Способ комплексной переработки жидких бытовых и промышленных отходов

 

Изобретение относится к переработке жидких бытовых и промышленных отходов для получения биогаза, воды для технических нужд, серебра и цветных металлов, а именно меди, алюминия, олова, цинка, и может быть использовано при утилизации донных отложений рек и водоемов и других продуктов, загрязняющих окружающую среду. Жидкие бытовые и промышленные отходы через дозирующее устройство подают в пиролизную печь при температуре 1100-1300°С с выделением смеси газов (водорода, водяного пара, метана, сернистого газа, двуокиси углерода) и твердой составляющей. Затем смесь газов охлаждают до температуры 55-70°С в фильтре с образованием воды и биогаза, а твердую составляющую подают на диэлектрические сепараторы для отделения шлама от смеси цветных металлов и серебра и выделения каждого из металлов на втором диэлектрическом сепараторе. Технический эффект - расширение ассортимента и объема извлекаемых металлов, получение биогаза при экологически чистом производстве.

Изобретение относится к переработке жидких бытовых и промышленных отходов для получения биогаза, воды для технических нужд, серебра и цветных металлов, а именно меди, алюминия, олова, цинка, и может быть использовано при утилизации донных отложений рек и водоемов и других продуктов, загрязняющих окружающую среду.

Известен способ переработки промышленных и бытовых сточных вод в сорбент повышенной прочности путем пиролиза при температуре 500-600°С в течение 1 ч предварительно смешанного осадка сточных вод с пористым термостойким наполнителем, например, керамзитом с получением агломерата с прочным закреплением карбонированного продукта на поверхности наполнителя (см. а.с. SU 1742227, МКИ C 02 F 11/00).

Недостатками известного способа являются наличие тяжелых металлов высокой концентрации в получаемом сорбенте и образование в процессе пиролиза токсических газов.

Наиболее близким к заявляемому является способ комплексной переработки осадков, отходов, сточных вод, включающий обезвоживание, выделение песковой составляющей, разделение иловой составляющей на фракции с последующей раздельной переработкой каждой фракции с получением полезных утилизируемых продуктов, а именно получение сорбента из одной фракции путем пиролиза при температуре 500-550°С с последующей активацией образующегося твердого остатка газообразным активирующим агентом (смесь дымовых газов и водяного пара) при 750-850°С в течение 5-10 мин при одновременном огневом обезвреживании газообразных продуктов при t<1000°C, получение из второй фракции железоалюминиевого коагулянта при обработке серной кислотой водной пульпы осадка и получение биокомпоста и СО₂ при обработке третьей фракции биотехнологическим разложением с культивированием грибов и микроорганизмов (см. патент RU № 2057725, МКИ⁶ C 02 F 11/10, 11/14).

Недостатками известного способа являются сложность, трудоемкость, дороговизна, обусловленные наличием трех разнородных технологических процессов переработки осадка, в том числе экологически вредного процесса обработки осадка серной кислотой для получения коагулянта, включающего соединения извлекаемых металлов.

Кроме того, известный способ не дает полного извлечения всех присутствующих в стоках металлов, а получаемый известным способом сорбент содержит высокую концентрацию тяжелых металлов.

Техническим результатом заявляемого технического решения является расширение ассортимента и объема извлекаемых металлов, получение биогаза при экологически чистом производстве.

Технический результат достигается тем, в способе комплексной переработки жидких бытовых и промышленных отходов, включающем разделение жидких отходов на фракции, раздельную переработку каждой фракции с получением полезных утилизируемых продуктов, разделение жидких отходов на фракции осуществляют пиролизом при температуре 1100-1300°С с выделением смеси газов (водорода, водяного пара, метана, сернистого газа и двуокиси углерода) и твердой составляющей, с последующим охлаждением до температуры 55-70°С смеси газов в фильтре с образованием воды и биогаза, извлечением из твердой составляющей серебра и смеси цветных металлов: меди, алюминия, цинка, олова при подаче ее в первый диэлектрический сепаратор и выделением серебра и каждого из цветных металлов в отдельности из полученной смеси при подаче ее во второй диэлектрический сепаратор напряжением 10000 В.

Сравнение заявленного технического решения с прототипом позволило выявить отличительные от него признаки, следовательно, заявленное техническое решение соответствует критерию “НОВИЗНА”.

Анализ технических решений показал, что заявленная совокупность признаков, обеспечивающая получение серебра, олова и увеличенное количество меди, алюминия, цинка, пригодных для вторичного использования, а также получение биогаза при экологически чистом производстве, неизвестна из уровня техники и, следовательно, заявленное техническое решение соответствует критерию “ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИЙ УРОВЕНЬ”.

Подача жидких бытовых или промышленных отходов через дозирующее устройство в пиролизную печь обеспечивает полное их разложение под действием высокой температуры (1100-1300°С) на газовую смесь и твердую составляющую, что в дальнейшем упрощает утилизацию полученных фракций путем охлаждения газовой смеси в фильтре с выделением воды и биогаза и обработки твердой составляющей при подаче ее последовательно на первый и второй диэлектрические сепараторы для отделения на первом этапе шлама от смеси металлов и разделения на втором этапе смеси металлов на составляющие, а именно серебро, цинк, медь, олово, алюминий.

Способ осуществляют следующим образом.

Жидкие отходы, например бытовые канализационные отходы, подают в приемник. Затем с помощью дозирующего устройства, например, капельного типа жидкие бытовые отходы (БО) подают в пиролизную печь при температуре 1100-1300°С для полного распада органических соединений с выделением водорода, водяного пара, метана, сернистого газа и двуокиси углерода. Смесь газов направляют в фильтр для охлаждения до температуры 55-70°С, при этом водяной пар конденсируется, превращаясь в воду. Полученную воду пропускают через угольный фильтр и направляют через водосборник в природные источники или используют для технических целей. Оставшуюся часть газов (биогаз) направляют в газгольдер и используют для получения тепловой или электрической энергии.

Твердую составляющую отходов, образовавшуюся в результате пиролиза, направляют в диэлектрический сепаратор для отделения шлама от металлической составляющей, включающей серебро и смесь цветных металлов, а именно медь, алюминий, олово, цинк (Сu, Al, Sn, Zn). Шлам направляют в цех упаковки и используют в строительстве. Смесь серебра и цветных металлов направляют во второй диэлектрический сепаратор, где под действием электрических полей напряжением 10000 В выделяют каждый металл в отдельности, а именно медь, алюминий, цинк, олово, серебро. Цветные металлы прессуют, а серебро сплавляют в слитки для отправки потребителю.

Выход серебра с одного литра жидких отходов составляет 0,1 мг, выход цветных металлов и шлама составляет от 0,05 до 0,1% и около 0,5% соответственно от массы отходов.

Заявленный способ комплексной переработки жидких бытовых и промышленных отходов, обеспечивающих получение расширенного ассортимента цветных металлов, благородного металла - серебра, а также биогаза, используемого для производства тепловой или электрической энергии при экологически чистом производстве, найдет широкое промышленное применение.

Формула изобретения

Способ комплексной переработки жидких бытовых и промышленных отходов, включающий разделение жидких отходов на фракции, раздельную переработку каждой фракции с получением полезных утилизируемых продуктов, отличающийся тем, что разделение жидких отходов на фракции осуществляют пиролизом при температуре 1100-1300°С с выделением смеси газов: водорода, водяного пара, метана, сернистого газа и двуокиси углерода и твердой составляющей, с последующим охлаждением до температуры 55-70°С смеси газов в фильтре с образованием воды и биогаза, извлечением из твердой составляющей серебра и смеси цветных металлов: меди, алюминия, цинка, олова при подаче ее в первый диэлектрический сепаратор и выделением серебра и каждого из цветных металлов в отдельности из полученной смеси при подаче ее во второй диэлектрический сепаратор напряжением 10000 В.