C1
US 5356540 А, 18.10.1994
Устройство для валки деревьев 1973
  • Занегин Леонид Александрович
  • Гарькуша Валерий Николаевич
SU459194A1
DE 3429055 А1, 20.02.1986.

RU 2 198 141 C1

Авторы

Кармазинов Ф.В.

Гумен С.Г.

Пробирский М.Д.

Трухин Ю.А.

Игнатчик В.С.

Ильин Ю.А.

Игнатчик С.Ю.

Цветков В.И.

Куприянов А.Г.

Даты

2003-02-10Публикация

2001-06-29Подача