СПОСОБ БРИКЕТИРОВАНИЯ ИЛОВ И ШЛАМОВ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 2011 года по МПК C02F11/14 

Изобретение относится к технологии брикетирования илов и шламов сточных вод. Брикеты ила и шлама могут быть использованы в качестве восстановителей плодородного слоя при рекультивации нарушенных земель.

Известен способ брикетирования высоковлажных шламов [1], в частности, при подготовке шламов для последующего брикетирования. Цель: повышение технологичности и снижение энергоемкости. Сущность изобретения заключается в следующем. Шламы подвергают первичному обезвоживанию, подсушивают с подогревом в смесителе с сухим порошком до формовочной влажности, порошок получают прокалкой части шламов из смесителя с возвратом ее в голову процесса, сухой порошок объединяют со шламами на ленте питателя до смесителя, дозируя шламы на порошок в виде "слоеного пирога", причем порошок дозируют на ленту питателя горячим непосредственно из прокалочного устройства, слоеную массу на ленте питателя активно вентилируют. Положительный эффект: повышение технологичности за счет совмещения операций сушки и транспортировки шламов, снижение энергоемкости за счет утилизации тепла порошка, засыпаемого на ленту транспортера под слой влажного шлама.

Недостатком изобретения является необходимость прогрева смеси до необходимой влажности.

Известен способ подготовки шихты из жидких шламов для последующего брикетирования [2], сущность которого заключается в смешивании компонентов шихты и осуществляют путем подачи в струю сливающихся шламов угольной пыли, извести и золы-уноса теплоэлектростанций, а повторное перемешивание отбираемой увлажненной шихтовой массы осуществляют с одновременным введением в зону отбора дополнительного количества золы-уноса, увлажненной до 4-6% и составляющей 40-50 мас.% от 100 мас.% отбираемой шихты, шихтовые компоненты на первой стадии смешивания вводят в шлам в количестве (на 100 мас.% шлама), мас.%: зола-унос 40-50; известь 15-20; угольная пыль до 7, при этом осуществляют периодическое смещение слива, изменяя направленность и длину сливной трубы.

Недостатком изобретения является сложность транспортировки смеси.

Известен способ получения субстракта для рекультивации нарушенных земель [3], который получают путем компостирования обезвоженного ила с измельченной древесной корой, взятых в весовых соотношениях (0,5-1,5):1. Компост после укладки на рекультивируемую поверхность засыпают сверху слоем песка или почвы толщиной 5-10 см. Способ позволяет увеличить продуктивность культурного фитоценоза и одновременно улучшить санитарно-экологические свойства субстрата за счет изменений в нужных направлениях рецептур компостов из ила и коры.

Недостатком изобретения является сложность транспортировки смеси.

Известен способ обработки биоорганических шламов или необработанных или подвергнутых обработке шламов сточных вод [4], позволяющий на неограниченный период времени и независимо от климатических условий добиться быстрой устойчивости шламов благодаря созданию значительной популяции микроорганизмов, уровня проводимости и содержания твердых веществ. Обезвоженный шлам, который не подвергался обработке (например, сырой), или шлам, который доведен до уровня СЗССП, или шлам, который доведен до уровня СДУСП, в частности пастеризованный или стерилизованный шлам, все еще находящийся в жидком состоянии, т.е. содержащий 12-30% твердых веществ, или находящийся в твердом состоянии, т.е. содержащий 30-60% твердых веществ, смешивают с щелочным адсорбционным веществом для снижения выделения запаха, увеличения процентного содержания твердых веществ и облегчения грануляции, доводят рН до мягких щелочных условий и регулируют ионную проводимость, которая способствует быстрому созреванию штаммма после того, как его вносят в благотворную микробную флору. Указанный процесс снижает величину рН обработанного сильной щелочью шлама, в частности, часто имеющей величину рН более 12, до физиологически приемлемого значения в интервале 7,0-9,5 или повышает значение рН обработанных кислотами шламов до того же уровня, так что получает развитие активность микроорганизмов, обеспечивающая стабилизацию. Для облегчения протекания карбонизации и общего процесса сушки смеси может подводиться тепло. Гранулированный продукт, в значительной степени благодаря своей активной популяции микроорганизмов, полезен в качестве сельскохозяйственного продукта или для внесения в верхние слои почвы.

Недостатками способа являются сложность поддержания температурных режимов для сохранения штамма и необходимость сушки брикетов.

Известен способ обработки органических осадков сточных вод [5], сущность которого заключается в следующем. Сырой органический осадок смешивают с избыточным активным илом при соотношении от 1:1 до 1:3. Осуществляют многократную кавитационную обработку смеси в течение 9-12 ч с числом циркуляционных циклов 3-10 при числе кавитации 0,01-0,05 совместно с аэробной стабилизацией и эжекционной аэрацией. В смесь сырого осадка с избыточным активным илом добавляют надиловую воду в количестве 1/3 объема обрабатываемой смеси. Обработанный осадок уплотняют и выгружают из нижней уплотненной части в количестве 1/3 объема обработанной смеси. Технический эффект - повышение экономичности процесса обработки органических осадков сточных вод из-за сокращения времени обработки, энергоемкости, простоты применяемого оборудования, возможности использования полученного продукта в качестве органоминерального удобрения из-за перевода биогенных веществ из иловой воды в твердую фазу обработанной смеси и доведение солей тяжелых металлов до безопасного природного состояния без применения дополнительных реагентов.

Недостатком способа являются сложность технологии его реализации.

Известен способ рекультивации земель минерально-органической смесью на основе кварц-глауконитового песка [6]. Минерально-органическая смесь на основе кварц-глауконитового песка, нанесенная на подготовленную поверхность с сапропелевой массой в весовом соотношении 70-80:20-30 для рекультивации нарушенных земель, содержащая активные вещества, отличающаяся тем, что с целью формирования плодородного слоя на рекультивируемых землях, она содержит активные вещества в кислотно-растворимой форме, доступные для растений при следующих соотношениях, %: Р₂О₅ 3,05-5,50; К₂О 2,25-4,5; SiO₂ 50,0; MgO 0,5-1,5; CaO 4,2-9,5; MnO 0,1-0,2; Na₂O 0,1-0,12; Al₂O₃ 0,9-5,5; Fe₂O₃+FeO 6,3-12,0; органика 2,5-4,5.

Недостатками способа являются сложность рецептуры и необходимость ее контроля.

Известен способ рекультивации нарушенных почв [7], сущность которого заключается в следующем. Субстрат получают путем компостирования обезвоженного ила с измельченной древесной корой при массовом соотношении компонентов 0,5-1,5:1. Компост после укладки на рекультивируемую поверхность засыпают сверху слоем песка или почвы толщиной 5-10 см. Способ позволяет увеличить продуктивность культурного фитоценоза и одновременно улучшить санитарно-экологические свойства субстрата за счет измерений рецептур компостов.

Недостатком способа является трудность транспортировки.

Известен способ рекультивации нарушенных земель [8], изобретение относится к способам рекультивации земель для улучшения агрохимических свойств и биологической активности почвогрунтов и сокращения срока прорастания семян. Нарушенные земли, образованные в результате ведения горных работ, разравнивают, проводят их планировку и удаляют камни. На специальной площадке готовят смесь из угольных отходов, древесных опилок и семян. Семена предварительно (за сутки до приготовления смеси) замачивают в препарате гуминовых кислот, инокулированном штаммом Azotobacter chroococcum K-1 №34. Приготовленную смесь перемешивают и разбрасывают по поверхности нарушенных земель с последующим боронованием.

Известен способ получения брикетов [9], который относится к области переработки отходов (карбонатных шламов) химической водоочистки тепловых электростанций методом брикетирования для использования в металлургической промышленности, строительстве и в сельском хозяйстве. Способ получения брикетов заключается в том, что в качестве исходного материала используют карбонатный шлам химводоочистки ТЭЦ с влажностью 12-16%, а прессование осуществляют при давлении 300-350 кг. Способ позволяет по упрощенной и экономичной технологии брикетирования без связующего получить брикеты с более высокими потребительскими свойствами и экологическими параметрами.

Недостатком способа является небольшое количество органики в составе брикета, что затрудняет его применение при рекультивации земель.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является способ брикетирования илов и шламов сточных вод [10], который включает обезвоживание осадка сточных вод, дозирование компонентов, их смешивание и прессование брикетов и/или гранул.

Недостатком способа является не доведение продукта до товарного вида в качестве удобрения для восстановления плодородного слоя при рекультивации нарушенных земель.

Задачей изобретения является снижение затрат и повышение производительности труда при изготовлении, хранении, транспортировке и утилизации брикетов.

Решение поставленной задачи достигается тем, что ил и шлам сточных вод, обезвоженные до влажности 20-30%, смешивают с (в мас.%): гашеной известью 3, опилками и/или измельченными древесными отходами, и/или соломой - 27, золой - уноса ТЭЦ и/или измельченным шлаком котельных - 20, перемешивают, полученную массу брикетируют и/или гранулируют под давлением 60-100 кг/см², а брикеты и/или гранулы с влажностью 10-15% обрабатывают в течение 3-4 минут в печах СВЧ и пакуют в водонепроницаемую тару.

Для проверки принятого решения проводились лабораторные исследования, результаты которых представлены на чертеже.

Следует отметить, что прессование в матрице производилось вручную ударом молотка.

Источники информации

1. Патент РФ №92005273. Способ подготовки к брикетированию высоковлажных шламов. / Черников П.И., Родионов В.В. Лурий В.Г., Терентьев Ю.И. МПК С10В 53/08. Заявл. 1994.09.16. Опубл. 1997.08.27. Бюл. №8.

2. Патент РФ №1822584. Способ подготовки шихты из жидких шламов для последующего брикетирования. МПК С22В 1/00. Заявит. «Сибирский государственный проектный и научно-исследовательский институт цветной металлургии». Изобр. Уранов Ю.Н., Коротков Ю.А., Адамович В.И., Морозов А.А., Воронина Н.Д. Заявл. 1991.01.11. Опубл. 1997. 1995.08.09.

3. Заявка РФ №94004234/15. Способ получения субстракта для рекультивации нарушенных земель. МПК А01В 79/02. Заявит. Акционерное общество открытого типа "ЛУКойл-Пермнефтеоргсинтез". Изобр. Коровкин А.С., Врублевский B.C., Коровкин В.А. и др. Заявл. 1994.02.16. Опубл. 1995.12.20.

4. Заявка РФ №94044319/25. Способ обработки биоорганических шламов необработанных или обработанных шламов сточных вод. МПК C02F 11/14. Заявит. Н-Виро Интернэшнл Корпорейшн (US), Егоров Н.С. Изобр. Джеффри С.Бернхэм [US]. Заявл. 1994.12.20. Опубл. 1997.03.10.

5. Патент РФ №2210550. Способ обработки органических осадков сточных вод. МПК C02F 11/02. Заявит. Стёпкин А.А., Стёпкина Ю.А. Изобр. Стёпкин А.А., Стёпкина Ю.А. Заявл. 2001.12.24. Опубл. 2003.08.20.

6. Заявка РФ №2000100521/12. Способ рекультивации земель минерально-органической смесью на основе кварц-глауконитового песка. МПК C05G 3/04. Заявит. ЗАО "Севзапналадка Росводоканал". Изобр. Вознесенский В.Н., Маковский А.Н., Лядов В.В. и др. Заявл. 2000.01.10. Опубл. 2001.11.10.

7. Патент РФ №2044434. Способ рекультивации нарушенных почв. МПК А01В 79/02. Заявит. Акционерное общество открытого типа "ЛУКойл-Пермнефтеоргсинтез". Изобр. Коровкин А.С., Врублевский B.C., Коровкин В.А. и др. Заявл. 1994.02.16. Опубл. 1995.09.27.30.

8. Патент РФ №1730742. Способ рекультивации нарушенных земель. МПК А01В 79/02. Заявит. Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт охраны окружающей природной среды в угольной промышленности. Изобр. Красавин А.П., Катаева И.В., Хорошавин А.Н., Арсенов Г.П. Заявл. 2002.04.30. Опубл. 1995.12.20.

9. Патент РФ №2105043. Способ получения брикетов. МПК C10L 5/48. Заявит. Будаев С.С., Егоров Н.С. Изобр. Бейлин Я.Л., Москалина Ф.Н., Розенфельд А.А. и др. Заявл. 1996.03.27. Опубл. 1998.02.20.

10. Патент JP №58101797. Способ брикетирования илов и шламов сточных вод. МПК C02F 11/14. Заявл. 17.06.1983.

Изобретение относится к технологии брикетирования илов и шламов сточных вод и может быть использовано для восстановления плодородного слоя при рекультивации нарушенных земель. Способ брикетирования илов и шламов сточных вод включает смешивание ила и шлама сточных вод, обезвоженных до влажности 20-30%, с (в мас.%): гашеной известью - 3, опилками и/или измельченными древесными отходами, и/или соломой - 27, золой - уноса ТЭЦ и/или измельченным шлаком котельных - 20. Полученную массу перемешивают, брикетируют и/или гранулируют под давлением 60-100 кг/см², а брикеты и/или гранулы с влажностью 10-15% обрабатывают в течение 3-4 минут в печах СВЧ и пакуют в водонепроницаемую тару. Изобретение обеспечивает снижение затрат и повышение производительности процесса. 1 ил.

Способ брикетирования илов и шламов сточных вод, включающий обезвоживание осадка сточных вод, дозирование компонентов, их смешивание и прессование брикетов или гранул, отличающийся тем, что ил и шлам сточных вод, обезвоженные до влажности 20-30% смешивают с, мас.%: гашеной известью - 3, опилками, и/или измельченными древесными отходами, и/или соломой - 27, золой-уносом ТЭЦ и/или измельченным шлаком котельных - 20, перемешивают, полученную массу брикетируют и/или гранулируют под давлением 60-100 кг/см², а брикеты и/или гранулы с влажностью 10-15% обрабатывают в течении 3-4 мин в печах СВЧ и пакуют в водонепроницаемую тару.