Способ переработки обезвоженных осадков сточных вод

 

Изобретение относится к способам утилизации и переработки влажных низкокалорийных материалов органического происхождения, в частности обезвоженных осадков коммунальных и промышленных сточных вод, путем сжигания в типовых котельных агрегатах, и может быть использовано на предприятиях различных отраслей промышленности, а также в коммунальном хозяйстве. Обезвоженные осадки сточных вод измельчают и сжигают с образованием золы с последующим удалением золы в отвал. Перед измельчением обезвоженные осадки сточных вод равномерно смешивают с углем, измельчение смеси обезвоженных осадков и угля ведут с одновременной сушкой горячим воздухом с образованием твердого пылевидного топлива, сжигание которого ведут в топке промышленного котлоагрегата. Количество осадков в смеси составляет 1-5 мас.%, измельчение смеси ведут до тонины помола R₉₀=5÷15%, а сушку смеси ведут горячим воздухом температурой 200÷400^oС до влажности 1-2%. Технический эффект - утилизация обезвоженных осадков сточных вод без предварительной сушки с содержанием воды 60-85% в качестве источника энергии, сокращение объемов сооружений за счет исключения необходимости отведения значительных площадей, упрощение переработки за счет использования для сжигания типовых котельных агрегатов, а также уменьшение расхода основного топлива-угля. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способам утилизации и переработки влажных низкокалорийных материалов органического происхождения, в частности обезвоженных осадков коммунальных и промышленных сточных вод, путем сжигания в типовых котельных агрегатах и может быть использовано на предприятиях различных отраслей промышленности, а также в коммунальном хозяйстве.

В настоящее время проблема утилизации и переработки обезвоженных осадков сточных вод является очень актуальной. Для обезвоживания осадков сточных вод на территории очистных сооружений канализации требуется отведение значительных площадей. С ростом производства количество образующихся осадков сточных вод возрастает, что требует отчуждения новых земельных участков, значительных материальных и трудовых затрат, а также наносит огромный экологический ущерб окружающей среде.

Известны многочисленные действующие экспериментальные и промышленные системы по переработке обезвоженных осадков сточных вод путем сжигания.

Известен способ переработки обезвоженных осадков сточных вод, включающий сушку обезвоженных осадков теплом отходящих газов - продуктов сжигания высушенных осадков, сжигание высушенных осадков в печи и дожигание образующихся в процессе сушки паров (Патент США 3521581, F 23 G 5/04, 1970).

Недостатками известного способа являются необходимость использования дополнительного топлива (90 кг условного топлива на 1 т осадка), а также значительный выжиг органических веществ из осадков непосредственно в сушилке за счет подачи в нее высокотемпературных газов (~1000^oС), что существенно снижает теплотворную способность высушенных осадков при последующем их сжигании.

Известен способ переработки влажных осадков сточных вод в многоподовых печах (Обработка и удаление осадков сточных вод. - М.: Стройиздат, 1985 г., т.2, стр.13-20).

Известен также способ переработки осадков сточных вод сжиганием в барабанных печах с кипящим слоем твердого вещества (Методы очистки производственных сточных вод. Жуков А.И., Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д. - М.: Стройиздат, 1977, стр.199-202).

К недостаткам известных способов можно отнести необходимость строительства специальных агрегатов, что связано с большими капиталовложениями. Реализация известных способов также затруднена вследствие сложности транспортировки и дозировки осадков, а также за счет сложности эксплуатации оборудования.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ переработки осадков сточных вод, согласно которому сырой осадок, предварительно обезвоженный на ленточном фильтре, измельчают, вводят в него присадку - обезвоживающую добавку, например, золу от сжигания осадка, угольную пыль, опилки и др. , после чего подвергают вторичному обезвоживанию - сгущению (уплотнению) путем прессования при давлении 1,5-3,0 МПа, дезинтегрируют (измельчают) и сжигают, при этом часть золы, образующейся при сжигании осадка, возвращают на стадию обезвоживания в качестве присадки, а остальную - складируют в бункере с последующим удалением (Патент США 4587022, C 02 F 11/14, 1986).

К недостаткам известного способа можно отнести его многостадийность, а также необходимость использования большого количества оборудования для фильтрации, дробления, смешения и прессования. Это ведет также к увеличению энерго- и трудозатрат, что усложняет использование известного способа.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в создании способа утилизации обезвоженных осадков сточных вод в качестве источника энергии.

Технический результат от использования предложенного способа заключается в сокращении объемов сооружений за счет исключения необходимости отведения значительных площадей, упрощении переработки обезвоженных осадков сточных вод за счет использования для их сжигания типовых котельных агрегатов, а также в экономии основного топлива - угля за счет его частичного замещения обезвоженными осадками. Кроме того, использование способа позволяет улучшить экологическую ситуацию за счет устранения загрязнения окружающей среды.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что в способе переработки обезвоженных осадков сточных вод, включающем их измельчение, сжигание с образованием золы с последующим удалением золы в отвал, перед измельчением обезвоженные осадки сточных вод равномерно смешивают с углем, измельчение смеси обезвоженных осадков и угля ведут с одновременной сушкой горячим воздухом с образованием твердого пылевидного топлива, сжигание которого ведут в топке промышленного котлоагрегата, при этом количество осадков в смеси составляет 1-5 мас.% , измельчение смеси ведут до тонины помола R₉₀=5÷15%, а сушку смеси ведут горячим воздухом температурой 200÷400^oС до влажности 1÷2% Изобретение поясняется чертежом.

На чертеже схематически изображен технологический процесс переработки обезвоженных осадков сточных вод Способ осуществляют следующим образом. Обезвоженные осадки сточных вод 1 подают на угольный склад 2, где осадки равномерно перемешивают с углем. Со склада 2 по ленточным конвейерам 3 и 4 смесь подают в бункер 5 (и/или питатель 6) сырого угля, откуда через питатель сырого угля 6 направляют на измельчение (размол) и сушку в мельницу 7, куда одновременно подают горячий воздух 20 после воздухоподогревателя 19 котла 12. В шаровой мельнице 7 происходят размол и сушка смеси горячим воздухом 20 после воздухоподогревателя 19, где холодный воздух с напора дутьевого вентилятора 18 нагревается до температуры 200÷400^oС, с образованием твердого пылевидного топлива необходимых проектных параметров (тонины помола R₉₀5÷15% и влажности W_p=1÷2%). После чего восходящим потоком воздуха пылевидное топливо подают в сепаратор 8, где крупные фракции с R₉₀>15÷20% отделяются и возвращаются на домол в мельницу 7, а остальную пыль подают в циклон 9, где отделяется пыль мелкой фракции R₉₀= <1÷5%, которую мельничным вентилятором 10 сбрасывают в сбросные горелки 11 котла 12 для сжигания, а основное пылевидное топливо проектного помола с R₉₀= 5÷15% подают в бункер пыли 13, из которого посредством пылепитателя 14 сжатым воздухом 15 подают по пылепроводу 16 в основные горелки 17 котла 12 для сжигания его в пылевидном состоянии. Образовавшиеся в процессе сжигания пылевидного топлива газы проходят очистку в скрубберах 21 с трубами Вентури, после чего дымососом 22 их направляют в дымовую трубу 23.

После сжигания в котле 12 уловленные золу с содержанием горючих в уносах Г_ун≤3% и шлак направляют в золошлакоотвал.

Соотношение компонентов в смеси, подвергаемой обработке в системе пылеприготовления котлоагрегата, следующее, мас.%: обезвоженные осадки - 1÷5%, уголь - 95÷99%. Такое соотношение не приводит к снижению номинальной мощности котла (при незначительном снижении КПД котла на 0,05÷0,15%). Сушка и дробление обезвоженных осадков в шаровой мельнице системы пылеприготовления котла дает высокую степень их выгорания. Содержание горючих в уносах при этом _ун не превышает 3%, что говорит о высоком КПД котла (брутто). Характеристика топлива из осадков сточных вод и угля приведена в таблице.

Следует иметь в виду, что при объемах подачи сухого осадка более 5% для совместного сжигания с углем проектной калорийности 5600 ккал/кг начнет снижаться нагрузка котла ниже номинальной. Учитывая, что, как правило, типовые промышленные котлы работают на паровых нагрузках 80÷95% от номинальной производительности, это позволит им сжигать осадки объемом 5÷10% от массы всего топлива без ограничения потребителей пара. При необходимости поддержания паровой нагрузки на уровне номинальной при объемах сжигаемых осадков 5÷10% необходимо пропорционально увеличить калорийность сжигаемого угля Q_P ^H (в нашем случае с 5600 ккал/кг до 6000÷6200 ккал/кг).

Пример Переработке подвергают обезвоженную на центрифуге смесь первичного осадка и избыточного активного или влажностью 65%. Обезвоженный осадок автомобильным транспортом перевозят к ближайшей ТЭЦ. К имеющемуся на складе углю, используемому в качестве основного топлива, добавляют 1% по массе обезвоженного осадка и равномерно перемешивают. Смесь осадка и угля по ленточным конвейерам направляют в бункер сырого угля, из которого через питатель сырого угля подают в шаровую мельницу, куда одновременно подают горячий воздух с температурой 250^oС. В шаровой мельнице происходит размол и сушка смеси осадка и угля до тонины помола 5÷15% и влажности 1÷2%. Восходящим потоком воздуха пылевидное топливо подают в сепаратор, где крупные фракции с R₉₀>15÷20% отделяют и возвращают на домол в шаровую мельницу, остальную пыль подают в циклон, где отделяют пыль мелкой фракции R₉₀=<1÷5%, которую мельничным вентилятором сбрасывают в сбросные горелки котла для сжигания, а основное пылевидное топливо проектного помола с R₉₀=5÷15% подают в бункер пыли, из которого посредством пылепитателя сжатым воздухом подают по пылепроводу в основные горелки котла для сжигания его в пылевидном состоянии. Образовавшиеся в процессе сжигания пылевидного топлива газы через систему скрубберов с трубами Вентури дымососом направляют в дымовую трубу. Уловленные золу с содержанием горючих в уносах Г_ун=2% и шлак направляют в золошлакоотвал. КПД котлоагрегата составляет 90-97%.

Таким образом, предложенный способ позволяет утилизировать обезвоженные осадки сточных вод без предварительной сушки с содержанием воды 60-85% в качестве источника энергии, сократить объемы сооружений за счет исключения необходимости отведения значительных площадей, упростить переработку обезвоженных осадков сточных вод за счет использования для их сжигания типовых котельных агрегатов, а также уменьшить расход основного топлива (угля) за счет его частичного замещения обезвоженными осадками. Кроме того, использование способа позволяет улучшить экологическую ситуацию за счет устранения загрязнения окружающей среды.

Формула изобретения

Способ переработки обезвоженных осадков сточных вод, включающий их измельчение, сжигание с образованием золы с последующим удалением золы в отвал, отличающийся тем, что перед измельчением обезвоженные осадки сточных вод в количестве 1-5 мас. % равномерно смешивают с углем, измельчение смеси обезвоженных осадков и угля ведут до тонины помола R₉₀= 5÷15% с одновременной сушкой горячим воздухом температурой 200-400^oС до влажности 1÷2% с образованием твердого пылевидного топлива, сжигание которого ведут в топке промышленного котлоагрегата.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2