Способ утилизации осадка бытовых сточных вод Российский патент 2018 года по МПК C02F11/10 C02F1/38 C02F1/56 C02F103/34 

Изобретение относится к области коммунального хозяйства, а именно к области утилизации осадка сточных вод путем сжигания совместно с другими не утилизируемыми отходами.

Известен (патент RU 2239620, опубл. 10.11.2004) способ переработки органосодержащего илистого осадка сточных вод, включающий смешивание наполнителя с частично обезвоженным илистым осадком и термообработку смеси для полного обезвоживания. Смешивание наполнителя с частично обезвоженным илистым осадком проводят посредством послойного напуска осадка на площадку, огороженную инвентарными съемными стенками и оборудованную сообщающимися с атмосферой и расположенными в шахматном порядке в 2-3 яруса дренами с открытыми торцами, по мере напуска осадка осуществляют равномерное рассеивание наполнителя по поверхности каждого слоя осадка, причем первый слой наполнителя наносят на основание площадки с предварительно установленным первым ярусом дрен, термообработку смеси для обезвоживания проводят замораживанием при естественных температурах в холодный период года, после чего производят дальнейшее обезвоживание органосодержащего илистого осадка отжимом влаги с одновременным формированием гранул или брикетов и подвергают их термической обработке в пиролизной установке при температуре 350-500°C при времени обработки 3,5-4,5 ч в восстановительной среде без доступа воздуха с образованием полукокса и парогазовой смеси, из которой конденсируют высокомолекулярные углеводороды и получают топливную жидкость, а газовую составляющую улавливают и направляют на сжигание в пиролизной установке, или при времени обработки до 6 ч с образованием зольного продукта и парогазовой смеси, при этом в качестве наполнителя используют измельченную угольную крошку или измельченные отходы деревообработки в объемной пропорции 1:3-1:5.

Недостатком известного технического решения следует признать его сложность, а также значительную энергоемкость.

Известен также (патент RU 2211192, опубл. 27.08.2003) способ переработки обезвоженных осадков сточных вод, включающий их измельчение, сжигание с образованием золы с последующим удалением золы в отвал. Перед измельчением обезвоженные осадки сточных вод в количестве 1-5 масс. % 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°C до влажности 1÷2% с образованием твердого пылевидного топлива, сжигание которого ведут в топке промышленного котлоагрегата.

Недостатком известного способа следует признать использование для смешивания с обезвоженным осадком каменный уголь, который не является отходом производства. Кроме того, известный способ достаточно энергозатратен, энергия расходуется на обезвоживание осадка, измельчение смеси осадка и угля, а также на сушку смеси осадка и угля.

Наиболее близким аналогом разработанного способа можно признать (авторское свидетельство SU 791656, опубл. 30.12.1980) способ обработки остатков сточных вод целлюлозного завода (шлам-лигнин), включающий уплотнение осадка напорной флотацией с полиакриламидом, введение добавки и последующего механического обезвоживания, причем с целью снижения остаточной влажности осадка, в качестве добавки к уплотняемому осадку используют угольную пыль в соотношении от 1:1 до 1:3. Уплотненный осадок может быть использован в качестве твердого топлива.

Недостатком известного способа следует признать его узкую область применения - только осадок сточных вод целлюлозного завода, смешивание твердых компонентов, требующее использования соответствующего оборудования, а также значительного количества потребляемой энергии, а также другое назначение - обезвоживание осадка шлам-лигнина.

Техническая задача, на решение которой направлен разработанный способ, состоит в расширении ассортимента приемов утилизации осадка бытовых сточных вод.

Технический результат, достигаемый при реализации разработанного способа, состоит в уменьшении энергопотребления при утилизации осадка бытовых сточных вод при одновременной утилизации крупнотоннажного отхода угольной промышленности - угольной пыли.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ утилизации осадка бытовых сточных вод. При реализации разработанного способа суспензию осадка бытовых сточных вод при содержании твердой фазы от 3 до 5% смешивают с суспензией каменноугольной пыли, содержащей от 3 до 5% твердой фазы, обрабатывают флокулянтом или смесью флокулянтов, обезвоживают полученную смесь на центрифуге до остаточного содержания влаги 85-70% и сжигают.

Тип используемого флокулянта зависит от характеристик суспензии осадка сточных вод.

Перекачивание суспензии к месту утилизации требует меньшего расхода энергии, нежели перемещение твердого осадка. Смешение двух суспензий с малым содержанием твердой фазы требует затрат много меньше, чем смешение двух твердых компонентов смеси. Обезвоживание до остаточного содержания влаги 85-70% на центрифуге не требует значительных затрат энергии. Сжигание суспензии смеси осадка сточных вод и каменноугольной пыли не требует дополнительного оборудования, необходимо только разжечь дизельный котлоагрегат, тогда как при сжигании твердого осадка с добавками каменноугольной пыли необходимо использовать дополнительное топливо.

При реализации способа осадок бытовых сточных вод (сточных вод коммунального хозяйства) из отстойника, содержавшего от 3,0 до 5,0% твердой фазы, насосом перекачивают на первый вход струйного смесителя, на второй вход струйного смесителя подают суспензию каменноугольной пыли, содержащую от 3 до 5% твердой фазы. Выход первого смесителя подключен к первому входу второго струйного смесителя, ко второму входу которого подключена емкость с раствором флокулянта. Выход второго смесителя через центрифугу может быть напрямую подключен к котлоагрегату для сжигания продукта смешения. Но возможен вариант, когда выход второго смесителя через центрифугу подключен к промежуточному сборнику.

В дальнейшем сущность разработанного способа будет показана с использованием примеров его реализации.

Суспензию осадка сточных вод из отстойника очистной системы городского коммунального хозяйства с содержанием твердой фазы от 4,0 до 5,0% и с положительными ионами на поверхности частиц насосом перекачивают на вход первого струйного смесителя. В емкости суспензируют каменноугольную пыль любым известным образом (например, с использованием пропеллерной мешалки). Полученную суспензию каменноугольной пыли подают на второй вход струйного смесителя. Полученную комбинированную суспензию осадка сточных вод и каменноугольной пыли обрабатывают 1,0% раствором катионного флокулянта - Гринлайф К 60. Полученную обработанную раствором флокулянта комбинированную суспензию методом центрифугирования обезвоживают до содержания влаги 85%. Частично обезвоженную комбинированную суспензию направляют на сжигание.

Суспензию осадка сточных вод из отстойника очистной системы городского коммунального хозяйства с содержанием твердой фазы от 4,0 до 5,0% и с отрицательными ионами на поверхности частиц насосом перекачивают на вход первого струйного смесителя. В емкости суспензируют каменноугольную пыль любым известным образом (например, с использованием пропеллерной мешалки). Полученную суспензию каменноугольной пыли подают на второй вход струйного смесителя. Полученную комбинированную суспензию осадка сточных вод и катионно-угольной пыли обрабатывают 1,0% раствором флокулянта - Гринлайф К 35. Полученную обработанную раствором флокулянта комбинированную суспензию методом центрифугирования обезвоживают до содержания влаги 80%. Частично обезвоженную комбинированную суспензию направляют на сжигание.

Суспензию осадка сточных вод из отстойника очистной системы городского коммунального хозяйства с содержанием твердой фазы от 4,0 до 5,0% и с положительными и отрицательными ионами на поверхности частиц насосом перекачивают на вход первого струйного смесителя. В емкости суспензируют угольную пыль любым известным образом (например, с использованием пропеллерной мешалки). Полученную суспензию каменноугольной пыли подают на второй вход струйного смесителя. Полученную комбинированную суспензию осадка сточных вод и угольной пыли обрабатывают 1,0% раствором смеси флокулянта Гринлайф К 60 и флокулянта Гринлайф К 35. Полученную обработанную раствором флокулянта комбинированную суспензию методом центрифугирования обезвоживают до содержания влаги 85%. Частично обезвоженную комбинированную суспензию направляют на сжигание.

При реализации разработанного способа требуется уменьшенное количество энергии на единицу массы твердого осадка сточных вод.

Изобретение может быть использовано в коммунальном хозяйстве при утилизации осадка бытовых сточных вод путем сжигания совместно с другими, не утилизируемыми отходами. Суспензию осадка сточных вод с содержанием твердой фазы от 3 до 5% смешивают с суспензией угольной пыли, содержащей от 3 до 5% твердой фазы, затем обрабатывают флокулянтом или смесью флокулянтов, обезвоживают полученную смесь на центрифуге до остаточного содержания влаги 85-70% и сжигают. Способ обеспечивает сокращение энергопотребления при утилизации осадка бытовых сточных вод при одновременной утилизации крупнотоннажного отхода угольной промышленности - угольной пыли. 3 пр.

Способ утилизации осадка бытовых сточных вод, включающий смешение угольной пыли с осадком сточных вод, отличающийся тем, что суспензию осадка бытовых сточных вод при содержании твердой фазы от 3 до 5% смешивают с суспензией каменноугольной пыли, содержащей от 3 до 5% твердой фазы, обрабатывают флокулянтом или смесью флокулянтов, обезвоживают полученную смесь на центрифуге до остаточного содержания влаги 85-70% и сжигают.