ES2303785B1 - PROCEDURE FOR THE VALUATION OF MUDS FROM RESIDUAL WATER TREATMENT STATIONS. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la valorización de lodos procedentes de estaciones depuradoras de aguas residuales. Los lodos (L) se introducen en una cámara-hogar (4) interior de un primer horno (1), u horno-mufla, dotado además de con una camisa (5) o cámara exterior de calentamiento por aire. Los lodos se combustionan en la cámara-hogar (4) hasta la fusión de los mismos, para la obtención de un material vitrificado (V) que se deposita en el crisol (6) de la cámara-hogar (4) del primer horno. Del éste se extrae: material vitrificado (V), hacia un horno de fusión (7) de vidrio; los humos de combustión (F) de la camisa (5) o cámara exterior; y un producto de colas (8), que contiene parte de material orgánico que aún no ha combustionado, parte de material inorgánico arrastrado, vapor de agua recalentado y aire caliente con gases inertes. Parte de los materiales inorgánicos (9, 10) del producto de colas se recircula a la cámara interior del primer horno.Sludge recovery procedure coming from sewage treatment plants. Sludge (L) are introduced into an interior chamber (4) of a first oven (1), or muffle oven, also provided with a jacket (5) or outer chamber of air heating. The sludge is combusted in the chamber-home (4) until their merger, to obtain a material vitrified (V) that is deposited in the crucible (6) of the Household chamber (4) of the first oven. Of this one extract: vitrified material (V), towards a melting furnace (7) of glass; combustion fumes (F) of the jacket (5) or chamber Exterior; and a tail product (8), which contains part of the material organic that has not yet combusted, part of inorganic material entrained, reheated steam and hot air with gases inert Part of the inorganic materials (9, 10) of the product of tails is recirculated to the inner chamber of the first oven.
Description
Procedimiento para la valorización de lodos procedentes de estaciones depuradoras de aguas residuales.Sludge recovery procedure coming from sewage treatment plants.
La presente invención se refiere a un procedimiento para la valorización de lodos procedentes de estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR), estando los lodos constituidos por una fracción orgánica, una fracción inorgánica y agua.The present invention relates to a procedure for the recovery of sludge from wastewater treatment plants (WWTP), with sludge being constituted by an organic fraction, an inorganic fraction and Water.
En las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR) se tratan las aguas procedentes de procesos industriales para su depuración y se obtiene como producto resultante un agua más o menos tratada, susceptible de diferentes reutilizaciones, en función de sus parámetros de depuración, y unos lodos o fangos que, con humedades de entre más del 98% y el 60%, incorporan gran parte de productos sólidos procedentes del proceso industrial y otras substancias producidas durante el propio proceso de depuración.In the water treatment plants Wastewater (WWTP) treats water from processes industrial for purification and is obtained as a product resulting a more or less treated water, susceptible to different reuses, depending on your debug parameters, and about sludge or sludge that, with humidity between more than 98% and 60%, incorporate a large part of solid products from the process industrial and other substances produced during the process itself Debugging
La recuperación o reutilización de estos lodos supone un problema medioambiental de gran magnitud. Su revalorización como compost no siempre es posible y su utilización como materia prima como material de construcción conlleva normalmente inconvenientes o problemas técnicos de magnitud nada desdeñable. En los casos de ciertas industrias manufactureras, los lodos de depuración de sus aguas residuales pueden tener un elevado contenido energético, para cuya recuperación existen en la actualidad un buen número de sistemas y plantas.The recovery or reuse of these sludges It is a major environmental problem. its Revaluation as compost is not always possible and its use as raw material as construction material entails normally inconveniences or technical problems of magnitude nothing negligible In the cases of certain manufacturing industries, the sewage sludge from their wastewater may have a high energy content, for whose recovery there are in the Currently a good number of systems and plants.
La presente invención propone un novedoso sistema de revalorización de los lodos de depuradoras de aguas residuales, que permite revalorizar sus contenidos y óxidos metálicos e inorgánicos, por una parte, recuperar gran parte de su contenido energético, por otra parte, y eliminar de su contenido la mayor parte los componentes inorgánicos nocivos o peligrosos desde el punto de vista medioambiental.The present invention proposes a novel water purification sludge revaluation system residuals, which allows its contents and oxides to be revalued metallic and inorganic, on the one hand, recover much of their energy content, on the other hand, and eliminate from its content the mostly harmful or dangerous inorganic components from The environmental point of view.
Así, en la presente invención se da a conocer un nuevo procedimiento para la valorización de lodos procedentes de estaciones depuradoras de aguas residuales, que en su esencia se caracteriza por comprender las etapas de:Thus, in the present invention a new procedure for the recovery of sludge from wastewater treatment plants, which in essence are characterized by understanding the stages of:
- --
- introducción de los lodos en una cámara-hogar interior de un primer horno -u horno-mufla-, dotado además de con una camisa o cámara exterior de calentamiento por aire,sludge introduction in a interior chamber-home of a first oven -u furnace-muffle-, equipped with a shirt or outdoor air heating chamber,
- --
- combustión de los lodos en la cámara-hogar hasta la fusión de los mismos, para la obtención de un material vitrificado que se deposita en el crisol de la cámara-hogar del primer horno,combustion of sludge in the chamber-home until their merger, for the obtaining a vitrified material that is deposited in the crucible of the chamber-home of the first oven,
- --
- extracción del primer horno de:extraction of the first oven from:
- --
- material vitrificado, hacia un horno de fusión de vidrio;vitrified material, towards an oven of glass melting;
- --
- los humos de combustión de la camisa o cámara exterior; ythe combustion fumes of the jacket or outer chamber; Y
- --
- un producto de colas, que contiene parte de material orgánico que aún no ha combustionado, parte de material inorgánico arrastrado, vapor de agua recalentado y aire caliente con gases inertes; ya product of tails, which contains part of organic material that still has not combusted, part of entrained inorganic material, steam of reheated water and hot air with inert gases; Y
- --
- recirculación de parte de los materiales inorgánicos del producto de colas a la cámara interior del primer horno u horno mufla.recirculation of part of the materials inorganic tails product to the inner chamber of the first oven or muffle oven.
Según otra característica de la presente invención, la introducción de los lodos en la cámara interior se produce con los lodos pulverizados. La pulverización de los lodos se puede realizar mediante aire o vapor a presión, introducidos mediante un tornillo sin-fin o mediante transporte neumático.According to another feature of the present invention, the introduction of sludge into the inner chamber is Produces with powdered sludge. Sludge spraying can be done by air or steam under pressure, introduced by an endless screw or by transport tire.
De acuerdo con otra característica de la presente invención, el procedimiento comprende la etapa de introducir el producto de colas saliente del primer horno, en la cámara de un segundo horno subsiguiente, y dispuesto en serie con el primer horno, en que se continua la combustión de la materia orgánica, y del que salen humos de combustión, que contienen gases inertes calientes, agua recalentada materia orgánica recalentada, y del que se recircula una primera fracción de substancia inorgánica vítrea hacia la cámara-hogar del primer horno.According to another feature of the In the present invention, the method comprises the step of introduce the outgoing tail product from the first oven into the chamber of a second subsequent furnace, and arranged in series with the first furnace, in which the combustion of matter continues organic, and from which combustion fumes come out, which contain gases warm inert, reheated water reheated organic matter, and from which a first fraction of inorganic substance is recirculated vitreous towards the chamber-home of the first oven.
Preferiblemente, en tal caso, se provee una fase de recuperar, en un primer recuperador, parte del calor contenido en los humos de combustión salientes del segundo horno, para recalentar la mezcla de entrada en el segundo horno.Preferably, in such case, a phase is provided to recover, in a first recuperator, part of the heat contained in the combustion fumes from the second furnace, for reheat the inlet mixture in the second oven.
Además, se puede proveer la fase de conducir parte del calor recuperado en el primer recuperador a la entrada de aire caliente del horno de fusión de vidrio.In addition, the driving phase can be provided part of the heat recovered in the first recuperator at the entrance of hot air from glass melting furnace.
Preferiblemente, se proporciona la etapa adicional de introducir los citados humos de combustión del segundo horno, en el interior de un tercer horno, dispuesto en serie con el segundo horno, en que se continua la combustión de la materia orgánica, y del que salen humos de combustión, que contienen gases inertes calientes, agua recalentada materia orgánica recalentada, y del que se recircula una segunda fracción de substancia inorgánica vítrea hacia la cámara-hogar del primer horno.Preferably, the stage is provided additional to introduce the aforementioned combustion fumes of the second oven, inside a third oven, arranged in series with the second furnace, in which the combustion of matter continues organic, and from which combustion fumes come out, which contain gases warm inert, reheated water reheated organic matter, and from which a second fraction of inorganic substance is recirculated vitreous towards the chamber-home of the first oven.
Además, puede haber una fase de recuperar, en un segundo recuperador, parte del calor contenido en los humos de combustión salientes del tercer horno, consistente en un intercambiador gas-aire limpio, siendo el aire limpio calentado en el segundo recuperador, conducido a la cámara-hogar del primer horno-mufla, con objeto de pre-calentar el aire de combustión de los lodos de dicha cámara-hogar.In addition, there may be a recovery phase, in a second recuperator, part of the heat contained in the fumes of combustion protruding from the third oven, consisting of a clean gas-air exchanger, the air being clean heated in the second recuperator, led to the chamber-home of the first furnace-muffle, in order to preheat the combustion air of the sludge of said chamber-home.
Según otra característica de la presente invención, se filtran los humos de combustión de la cámara exterior del primer horno, en un filtro de mangas, y la fase de reintroducir componentes inorgánicos filtrados, hacia el interior de la cámara-hogar del primer horno.According to another feature of the present invention, the combustion fumes of the outer chamber are filtered of the first oven, in a bag filter, and the reintroduction phase filtered inorganic components, into the Household of the first oven.
En los dibujos adjuntos se ilustra, a título de ejemplo no limitativo, un ejemplo de realización no exclusiva, del procedimiento según la presente invención, en cuya única Fig. se muestra el esquema de principio de funcionamiento del procedimiento.The attached drawings illustrate, by way of non-limiting example, an example of non-exclusive realization, of method according to the present invention, in which only Fig. shows the operating principle scheme of the process.
En dichos dibujos puede apreciarse que el procedimiento de valorización mediante vitrificación de lodos de EDAR se produce en tres bloques:In these drawings it can be seen that the recovery procedure by vitrification of sludge from WWTP is produced in three blocks:
1er Bloque1st Block
Empieza con la introducción de lodos L de EDAR, pulverizados, en el interior de una cámara-hogar 4 de un primer horno-mufla 1 con crisol 6-calefactada exteriormente por medio de una camisa 5, a temperatura elevada, mediante un combustible-gas natural, gas-oil, biogas, etc.- de manera que se trasmite el calor de la pared exterior a la interior de la cámara-hogar 4.Start with the introduction of L sludge from WWTP, pulverized, inside a chamber-home 4 of a first furnace-muffle 1 with crucible 6-heated externally by means of a shirt 5, at elevated temperature, by means of a fuel-natural gas, gas-oil, biogas, etc.- so that heat from the wall is transmitted exterior to the interior of the chamber-home 4.
Los lodos L que se introducen en el interior de dicha cámara-hogar 4 se introducen pulverizados. Su pulverización se realiza en una pre-fase o simultáneamente a la introducción de los lodos L en la cámara-hogar 4 y puede realizarse según tres sistemas distintos:The sludges L that are introduced inside said home chamber 4 is sprayed. its spraying is done in a pre-phase or simultaneously with the introduction of sludge L in the chamber-home 4 and can be done according to three different systems:
- a)to)
- introducción con aire a presión o vapor a presiónintroduction with pressurized air or steam under pressure
- b)b)
- introducidos mediante tornillo sin - finintroduced by screw without - finish
- c)C)
- introducción mediante transporte neumático.introduction by transport tire.
Este proceso de pulverización de los lodos L puede realizarse tanto hallándose los mismos en estado seco cómo en estado deshidratado.This sludge spraying process L It can be done both by being in the dry state and in dehydrated state
La combustión de los lodos L en la cámara-hogar 4 hasta la fusión de los mismos, produce un material vitrificado V que se deposita en el crisol 6 de la cámara-hogar 4 del primer horno 1.The combustion of sludge L in the chamber-home 4 until their merger, produces a vitrified material V that is deposited in crucible 6 of the chamber-home 4 of the first oven 1.
Durante su estancia en el interior de esta cámara-hogar 4 del primer horno 1, u horno-mufla, se producen además distintas modificaciones y distintos comportamientos de los componentes orgánicos e inorgánicos de los lodos L, en concreto:During your stay inside this chamber-home 4 of the first oven 1, or muffle furnace, there are also different modifications and different behaviors of the components organic and inorganic sludge L, specifically:
- 1)one)
- El agua se convierte en vapor recalentadoWater becomes superheated steam
- 2)2)
- Las sustancias orgánicas combustionan parcial o totalmente generando calorOrganic substances partially combustion or totally generating heat
- 3)3)
- Los gases inquemados recorren el recipiente hasta su salidaUnburned gases travel through the container to its exit
- 4)4)
- Los elementos inorgánicos quedan:The inorganic elements remain:
- --
- una parte depositada como material vitrificado V en el fondo o crisol 6, otra en las paredes de la cámara-hogar 4; ya part deposited as vitrified material V in the bottom or crucible 6, another one on the walls of the chamber-home 4; Y
- --
- el resto sale por una abertura de salida de los gases inquemados y las partículas arrastradas que no se han depositado en la cámara 4.the rest leaves through an exit opening of the unburned gases and entrained particles that have not been deposited in chamber 4.
Subsiguientemente, se realiza la extracción del primer horno 1 del material vitrificado V, que se alimenta a un horno de fusión 7 de vidrio.Subsequently, the extraction of the first furnace 1 of the vitrified material V, which is fed to a 7 glass melting furnace.
Los humos de combustión F de la camisa 5 o cámara exterior salen hacia un intercambiador 20, para el pre-calentamiento de aire impulsado por un ventilador 19. Los humos F continúan, con la ayuda de un extractor 21, hasta un filtro de mangas 16, en donde son filtrados, produciendo unos componentes vítreos inorgánicos 17, que son reintroducidos en la cámara-hogar 4 del primer horno 1.Combustion fumes F of jacket 5 or outer chamber exit to an exchanger 20, for the pre-heating of air driven by a fan 19. F fumes continue, with the help of an extractor 21, to a bag filter 16, where they are filtered, producing inorganic vitreous components 17, which are reintroduced into chamber-home 4 of the first oven one.
Del horno 1 sale un producto de colas 8, hacia un segundo horno 2, que contiene parte de material orgánico que aún no ha combustionado, parte de material inorgánico arrastrado, vapor de agua recalentado y aire caliente con gases inertes.From the oven 1 comes a product of tails 8, towards a second oven 2, which contains part of organic material that still has not combusted, part of entrained inorganic material, steam of reheated water and hot air with inert gases.
En el horno 1 se reintroduce, según se explica más adelante, parte de los materiales inorgánicos 9, 10, de naturaleza vítrea, del producto de colas 8.In oven 1 it is reintroduced, as explained later, part of the inorganic materials 9, 10, of vitreous nature of the product of tails 8.
2º Bloque2nd Block
Los gases inertes generados por la combustión del material orgánico depositado en la cámara-hogar 6 del primer horno 1, son trasladados a la cámara-hogar de un segundo horno 2 junto con:Inert gases generated by combustion of the organic material deposited in the chamber-home 6 of the first oven 1, are transferred to the Household of a second oven 2 together with:
- a)to)
- Las sustancias orgánicas restantes qué aún no han finalizado la combustiónThe remaining organic substances which have not yet finished the combustion
- b)b)
- El material inorgánico arrastrado yHe dragged inorganic material and
- c)C)
- El vapor de agua recalentado.He reheated water vapor.
En este segundo horno 2, mediante un sistema cerámico de recuperación 12 del calor que se ha introducido en ella, se recupera el calor que se desprende, en parte, a través de los humos 12 y, en parte, a través de las paredes de la cámara y que es generado por:In this second oven 2, through a system 12 heat recovery ceramic that has been introduced in she recovers the heat that comes off, in part, through the fumes 12 and, in part, through the walls of the chamber and that It is generated by:
- a)to)
- La combustión de la materia orgánica restante de la primera cámara ya trasladada a esta segundaThe combustion of the remaining organic matter from the first chamber already moved to this second
- b)b)
- El vapor de agua recalentadoHe reheated steam
- c)C)
- La materia inorgánica arrastrada de la primera cámara yThe inorganic matter dragged from the first chamber and
- d)d)
- El calor de los gases inertes.He heat of inert gases.
Esta parte del calor que se recupera tiene como finalidad calentar el aire que se introduce en cámara del segundo horno 2 para acabar el proceso de combustión de los comburentes salidos de la primera cámara del primer horno 1 a través del indicado producto de colas 8.This part of the heat that is recovered has as purpose of heating the air that enters the second chamber oven 2 to end the combustion combustion process leaving the first chamber of the first oven 1 through the indicated product of tails 8.
Del segundo horno 2 se extrae una primera fracción de substancia inorgánica 9 vítrea que se introduce en la cámara-hogar 4 del primer horno 1.From the second oven 2 a first is extracted fraction of vitreous inorganic substance 9 that is introduced into the chamber-home 4 of the first oven 1.
El aire que calienta el recuperador 12 puede ser al aire saliente del intercambiador 20, y parte del aire saliente del recuperador 12 puede dirigirse hacia el pre-calentamiento de la entrada 8, y parte ser conducido a la entrada de aire caliente del horno de fusión de vidrio 7.The air that heats the recuperator 12 can be to the outgoing air of the exchanger 20, and part of the outgoing air of the recuperator 12 can be directed towards the pre-heating of input 8, and part being driven to the hot air inlet of the melting furnace of glass 7.
3er Bloque3rd Block
Los humos 11 salientes del segundo horno 2 contienen:The fumes 11 protruding from the second oven 2 they contain:
- a)to)
- Los gases inertes calientesThe hot inert gases
- b)b)
- El agua recalentada yHe reheated water and
- c)C)
- La materia inorgánica calentada.The heated inorganic matter.
Estos humos 11 son introducidos en el interior de un tercer horno 3, dispuesto en serie con el segundo horno 2, en que se continua la combustión de la materia orgánica, y del que salen humos de combustión 13, que contienen gases inertes calientes, agua recalentada materia orgánica recalentada, y del que se recircula una segunda fracción 10 de substancia inorgánica vítrea hacia la cámara-hogar 4 del primer horno 1.These fumes 11 are introduced inside of a third oven 3, arranged in series with the second oven 2, in that the combustion of organic matter continues, and from which combustion fumes 13, containing inert gases hot, reheated water reheated organic matter, and from which a second fraction 10 of vitreous inorganic substance is recirculated towards the chamber-home 4 of the first oven 1.
En un segundo recuperador 14, se recupera parte del calor contenido en los humos de combustión 13 salientes del tercer horno 3. Se trata de un intercambiador gas-aire limpio, del que sale el aire limpio calentado 22 hacia la cámara-hogar 4 del primer horno-mufla 1, con objeto de pre-calentar el aire de combustión 15 de los lodos L de dicha cámara-hogar 4.In a second recuperator 14, part is recovered of the heat contained in the combustion fumes 13 projections of the third oven 3. It is an exchanger clean gas-air, from which the clean air comes out heated 22 towards the first chamber-home 4 muffle furnace 1, with a view to preheat combustion air 15 of sludge L of said chamber-home 4.
Asimismo, a una cámara anexa a la cámara-hogar del tercer horno 3, han llegado:Also, to a camera attached to the Household of the third oven 3, have arrived:
- a)to)
- Gases inertes que ya han desprendido parte del calorGas inert that have already given off some of the heat
- b)b)
- VaporSteam
- c)C)
- Los materiales inorgánicos restantes.The inorganic materials remaining.
Todo lo cual se depura mediante distintos equipos:All of which is debugged by different equipment:
- a/to/
- Un filtro de mangas, para recoger los componentes inorgánicosA sleeve filter, to collect inorganic components
- b/b /
- Un filtro de gases para los inertesA inert gas filter
- c/C/
- Un condensador para el vapor de agua.A water vapor condenser.
El resto de gases inertes, ya filtrados, pasan a la atmósfera.The rest of inert gases, already filtered, pass to the atmosphere.
La instalación puede complementarse con un condensador del vapor de agua.The installation can be complemented with a water vapor condenser.
Finalmente se procederá a la extracción del virio V depositado en fondo o crisol 6, hacia el horno 7 de fusión de vidrio 7 antes citado. N el horno 7, además de la substancia vítrea procedente del horno 1, se introducen otras materias complementarias 18, tales como diferentes óxidos componentes del vidrio, en distintas proporciones, aire cliente procedente del recuperador 12, y del mismo emergen humos de combustión 23.Finally, the extraction of virio V deposited in bottom or crucible 6, towards melting furnace 7 of glass 7 cited above. N the oven 7, in addition to the substance glass from oven 1, other materials are introduced complementary 18, such as different oxides components of the glass, in different proportions, customer air from the recuperator 12, and combustion fumes emerge 23.
El vidrio producido en el horno de fusión 7 saldrá del mismo, por ejemplo hacia las máquinas de conformación de artículos de vidrio, ya sea hueco o plano.The glass produced in the melting furnace 7 will leave the same, for example towards the machines of conformation of glass items, either hollow or flat.
El aire recalentado en el intercambiador 12 y los humos excedente F y 23 pueden ser utilizados para en otros procesos para fundir mas vidrio, para generar corriente eléctrica, en procesos térmicos industriales, etc.The reheated air in the exchanger 12 and the excess fumes F and 23 can be used in other processes to melt more glass, to generate electric current, in industrial thermal processes, etc.
Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, se hace constar que todo cuanto no altere, cambie o modifique su principio fundamental, queda sujeto a variaciones de detalle.Describe sufficiently the nature of the The present invention, as well as how to implement it, is states that everything that does not alter, change or modify its fundamental principle, is subject to variations in detail.
Claims (11)
- --
- introducción de los lodos en una cámara-hogar (4) interior de un primer horno (1), u horno-mufla, dotado además de con una camisa (5) o cámara exterior de calentamiento por aire,sludge introduction in a interior chamber (4) of a first oven (1), or muffle furnace, also equipped with a shirt (5) or outdoor air heating chamber,
- --
- combustión de los lodos (L) en la cámara-hogar (4) hasta la fusión de los mismos, para la obtención de un material vitrificado (V) que se deposita en el crisol (6) de la cámara-hogar (4) del primer horno (1),sludge combustion (L) in the chamber-home (4) until their merger, to obtain a vitrified material (V) that is deposited in the crucible (6) of the chamber-home (4) of the first oven (1),
- --
- extracción del primer horno (1) de:first oven extraction (1) from:
- --
- material vitrificado (V), hacia un horno de fusión (7) de vidrio;vitrified material (V), towards an oven melting (7) glass;
- --
- los humos de combustión (F) de la camisa (5) o cámara exterior; ythe combustion fumes (F) of the jacket (5) or outer chamber; Y
- --
- un producto de colas (8), que contiene parte de material orgánico que aún no ha combustionado, parte de material inorgánico arrastrado, vapor de agua recalentado y aire caliente con gases inertes; ya glue product (8), which contains part of organic material that has not yet combusted, part of dragged inorganic material, superheated steam and hot air with inert gases; Y
- --
- recirculación de parte de los materiales inorgánicos (9, 10) del producto de colas a la cámara interior del primer horno (1) u horno mufla.recirculation of part of the materials inorganic (9, 10) of the product of tails to the inner chamber of the First oven (1) or muffle oven.
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