Способ огневого обезвреживания осадков сточных вод Советский патент 1984 года по МПК F23G7/00 

00

ни

Изобретение -относится к способам огневого обезвреживания жидких отходов и может быть использова-но при обработке городских и промышленных осадков сточных вод предприятий химической, нефтехимической, электротехнической и др. промышленности.

Известен способ сжигания осадков сточных вод, включаюш,ий механическое обезвоживание, сушку осадков, их измельчение и подачу в циклонную топку на сжигание. При этом способе осадки подвергают электрофлотационному уплотнению, а полученную пену, насышенную кислородно-водородными пузырьками, подают на сжигание 1.

Недостатками известного способа являются: низкая эффективность процесса сжигания осадков в связи с дополнительными затратами энергоресурсов и времени путем осуществления раздельных технологических процессов электрофлотационного уплотнения (обезвоживания), сушки и транспортировки уплотненного осадка от электрофлотатора к сушильной камере; отсутствие обезвреживания отводящего с электрофлотатора фильтрата.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ сжигания осадков сточных вод, включающий подачу осадка, топлива и воздуха, вспенивание осадка электрофлотацией, сжигание смеси и отвод обезвреженного продукта 2.

Недостатком известного способа является низкая эффективность процесса в связи с низкими степенью гомогенизации компонентов осадка и топлива, степенью и скоростью сгорания, высоким удельным расходом энергии и отсутствием разделения отходов на жидкие и твердые фракции.

Целью изобретения являются повышение эффективности процесса огневого обезвреживания путем повышения степени гомогенизации компонентов осадка и топлива и снижения удельного расхода энергии.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу огневого обезвреживания осадков сточных вод, включающему подачу осадка, топлива и воздуха, вспенивание осадка электрофлотацией с насыщением его взрывными водородно-кислородными пузырьками, сжигание смеси и отвод обезвреженного продукта, электрофлотационное вспенивание осадка осуществляют при одновременном воздействии на смесь ультразвуковыми колебаниями.

Способ огневого обезвреживания осадков сточных вод заключается в следующем.

Подлежащий огневому обезвреживанию осадок сточных вод или ил с влажностью 98-99,9% подают непосредственно в топочную камеру, например в циклонную топку.

в которую тангенциально подводится топливно-воздушная смесь. В нижней части циклонной печи при ее вертикальном расположении установлены электроды, соединенные с источником тока напряжением например, 6 В. При этом на электродах электрофлотатора наблюдается выделение кислородных и водородных пузырьков газа, которые подвергают электрофлотационному уплотнению подлежащий огневому обезвреживанию осадок или ил. Частицы сухого вещества - осадка, прилипая к пузырькам газа, выносятся на поверхность осадка в виде пены влажностью 91-96 /о. Скорость Пузырьков в нижнем очищенном слое составляет 0,1-0,35 м/с, а в верхнем пенном слое - 0,001 - 0,01 м/с. Одновременно с процессом электрофлотации на флотируемый слой воздействуют ультразвуковьши колебаниями с резонансной частотой 18-23 кГц, которые интенсифицируют отрыв имеющихся

0 флотационных пузырьков и появление новых мелких пузырьков, что ускоряет электрофлотационное уплотнение, способствует ускорению процесса отвода фильтрата и его обезвреживанию, предотвращает отложение твердых фракций осадка на внутренних поверхностях устройств (форсунках, электродах, отводящих трубопроводах и др. В печи в потоке горящей топливно-воздущной смеси при 800-1000°С верхний слой пены нагревается до 80-100°С. В результате про0 цесса тепломассообмена (тепло-влагопроводности) происходит перемещение влаги сверху вниз через слой пены, образующийся в результате электрофлотационного процесса, при одновременном воздействии ультразвуковых колебаний, а получаемый при этом

фильтрат при 20-40°С обезвреживается и непрерывно отводится из нижней части топочной камеры. Одновременно кислородноводородные пузырьки взрываются и сгорают, разрывая препятствующие процессу

Q испарения влаги тонкие пленки, обволакивающие частицы твердого вещества. Этот процесс резко ускоряется за счет воздействия ультразвуковых колебаний. Процесс интенсифицируется также потоком топливно-воздушной смеси, турбулентно вводимым

5 в топочную камеру на уровне верхнего слоя пены, улучшая горение жидкого топлива, также подвергаемого воздействию ультразвуковых колебаний. Происходит образование твердых частиц влажностью 70-80% и крупностью до 500 мкм, затраты энергии на сушку которых до влажности 5-40% уменьшаются в 2-3 раза. Высушенные и измельченные органические частицы осадка легко сжигаются.

5 Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Пример. Подлежащий огневому обезвреживанию осадок сточных вод влажностью 99°/о подают непосредственно в циклонную топку при одновременной подаче топливно-воздушной смеси. В качестве топлива используют мазут или соляровое масло. Непосредственно в самой топочной камере, а именно в нижней ее части, происходит процесс электрофлотационного уплотнения до влажности 95%. Одновременно с процессом электрофлотации на слой пены воздействуют ультразвуковыми колебаниями с частотой 20 кГц, причем скорость подъема взрывных кислородно-водородных флотационных пузырьков в нижнем очищенном слое поддерживается 0,15 м/с, а в верхнем пенном слое - 0,008 м/с. Суммарный эффект одновременного воздействия электрофлотации и ультразвуковых колебаний приводит к ускорению процесса отвода фильтрата и его полному обезвреживанию и к интенсификации процесса сжигания флотируемых твердых фракций осадка. В потоке горящей топливно-воздушной смеси при 850°С верхНИИ слой пены, насыщаемый кислородноводородными пузырьками перемещающийся со скоростью 0,008 м/с нагревается до 98°С за счет одновременного воздействия нагрева и ультразвуковых колебаний. При этом взрываются пузырьки, обогащая топливно-воздушную смесь кислородом и водородом. Степень гомогенизации смеси осадка и топлива достигает . В результате протекания в топочной камере указанных процессов образуется твердая фракция осадка влажностью 70% и крупностью 500 мкм, которая легко сжигается. Одновременно в результате суммарного воздействия термовлагопроводности и ультразвуковых колебаний с нижней части камеры осуществляется непрерывный отвод обезвреженного и очищенного фильтрата при 30°С, который отводится в очистные сооружения или может быть утилизирован. Удельный расход энергии на осуществление предлагаемого способа не превыщает 95 кВт ч на 1 м исходного осадка. В таблице приведены экспериментальные данные предлагаемого и известного способов. Из приведенных данных видно, что применение предлагаемого способа дгневого обезвреживания осадков сточных вод, позволяет:уменьщить удельный расход энергии в 1,5 раза за счет эффекта совместного воздействия на подвергаемый обеззараживанию осадок, электрофлотации, тепловлагопроводности и ультразвуковых колебаний; надежно и непрерывно подвергать огневому обезвреживанию токсичные и бактериально загрязненные осадки сточных вод независимо от их способности к вспениванию, накипообразованию, от содержания примесей неорганических солей, твердых частиц, щламов и т.д., путем наложения на слой пены ультразвуковых колебаний предотвратить образование накипи и пригара на теплообменных поверхностях; снизить величины теплового, электрического и гидравлического сопротивления путем совместного воздействия эффекта электрофлотации и ультразвуковых колебаний резонансной частоты; отказаться от применения поверхностноактивных веществ для полного предотвращения в пену подвергаемого огневому обезвреживанию осадка сточных вод; интенсифицировать процесс огневого обезвреживания в результате кавитационных явлений, приводящих к снижению давления в жидкостях, что способствует образованию в них мельчайщих пузырьков газов и паров с внутренним давлением в тысячи МПа, приводящим к их взрыву.

СПОСОБ ОГНГгВОГО ОБНЗВРКЖИВАНИЯ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД, включаюидий подачу осадка, топлива и воздуха, вспенивание осадка электрофлотанпей с насыщением его взрывными водороднокислородиыми пузырьками, сжигание смесн и отвод обезвреженного нродукта, отличающийся тем, что, с целью новьпиения э(|)1))ективности процесса огневого обезвреживания путем новьипеиия степени гомогенизации комионентов осадка и топлива и снижения уде.чьного расхода энергии, э.пектрофлотапионное вспенивание осадка осуществ,1яют при одновременном воздействии на смесь ультразвуков1)1ми колебаниями.

Влажность исходнЬго осадка, %

Влажность

фильтрата, %

Влажность обезвреживаемого осадка, %

Скорость подъема взрывных кислородно-водородныхпузырьков, м/с

99,9

98,0

99,99

98,0 97,0 95,0 93,0 93,0

0,3 0,35

0,05 0,1 0,2

Частота ультразвуковых колебаний, кГц

Степень гомогенизации смеси осадк и топлива, %

Удельный расход энергии, кВт ч/м

Продолжение таблицы

23

25

18 20

100 100

98 99

98

100

100 95