Способ биотермической обработки осадков сточных вод Советский патент 1993 года по МПК C02F11/02 

Изобретение относится к области обработки осадков сточных вод, а именно к их биотермической обработке в смеси с сыпучими мелкопористыми наполнителями.

Целью изобретения является сокращение продолжительности обработки и углубления распада беззольного вещества.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе биотермической обработки осадков сточных вод, заключающемся в смешении с сыпучими у глеродсоде ржа щи- ми наполнителями и компостировать с аэрацией, в качестве наполнителя используются шламовые отходы с температурой 82-121° С, в массовом соотношении осадка и наполнителя, обеспечивающем начальную температуру смеси 54-70° С, которое определяется из выражения:

ГОд Сн ( tH - tCM )

ГОмСо (tcM to )

где m0 и тн- массовые доли осадка и наполнителя в исходной смеси;

Со и Сн - удельные теплоемкости осадка и наполнителя;

to, tH, ten - температуры осадка, наполнителя и исходной компостной смеси.

Сущность предлагаемого решения заключается в проведении биотермической обработки осадков сточных вод путем их смешения с твердоволокнистыми сыпучими наполнителями в рассчитанном по формуле массовом соотношении, выдержке в штабелях или ферментаторах с принудительной аэрацией и последующим дозреванием.

Температура наполнителя на стадии смешения лежит в пределах 82-121° С. Введение наполнителя должно обеспечивать исходную температуру смеси 54-70° С, что устраняет мезофильную стадию нарастания температур. Причем в качестве наполнителя используют шламовые отходы, нагретые в ходе основного технологического процессов.

Снижение температуры исходной компостной смеси менее 54° С, приводит к низкой активности термофильной микрофлоры, появлению мезофильной стадии нарастания температур и увеличению процессов, снижению эффективности распада беззольел

с

оо (Ј

2

Ю

ного вещества. При температуре исходной компостной смеси выше 70° С происходит ингибирование компостной микрофлоры, а следовательно, увеличение общей продолжительности процесса и уменьшение степени радпада беззольного вещества,

Снижение температуры наполнителя ниже 82° С при достижении требуемой минимальной температуры исходной компостной смеси - 54°С. приводит к увеличению массовой доли наполнителя свыше 3 частей на 1 часть осадка и увеличению соотношения углерода к азоту за предел 30:1, макси- мально возможный для протекания эффективной жизнедеятельности компостной микрофлоры. Повышение температуры наполнителя более 121° С приводит к появлению областей в компостной смеси, в которых, в результате ожога, уничтожается компостная микрофлора, что приводит к увеличению общей продолжительности и уменьшению степени распада беззольного вещества.

При м е р 1. Процесс биотермической обработки осадка городских канализационных очистных сооружений проводят в аэрируемом штабеле, объемом 4 м3. Для этого, механически обезвоженный осадок влажностью 85 % с содержанием беззольного вещества 72 %, температурой 20° С смешивают в отпарированном смесителе плужкового типа, периодического действия с наполнителем - гидролизным лигнином, имеющим влажность 50 % и содержание беззольного вещества 95 %. Осадок и наполнитель берут в массовом соотношении, рассчитанном по вышеприведенной формуле, чтобы расчетная температура исходной компостной смеси составляла 60° С. Точность поддерживания исходной температуры компостной смеси составляет ± 5° С. При этом, гидролизный лигнин используют с различной температурой - 70-141° С. Удельные теплоемкости осадка и наполнителя, соответственно - 2800 и 1700 Дж/кг К. За окончание биотермической обработки принимают момент времени, когда температура компостной смеси снижается до температуры наружного воздуха. В таблице 1 приведены продолжительность обработки и степень распада беззольного вещества по предлагаемому способу при различных начальных температурах наполнителя.

Из таблицы 1 видно, что при температуре наполнителя ниже 82 С доля наполнителя превышает 3 массовых частиц на 1 часть осадка, что приводит к увеличению соотношения углерода к азоту за предел 30; 1, максимально возможный для эффективной жизнедеятельности компостной микрофлоры. При температуре наполнителя свыше 121° С увеличивается продолжительность биотермической обработки и снижается величина распада беззольного вещества.

Пример 2. Процесс биотермической обработки осадка городских канализационных очистных сооружений проводят аналогично примеру 1 при различных температурах наполнителей и массовом соотношении осадка и наполнителя 1 : 2, что

обеспечивает влажность исходной смеси

61,5 % и содержание беззольного вещества

87 %. Результаты приведены в таблице 2.

Из таблицы 2 видно, что минимальная

продолжительность биотермической отработки осадка и максимальный распад беззольного вещества имеют место при температуре исходной компостной смеси 54-70° С.

Л р и м е р 3. В качестве наполнителя используют мелассу- шламовый отход свек- лосахарной промышленности. Теплоемкость мелассы-1850 Дж/кг -К.

Осадок и мелассу в массовом соотношении 1 : 5, такого же состава и по такой же технологии, как в примерах 1, подергают биотермической обработке по известному и предлагаемому способам. В известном способе используют мелассу охлажденную с

температурой 22° С и проводят аэрацию с

постепенным увеличением температуры в 5

этапов с 22 до 60° С; продолжительность

этапа - 1 сут..

П р и м е р 4. Процесс по предлагаемому

способу проводят с мелассой, непосредственной после стерилизатора, с температурой 87° С, которая лежит в заданном формулой изобретения интервале температур наполнителя. Исходная температура

смеси - 61° С, так же лежит в пределах, обусловленных формулой изобретения. Проведение биотермической обработки осадков сточных вод по предлагаемому способу позволяет сократить продолжительность процесса в 1,5 раза по сравнению с прототипом. Распад беззольного вещества в прототипе -12 %, в предлагаемом варианте-28%.

Пример 5. В качестве наполнителя

используют пыли ТЭЦ - шламовые отходы после гидрозолоудаления. Теплоемкость пыли - 3200 Дж/кг К. Осадок и пыль в массовом соотношении 1 : 0,9 такого же состава, и такой же технологии как и в примерах 1, 4 подвергают биотермической обработке по известному и предлагаемому способам. По предлагаемому способу - проводят с пылью ТЭЦ, после скруббера с температурой 112° С. которая лежит в заданном

формулой изобретения интервале температур наполнителя. Исходная температура смеси - 68° С, лежит в пределах указанных формулой. Проведение биотермической обработки осадков сточных вод по предлагаемому способу позволяет сократить продолжительность процесса на 24-38 % и увеличить расход беззольного вещества на 8-22 % по сравнению с прототипом. Ф о р м у л а и з о б р е те н и я Способ биотермической обработки осадков сточных вод, включающий смешение с сыпучим углеродсодержащим наполнителем и компостирование с аэрацией, отличающийся тем, что, с целью сокращения продолжительности обработки и углубления распада беззольного вещества, в качестве сыпучего углеродсодержаще- го наполнителя используют шламовые отходы с температурой 82-121° С в массовом соотношении осадка и наполнителя, обеспечивающем начальную температуру смеси 54-70° С, которое определяют из выражения:

ГОР

ГПн

Сн -(tH-tCM)

Co(tCM -to) где m0, - массовые доли осадка и наполнителя в исходной смеси;

Со. Сн - удельные теплоемкости осадка и наполнителя;

to, to, tew - температуры осадка, наполнителя и исходной компостной смеси.

Сущность изобретения: осадки сточных вод смешивают с сыпучим углеродсодержаляют из выражения: щим наполнителем, в качестве которого используют шламовые отходы с температурой 82-121° С, в массовом соотношении осадка и наполнителя, обеспечивающем начальную температуру смеси 54-70° С, которое опреде- Сн ( т.н ten ) Шн Со (ten - to ) где m0 и тн - массовые доли осадка и наполнителя в исходной смеси, Со и Сн удельные теплоемкости осадка и наполнителя, to, IH, 1См - температура осадка, наполнителя и исходной компостной смеси, затем смесь компостируют с аэрацией. 2 табл.

Таблица

Та бл и ца 2

Продолжение табл.2