Способ подготовки активного ила к утилизации Советский патент 1992 года по МПК C02F11/00 

Изобретение относится к способам подготовки к утилизации отходов, образующихся при биологической очистке сточных вод химической или химико-механической переработки древесины, и может быть использовано в различных областях народного хозяйства.

Известен способ биологической очистки сточных вод, согласно которому образуется большое количество активного ила.Однако при его утилизации ил трудно сконцентрировать.

Известен способ реагентной обработки активного ила хлорным железом и известью.

Однако при применении способа высок расход дефицитных и дорогостоящих реагентов. Кроме того, осадки, образующиеся с указанными коагулянтами, имеют высокую влажность и содержат большой процент минеральных наполнителей, т.е. являются малоэффективным топливом и их

невозможно использовать для получения удобрений из-за высокого содержания железа и хлорида.

Наиболее близким к предлагаемому является способ обезвоживания активного ила путем фильтрования и последующего прессования, в котором для улучшения обезвоживания иловую суспензию вначале смешивают с волокнистым осадком в соотношении 1:1 или профильтровывают через фильтрующий слой из волокнистого материала (например, целлюлозного волокна) с расходом 100 - 200 г/м2. После фильтрования получают продукт со степенью сухости около 12%. Перед прессованием в смесь добавляют серную кислоту в количестве 0,25 - 0,5 моль/м3 до достижения определенного рН. Значение рН регулируется до достижения изоэлектрической точки содержащихся в иле протеиновых веществ, при которой они коагулируют. Затем производят прессование при помощи вращающегоС

ся шнекового пресса под высоким давлением.

Недостатком указанного способа является сложная двухстадийная технология обезвоживания, при которой используется дополнительное оборудование для перемещения с серной кислотой и поддержания определенного рН для коагуляции белков. Для получения фильтрующего материала используют целлюлозное волокно, которое может быть применено в производстве бумаги, плит и т.п. Использование концентри- рованной серной кислоты приводит к ухудшению условий труда при обработке ила. Кроме того, отфильтрованная жид- кость, содержащая остатки серной кислоты, требует дополнительного расхода нейтрализующих агентов, что добавочно усложняет и удорожает процесс.

Цель изобретения - повышение сухости продукта и снижение его зольности, повышение экологичности процесса и улучшение условий труда.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу подготовки активного ила к утилизации, включающему объемное смешивание активного ила с твердым отходом химико-механической переработки древесины и последующее обезвоживание смеси, в качестве твердого отхода химико-механи- ческой переработки древесины используют гидролизный лигнин, причем активный ил смешивают с гидролизным лигнином в соотношении 1:0,8 - 2,0 в пересчете на абсолютно сухую массу, а обезвоживание ведут до исчезновения зеркала залива.

Согласно предлагаемому способу объемное перемешивание активного ила с гидролизным лигнином в соотношении 1:(0,8 - 2,0) позволяет освободить связанную в ак- тивном иле воду вследствие изменения состояния всей системы активный ил - гидролизный лигнин, что способствует дальнейшему обезвоживанию и получению продукта с высокой степенью сухости с целью дальнейшего его использования в качестве топлива или для компостирования.

Для осуществления способа брали активный ил Сегежского ЦБК.

Активный ил представляет собой биоценоз, состоящий из колоний аэробных микроорганизмов, объединенных в хлопки биополимерным веществом, являющимся продуктом жизнедеятельности микрофло- ры, а также сорбированных частиц волокна (15 - 20%) и других включений.

Гидролизный лигнин является отходом гидролизного производства и представляет собой сложное органическое соединение

ароматического строения, богатое углеродом и микроэлементами. Гидролизный лигнин содержит кислоты (в пересчете на серную) 0,6- 1,5%, редуцирующие вещества 1,5 - 3,0%, трудно гидролизуемые полисахариды 15 - 20%, золу до 3%, смолистые вещества 7 - 12%.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом,

В активный ил Сегежского ЦБК вводят при перемешивании гидролизный лигнин в соотношении соответственно 1:(0,8 - 2,0) в пересчете на абсолютно сухую массу.

Затем смесь отфильтровывают при постоянном вакууме 0,43 кгс/см2 до исчезновения зеркала залива, т.е. до перехода, визуально выражающегося в исчезновении зеркальной поверхности воды вследствие погружения ее уровня ниже поверхности суспензии. Время фильтрации составляет 8 - 13 мин. Сухость получаемого продукта при концентрации исходного активного ила 14 г/л составляет 21 - 22,5%, а при концентрации исходного активного ила 7 г/л - 18 - 20,2%, при содержании органических веществ 95,5 - 97,0%. Следовательно, полученный продукт может быть использован в качестве топлива, а также для получения органо-минеральных удобрений.

На фиг.1 и 2 приведены графики, поясняющие предлагаемый способ.

П р и м е р 1. В активный ил Сегежского ЦБК концентрацией 7 г/л вводили при перемешивании гидролизный лигнин с остаточным содержанием серной кислоты 0,8% в соотношениях, указанных в табл,1 по абсолютно сухой массе. Полученную смесь отфильтровывали при постоянном вакууме 0,43 кгс/см до исчезновения зеркала залива и замеряли рН фильтрата.

Результаты определения сухости и зольности осадка и время отсоса приведены в табл.1.

Для сравнения были проведены лабораторные опыты обезвоживания по базовому варианту, для чего активный ил с концентрацией 7 г/л обработали хлорным железом и известью. Расход хлорного железа составлял 10%, а извести 20% от массы абсолютно сухого активного ила. Полученную массу отфильтровали при вакууме 0,43 кгс/см2. Определяли сухость и зольность полученного осадка.

Сравнительные данные исследований по предлагаемому и известному способам приведены в табл.2.

Пример 2. В активный ил Сегежского J4BK концентрацией 14 г/л вводили при перемешивании гидролизный лигнин в соотношениях, указанных в табл.3 по абсолютно сухой массе. Полученную смесь отфильтровали при постоянном вакууме 0,42 кгс/см2 до исчезновения зеркала залива и определяли рН фильтрата. У осадка определяли сухость и зольность.

Полученные результаты и время отсоса указаны в табл.3.

Из данных табл.1 и 2 следует, что по предлагаемому способу время обезвоживания до исчезновения зеркала залива сокращается в 2 - 4,7 раза при одновременном увеличении сухости осадка в 1,7 - 1,9 раза и снижении зольности в 2 - 5 раза по сравнению с существующими способами концентрирования активного ила волокнистой массой или действием реагентов. Результаты испытаний показывают, что по предлагаемому способу при равном времени фильтрации достигается повышенная сухость в 1,42 раза при шестикратном снижении зольности по сравнению с реагент- ным способом обезвоживания (табл.2).

При исчезновении зеркала залива сухость получаемого продукта в предлагаемом соотношении по предлагаемому способу соответствует максимальному значению достигаемой сухости по базовому ва- рианту при длительной фильтрации. Дальнейшая фильтрация после исчезновения зеркала залива в предлагаемом способе приводит к повышению сухости, но экономически не выгодна.

Данные табл.1 и 3 показывают, что при смешивании активного ила с гидролизным лигнином в соотношении 1 :(0,8 - 2,0) увеличиваются показатели фильтрующих свойств смеси, при этом уменьшается время отсоса до исчезновения зеркала залива с одновременным повышением сухости получаемого продукта.

При соотношении активного ила и гидролизного лигнина 1 :(0,4 - 0,8) время фильтрации до исчезновения зеркала залива значительно и сухость ниже (12 - 16%), следовательно такого количества гидролизного лигнина недостаточно для высвобождения воды активного ила и повышения фильтрующих свойств смеси. При соотношении активного ила и гидролизного лигнина 1:2,4 и 1:2,5 время фильтрации до исчезновения зеркала залива заметно не уменьшается, сухость осадка остается на уровне полученной, однако рН фильтрата снижается до 2,94 - 3,32, что требует повышенного расхода нейтрализующх реагентов.

Результаты опытов показывают, что обезвоживание необходимо проводить по

крайней мере до исчезновения зеркала залива. Наличие зеркала залива свидетельствует о высокой влажности смеси. Если зеркало залива исчезло,полученный продукт имеет достаточную сухость для утилизации его в качестве топлива или удобрения, дальнейшая фильтрация смеси после исчезновения зеркала залива приводит к повышения сухости продукта в большей степени, однако время и затраты на фильтрацию увеличиваются, что экономически не целесообразно.

По сравнению с прототипом согласно предлагаемому способу нет необходимости в дополнительных реагентах для подготовки

к утилизации многотоннажных отходов химической переработки древесного сырья. Кроме того, предлагаемый процесс проще. Условия труда рабочих улучшаются, так как не используются концентрированные кислоты и не применяются высокие температуры непосредственно в технологическом процессе.

Формула изобретения

1. Способ подготовки активного ила к утилизации, включащий объемное смешивание древесины и последующее обезвоживание смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения сухости продукта и снижения его зольности, а-также повышения экологичности процесса и улучшения условий труда, в качестве твердого отхода химико-механической переработки древесины используют гидролизный лигнин, а обезвоживание ведут до исчезновения зеркала залива.

2. Способ поп.1,отличающийся тем, что активный ил смешивают с гидролизным лигнином в соотношении 1:(0,8 - 2,0) в

пересчете на абсолютно сухую массу.

Т а б л и ц а 1

Использование: подготовка к утилизации отходов, образующихся при биологической очистке сточных вод при химической или химико-механической переработке древесины. Сущность изобретения: активный ил перед механическим обезвоживанием смешивают с твердым отходом химико-механической переработки древесины, в качестве которого используют гидролизный лигнин, обезвоживание ведут до исчезновения зеркала залива, а активный ил смешивают с гидролизным лигнином предпочтительно в соотношении 1 :(0,8 - 2,0) в пересчете на абсолютно сухую массу. 1 з.п.ф-лы, 2 ил, 3 табл.

Таблица2

ТаблицаЗ