СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕЗИНФИЦИРОВАННОГО ОРГАНИЧЕСКОГО ИЛА Российский патент 2011 года по МПК C05F17/00 

Настоящее изобретение относится к способу дезинфекции органического ила.

Осаждение органического ила, в частности обезвоженного ила, из установок для очистки коммунальных сточных вод представляет большую проблему для окружающей среды, в частности в связи с запахом, опасностью инфекций, дренажом и пр. Чтобы иметь возможность использовать такой ил, необходимо его дезинфицировать так, что обработанный ил можно было, например, использовать в качестве удобрения или агента для улучшения грунта. Дезинфекция заключается в том, что температуру массы повышают до примерно 60°С, что до некоторой степени уменьшает бактериологическую активность в иле и, таким образом, опасность инфекции до приемлемого уровня.

Проблема, которая возникает при дезинфицировании, в частности, ила из установок для очистки сточных вод состоит в том, что консистенция ила делает трудным достижение достаточно хорошей дезинфекции с помощью компостирования. Обычно ил состоит из очень мелких твердых частиц, что приводит к аэробным бактериям, которые осуществляют процесс разложения сами по себе, без существенного притока кислорода для удовлетворительного протекания данного процесса. В дополнение к тому, что ил состоит из очень мелких частиц, происходит дополнительное образование влаги, что до некоторой степени приводит к тому, что запас кислорода дополнительно снижается. Это может привести к проблемам с запахами и дренажом текучей среды.

Способы и оборудование для обработки такого ила известны. Ранее наиболее используемым способом являлось компостирование ила. Это очень долго протекающий процесс, что приводит к проблемам, связанным с запахом, дренажом, и который к тому же приводит к материалу, с которым трудно обращаться.

Другой известный способ состоит в добавлении извести в массу, что приводит к химической реакции с повышением температуры массы. Недостатком данного способа является то, что требуется относительно большое количество извести, что к тому же может привести к проблемам с запахом (образование аммиака) и также может уничтожить некоторые бактерии, которые являются полезными, если обработанный ил используют в качестве удобрения или агента для улучшения грунта.

Еще одним известным способом является тепловая обработка и/или осушение ила посредством поставки тепла от внешнего источника тепла. Это является энергоемким и дорогим способом.

Из патентной литературы известно несколько различных решений по обработке органического вещества, содержащего ил.

Из DD 14265 известен способ обработки бурового шлама, в котором добавляют летучую золу, коагулирующий агент, например известь, и флоккулирующий агент, например полиакриламид. К тому же добавляют связующий агент, например, состоящий из цемента и силиката калия.

Из DE 19922872 известен способ производства искусственного грунта. Продукт состоит из ила, бумаги, извести, отходов фруктов и овощей, нитрата и древесного угля. В публикации не описана добавка суперпоглотителя к илу.

Из WO 97/10190 известен способ обработки органических отходов, например сточной воды. Сначала измельченную бумагу или картон добавляют в отходы. Потом земляные черви переваривают смесь отходов и бумаги. Затем добавляют щелочь, например известь, для увеличения рН смеси. В публикации также не упоминают добавления суперпоглотителя к илу.

Из US 4659472 известен способ производства смеси ила, который может быть компостирован в установке для очистки сточных вод. Влажный ил с содержанием сухого вещества примерно 3 мас.% подают в смесительный резервуар и добавляют опилки в течение перемешивания с помощью воздуха. После смесительного резервуара эту суспензию прокачивают далее с раствором полиэлектролита, который добавляют перед подачей в фильтр для удаления воды, и получающаяся смесь имеет содержание сухого твердого вещества примерно 30 мас.% Обезвоженную смесь затем подвергают компостированию. Наиболее важными различиями между способами согласно этой публикации и изобретением является то, что описана обработка влажного (жидкого) ила с содержанием сухого вещества примерно 3 мас.%, однако изобретение имеет целью обработку уже обезвоженного ила из установки для очистки сточных вод с содержанием сухого веществ 20-25 мас.% (пункт 4).

Это различие в содержании сухого вещества приводит к дальнейшей сильно отличающейся обработке ила. Согласно настоящему изобретению волокна целлюлозы сначала смешивают с суперпоглотителем. Целью этого согласно настоящему изобретению является получение более хорошего распределения суперпоглотителя в результате смешивания по сравнению со случаем, когда суперпоглотитель добавляют непосредственно в ил или после того, как ил и волокна целлюлозы были смешаны. В US 4659472 далее описано, что смесь ила спрессовывают до содержания сухого вещества примерно 30 мас.%, а это означает, что масса, которая выходит из процесса по US 4659472, обладает только незначительно более высоким содержанием сухого вещества по сравнению с массой, которую подают в способ согласно изобретению. Так как содержание сухого вещества во влажном иле, который подают в способ согласно US 4659472, составляет только 3 мас.% (по сравнению с 20-25 мас.% согласно настоящему изобретению), это означает, что при сравнимых объемах резервуаров для процесса в способе согласно настоящему изобретению можно переработать объем ила в 7-8 раз больше, чем в способе согласно US 4659472.

Из JP 60197299 известен способ изготовления горючего стимулятора обезвоживания, в котором органическое волокнистое вещество и катионное высокомолекулярное вещество смешивают и спрессовывают при высоком давлении до плотности 0,3 г/см³ или более. Такой стимулятор обезвоживания затем добавляют в ил, который окончательно спрессовывают. В публикации не описан способ производства смеси ила из установки для очистки сточных вод, который затем может быть превращен в компост, и реферат указывает, что иловая смесь предназначена для сжигания. Целью добавления стимулятора обезвоживания, изготовленного посредством органического волокнистого вещества и катионного вещества, является придание способности к удалению воды из смеси в последующих стадиях способа. В данной публикации не описан способ изготовления смеси, содержащей волокнистое вещество, суперпоглотитель и обезвоженный органический ил, согласно настоящему изобретению, который также может быть компостирован.

Из JP 59078098 известен способ удаления воды из обезвоженного илового кека путем добавления смеси волокнистого вещества и катионного коагулянта и последующей вакуумной сушки этой смеси. В этой публикации не описан способ изготовления смеси органического ила, волокнистого вещества и суперпоглотителя, которая может быть также компостирована, как описано в настоящем изобретении.

Из US 4559143 известен способ обработки ила, в котором волокна, например органические волокна, и коагулянт добавляют в ил. Целью добавления этих материалов является увеличение образования так называемых хлопьеобразующих агентов для улучшения фильтрационных характеристик ила, таким образом упрощая получение обезвоженного ила. Этот способ относится к обработке необезвоженного ила, чтобы упростить удаление воды. Ил согласно настоящему изобретению уже обежвожен, и цель способа согласно настоящему изобретению, таким образом, является другой. Это дополнительно подтверждается примерами в US 4559143, где необезвоженный ил с содержанием сухого вещества 3,5 мас.% используют в примере 1.

Из СН 627718 известен способ дезинфекции ила с содержанием сухого вещества по меньшей мере 4 мас.%. Ил подают в воздушный контейнер и кислородсодержащий газ или чистый кислород добавляют в течение перемешивания. После этого ил подают в контейнер для разложения, в котором образуется метан. Данная публикация не рассматривается также в качестве существенной по отношению к настоящему изобретению, поскольку здесь не используют обезвоженный ил, не применяют никаких добавок волокон и также никаких поглотителей.

Настоящее изобретение имеет целью предоставить способ обработки органического ила, который лишен недостатков известных способов, описанных выше, и в котором обработанный ил может быть использован в качестве удобрения или агента для улучшения почвы без какой-либо дальнейшей обработки.

Другой целью является предоставление способа, который не требует поставки энергии для достижения существенной дезинфекции ила и в то же время в котором избегают проблем с дренажом и запахами.

Этих и других целей достигают способом производства дезинфицированного органического ила, который характеризуется тем, что предлагаемый способ, включает следующие стадии:

- механическое перемешивание содержащего волокна целлюлозы компонента с суперпоглотителем и обезвоженным органическим илом, причем указанный обезвоженный органический ил имеет содержание сухого вещества 20-25 мас.% и количество волокон целлюлозы по отношению к обезвоженному органическому илу составляет 5-10 мас.%;

- подача смеси ила, содержащей суперпоглотитель и волокна целлюлозы, в дезинфицирующий контейнер;

- непрерывная подача воздуха в смесь ила до достижения требуемой температуры.

Содержащий волокна целлюлозы компонент предпочтительно смешивают с суперпоглотителем перед добавлением обезвоженного органического ила.

Компонент, содержащий волокна целлюлозы, является предпочтительно резаной газетной бумагой, а суперпоглотитель представляет собой биологически разлагаемый полиакриламид.

Органический ил является/может представлять собой почву, загрязненную углеводородами, и/или отходами переработки рыбы/скотобоен.

Далее способ согласно настоящему изобретению будет описан более подробно на примере воплощения изобретения.

Согласно способу по настоящему изобретению органический ил, предпочтительно обезвоженный органический ил из установки по очистке воды, смешивают с волокнами целлюлозы и суперпоглотителем. Суперпоглотитель является, например, полиакриламидом или другим разлагаемым суперпоглотителем. Специалист в данной области техники легко может найти надлежащий суперпоглотитель по подходящим критериям. Волокна целлюлозы являются предпочтительно нарезанными полосками газет или чем-то подобным. Количество суперпоглотителя по отношению к газетам составляет примерно 2 мас.%. Количество газет по отношению к обезвоженному органическому илу составляет примерно 5-10 мас.%. После смешивания ингредиентов получающуюся смесь ила подвергают компостированию с добавлением воздуха до достижения температуры дезинфекции. Требуемая температура дезинфекции составляет приблизительно 58-60°С. Данное компостирование происходит без какой-либо подачи дополнительной энергии.

С учетом особенно предпочтительного воплощения способа согласно настоящему изобретению волокна целлюлозы сначала механически перемешивают с суперпоглотителем. Обезвоженный органический ил, обладающий содержанием сухого вещества приблизительно 20-25 мас.%, потом механически перемешивают со смесью волокон целлюлозы и суперпоглотителем. Целью первого перемешивания волокон целлюлозы и суперпоглотителя перед перемешиванием с органическим илом является то, что таким образом можно достичь лучшего распределения суперпоглотителя в конечной смеси.

После того как ил, волокна целлюлозы и суперпоглотитель смешаны, получают пористую смесь, которую можно компостировать, например, в контейнере с подачей воздуха, так что достигается желаемая температура дезинфекции. Как только масса дезинфицирована, она может применяться в качестве удобрения или агента по улучшению почвы. Испытания показали, что при использовании способа согласно настоящему изобретению время дезинфекции может быть уменьшено от примерно 3 лет в случае органического ила без каких-либо добавок волокон целлюлозы и нагревания до примерно 3 дней.

Способ согласно настоящему изобретению особенно пригоден для обработки обезвоженного сточного ила из установок по обработке сточных вод, однако также предполагается, что способ может быть использован в обработке другого органического ила, например почвы, загрязненной соединениями, содержащими углеводороды, обычно нефть, отходы переработки рыбы/скотобоен и тому подобное.

Способ производства дезинфицированного органического ила включает следующие стадии: механическое перемешивание резаной газетной бумаги с суперпоглотителем и обезвоженным органическим илом; загрузка смеси в дезинфицирующий контейнер; непрерывная подача воздуха в иловую смесь до достижения требуемой температуры дезинфекции. Причем указанный обезвоженный органический ил имеет содержание сухого вещества 20-25 мас.% и количество резаной газетной бумаги по отношению к обезвоженному органическому илу составляет 5-10 мас.%. Способ не требует поставки энергии для существенной дезинфекции ила, время которой может быть уменьшено до трех дней, а также позволяет избежать проблемы с дренажом и запахами. 3 з.п. ф-лы.

1. Способ производства дезинфицированного органического ила, отличающийся тем, что включает следующие стадии:
механическое перемешивание резаной газетной бумаги с суперпоглотителем и обезвоженным органическим илом, причем указанный обезвоженный органический ил имеет содержание сухого вещества 20-25 мас.% и количество резанной газетной бумаги по отношению к обезвоженному органическому илу составляет 5-10 мас.%;
загрузку иловой смеси, содержащей суперпоглотитель и резаную газетную бумагу, в дезинфицирующий контейнер;
непрерывную подачу воздуха в иловую смесь до достижения требуемой температуры.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что резаную газетную бумагу смешивают с суперпоглотителем перед добавлением обезвоженного органического ила.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что суперпоглотитель является биологически разлагаемым полиакриламидом.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что органический ил представляет собой загрязненную углеводородами почву и/или отходы переработки рыбы/ скотобоен.