СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОБЕЗВОЖЕННЫХ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 2003 года по МПК C02F11/18 

Изобретение относится к способам утилизации и переработки влажных низкокалорийных материалов органического происхождения, в частности обезвоженных осадков коммунальных и промышленных сточных вод, путем сжигания в типовых котельных агрегатах и может быть использовано на предприятиях различных отраслей промышленности, а также в коммунальном хозяйстве.

В настоящее время проблема утилизации и переработки обезвоженных осадков сточных вод является очень актуальной. Для обезвоживания осадков сточных вод на территории очистных сооружений канализации требуется отведение значительных площадей. С ростом производства количество образующихся осадков сточных вод возрастает, что требует отчуждения новых земельных участков, значительных материальных и трудовых затрат, а также наносит огромный экологический ущерб окружающей среде.

Известны многочисленные действующие экспериментальные и промышленные системы по переработке обезвоженных осадков сточных вод путем сжигания.

Известен способ переработки обезвоженных осадков сточных вод, включающий сушку обезвоженных осадков теплом отходящих газов - продуктов сжигания высушенных осадков, сжигание высушенных осадков в печи и дожигание образующихся в процессе сушки паров (Патент США 3521581, F 23 G 5/04, 1970).

Недостатками известного способа являются необходимость использования дополнительного топлива (90 кг условного топлива на 1 т осадка), а также значительный выжиг органических веществ из осадков непосредственно в сушилке за счет подачи в нее высокотемпературных газов (~1000^oС), что существенно снижает теплотворную способность высушенных осадков при последующем их сжигании.

Известен способ переработки влажных осадков сточных вод в многоподовых печах (Обработка и удаление осадков сточных вод. - М.: Стройиздат, 1985 г., т.2, стр.13-20).

Известен также способ переработки осадков сточных вод сжиганием в барабанных печах с кипящим слоем твердого вещества (Методы очистки производственных сточных вод. Жуков А.И., Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д. - М.: Стройиздат, 1977, стр.199-202).

К недостаткам известных способов можно отнести необходимость строительства специальных агрегатов, что связано с большими капиталовложениями. Реализация известных способов также затруднена вследствие сложности транспортировки и дозировки осадков, а также за счет сложности эксплуатации оборудования.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ переработки осадков сточных вод, согласно которому сырой осадок, предварительно обезвоженный на ленточном фильтре, измельчают, вводят в него присадку - обезвоживающую добавку, например, золу от сжигания осадка, угольную пыль, опилки и др. , после чего подвергают вторичному обезвоживанию - сгущению (уплотнению) путем прессования при давлении 1,5-3,0 МПа, дезинтегрируют (измельчают) и сжигают, при этом часть золы, образующейся при сжигании осадка, возвращают на стадию обезвоживания в качестве присадки, а остальную - складируют в бункере с последующим удалением (Патент США 4587022, C 02 F 11/14, 1986).

К недостаткам известного способа можно отнести его многостадийность, а также необходимость использования большого количества оборудования для фильтрации, дробления, смешения и прессования. Это ведет также к увеличению энерго- и трудозатрат, что усложняет использование известного способа.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в создании способа утилизации обезвоженных осадков сточных вод в качестве источника энергии.

Технический результат от использования предложенного способа заключается в сокращении объемов сооружений за счет исключения необходимости отведения значительных площадей, упрощении переработки обезвоженных осадков сточных вод за счет использования для их сжигания типовых котельных агрегатов, а также в экономии основного топлива - угля за счет его частичного замещения обезвоженными осадками. Кроме того, использование способа позволяет улучшить экологическую ситуацию за счет устранения загрязнения окружающей среды.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что в способе переработки обезвоженных осадков сточных вод, включающем их измельчение, сжигание с образованием золы с последующим удалением золы в отвал, перед измельчением обезвоженные осадки сточных вод равномерно смешивают с углем, измельчение смеси обезвоженных осадков и угля ведут с одновременной сушкой горячим воздухом с образованием твердого пылевидного топлива, сжигание которого ведут в топке промышленного котлоагрегата, при этом количество осадков в смеси составляет 1-5 мас.% , измельчение смеси ведут до тонины помола R₉₀=5÷15%, а сушку смеси ведут горячим воздухом температурой 200÷400^oС до влажности 1÷2%
Изобретение поясняется чертежом.

На чертеже схематически изображен технологический процесс переработки обезвоженных осадков сточных вод
Способ осуществляют следующим образом. Обезвоженные осадки сточных вод 1 подают на угольный склад 2, где осадки равномерно перемешивают с углем. Со склада 2 по ленточным конвейерам 3 и 4 смесь подают в бункер 5 (и/или питатель 6) сырого угля, откуда через питатель сырого угля 6 направляют на измельчение (размол) и сушку в мельницу 7, куда одновременно подают горячий воздух 20 после воздухоподогревателя 19 котла 12. В шаровой мельнице 7 происходят размол и сушка смеси горячим воздухом 20 после воздухоподогревателя 19, где холодный воздух с напора дутьевого вентилятора 18 нагревается до температуры 200÷400^oС, с образованием твердого пылевидного топлива необходимых проектных параметров (тонины помола R₉₀5÷15% и влажности W_p=1÷2%). После чего восходящим потоком воздуха пылевидное топливо подают в сепаратор 8, где крупные фракции с R₉₀>15÷20% отделяются и возвращаются на домол в мельницу 7, а остальную пыль подают в циклон 9, где отделяется пыль мелкой фракции R₉₀= <1÷5%, которую мельничным вентилятором 10 сбрасывают в сбросные горелки 11 котла 12 для сжигания, а основное пылевидное топливо проектного помола с R₉₀= 5÷15% подают в бункер пыли 13, из которого посредством пылепитателя 14 сжатым воздухом 15 подают по пылепроводу 16 в основные горелки 17 котла 12 для сжигания его в пылевидном состоянии. Образовавшиеся в процессе сжигания пылевидного топлива газы проходят очистку в скрубберах 21 с трубами Вентури, после чего дымососом 22 их направляют в дымовую трубу 23.

После сжигания в котле 12 уловленные золу с содержанием горючих в уносах Г_ун≤3% и шлак направляют в золошлакоотвал.

Соотношение компонентов в смеси, подвергаемой обработке в системе пылеприготовления котлоагрегата, следующее, мас.%: обезвоженные осадки - 1÷5%, уголь - 95÷99%. Такое соотношение не приводит к снижению номинальной мощности котла (при незначительном снижении КПД котла на 0,05÷0,15%). Сушка и дробление обезвоженных осадков в шаровой мельнице системы пылеприготовления котла дает высокую степень их выгорания. Содержание горючих в уносах при этом Г_ун не превышает 3%, что говорит о высоком КПД котла (брутто). Характеристика топлива из осадков сточных вод и угля приведена в таблице.

Следует иметь в виду, что при объемах подачи сухого осадка более 5% для совместного сжигания с углем проектной калорийности 5600 ккал/кг начнет снижаться нагрузка котла ниже номинальной. Учитывая, что, как правило, типовые промышленные котлы работают на паровых нагрузках 80÷95% от номинальной производительности, это позволит им сжигать осадки объемом 5÷10% от массы всего топлива без ограничения потребителей пара. При необходимости поддержания паровой нагрузки на уровне номинальной при объемах сжигаемых осадков 5÷10% необходимо пропорционально увеличить калорийность сжигаемого угля Q_P ^H (в нашем случае с 5600 ккал/кг до 6000÷6200 ккал/кг).

Пример
Переработке подвергают обезвоженную на центрифуге смесь первичного осадка и избыточного активного или влажностью 65%. Обезвоженный осадок автомобильным транспортом перевозят к ближайшей ТЭЦ. К имеющемуся на складе углю, используемому в качестве основного топлива, добавляют 1% по массе обезвоженного осадка и равномерно перемешивают. Смесь осадка и угля по ленточным конвейерам направляют в бункер сырого угля, из которого через питатель сырого угля подают в шаровую мельницу, куда одновременно подают горячий воздух с температурой 250^oС. В шаровой мельнице происходит размол и сушка смеси осадка и угля до тонины помола 5÷15% и влажности 1÷2%. Восходящим потоком воздуха пылевидное топливо подают в сепаратор, где крупные фракции с R₉₀>15÷20% отделяют и возвращают на домол в шаровую мельницу, остальную пыль подают в циклон, где отделяют пыль мелкой фракции R₉₀=<1÷5%, которую мельничным вентилятором сбрасывают в сбросные горелки котла для сжигания, а основное пылевидное топливо проектного помола с R₉₀=5÷15% подают в бункер пыли, из которого посредством пылепитателя сжатым воздухом подают по пылепроводу в основные горелки котла для сжигания его в пылевидном состоянии. Образовавшиеся в процессе сжигания пылевидного топлива газы через систему скрубберов с трубами Вентури дымососом направляют в дымовую трубу. Уловленные золу с содержанием горючих в уносах Г_ун=2% и шлак направляют в золошлакоотвал. КПД котлоагрегата составляет 90-97%.

Таким образом, предложенный способ позволяет утилизировать обезвоженные осадки сточных вод без предварительной сушки с содержанием воды 60-85% в качестве источника энергии, сократить объемы сооружений за счет исключения необходимости отведения значительных площадей, упростить переработку обезвоженных осадков сточных вод за счет использования для их сжигания типовых котельных агрегатов, а также уменьшить расход основного топлива (угля) за счет его частичного замещения обезвоженными осадками. Кроме того, использование способа позволяет улучшить экологическую ситуацию за счет устранения загрязнения окружающей среды.

Изобретение относится к способам утилизации и переработки влажных низкокалорийных материалов органического происхождения, в частности обезвоженных осадков коммунальных и промышленных сточных вод, путем сжигания в типовых котельных агрегатах, и может быть использовано на предприятиях различных отраслей промышленности, а также в коммунальном хозяйстве. Обезвоженные осадки сточных вод измельчают и сжигают с образованием золы с последующим удалением золы в отвал. Перед измельчением обезвоженные осадки сточных вод равномерно смешивают с углем, измельчение смеси обезвоженных осадков и угля ведут с одновременной сушкой горячим воздухом с образованием твердого пылевидного топлива, сжигание которого ведут в топке промышленного котлоагрегата. Количество осадков в смеси составляет 1-5 мас.%, измельчение смеси ведут до тонины помола R₉₀=5÷15%, а сушку смеси ведут горячим воздухом температурой 200÷400^oС до влажности 1-2%. Технический эффект - утилизация обезвоженных осадков сточных вод без предварительной сушки с содержанием воды 60-85% в качестве источника энергии, сокращение объемов сооружений за счет исключения необходимости отведения значительных площадей, упрощение переработки за счет использования для сжигания типовых котельных агрегатов, а также уменьшение расхода основного топлива-угля. 1 ил., 1 табл.

Способ переработки обезвоженных осадков сточных вод, включающий их измельчение, сжигание с образованием золы с последующим удалением золы в отвал, отличающийся тем, что перед измельчением обезвоженные осадки сточных вод в количестве 1-5 мас. % равномерно смешивают с углем, измельчение смеси обезвоженных осадков и угля ведут до тонины помола R₉₀= 5÷15% с одновременной сушкой горячим воздухом температурой 200-400^oС до влажности 1÷2% с образованием твердого пылевидного топлива, сжигание которого ведут в топке промышленного котлоагрегата.