RU2764433C1 - Method for removing water from high-moisture agricultural and food industry waste using flocculants - Google Patents
Method for removing water from high-moisture agricultural and food industry waste using flocculants Download PDFInfo
- Publication number
- RU2764433C1 RU2764433C1 RU2021102452A RU2021102452A RU2764433C1 RU 2764433 C1 RU2764433 C1 RU 2764433C1 RU 2021102452 A RU2021102452 A RU 2021102452A RU 2021102452 A RU2021102452 A RU 2021102452A RU 2764433 C1 RU2764433 C1 RU 2764433C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pulp
- flocculant
- coagulant
- residue
- mass
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/01—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation using flocculating agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
- C02F11/14—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области утилизации органических отходов сельского хозяйства и пищевой промышленности и экологии.The invention relates to the field of recycling organic waste from agriculture and the food industry and ecology.
Органические отходы сельского хозяйства и пищевой промышленности с влажностью более 80% обычно утилизируют на полигонах ввиду нерентабельности их переработки. Сжигание такого типа отходов требует затрат энергии и не экологично из-за образующихся выбросов пара и загрязняющих атмосферу компонентов. Компостирование этих отходов без предварительной подготовки в ферментерах затратно, а открытым способом - создается множество проблем для окружающей среды. Переработка такого рода отходов вермикулированием требует больших территорий и затратно по времени. Такая переработка невозможна в зимнее время открытым способом. В то же время, подобного рода отходы могут стать неплохой добавкой в кормлении животных. Однако без специальной подготовки этих отходов для этого их нельзя использовать. Решением вопроса по утилизации растительных отходов высокой влажности является снижение их влажности до приемлемых значений.Organic waste from agriculture and the food industry with a moisture content of more than 80% is usually disposed of at landfills due to the unprofitability of their processing. The incineration of this type of waste requires energy and is not environmentally friendly due to the resulting emissions of steam and pollutant components. Composting these wastes without preliminary preparation in fermenters is costly, and in an open way - it creates many problems for the environment. The processing of this kind of waste by vermiculation requires large areas and is time consuming. Such processing is not possible in winter in an open way. At the same time, this kind of waste can be a good addition to animal feeding. However, without special preparation of these wastes, they cannot be used for this. The solution to the issue of high humidity plant waste disposal is to reduce their moisture content to acceptable values.
В журнале «Научное обозрение. Технические науки» №6, 2016, с. 10-14 (Батищева Н.В. Инновационные способы утилизации пивной дробины) описан способ обезвоживания пивной дробины в пресс-шнековом аппарате до остаточной влажности 60-70%.In the journal "Scientific Review. Technical sciences" No. 6, 2016, p. 10-14 (Batishcheva N.V. Innovative methods of brewer's spent grains disposal) describes a method for dehydrating brewer's grains in a screw press apparatus to a residual moisture content of 60-70%.
Известен способ обезвоживания иловых остатков сточных вод (заявка ЕР 0151747, 21.08.1985) дозированной подачей коагулянта с последующим отжимом на фильтр-прессе в течение 3-х часов при давлении до 20 бар с получением остатка с влажностью 60%.A known method of dehydration of sludge wastewater residues (application EP 0151747, 21.08.1985) dosed supply of coagulant, followed by squeezing on a filter press for 3 hours at a pressure of up to 20 bar to obtain a residue with a moisture content of 60%.
Известен способ обезвоживания иловых остатков (заявка DE 3820110, 14.12.1989) с использованием двух органических полимерных коагулянтов с низкой и высокой молекулярной массой с получением остатка с влажностью около 60%.A known method of dehydration of sludge residues (
Известен способ обезвоживания осадка (патент US 4861492, 29.08.1989), в котором осадок коагулируют добавлением полимерных коагулянтов, две минуты дают отстояться, водный слой сливают, а осадок обезвоживают в фильтр-прессе с дополнительным добавлением коагулянтов. В результате получают кек с влажностью около 60%.A known method of sediment dehydration (patent US 4861492, 08/29/1989), in which the precipitate is coagulated by adding polymeric coagulants, allowed to settle for two minutes, the aqueous layer is drained, and the precipitate is dehydrated in a filter press with additional addition of coagulants. The result is a cake with a moisture content of about 60%.
Известен способ обезвоживания угольных суспензий с величиной частиц менее 0,1 мм (патент RU 2165900 С1, 27.04.2001) путем последовательной обработки расчетным количеством растворов анионного и катионного флокулянтов, при этом количество одного не превышает количество другого флокулянта. Общий расход флокулянтов составляет 108 г на тонну суспензии. Указывается, что остаток стал легко отдавать воду при отжиме.A known method of dehydration of coal suspensions with a particle size of less than 0.1 mm (patent RU 2165900 C1, 27.04.2001) by successive processing of the calculated number of solutions of anionic and cationic flocculants, while the amount of one does not exceed the amount of the other flocculant. The total consumption of flocculants is 108 g per ton of suspension. It is indicated that the residue began to give off water easily when squeezing.
Известен способ обезвоживания осадка (патент RU 2275339 С1, 27.04.2006) путем введения в органический продукт свежеприготовленной (не ранее 20 минут) смеси двух флокулянтов (катионного и неионогенного), в котором в качестве органического продукта может быть использовано любое влажное органическое сырье, водоудаление осуществлялось на камерном пресс-фильтре, в результате двойного отжима получен остаток с влажностью 62,9%. Расход флокулянтов составляет от 3 кг до 7,2 кг на одну тонну твердого остатка.A known method of sludge dehydration (patent RU 2275339 C1, 27.04.2006) by introducing a freshly prepared (not earlier than 20 minutes) mixture of two flocculants (cationic and nonionic) into the organic product, in which any wet organic raw material can be used as an organic product, water removal was carried out on a chamber press filter, as a result of double pressing, a residue with a moisture content of 62.9% was obtained. The consumption of flocculants is from 3 kg to 7.2 kg per ton of solid residue.
Недостатками известных способов являются высокая влажность остатка - свыше 60%, использование камерного фильтр-пресса, создающего существенное давление - порядка 20 баррель.The disadvantages of the known methods are the high moisture content of the residue - over 60%, the use of a chamber filter press, which creates a significant pressure - about 20 barrels.
Известен способ обезвоживания осадков углей (патент RU 2253632 С1, 10.06.2005) на ленточном фильтр-прессе с прикладываемым давлением до 10 кГс/см2 путем последовательной обработки суспензии двумя катионными флокулянтами с низким молекулярным весом и высокой катионной активностью и с высоким молекулярным весом и низкой катионной активностью. Расход флокулянтов составляет от 500 г до 1000 г на тонну остатка, остаточная влажность не указывается.A known method of dehydration of coal sediments (patent RU 2253632 C1, 06/10/2005) on a belt filter press with an applied pressure of up to 10 kgf/cm 2 by sequential processing of the suspension with two cationic flocculants with low molecular weight and high cationic activity and low cationic activity. The consumption of flocculants is from 500 g to 1000 g per ton of residue, the residual moisture is not indicated.
Также известен способ обезвоживания на камерных или мембранных фильтр-прессах (патент RU 2195436 С2, 27.12.2002) пульпы с содержанием сухого вещества от 0,5% до 15% с введением растворов неорганических коагулянтов (соли железа, кальция) и органических коагулянтов (предпочтительно катионоактивные коагулянты) с предварительным подбором в лаборатории их количества, в результате чего расход коагулянтов составляет 4,5 кг на 28 м3 осадка сточных вод (или это составляет около 1 кг на тонну твердого остатка), влажность остатков после отжима под давлением до 15 баррель составляет от 58% до 70%.Also known is a method of dehydration on chamber or membrane filter presses (patent RU 2195436 C2, December 27, 2002) of pulp with a dry matter content of 0.5% to 15% with the introduction of solutions of inorganic coagulants (iron salts, calcium) and organic coagulants (preferably cationic coagulants) with a preliminary selection in the laboratory of their quantity, as a result of which the consumption of coagulants is 4.5 kg per 28 m from 58% to 70%.
Недостатками данных способов является достаточно высокая влажность получаемых остатков (более 58%).The disadvantages of these methods is the rather high moisture content of the resulting residues (more than 58%).
Наиболее близким к предложенному является способ обезвоживания осадка сточных вод, включающий осветление предварительно смешанных с избыточным илом стоков посредством их реагентной обработки с последующим механическим обезвоживанием осадка с добавлением флокулянта, при этом в качестве реагента для обработки стоков перед осветлением используют коагулянт - аминоэпихлоргидриновую смолу, которую подают на обработку стоков в таком количестве, которое обеспечивает ее остаточное содержание в осветленных стоках не более чем 0,24 мг/дм3, а в процессе механического обезвоживания в осадок вводят флокулянт Праестол 853 ВС в количестве 3,2-5,0 кг/тн сухого вещества осадка, причем механическое обезвоживание осадка сточных вод осуществляют центрифугированием (RU 2498946 C2, 20.11.2013). Данный способ принят за прототип.The closest to the proposed one is a method for dewatering sewage sludge, including clarification of effluents pre-mixed with excess sludge by means of their reagent treatment, followed by mechanical dehydration of the sludge with the addition of a flocculant, while a coagulant is used as a reagent for treating effluents before clarification - aminoepichlorohydrin resin, which is supplied for the treatment of wastewater in such an amount that ensures its residual content in clarified wastewater is not more than 0.24 mg / dm 3 , and in the process of mechanical dehydration, the flocculant Praestol 853 BC is introduced into the sediment in the amount of 3.2-5.0 kg / ton dry matter of the sludge, and the mechanical dehydration of the sewage sludge is carried out by centrifugation (RU 2498946 C2, 20.11.2013). This method is taken as a prototype.
Недостатком данного способа также является высокая влажность получаемых остатков (75-78%).The disadvantage of this method is also the high humidity of the resulting residues (75-78%).
Необходимо отметить, что органические отходы - это сложные отходы, состоящие из комплекса разнотиповых компонентов - белки, жиры, углеводы и минеральные составляющие. Они имеют разную величину молекул, разную полярность и разные физико-химические свойства. Вода в пищевых отходах в значительных количествах может содержаться в неразрушенных клетках. Однако установлено, что удаление воды из замороженных до -20°С овощей и измельченных до величины частиц менее 1 мм, но не прошедших заморозку овощей, приводит к остатку с приблизительно одинаковой влажностью (расхождение составляет порядка 1%). Пульпа, полученная из органических отходов, содержащая менее 20% сухого вещества, наряду с дисперсными частицами содержит большой объем коллоидной массы. При отжиме измельченных органических отходов в пресс-фильтрах при прикладываемом давлении 20 кГс/см2 удается получить жмых картофельных отходов с влажностью 50%, жмых салата с влажностью 60% и жмых кофе-шлама с влажностью 52%, мясные отходы отжиму не подвергаются.It should be noted that organic waste is a complex waste, consisting of a complex of different types of components - proteins, fats, carbohydrates and mineral components. They have different size of molecules, different polarity and different physical and chemical properties. Water in food waste can be contained in significant amounts in intact cells. However, it has been found that the removal of water from vegetables frozen to -20°C and vegetables crushed to a particle size of less than 1 mm, but not frozen, leads to a residue with approximately the same moisture content (the discrepancy is about 1%). Pulp obtained from organic waste, containing less than 20% dry matter, along with dispersed particles contains a large volume of colloidal mass. When squeezing crushed organic waste in press filters at an applied pressure of 20 kgf/cm 2, it is possible to obtain potato waste cake with a moisture content of 50%, lettuce cake with a moisture content of 60%, and coffee sludge cake with a moisture content of 52%, meat waste is not subjected to pressing.
Технической проблемой, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является переработка высоковлажных отходов растительного и животного происхождения с содержанием воды более 80% в сырье с влажностью около 30%, которое востребовано и может быть использовано без дополнительных затрат в качестве кормовых добавок для животных при операциях экструзии или гранулирования.The technical problem to be solved by the present invention is the processing of high-moisture waste of plant and animal origin with a water content of more than 80% in raw materials with a moisture content of about 30%, which is in demand and can be used without additional costs as feed additives for animals during extrusion operations. or granulation.
Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является снижение прикладываемого давления при отжиме до 10 кГс/см2, с целью удешевления используемого оборудования, повышение эффективности его работы за счет уменьшения объема остатка, получение остатка с влажностью менее 40%, что снижает энергозатраты при дальнейшем его использовании.The technical result to which the present invention is directed is to reduce the applied pressure during squeezing to 10 kgf / cm2, in order to reduce the cost of the equipment used, increase its efficiency by reducing the volume of the residue, obtaining a residue with a moisture content of less than 40%, which reduces energy costs when its further use.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в способ удаления воды из высоковлажных органических отходов, заключающемся в последовательном введении в органические отходы растворов коагулянта и органического катионного флокулянта с последующим отделением воды, согласно изобретению измельчают исходные органические отходы с получением пульпы, в качестве коагулянта используют оксихлорид алюминия, в качестве органического катионного флокулянта используют катионный полиакриламидный флокулянт Flopam FO 4490 или FO 4350, введение растворов коагулянта и флокулянта в полученную пульпу осуществляют в количествах, определенных в результате экспериментов, в ходе которых проводят обработку серии проб полученной пульпы путем введения отдельно раствора коагулянта и раствора флокулянта, причем для определения соотношения массы коагулянта к массе пульпы проводят обработку и фильтрацию серии из 14 проб пульпы, с построением графика зависимости влажности остатка после отжима на фильтр-прессе от используемого количества коагулянта, полученного по результату для 50 мг/100 мг/150мг/200 мг/250 мг/300 мг/350 мг/400 мг/450 мг/500 мг/550 мг/600 мг/650 мг/700 мг коагулянта на кг пульпы, а для определения соотношения массы флокулянта к массе пульпы осуществляют обработку и фильтрацию серии из 7 проб пульпы, с построением графика зависимости влажности остатка после отжима на фильтр-прессе от используемого количества флокулянта для 50 мг/100 мг/150 мг/200 мг/250 мг/300 мг/350 мг флокулянта на кг пульпы, определяют соотношение масс М(к) коагулянта и пульпы и соотношение масс М(ф) флокулянта и пульпы для проб с наименьшей влажностью остатка, рассчитывают соотношение К масс коагулянта и пульпы и соотношение Ф масс флокулянта и пульпы для введения в пульпу из условия равенства суммы К + Ф большему из значений М(к) и М(ф) или любому из этих значений при их равенстве и из условия равенства отношений К/Ф и М(к)/М(ф), и по рассчитанным соотношениям К и Ф определяют значения масс коагулянта и флокулянта для введения в пульпу.This technical result is achieved due to the fact that in the method of removing water from high-moisture organic waste, which consists in the sequential introduction of coagulant and organic cationic flocculant solutions into organic waste, followed by separation of water, according to the invention, the initial organic waste is crushed to obtain a pulp; aluminum oxychloride, cationic polyacrylamide flocculant Flopam FO 4490 or FO 4350 is used as an organic cationic flocculant, the introduction of coagulant and flocculant solutions into the resulting pulp is carried out in amounts determined as a result of experiments, during which a series of samples of the obtained pulp is processed by introducing separately the coagulant solution and the flocculant solution, and to determine the ratio of the mass of the coagulant to the mass of the pulp, the series is processed and filtered from 14 pulp samples, plotting the moisture content of the residue after pressing on the filter press against the amount of coagulant used, obtained from the result for 50 mg / 100 mg / 150 mg / 200 mg / 250 mg / 300 mg / 350 mg / 400 mg / 450 mg / 500 mg / 550 mg / 600 mg / 650 mg / 700 mg of coagulant per kg of pulp, and to determine the ratio of the mass of the flocculant to the mass of the pulp, a series of 7 pulp samples is processed and filtered, with the construction of a graph of the moisture content of the residue after pressing on the filter press from the amount of flocculant used for 50 mg/100 mg/150 mg/200 mg/250 mg/300 mg/350 mg of flocculant per kg of pulp, determine the ratio e masses M(k) of the coagulant and pulp and the mass ratio M(f) of the flocculant and pulp for samples with the lowest moisture content of the residue, calculate the ratio K of the masses of the coagulant and pulp and the ratio F of the masses of the flocculant and pulp for introduction into the pulp from the condition of equality of the sum K + F to the greater of the values of M(k) and M(f) or any of these values if they are equal and from the condition of equality of the ratios K/F and M(k)/M(f), and the calculated ratios K and F determine the values of the masses coagulant and flocculant for injection into the pulp.
Предпочтительно осуществлять измельчение органических отходов до размера частиц в пульпе не более 1 мм с содержанием сухого вещества не более 20 мас. %.It is preferable to carry out the grinding of organic waste to a particle size in the pulp of not more than 1 mm with a dry matter content of not more than 20 wt. %.
Также предпочтительно отделение воды осуществлять путем фильтрования и последующего отжима остатка.It is also preferable to separate the water by filtration and subsequent squeezing of the residue.
При этом отжим остатка можно осуществлять с помощью центрифуги или ленточного фильтр-пресса.In this case, the extraction of the residue can be carried out using a centrifuge or a belt filter press.
Сущность изобретения заключается в следующем.The essence of the invention is as follows.
В предлагаемом способе исходное высоковлажное растительное сырье дроблением превращают в пульпу с размером частиц твердого вещества менее 1 мм, в полученную пульпу при перемешивании последовательно прибавляют растворы 0,25-0,5% неорганического катионного коагулянта и 0,1% органического катионного флокулянта в количествах, предварительно определяемых экспериментально в лаборатории, так как это влияет на эффективность водоудаления. Влажность остатков при использовании подобранного количества только одного флокулянта составляет для картофеля - 40%, для салата - 58%, для мясных отходов (давление при отжиме до 5 кГс/см2) - 45%. При использовании коагулянта и флокулянта в расчетном количестве и соотношении позволяет дополнительно снизить влажность остатка почти на 12%. В качестве неорганического высокоионного коагулянта могут выступать соли алюминия или железа. В качестве экспериментального примера использован оксихлорид алюминия марки V1. В качестве органических катионных флокулянтов были исследованы полиакриламидные флокулянты марки «Flopam» (производства Франции).In the proposed method, the original high-moisture plant material is crushed into a pulp with a solid particle size of less than 1 mm, solutions of 0.25-0.5% inorganic cationic coagulant and 0.1% organic cationic flocculant are successively added to the resulting pulp with stirring in amounts previously determined experimentally in the laboratory, as this affects the efficiency of water removal. The humidity of the residues when using a selected amount of only one flocculant is 40% for potatoes, 58% for salad, and 45% for meat waste (pressure during extraction up to 5 kgf/cm 2 ). When using coagulant and flocculant in the calculated amount and ratio, it allows to further reduce the moisture content of the residue by almost 12%. Salts of aluminum or iron can act as an inorganic high-ionic coagulant. Aluminum oxychloride grade V1 was used as an experimental example. Polyacrylamide flocculants of the Flopam brand (manufactured in France) were studied as organic cationic flocculants.
Количества и соотношение коагулянта и флокулянта для каждого вида отхода определяют индивидуально, так как от этого зависит влажность остатка после процесса отжима. Для определения данных параметров строят графики зависимости влажности остатка пробы после предварительной фильтрации в течение 10 минут с последующим отжимом на фильтр-ткани при прикладываемом давлении 10 кГс/см2 (имитация ленточного фильтр-пресса) от количества прибавленного коагулянта и от количества прибавленного флокулянта (фиг. 1-6). Для построения графика для коагулянта берут 14 образцов пульпы измельченного отхода, для построения графика для флокулянта - 7 образцов пульпы. В соответствии с полученными данными производят расчет необходимых количеств коагулянта и флокулянта на 1 кг приготовленной для водоудаления пульпы отхода. Для этого на графиках определяют точки оптимальных значений количеств реагентов для максимального удаления воды из пульпы, соответствующих минимальной влажности остатка. Сумма количеств реагентов (коагулянт + флокулянт) должна быть равна большему значению одного из этих реагентов. Это может быть объяснено тем, что частицы вещества имеют фиксированное количество зарядов. Незаряженные частицы легко отделяют воду (пример: все жиры). Это количество зарядов может быть нейтрализовано определенным количеством противоионов. При большем количестве противоионов наблюдается перезарядка частиц, что приводит к притягиванию диполей воды, а следовательно, к появлению дополнительной влаги в веществе. В данном случае коагулянта требуется больше или столько же, чем флокулянта. Расчет количеств реагентов производят следующим образом:The quantity and ratio of coagulant and flocculant for each type of waste is determined individually, since the moisture content of the residue after the pressing process depends on this. To determine these parameters, graphs are plotted for the moisture content of the sample residue after preliminary filtration for 10 minutes, followed by squeezing on the filter fabric at an applied pressure of 10 kgf/cm 2 (imitation of a belt filter press) on the amount of added coagulant and on the amount of added flocculant (Fig. .1-6). To build a graph for the coagulant, 14 pulp samples of the crushed waste are taken; to plot the graph for the flocculant, 7 pulp samples are taken. In accordance with the data obtained, the required quantities of coagulant and flocculant are calculated per 1 kg of waste pulp prepared for water removal. To do this, the graphs determine the points of optimal values of the amounts of reagents for the maximum removal of water from the pulp, corresponding to the minimum moisture content of the residue. The sum of the quantities of reagents (coagulant + flocculant) must be equal to the greater value of one of these reagents. This can be explained by the fact that the particles of matter have a fixed number of charges. Uncharged particles easily separate water (example: all fats). This number of charges can be neutralized by a certain number of counterions. With a larger number of counterions, particle recharging is observed, which leads to the attraction of water dipoles and, consequently, to the appearance of additional moisture in the substance. In this case, more or the same amount of coagulant is required than flocculant. The calculation of the amounts of reagents is carried out as follows:
1 - находят коэффициент отношения необходимой массы коагулянта на кг пульпы к требуемой массе флокулянта на кг этой же пульпы (массы коагулянта и флокулянта используют из таблиц или графиков, фиг. 1-6); так для картофельной пульпы мы имеем 400 мг коагулянта на кг пульпы или М(к) (влажность остатка 32.6%) и 250 мг флокулянта на кг пульпы или М(ф) (влажность остатка 34%), их коэффициент отношения составит М(к)/М(ф)=400/250=1,6;1 - find the ratio of the required mass of coagulant per kg of pulp to the required mass of flocculant per kg of the same pulp (the masses of coagulant and flocculant are used from tables or graphs, Fig. 1-6); so for potato pulp we have 400 mg coagulant per kg pulp or M(c) (residue moisture 32.6%) and 250 mg flocculant per kg pulp or M(f) (
2 - количество необходимого флокулянта условно принимают за 1, тогда их общее количество условно будет М(к)/М(ф)+1; в случае с картофельной пульпой получается 1,6+1=2,6;2 - the amount of the required flocculant is conditionally taken as 1, then their total number will conditionally be M(c)/M(f)+1; in the case of potato pulp, 1.6 + 1 = 2.6 is obtained;
3 - наибольшую массу одного из реагентов для наилучшего водоудаления или М(к) делят на полученную в пункте 2 величину и получают необходимое количество флокулянта для процесса водоудаления или Ф=М(к)/(М(к)/М(ф)+1). Вставляя в формулу вместо 1=М(ф)/М(ф) получаем Ф=М(к)М(ф)/(М(к)+М(ф)). В случае с картофельной пульпой получилось 400:2,6=154 мг/кг пульпы или Ф=400*250/(400+250)=100000/650=153,8 мг или 154 мг, тогда количество коагулянта составит 400 мг - 154 мг = 246 мг/кг пульпы или К=М(к)М(к)/(М(к)+М(ф))=400*400/(400+250)=160000/650= 246,1 мг или 246 мг.3 - the largest mass of one of the reagents for the best water removal or M (c) is divided by the value obtained in
Готовят растворы реагентов и вводят их в пульпу в расчетном количестве последовательно. Полученную после введения реагентов смесь подвергают водоудалению известными методами.Prepare solutions of reagents and introduce them into the pulp in the calculated amount sequentially. The mixture obtained after the introduction of the reagents is subjected to water removal by known methods.
Изобретение иллюстрируется чертежами.The invention is illustrated in the drawings.
На фиг. 1 представлены таблица и график №1 зависимости влажности остатка после отжима на фильтр-прессе от используемого количества коагулянта для пульпы картофеля.In FIG. 1 shows a table and graph No. 1 of the dependence of the moisture content of the residue after pressing on a filter press on the amount of coagulant used for potato pulp.
На фиг. 2 представлены таблица и график №2 зависимости влажности остатка после отжима на фильтр-прессе от используемого количества флокулянта для пульпы картофеля.In FIG. 2 shows a table and graph No. 2 of the dependence of the moisture content of the residue after squeezing on a filter press on the amount of flocculant used for potato pulp.
На фиг. 3 представлены таблица и график №3 зависимости влажности остатка после отжима на фильтр-прессе от используемого количества коагулянта для пульпы салата.In FIG. 3 shows a table and graph No. 3 of the dependence of the moisture content of the residue after squeezing on a filter press on the amount of coagulant used for the lettuce pulp.
На фиг. 4 представлены таблица и график №4 зависимости влажности остатка после отжима на фильтр-прессе от используемого количества флокулянта для пульпы салата.In FIG. 4 shows a table and graph No. 4 of the dependence of the moisture content of the residue after squeezing on a filter press on the amount of flocculant used for the lettuce pulp.
На фиг. 5 представлены таблица и график №5 зависимости влажности остатка после отжима на фильтр-прессе от используемого количества коагулянта для мясной пульпы.In FIG. 5 shows a table and graph No. 5 of the dependence of the moisture content of the residue after squeezing on a filter press on the amount of coagulant used for meat pulp.
На фиг. 6 представлены таблица и график №6 зависимости влажности остатка после отжима на фильтр-прессе от используемого количества флокулянта для мясной пульпы.In FIG. 6 shows a table and graph No. 6 of the dependence of the moisture content of the residue after squeezing on a filter press on the amount of flocculant used for meat pulp.
Способ удаления воды из высоковлажных органических отходов осуществляется следующим образом.The way to remove water from high-moisture organic waste is as follows.
Исходное органическое сырье измельчают в дробилке-пастоприготовителе до размера частиц в пульпе не более 1 мм и с содержанием сухого остатка не более 20% (желательно менее 15%), перекачивают в флокулятор любого типа (это может быть емкость на 500 л с вертикальной мешалкой и нижним сливом). От перемешанной в течение не менее 5 минут массы отбирают пробу количеством 2-3 кг, но не менее 1 кг. В лаборатории проводят обработку и фильтрацию серии проб пульпы количеством по 50 г приготовленным раствором неорганического коагулянта - оксихлорида алюминия марки V1 (ОХА) с концентрацией 50 мг вещества в 10 мл раствора, получая результаты для 50 мг/100 мг/150мг/200 мг/250 мг/300 мг/350 мг/400 мг/450 мг/500 мг/550 мг/600 мг/650 мг/700 мг ОХА на кг пульпы. Для этого берут 14 стаканчиков объемом 100 мл, помещают в каждый стаканчик по 50 г перемешанной пульпы и вносят 0,5 мл/1 мл/1,5 мл/2 мл/2,5 мл/3 мл/3,5 мл/4 мл/ 4,5 мл/5 мл/5,5 мл/6 мл/6,5 мл/7 мл водного раствора коагулянта, все образцы хорошо перемешивают 1-2 минуты и быстро выкладывают в воронки с фильтрами (синяя лента), помещенные в мерные цилиндры на 50 мл, устанавливают таймер на 10 минут, через 10 минут замеряют объемы отделенной жидкости во всех цилиндрах. Остатки с фильтров (14 проб) отжимают на фильтр-ткани при прикладываемом давлении 10 кГс/см2 (для мяса при давлении до 5 кГс/см2), создавая имитацию отжима на ленточном фильтр-прессе. Определяют остаточную влажность образцов любым методом. Строят график для коагулянта (см. графики №1, 3, 5 на фиг. 1, 3 ,5). Производят обработку и фильтрацию серии проб пульпы количеством по 50 г приготовленным 0,1% раствором флокулянта, получая результаты для 50 мг/100 мг/150 мг/200 мг/250 мг/300 мг/350 мг флокулянта на кг пульпы аналогично вышеописанной методике для коагулянта. Строят график для флокулянта (см. графики №2, 4, 6 на фиг. 2, 4, 6). Наилучшие данные по остаточной влажности отжатых проб для коагулянта и для флокулянта используют в расчетах необходимых количеств реагентов на кг исследуемой пульпы. После этого проводят два контрольных опыта (но не менее), взяв по 50 г или 100 г пульпы, прибавляют рассчитанные количества коагулянта и флокулянта, производят предварительное отделение воды на фильтре и отжим остатков на прессе при 10 кГс/см2 и определяют влажность остатков. Производят расчет необходимых количеств коагулянта и флокулянта для 200 кг пульпы. В флокулятор с 200 кг пульпы при перемешивании прибавляют расчетное количество раствора коагулянта, массу перемешивают 2-4 минуты, прибавляют расчетное количество раствора флокулянта, массу перемешивают 2-4 минуты. Полученную массу выгружают на фильтр-ткань в центрифугу или в емкость для предварительного отделения воды, где в течение 30 минут происходит основное отделение воды. Остаток центрифугируют или отжимают на ленточном фильтр-прессе при давлении до 10 кГс. Полученный жом может быть использован в дальнейшем при приготовлении кормовых добавок различными методами без подсушивания или подсушен в сушилке любого типа для растительного сырья.The initial organic raw material is crushed in a paste-crusher to a particle size in the pulp of not more than 1 mm and with a dry residue content of not more than 20% (preferably less than 15%), pumped into a flocculator of any type (this can be a 500-liter container with a vertical agitator and bottom drain). From the mass mixed for at least 5 minutes, a sample is taken in the amount of 2-3 kg, but not less than 1 kg. In the laboratory, a series of pulp samples are processed and filtered in an amount of 50 g each with a prepared solution of an inorganic coagulant - aluminum oxychloride grade V1 (OXA) with a concentration of 50 mg of the substance in 10 ml of solution, obtaining results for 50 mg / 100 mg / 150 mg / 200 mg / 250 mg/300 mg/350 mg/400 mg/450 mg/500 mg/550 mg/600 mg/650 mg/700 mg OXA per kg of pulp. To do this, take 14 cups with a volume of 100 ml, put 50 g of mixed pulp into each cup and add 0.5 ml / 1 ml / 1.5 ml / 2 ml / 2.5 ml / 3 ml / 3.5 ml / 4 ml / 4.5 ml / 5 ml / 5.5 ml / 6 ml / 6.5 ml / 7 ml of an aqueous coagulant solution, all samples are mixed well for 1-2 minutes and quickly spread into filter funnels (blue ribbon) placed into measuring cylinders of 50 ml, set a timer for 10 minutes, after 10 minutes measure the volume of separated liquid in all cylinders. Residues from the filters (14 samples) are squeezed out on the filter fabric at an applied pressure of 10 kgf/cm 2 (for meat at a pressure of up to 5 kgf/cm 2 ), creating an imitation of pressing on a belt filter press. Determine the residual moisture content of the samples by any method. Build a graph for the coagulant (see graphs No. 1, 3, 5 in Fig. 1, 3,5). Processing and filtering a series of pulp samples with a quantity of 50 g of prepared 0.1% flocculant solution, obtaining results for 50 mg/100 mg/150 mg/200 mg/250 mg/300 mg/350 mg of flocculant per kg of pulp similarly to the above described method for coagulant. Build a graph for the flocculant (see graphs No. 2, 4, 6 in Fig. 2, 4, 6). The best data on the residual moisture of the pressed samples for the coagulant and for the flocculant are used in calculating the required amounts of reagents per kg of the pulp under study. After that, two control experiments are carried out (but not less), taking 50 g or 100 g of pulp, adding the calculated amounts of coagulant and flocculant, pre-separating water on the filter and squeezing the residues on the press at 10 kgf / cm 2 and determine the humidity of the residues. The required quantities of coagulant and flocculant are calculated for 200 kg of pulp. The calculated amount of coagulant solution is added to the flocculator with 200 kg of pulp with stirring, the mass is stirred for 2-4 minutes, the estimated amount of flocculant solution is added, the mass is stirred for 2-4 minutes. The resulting mass is unloaded onto a filter cloth into a centrifuge or into a container for preliminary separation of water, where the main separation of water takes place within 30 minutes. The residue is centrifuged or squeezed out on a belt filter press at a pressure of up to 10 kG. The resulting pulp can be used later in the preparation of feed additives by various methods without drying or dried in a dryer of any type for vegetable raw materials.
Примеры осуществления способа.Examples of the implementation of the method.
Пример 1.Example 1
Отходы картофеля измельчают в дробилке-пульпоприготовителе (количество твердых частиц на сетке 1 мм не более 5%, содержание сухого вещества 18%), перекачивают или переливают в смеситель на 500 кг с вертикальной лопастной мешалкой, вращающейся со скоростью не более 60 оборотов в минуту, и нижним сливом с диаметром не менее 25 см, массу перемешивают и производят подбор в лаборатории коагулянта и флокулянта и их количеств. Наилучшее водоотделение происходило при количествах пошедшего на титрование флокулянта и коагулянта М(ф)=250 мг на кг пульпы и М(к)=400 мг на кг пульпы соответственно (фиг. 1 и 2), влажность остатков после отжима 34% и 32,6% соответственно. Наилучшие результаты получены при использовании катионного полиакриламидного флокулянта Flopam FO 4350. Соотношение коагулянт (ОХА) - флокулянт (FO 4350) М(к):М(ф) равно 1,6. Результаты расчетов исходя из наилучшего показателя по коагулянту следующие: коагулянт = 1,6 части, флокулянт = 1 часть, всего = 2,6 части; 400 мг/кг делим на 2,6 и получаем Ф = 154 мг/кг или 150 мг/кг, требуемое количество флокулянта, тогда требуемое количество коагулянта составит К=400-154=246 мг/кг или 250 мг/кг. Мы использовали коагулянта 250 мг на кг картофельной пульпы, количество флокулянта - 150 мг на кг пульпы. В 200 кг перемешиваемой пульпы прибавляют 5000 мл раствора коагулянта с концентрацией 1 г вещества в 100 мл раствора, массу перемешивают 2-4 минуты до визуальной коагуляции, прибавляют 30 л раствора флокулянта с концентрацией 100 мг вещества в 100 мл раствора, массу перемешивают 2-4 минуты до визуального отделения воды, пульпу подают в декантер или сливают в центрифугу на фильтр-ткань Р 4406 ТС или аналогичную и производят водоудаление. После центрифуги массу дожимают на ленточном фильтр-прессе с давлением до 10 кГс/см2. Получают остаток с влажностью 27%.Potato waste is crushed in a slurry crusher (the amount of solid particles on a 1 mm mesh is not more than 5%, the dry matter content is 18%), pumped or poured into a 500 kg mixer with a vertical paddle mixer rotating at a speed of not more than 60 revolutions per minute, and a lower drain with a diameter of at least 25 cm, the mass is mixed and the coagulant and flocculant and their quantities are selected in the laboratory. The best water separation occurred when the amounts of flocculant and coagulant used for titration M(f)=250 mg per kg of pulp and M(c)=400 mg per kg of pulp, respectively (Fig. 1 and 2), the moisture content of the residues after pressing 34% and 32, 6% respectively. The best results were obtained using the cationic polyacrylamide flocculant Flopam FO 4350. The ratio of coagulant (OXA) - flocculant (FO 4350) M(c):M(f) is 1.6. The calculation results based on the best indicator for coagulant are as follows: coagulant = 1.6 parts, flocculant = 1 part, total = 2.6 parts; Divide 400 mg/kg by 2.6 and get F = 154 mg/kg or 150 mg/kg, the required amount of flocculant, then the required amount of coagulant will be K=400-154=246 mg/kg or 250 mg/kg. We used 250 mg of coagulant per kg of potato pulp, the amount of flocculant was 150 mg per kg of pulp. 5000 ml of a coagulant solution with a concentration of 1 g of a substance in 100 ml of a solution is added to 200 kg of a stirred pulp, the mass is stirred for 2-4 minutes until visual coagulation, 30 l of a flocculant solution with a concentration of 100 mg of a substance in 100 ml of a solution are added, the mass is stirred for 2-4 minutes before the visual separation of water, the pulp is fed into a decanter or poured into a centrifuge on a filter cloth R 4406 TC or similar, and water is removed. After the centrifuge, the mass is compressed on a belt filter press with a pressure of up to 10 kgf/cm2. Get the residue with a moisture content of 27%.
Пример 2.Example 2
Отходы капусты (салата), хранившиеся сутки и более в теплом помещении, измельчают в дробилке-пульпоприготовителе до фракции с размером частиц не более 1 мм (содержание сухого вещества 5%), перекачивают в флокулятор или в смеситель на 500 кг с вертикальной лопастной мешалкой и нижним сливом, массу перемешивают и отбирают пробу пульпы в количестве не менее 1 кг для лабораторного подбора флокулянта и его количества и количества коагулянта (ОХА) требуемых для лучшего водоудаления (фиг. 3 и 4). Наилучшие результаты были получены с катионным полиакриламидным флокулянтом Flopam FO 4490. М(к) = 650 мг на кг пульпы, М(ф) = 100 мг на кг пульпы, с остаточной влажностью 58 % и 58 %. Соотношение коагулянт : флокулянт = 6,5. Берем коагулянта К = 560 мг на кг пульпы салата, а флокулянта - Ф = 90 мг на кг пульпы салата. В 200 кг перемешиваемой пульпы прибавляют 11,2 л раствора коагулянта с концентрацией 1 г вещества в 100 мл раствора, массу перемешивают 2-4 минуты до визуальной коагуляции, прибавляют 18 л раствора флокулянта с концентрацией 100 мг вещества в 100 мл раствора, массу перемешивают 2-4 минуты до визуального отделения воды, пульпу подают в декантер или сливают в центрифугу на фильтр-ткань Р 6528 ТС или аналогичную и производят водоудаление. После центрифуги массу дожимают на ленточном фильтр-прессе с давлением до 10 кГс/см2. Получают остаток с влажностью 37%.Cabbage (lettuce) waste, stored for a day or more in a warm room, is crushed in a pulp crusher to a fraction with a particle size of not more than 1 mm (
Пример 3.Example 3
Отходы мясопродуктов с влажностью 55-56% измельчают предварительно в мясорубке, а затем в промышленном миксере с добавлением воды для получения пульпы с содержанием сухого вещества 20% и менее. На каждые 500 кг мясных отходов используют 600 л воды. 200 кг пульпы перекачивают в флокулятор на 500 л с вертикальной лопастной мешалкой и нижним сливом. От перемешиваемой пульпы отбирают пробу в количестве не менее 1 кг для лабораторных исследований. Подбирают необходимые количества коагулянта и флокулянта в соответствии с диаграммой (фиг. 5 и 6). Наилучшие результаты из испытанных образцов катионных полиамидных флокулянтов марки «Flopam» получены с флокулянтом FO 4490. Соотношение М(к) : М(ф) равно 100:100=1. Требуемые количества К и Ф по 50 мг на кг пульпы. В 200 кг перемешиваемой пульпы прибавляют 2 л 0,5% раствора коагулянта, массу перемешивают 2-4 минуты, прибавляют 10 л 0,1% раствора флокулянта, массу перемешивают 2-4 минуты до визуального изменения ее состояния, пульпу подают в декантер или сливают в центрифугу на фильтр-ткань P1003CQ или аналогичную и производят водоудаление. После центрифуги массу дожимают на ленточном фильтр-прессе с давлением до 5 кГс/см2. Получают остаток с влажностью 38%.Waste meat products with a moisture content of 55-56% are crushed first in a meat grinder, and then in an industrial mixer with the addition of water to obtain a pulp with a dry matter content of 20% or less. For every 500 kg of meat waste, 600 liters of water are used. 200 kg of slurry is pumped into a 500 l flocculator with a vertical paddle agitator and bottom drain. A sample of at least 1 kg is taken from the stirred pulp for laboratory research. Select the required amount of coagulant and flocculant in accordance with the diagram (Fig. 5 and 6). The best results from the tested samples of cationic polyamide flocculants of the Flopam brand were obtained with the flocculant FO 4490. The ratio M(c) : M(f) is 100:100=1. The required amounts of K and F are 50 mg per kg of pulp. 2 l of 0.5% coagulant solution is added to 200 kg of stirred pulp, the mass is stirred for 2-4 minutes, 10 l of 0.1% flocculant solution is added, the mass is stirred for 2-4 minutes until its state changes visually, the pulp is fed into the decanter or drained into a centrifuge on a P1003CQ filter cloth or similar and remove water. After the centrifuge, the mass is pressurized on a belt filter press with a pressure of up to 5 kgf/cm 2 . Get the residue with a moisture content of 38%.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021102452A RU2764433C1 (en) | 2021-02-03 | 2021-02-03 | Method for removing water from high-moisture agricultural and food industry waste using flocculants |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021102452A RU2764433C1 (en) | 2021-02-03 | 2021-02-03 | Method for removing water from high-moisture agricultural and food industry waste using flocculants |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2764433C1 true RU2764433C1 (en) | 2022-01-17 |
Family
ID=80040497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021102452A RU2764433C1 (en) | 2021-02-03 | 2021-02-03 | Method for removing water from high-moisture agricultural and food industry waste using flocculants |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2764433C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU994444A1 (en) * | 1980-10-15 | 1983-02-07 | Управление Водопроводно-Канализационного Хозяйства "Водоканал" Исполнительного Комитета Ленинградского Городского Совета Народных Депутатов | Method for conditioning effluent precipitates |
| JPS58112100A (en) * | 1981-12-26 | 1983-07-04 | Ebara Infilco Co Ltd | Dehydration of excess sludge |
| US4861492A (en) * | 1986-09-09 | 1989-08-29 | Nalco Chemical Company | Method of dewatering sewage sludge particularly on recessed plate pressing equipment |
| RU2165900C1 (en) * | 2000-06-28 | 2001-04-27 | Лобанов Федор Иванович | Method of dehydration of suspensions |
| RU2498946C2 (en) * | 2011-12-19 | 2013-11-20 | Открытое акционерное общество "Башкирская содовая компания" | Method of drying sewage sludge |
-
2021
- 2021-02-03 RU RU2021102452A patent/RU2764433C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU994444A1 (en) * | 1980-10-15 | 1983-02-07 | Управление Водопроводно-Канализационного Хозяйства "Водоканал" Исполнительного Комитета Ленинградского Городского Совета Народных Депутатов | Method for conditioning effluent precipitates |
| JPS58112100A (en) * | 1981-12-26 | 1983-07-04 | Ebara Infilco Co Ltd | Dehydration of excess sludge |
| US4861492A (en) * | 1986-09-09 | 1989-08-29 | Nalco Chemical Company | Method of dewatering sewage sludge particularly on recessed plate pressing equipment |
| RU2165900C1 (en) * | 2000-06-28 | 2001-04-27 | Лобанов Федор Иванович | Method of dehydration of suspensions |
| RU2498946C2 (en) * | 2011-12-19 | 2013-11-20 | Открытое акционерное общество "Башкирская содовая компания" | Method of drying sewage sludge |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Golueke et al. | Harvesting and processing sewage-grown planktonic algae | |
| CA1182418A (en) | Dewatering of petroleum-containing sludges with recovery of the oil component | |
| CN100506341C (en) | Water bloom blue algae dewatering method | |
| Lanan et al. | Utilisation of natural plant-based fenugreek (Trigonella foenum-graecum) coagulant and okra (Abelmoschus escluentus) flocculant for palm oil mill effluent (POME) treatment | |
| CN105026061B (en) | The processing equipment and processing method of the discharge water finally discharged in process and palm accessory substance are produced and processed using palm oil | |
| US4411797A (en) | Dewatering of sewage sludges on chamber filter presses | |
| CN101691272A (en) | Sludge dewatering method | |
| DE3630666C2 (en) | ||
| AU2011360994A1 (en) | System and method for treating waste | |
| CN104010973A (en) | Microwave processing of wastewater sludge | |
| GB2048845A (en) | Process for the Preparation of Coal-containing Sludge Pellets Valuable as Fertilizer and Fuel | |
| CN109179955A (en) | A kind of sludge dewatering treatment system and its processing method | |
| RU2449955C2 (en) | Method and apparatus for conditioning sludge before drying | |
| US6635297B2 (en) | System and process for producing animal feed from food waste | |
| RU2764433C1 (en) | Method for removing water from high-moisture agricultural and food industry waste using flocculants | |
| US5658462A (en) | Process for recovering protein, fatty and water components from a float material produced by a waste water treatment system | |
| US3300403A (en) | Sewage treatment | |
| CN109179760B (en) | Recycling treatment process for kitchen sludge and rice residues | |
| CN110092562A (en) | A kind of sludge dewatering by plate-frame method and conditioner used | |
| JPS6034799A (en) | Treating apparatus for filthy water derived from night soil | |
| JP2779887B2 (en) | Sludge dewatering method in sludge recycling system | |
| JP4472154B2 (en) | Legume wastewater treatment method and legume wastewater treatment apparatus | |
| Ksenofontov et al. | Engineering problems of dehydration and disposal of sewage sludge | |
| RU2435837C1 (en) | Method to utilise distillery grains | |
| JPS6255917B2 (en) |