RU2708595C1 - Способ комплексной переработки осадков сточных вод - Google Patents
Способ комплексной переработки осадков сточных вод Download PDFInfo
- Publication number
- RU2708595C1 RU2708595C1 RU2019111170A RU2019111170A RU2708595C1 RU 2708595 C1 RU2708595 C1 RU 2708595C1 RU 2019111170 A RU2019111170 A RU 2019111170A RU 2019111170 A RU2019111170 A RU 2019111170A RU 2708595 C1 RU2708595 C1 RU 2708595C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sludge
- sewage sludge
- processing
- stage
- granules
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 20
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 19
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 claims description 4
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 claims 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 17
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 abstract description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 13
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 abstract description 9
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 9
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 abstract description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract description 6
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 abstract description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 abstract description 2
- 229940127554 medical product Drugs 0.000 abstract description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 abstract 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 abstract 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 11
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 3
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 2
- 238000004166 bioassay Methods 0.000 description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 108010034145 Helminth Proteins Proteins 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 150000001341 alkaline earth metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000006286 aqueous extract Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000013601 eggs Nutrition 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 244000000013 helminth Species 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000012432 intermediate storage Methods 0.000 description 1
- 230000009878 intermolecular interaction Effects 0.000 description 1
- 239000012633 leachable Substances 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 1
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
Предлагаемое изобретение относится к области переработки отходов, таких как осадки городских сточных вод, включающие сырой осадок и избыточный активный ил, а также отходов нефтехимической, фармацевтической, пищевой промышленности, отходов производства косметических, медицинских изделий самого широкого ассортимента. Техническим результатом, обеспечиваемым изобретением, является создание универсальной комплексной технологии переработки осадков сточных вод, предусматривающей высокоэффективное полное обезвреживание и обеззараживание, снижение себестоимости переработки, получение высокоэкологичного конечного продукта утилизации уменьшенного объема удобного для транспортировки, пригодного для длительного хранения без оказания им негативного воздействия на окружающую среду, пригодного для широкого применения или дальнейшей переработки для обеспечения повторного использования в зависимости от назначения. Способ комплексной переработки осадков сточных вод, содержащих сырой осадок и избыточный активный ил, включающий предварительное обезвоживание осадков, смешивание их со связующей неорганической минеральной добавкой с образованием однородной смеси, обезвреживание, обеззараживание, получение продукта утилизации, при этом процесс обезвреживания осадков включает выделение тяжелых металлов из жидкой фазы методом адсорбции и ионного обмена на стадии смешивания, обезвоживание осадков на стадии гранулирования однородной смеси, на которой одновременно производят обеззараживание осадков посредством подогрева смеси до 150-200°С при продавливании через пресс-гранулятор, выполненный с электроподогревом, обезвоживание полученных гранул на стадии высушивания их естественным путем, обезвоживание высушенных гранул на стадии обжига при температуре, равной 200-1000°С, с получением конечного продукта утилизации. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение.
Предлагаемое изобретение относится к области переработки отходов, а, именно, к переработке осадков городских сточных вод, включающих сырой осадок и избыточный активный ил, и может быть использовано при переработке отходов нефтехимической, фармацевтической, пищевой промышленности, отходов производства косметических, медицинских изделий самого широкого ассортимента, а также их утилизации в качестве удобрений для повышения плодородия земель самого различного назначения (сельхозугодия, леса, городские парк и газоны, теплицы и т.д.) с приданием данным удобрениям заданных свойств, в изготовлении стройматериалов самого широкого применения, комбикормов и биодобавок, а также для подготовки их к длительному хранению в твердом состоянии (как брикетах, так и в насыпном виде), а также для утилизации со 100% безопасностью для окружающей природной среды.
Уровень техники.
Из уровня техники известен способ переработки осадка сточных вод, включающий смешение осадка с соединением щелочноземельного металла, в качестве соединения щелочноземельного материала используют оксид кальция, полученный при переработке твердых кальцийсодержащих отходов, продукт смешения обрабатывают цементом, выдерживают до образования пастообразного состояния, а затем гранулируют и высушивают полученные гранулы (патент на изобретение РФ №2342204, Лобанов Федор Иванович (RU), В09В 3/00, опубл. 27.12.2008). Общими признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются: способ переработки осадка сточных вод, включающий смешение осадка со связующей добавкой, образование пастообразного состояния у продукта смешения, который затем гранулируют и высушивают полученные гранулы.
Техническая проблема, которая не могла быть решена при осуществлении вышеописанного аналога изобретения, заключается в том, что предлагаемый способ не предусматривает целенаправленное обезвреживание осадка от тяжелых металлов (только в случае значительного количества тяжелых металлов в осадке). Термодинамический расчет процесса взаимодействия введенного реагента и воды является примерным и количества теплоты, выделяющейся при взаимодействии реагента с водой, необходимого для полного обеззараживания осадка, может быть недостаточно. Присутствующие в составе гранул алюмосиликаты являются труднорастворимыми в воде соединениями, плохо усваиваемыми растениями, например, при внесении их в почву. Полученный в виде гранул конечный продукт имеет большой вес и объем из-за присутствия в нем большого количества водной составляющей. Использование цемента в качестве вяжущего вещества неоправданно увеличивает себестоимость процесса переработки отходов, делая ее соизмеримой с себестоимостью изготовления железобетонных изделий при использовании цемента в качестве строительного материала.
Наиболее близким по технической сущности является способ комплексной переработки и утилизации осадков сточных вод, включающий предварительное обезвоживание осадков первичных отстойников и активного ила, смешивание с песком из песколовок, обеззараживание посредством реагента и получение продукта утилизации, дополнительно проводят обезвреживание осадков, причем в качестве обеззараживающего и обезвреживающего реагента используют комплексный порошковый реагент следующего состава: глина 40,0-60,0 мас. %, известь 5,0-40,0 мас. %, цемент 5,0-40,0 мас. %, комплексообразователь, выбранный из ряда: смесь оксидов металлов, зола, дробленый шлак, доломитовая мука, молотый известняк 5,0-10,0 мас. %, количество реагента составляет 10,0-30,0% от веса смеси, указанный реагент, обезвоженные осадки первичных отстойников и активный ил подают в смеситель одновременно с песком из песколовок и дополнительно с предварительно измельченными надрешеточными отходами первичных отстойников, где обрабатывают до получения однородной смеси, которую помещают в бункер-накопитель (патент на изобретение РФ №2293070, Кнатько Василий Михайлович (RU), Щербакова Елена Васильевна (RU), Кнатько Михаил Васильевич (RU), C02F 11/14, опубл. 10.02.2007). Общими признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются: способ комплексной переработки и утилизации осадков сточных вод, включающий предварительное обезвоживание осадков первичных отстойников и активного ила, обеззараживание, обезвреживание осадков, в качестве обезвреживающего компонента используют неорганическую глину (связующая неорганическая минеральная добавка) в количестве 10,0-30,0% от веса смеси с осадком, обезвоженные осадки первичных отстойников, активный ил и глину подают в смеситель, где обрабатывают до получения однородной смеси, получение продукта утилизации.
В вышеописанном способе для обеззараживания и обезвреживания осадков необходимо использовать комплексный реагент, состоящий из нескольких дорогостоящих компонентов, при отклонении от точного процентного соотношения которых снижается полнота протекания хемосорбционных процессов при обезвреживании. Получаемый конечный продукт, в виде однородной смеси (техногенный почвогрунт) не может храниться долго без введения в него расщелачиваемой добавки. Вид использования конечного продукта должен быть определен заранее, на этапе выбора соответствующего комплексообразователя.
Общими недостатками способов, описываемых в аналоге и прототипе, является недостаточная эффективность обезвреживания и обеззараживания осадков сточных вод, получаемый конечный продукт обладает низкой экологичностью, имеет большой объем, не предназначен для длительного хранения, широкого и повторного использования.
Предлагаемым способом предусмотрено полное обеззараживание осадков сточных вод от патогенной микрофлоры высокотемпературной обработкой, полное обезвреживание осадков от тяжелых металлов сорбционным методом посредством смешивания осадка со связующей неорганической минеральной добавкой (глинистые материалы), гранулированием однородной смеси, многократным обезвоживанием осадков перед смешиванием, на стадии гранулирования, стадии высушивания и стадии обжига, осуществляя перевод тяжелых металлов из активного состояния в неактивное состояние, в котором они находятся внутри гранул после их обжига, в результате чего получают высокоэкологичный, устойчивый к воздействию внешних факторов (влага, воздух) продукт уменьшенного объема с возможностью удобной его транспортировки, длительного хранения без оказания вредного воздействия на окружающую среду, широкого использования или дальнейшей переработки для повторного использования в зависимости от назначения.
Раскрытие сущности изобретения.
Техническим результатом, обеспечиваемым изобретением, является создание универсальной комплексной технологии переработки осадков сточных вод, предусматривающей высокоэффективное полное обезвреживание и обеззараживание, снижение себестоимости переработки, получение высокоэкологичного конечного продукта утилизации уменьшенного объема удобного для транспортировки, пригодного для длительного хранения без оказания им негативного воздействия на окружающую среду, пригодного для широкого применения или дальнейшей переработки для обеспечения повторного использования в зависимости от назначения. Технический результат достигается за счет того, что способ комплексной переработки осадков сточных вод, содержащих сырой осадок и избыточный активный ил, включающий предварительное обезвоживание осадков, смешивание их со связующей неорганической минеральной добавкой с образованием однородной смеси, обезвреживание, обеззараживание, получение продукта утилизации, при этом процесс обезвреживания осадков включает: выделение тяжелых металлов из жидкой фазы методом адсорбции и ионного обмена на стадии смешивания; обезвоживание осадков на стадии гранулирования однородной смеси, на которой одновременно производят обеззараживание осадков посредством подогрева смеси до 150-200°С при продавливании через пресс-гранулятор, выполненный с электроподогревом; обезвоживание полученных гранул на стадии высушивания их естественным путем; обезвоживание высушенных гранул на стадии обжига при температуре равной 200-1000°С с получением конечного продукта утилизации.
Высокоэффективное полное обеззараживание осадков сточных вод от патогенной микрофлоры обеспечивается высокотемпературной обработкой при температуре, равной 150-200°С путем продавливания однородной смеси через пресс-гранулятор, выполненный с электроподогревом.
Высокоэффективное полное обезвреживание осадков от тяжелых металлов, возможность длительного хранения, высокая экологичность конечного продукта достигается проведением многостадийного процесса обезвреживания, включающего извлечение из жидкой фазы тяжелых металлов сорбционным методом при введении связующей неорганической минеральной добавки, многократное обезвоживание осадков (перед дроблением и смешиванием, при гранулировании, при высушивании, при обжиге), обжиг полученных гранул, в результате чего гранулы не подвержены воздействию внешних факторов (влага, воздух) и деформации. При обезвреживании осуществляют перевод тяжелых металлов из активного состояния в неактивное состояние, в котором они находятся внутри гранул после их обжига, не оказывая негативного воздействия на окружающую среду, что делает возможным широкое применение высокоэкологичного конечного продукта или его дальнейшую переработку для обеспечения повторного использования в зависимости от назначения.
Уменьшение объема конечного продукта происходит за счет многократного обезвоживания, доведения продукта утилизации практически до сухого состояния, что делает удобным его транспортировку.
Снижение себестоимости процесса переработки обусловлено использованием одной связующей неорганической минеральной добавки (или связующего неорганического минерального агента), без применения большого количества дорогостоящих реагентов, совмещением процесса гранулирования одновременно с процессом обезвоживания и обеззараживания.
Краткое описание чертежей.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена технологическая схема комплексной переработки сырого осадка и избыточного активного ила, на фиг. 2 представлен Протокол результатов биотестирования водной вытяжки отходов (после стадии гранулирования).
Позициями на фигурах обозначены:
1 - дозатор,
2 - транспортер,
3 - дробилка-мешалка,
4 - пресс-гранулятор,
5 - активатор.
Осуществление изобретения представлено в предпочтительном, но не единственном возможном варианте его использования.
Предложенный способ комплексной отхода, которым являются осадки сточных вод, содержащие сырой осадок и избыточный активный ил, предусматривает предварительное обезвоживание осадков, имеющие влажность 98-99%, состоящие из 98% воды и 2% примесей, содержащие в том числе, тяжелые металлы и их соединения. Обезвоживание осадков производят на установках механического обезвоживания (иловые карты, на чертеже не показано) до влажности 80% и менее. Оптимальный процент влажности обезвоженных осадков для реализации предлагаемого способа составляет около 73%.
Процентное содержание тяжелых металлов и их солей в обезвоженных осадках составляет 0,01-0,09%. Для реализации предлагаемого способа перечень тяжелых металлов, содержащихся в осадках до их переработки, может включать любые химические элементы со свойствами металлов и значительным атомным весом либо плотностью, имеющих высокую биологическую активность и токсичность.
Доля содержания неорганических веществ в осадках, куда входят тяжелые металлы и их соединения, составляет до 47%, при этом процентное содержание неорганических веществ может варьировать для каждого водоканала в ту или иную сторону.
Для реализации предлагаемого способа требуется увеличение процентного содержания неорганических веществ в получаемом конечном продукте для уменьшения органической составляющей с целью снижения вредных выбросов в процессе горения на стадии обжига и для увеличения объема кристаллизации получаемого продукта.
С иловой карты обезвоженные до 73% осадки и связующую неорганическую минеральную добавку (или связующий неорганический минеральный агент) посредством дозаторов 1 и транспортеров 2 подают в дробилку-мешалку 3 для проведения стадии смешивания.
В качестве связующей неорганической минеральной добавки используют глинистые материалы, такие как глина, белая глина (каолин) или другие материалы, обладающие свойствами, подобными свойствам глинистых материалов, а также твердые отходы, в состав которых входят вышеперечисленные материалы. Применение глинистых материалов в предлагаемом способе обусловлено такими их свойствами, как пористость, вязкость, спекаемость, водонепропускаемость, их поверхностными свойствами, такими как сорбционные свойства и способность к ионному обмену в водных растворах, дезинфицирующими свойствами. Глины относятся к макропористым ионитам, обладающим развитой обменной поверхностью. В предлагаемом способе переработки предпочтительно, но не исключительно, чтобы неорганические минеральные вещества или отходы их содержащие, были использованы в порошкообразном, сыпучем состоянии. В дробилке-мешалке 3 производят дробление предварительного обезвоженноых осадков и смешивание их в течение 40 минут со связующей добавкой, чем достигают приведение отхода в однородную смесь, а также приготовление смеси по соотношению органической составляющей и неорганической минеральной добавки. Введением связующей неорганической минеральной добавки в отход достигают увеличение процентного содержания неорганических веществ в конечном получаемом продукте.
В зависимости от химического состава осадков сточных вод на основе предварительного химического анализа определяют процентное содержание связующей добавки по отношению к осадкам, которое может быть равным 30% и менее. На величину процентного соотношения осадков и связующей добавки при их смешивании влияют разные факторы: раздельное откачивание сырого осадка и избыточного активного ила на иловые площадки (на чертеже не показано); химический состав поступающих на очистные сооружения канализации сточных вод (для каждого вида местности он разный); процентное соотношение в сыром осадке и избыточном активном иле органических и неорганических веществ; эффективность работы первичных отстойников на очистных сооружениях канализации (далее ОСК); себестоимость производственного процесса. Для определения оптимального процента содержания связующей добавки учитываются все вышеперечисленные факторы.
В процессе смешивания осадков с глинистой добавкой тяжелые металлы и их соединения (соли), адсорбируются на высокодисперсной поверхности глинистого сорбента за счет сил межмолекулярного взаимодействия и за счет ионообменной адсорбции (ионы тяжелых металлов) без образования химических связей. Таким образом, связующая добавка пассивирует (обезвреживает) тяжелые металлы, содержащиеся в осадках сточных вод городских очистных сооружений, уменьшая содержание подвижных, способных к комплексообразованию, форм тяжелых металлов, тем самым снижая их токсичность.
В процессе интенсивного перемешивания в дробилке-мешалке 3 степень и скорость адсорбции значительно повышается за счет значительного увеличения площади адсорбционной поверхности адсорбента (глина), количество которого изначально превышает количество сорбента (тяжелые металлы), что увеличивает эффективность процесса перевода тяжелых металлов из активного состояния в пассивное.
На этапе перемешивания осадков с глинистым материалом происходит также предварительная дезинфекция осадков от патогенной микрофлоры, что связано с дезинфицирующими свойствами глинистых материалов.
Из дробилки-мешалки 3 полученный продукт смешения в виде однородной смеси, имеющей вязкое, пластичное состояние, может сразу поступать на стадию гранулирования, либо поступать на промежуточное хранение до начала проведения процесса гранулирования в течение временного периода, не превышающего одну рабочую смену, во избежание начала процесса десорбции тяжелых металлов, а также во избежание начала комкования однородной смеси при ее высыхании.
Для проведения процесса гранулирования однородную смесь из дробилки-мешалки 3 транспортером (на чертеже не показано) подают в пресс-гранулятор 4, который выполнен с возможностью электроподогрева до температуры, равной 150-200°С. На стадии гранулирования при подогреве однородной смеси до 150-200°С осуществляется ускоренное испарение жидкости из смеси, вследствие чего происходит начальная стадия кристаллизации солей тяжелых металлов. Влажность обработанных осадков снижается до 10-20%. Размер полученных гранул в зависимости от исходного состояния осадков, размера содержащихся в них загрязняющих примесей варьируется от 1 до 10 мм.
На стадии гранулирования также происходит основной процесс обеззараживания отхода от патогенных микроорганизмов (кишечная палочка, яйца гельминтов и т.д.), возбудителей различных болезней, для гибели которых уже достаточно 120°С.
Полученный после гранулирования гранулированный продукт поступает на стадию высушивания, его помещают в проветриваемую тару, в которой размещают его в закрытом помещении (можно не отапливаемом, но с хорошей аэрацией), где продукт продолжает, высыхая, затвердевать. После стадии естественного высушивания данный продукт переходит в ограниченно обезвреженное твердое состояние.
Так в результате проведенного биотестирования гранулированного продукта уже после проведения процесса гранулирования был установлен V класс опасности, результаты биотестирования представлены в Протоколе (фиг. 2). После гранулирования обезвоженный до 10-20% влажности продукт в виде гранул транспортируют на отдельно расположенную базу, обслуживающую водоканалы, где происходит окончательное обезвреживание отхода в зависимости от его дальнейшего назначения.
Для дальнейшего обезвреживания высушенные естественным путем гранулы подвергают термообработке посредством обжига в активаторе 5 без доступа воздуха, что сопровождается дополнительным обезвоживанием гранулированного продукта. Обжиг без доступа воздуха позволяет минимизировать вредные выбросы в воздух. Температура обработки определяется температурой обжига глины, которая составляет не выше 200-300°С. В случае применения другой связующей неорганической добавки температура обжига гранул определяется температурой обжига применяемой добавки. В процессе обжига глина избавляется практически от всей влаги, поэтому гранулы становятся значительно легче, удобными для их транспортировки, а также дальнейшей переработки, например с использованием технологии по выделению из состава полученного продукта полезных веществ (вплоть до редкоземельных металлов). При обжиге глина спекается, тяжелые металлы и их соли остаются внутри гранул, в основном состоящих из неорганической составляющей: спекшейся глины и других неорганических веществ, не оказывая вредного воздействия на окружающую среду. При подобной температурной обработке гранулы переходят в камневидное состояние, делающее их устойчивыми к проникновению влаги, а также к воздействию других внешних факторов (воздух), не подверженными деформации.
Предлагаемый способ обладает по сравнению с аналогичными способами следующими преимуществами, т.к. позволяет:
- получить полностью обезвреженный и обеззараженный продукт утилизации с возможностью использования его либо сразу после гранулирования, либо после длительного хранения, либо после дальнейшей переработки в зависимости от назначения;
- обезвреживание осадков осуществляют путем перевода отхода из жидкого состояния в твердое посредством использования технологии многократного обезвоживания для одного и того же продукта, получая на конечной стадии утилизации твердый обезвреженный продукт (полуфабрикат необходимой формы), который утилизируют с малыми затратами и наименьшим негативным воздействием на окружающую природную среду;
- утилизировать не отход, а продукт, содержащий внутри нежелательные элементы, которые необходимо не утилизировать, а сохранить до того момента, когда будут применены технологии, способные извлечь при необходимости из полученного продукта данные элементы;
- хранить полученный продукт не под землей, а на выработанных, непригодных для дальнейшего использования землях. Хранение производится над поверхностью земли с полной безопасностью для окружающей природной среды.
Claims (4)
1. Способ комплексной переработки осадков сточных вод, содержащих сырой осадок и избыточный активный ил, включающий предварительное обезвоживание осадков, смешивание их со связующей неорганической минеральной добавкой с образованием однородной смеси, обезвреживание, обеззараживание, получение продукта утилизации, отличающийся тем, что процесс обезвреживания осадков включает выделение тяжелых металлов из жидкой фазы методом адсорбции и ионного обмена на стадии смешивания, обезвоживание осадков на стадии гранулирования однородной смеси, на которой одновременно производят обеззараживание осадков посредством подогрева смеси до 150-200°С при продавливании через пресс-гранулятор, выполненный с электроподогревом, обезвоживание полученных гранул на стадии высушивания их естественным путем, обезвоживание высушенных гранул на стадии обжига при температуре, равной 200-1000°С, с получением конечного продукта утилизации.
2. Способ комплексной переработки осадков сточных вод по п. 1, отличающийся тем, что в качестве связующей неорганической минеральной добавки используют глинистые материалы, такие как глина, каолин, а также отходы промышленности, содержащие их.
3. Способ комплексной переработки осадков сточных вод по п. 1, отличающийся тем, что количество связующей неорганической минеральной добавки от массы получаемой однородной смеси может быть равным 30% и менее.
4. Способ комплексной переработки осадков сточных вод по п. 1, отличающийся тем, что температура обжига гранул определяется температурой обжига применяемой в способе связующей неорганической минеральной добавки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019111170A RU2708595C1 (ru) | 2019-04-12 | 2019-04-12 | Способ комплексной переработки осадков сточных вод |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019111170A RU2708595C1 (ru) | 2019-04-12 | 2019-04-12 | Способ комплексной переработки осадков сточных вод |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2708595C1 true RU2708595C1 (ru) | 2019-12-09 |
Family
ID=68836432
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019111170A RU2708595C1 (ru) | 2019-04-12 | 2019-04-12 | Способ комплексной переработки осадков сточных вод |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2708595C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113023820A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-06-25 | 韩玉 | 一种低成本高效的城市污水处理方法 |
RU2782605C1 (ru) * | 2022-03-22 | 2022-10-31 | Николай Павлович Хрипач | Способ переработки избыточного активного ила |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4107200A1 (de) * | 1991-03-06 | 1992-09-10 | Siemens Ag | Verfahren und anlage zur thermischen abfallbehandlung |
RU2220923C1 (ru) * | 2002-04-05 | 2004-01-10 | Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна | Способ переработки избыточного активного ила, содержащего тяжелые металлы |
RU2293070C2 (ru) * | 2005-04-18 | 2007-02-10 | Василий Михайлович Кнатько | Способ комплексной переработки и утилизации осадков сточных вод |
RU106243U1 (ru) * | 2010-12-14 | 2011-07-10 | Владимир Михайлович Горин | Комплекс для переработки и полной утилизации с обезвреживанием осадков сточных вод |
RU2484024C2 (ru) * | 2011-08-01 | 2013-06-10 | Владимир Григорьевич Оленников | Способ обеззараживания, обезвреживания и переработки осадков сточных вод в полезные продукты |
RU2545574C2 (ru) * | 2012-11-16 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский государственный университет" | Способ переработки осадков сточных вод |
-
2019
- 2019-04-12 RU RU2019111170A patent/RU2708595C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4107200A1 (de) * | 1991-03-06 | 1992-09-10 | Siemens Ag | Verfahren und anlage zur thermischen abfallbehandlung |
RU2220923C1 (ru) * | 2002-04-05 | 2004-01-10 | Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна | Способ переработки избыточного активного ила, содержащего тяжелые металлы |
RU2293070C2 (ru) * | 2005-04-18 | 2007-02-10 | Василий Михайлович Кнатько | Способ комплексной переработки и утилизации осадков сточных вод |
RU106243U1 (ru) * | 2010-12-14 | 2011-07-10 | Владимир Михайлович Горин | Комплекс для переработки и полной утилизации с обезвреживанием осадков сточных вод |
RU2484024C2 (ru) * | 2011-08-01 | 2013-06-10 | Владимир Григорьевич Оленников | Способ обеззараживания, обезвреживания и переработки осадков сточных вод в полезные продукты |
RU2545574C2 (ru) * | 2012-11-16 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский государственный университет" | Способ переработки осадков сточных вод |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113023820A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-06-25 | 韩玉 | 一种低成本高效的城市污水处理方法 |
RU2782605C1 (ru) * | 2022-03-22 | 2022-10-31 | Николай Павлович Хрипач | Способ переработки избыточного активного ила |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2084846C (en) | Delayed, exothermic, alkaline sterilization method for treating wastewater sludges | |
RU2293070C2 (ru) | Способ комплексной переработки и утилизации осадков сточных вод | |
US5277826A (en) | Lime and fly ash stabilization of wastewater treatment sludge | |
CN101514072A (zh) | 污泥造粒方法和该方法生产的污泥颗粒及其应用 | |
CA2557630A1 (en) | Soluble biogenic silica and applications using same | |
Pallewatta et al. | Reprocessed construction and demolition waste as an adsorbent: An appraisal | |
RU2708595C1 (ru) | Способ комплексной переработки осадков сточных вод | |
RU2609809C1 (ru) | Состав для получения органоминерального удобрения и способ его получения | |
CN101830613B (zh) | 用污泥制造蒸压灰砂砖或粉煤灰砖及化肥、油脂的方法 | |
DK166580B1 (da) | Fremgangsmaade til omdannelse af ammoniumholdig gylle eller lignende | |
CA2806958C (en) | Method for stabilizing waste and hazardous waste | |
JP3592319B2 (ja) | 土壌改質材 | |
RU2472581C1 (ru) | Сорбент для обезвреживания и утилизации токсичных нефтемаслоотходов | |
JPH08197095A (ja) | 下水汚泥の処理方法および下水汚泥処理物 | |
AU657380B2 (en) | Ecologically harmless raw materials produced from liquid and solid waste useful as valuable material for building and construction products | |
RU2647918C1 (ru) | Способ переработки птичьего помета | |
RU2688536C1 (ru) | Способ приготовления техногенного почвогрунта БЭП на основе золошлаковых отходов (варианты) и техногенный почвогрунт БЭП | |
JPH08182999A (ja) | 下水汚泥の処理方法および下水汚泥処理物 | |
Balkaya et al. | Influence of operating parameters on lead removal from wastewater by phosphogypsum | |
RU2638019C1 (ru) | Способ обезвреживания и утилизации нефтесодержащего шлама | |
JPH0824900A (ja) | 汚水・汚泥処理剤及びそれを用いた汚水や汚泥の処理方法 | |
JPH08206627A (ja) | 魚貝類廃棄物の処理方法 | |
Chelyadyn et al. | TRANSFORMATION OF TECHNOGENIC WASTE BASED ON WATER TREATMENT SLUDGE INTO GRANULATED FERTILIZER. | |
RU2738715C2 (ru) | Модернизированный способ одновременного обезвреживания осадков сточных вод и золы с получением полезного вещества для строительства, сельского хозяйства и промышленности | |
RU2767787C1 (ru) | Способ поточной круглогодичной переработки птичьего помета |