Способ обработки избыточного активного ила Советский патент 1993 года по МПК C02F11/12 

Изобретение относится к области переработки отходов.

Известен способ обработки избыточного активного ила, который заключается в том. что избыточный активный ил подверга ют включающей процесс сушки термообработке при повышающихся до 350 С температурах в анаэробных условиях и получаемый при этом мелкозернистый остаток используют в качестве добавки к керамическому сырью,v ;

В рамках известного способа получаемый в результате термообработки мелкозернистый остаток добавляют к глинистой массе, используемый для изготовления кирпичей.

Целью изобретения является получение продукта со скрытыми гидравлическими свойствами.

Цель достигается по способу обработки избыточного активного ила, включающему сушку и термообработку в анаэробных условиях за счет того, что избыточный активный ил перед сушкой подвергают механическому обезвоживанию, термообработку ведут

при 250-450° С, а остаток термообработки подвергают обжигу при 1200-1450 °С.

Сушку избыточного активного ила осуществляют путем обработки горячим воздухом при 100-150°С до достижения содержания сухого вещества, равного 50- 100%, предпочтительно 80-95%.

Как правило, термообработку ведут в течение до 30 мин, предпочтительно 15-25 мин, При этом аналогично естественному образованию нефти и угля получают масла со сравнительно высоким содержанием углерода и теплотой сгорания. После промывки это масло сгорает почти без остатка, поэтому оно пригодно для использования в качестве топлива. Выделяющийся при реакций газ. состоящий преимущественно из двуокиси углерода, можно использовать в качестве защитного газа для обеспечения анаэробного режима ётадии термообработки. В процессе термообработки масло и вода переходят в газовую фазу и их можно отводить в качестве отдельных фракций (в некоторых местах) или же в качестве общей фракции и осаждать в конденсаторе.

ел

е

41 Ч

6

о

СА

Соединения тяжелых металлов не могут выноситься через газовую фазу, они скорее остаются в твердом остатке, содержащем неорганические компоненты избыточного активного ила и углерод, образовавшийся (наряду с маслом) из органических компонентов.

В процессе обжига, осуществляемого в течение до 30 мин, предпочтительно в течение 10-25 мин, происходит спекание неор-- панических веществ. Подачей чистого кислорода не только достигают необходимой для спекания неорганических компонентов температуры 1200-1450°С, но и предотвращают сгорание других, не поддающихся регенерации носителей энергии, которое привело бы к выделению дальнейшего количества углерода и окислов азота, загрязняющих атмосферу. 6 ходе реакции остаточного углерода с кислородом выделяется лишь сравнительно небольшое количество двуокиси углерода, а также небольшое количество нитрозных газов, образующихся из азота, содержащегося в остаточном углероде. - - .; -, . : ... , .

Используемый для обжига чистый кислород можно получать невредящим окружающую среду способом, в частности из жидкого воздуха путем фракционной перегонки и конденсации. При этом можно использовать также регенерирующиеся источники энергии, например солнечную энергию или гидроэнергию, запас которых. в определенных климатических условиях почти неограничен.

Предлагаемый способ позволяет провести не только полную утилизацию всей энергии из содержащихся в избыточном активном иле органических компонентов, но и придать оставшимся неорганическим компонентам скрытые гидравлические свойства, так что их можно использовать при изготовлении бетона. Предлагаемый способ имеет также то преимущество, что тяжелые металлы не выносятся во время обработки, а остаются в неорганической остаточной массе, в которой прежде всего после спекания они имеются в виде окислов, т.е. в виде, соответствующем их природному виду, так что больше не имеется опасность, что они. например, вымыванием опять попадают в цикл жизни.

Пример 1. 40 кг/ч избыточного активного ила пропускают через стадию механического обезвоживания, после чего его подвергают обработке горячим воздухом при 120 °С до достижения содержания сухого вещества, равного 91%. Со стадии обработки горячим воздухом отводят 28,5 л/ч конденсата. Получаемый продукт в количестве 11,5 кг/ч подвергают термообработке при 320°С в течение 20 мин в анаэробных условиях. При этом.отделяют 2,3 л/ч конденсата. Получаемый продукт в количестве 9 кг/ч подает в печь, где его подвергают обжигу при 1280 °С в присутствии 6 нм /ч чистого кислорода в течение 20 мин. При этом ежечасно получают 5,4 кг/ч продукта, обладающего скрытыми гидравлическими свойствами. Продукт имеет следующий состав, мае.%:21,2 СаО, 46,1 SiOa, 8,9 А1аОз, ЗРеаОз, 0,1 Мп20з(МпО), 3,3 МдО, 550з. Путем смешивания полученного

предложенным способом продукта с портландцементом можно достичь состава, соответствующего примерно составу шлакопортландцемента. В таблице противопоставлены данные по

составу смесей портландцемента и конечного продукта предлагаемого способа в соотношениях 80:20, 70:30 и 60:40, соответствующих данным по составу шлаког

портландцемента.

Пример 2. Повторяют пример 1 с той разницей, что сушку осуществляют до достижения содержания сухого вещества, равного 85%, анаэробную термообработку ведут при 250 °С в течение 30 мин, а обжиг при 1450 .°С в течение 10 мин. При этом ежечасно получают 5,6 кг/ч продукта, обладающего скрытыми гидравлическими свойствами. Его состав аналогичен составу продукта по примеру 1.

Приме р 3. Повторяют пример 1 с той разницей, что сушку осуществляют до достижения содержания сухого вещества, равного 95%, анаэробную термообработку ведут при 450 °С в течение 15 мин, а обжиг при 1200 °С в течение 30 мин. При этом ежечасно получают 5,2 кг/ч продукта, обладающего скрытыми гидравлическими свойствами. Его состав аналогичен составу продукта по примеру 1.

. ., . ...-. , . . .... . . ... .

Заявленные температурные пределы обжига являются существенными, так как при температуре ниже 1200 °С получается продукт, который не обладает скрытыми

гидравлическими свойствами, поэтому не может применяться в качестве заменителя частичного количества вещества с настоящими гидравлическими свойствами. При превышении верхнего предела 1450 °С

свойство получаемого продукта далее не улучшается. Предпосылкой для успешного осуществления обжига является предварительное проведение стадий механического обезвоживания, сушки и термообработки в заявленных температурных пределах.

Формула изобретения Способ обработки избыточного активного ила, включающий сушку и термообработку в анаэробных условиях, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью получения продукта со скрытыми гидравлическими свойствами, избыточный активный ил перед сушкой подвергают механическому обезвоживанию, термообработку ведут при 250-450 °С, а остаток термообработки подвергают обжигу при 1200-1450 °С.

Использование: переработка и утилизация органических отходов. Сущность изобретения: избыточный активный ил перед сушкой подвергают механическому обезвоживанию; термообработку ведут в анаэробных условиях при 250-450°С, а остаток термообработки подвергают обжигу при 1200-1450° С. 1 табл.: