CZ296004B6

CZ296004B6 - Zařízení k termické hygienizaci kalů

Info

Publication number: CZ296004B6
Application number: CZ20032401A
Authority: CZ
Inventors: Zdeněk Ing. Lerl; Jan Ing. Kouba; Petr Ing. Šerks
Original assignee: Libor Dlouhý - Dlouhý I.T.A.
Priority date: 2003-09-04
Filing date: 2003-09-04
Publication date: 2005-12-14
Also published as: EP1604956A1; CZ20032401A3

Abstract

Zařízení k termické hygienizaci kalů umožňuje kontinuální proces termické hygienizace kalu se zárukou potřebné doby zdržení při požadované hygienizační teplotě celého objemu hygienizovaného kalu vhodným uspořádáním většího počtu zdržných nádob a jejich vzájemné propojení v rámci celého systému termické hygienizace společně s rekuperačním výměníkem a dohřívacím zařízením.

Description

Vynález se týká termické hygienizace kalů, zejména z odpadních vod.

Dosavadní stav techniky

Likvidace kalů z odpadních vod je velkým ekologickým a ekonomickým problémem ve všech zemích současného světa. Kaly z čistíren odpadních vod je možno použít po stabilizaci a odvodnění jako cenné hnojivo pro zemědělskou půdu. Hospodárné využití kalu je podmíněno odstraněním patogenních mikroorganizmů způsobujících různá onemocnění, které se v převážné většině těchto látek vyskytují.

Limity a kritéria pro kaly použitelné pro zemědělskou půdu stanovují zákonné přepisy.

Proces, kterým se v kalu snižuje množství patogenních organizmů se nazývá hygienizace.

K hygienizaci se využívají:

termická hygienizace při teplotě ohřevem na 60 až 75 °C po potřebnou dobu spalování kalu ve spalovací komoře spalovny chemická hygienizace vytvořením alkalického prostředí

V současné době jsou využívány zejména dvě metody hygienizace kalů z odpadních vod a to termická hygienizace vsázkovou metodou a chemická hygienizace vápnem.

Termická hygienizace vsázkovou metodou se dosud provádí tak, že se dané množství nehygienizovaného kalu, tak zvaná vsádka zahřívá v jedné provzdušované hygienizační obě opatřené míchadlem na teplotu 60 až 70 °C po určitou dobu. Z této nádoby se hygienizovaný kal přečerpává přes rekuperační výměník kal - kal do vyhnívací nádrže, ve které se vyvíjí bioplyn používaný jako palivo. Ve výměníku kal - kal se hygienizovaný kal ochlazuje na teplotu 35 až 40 °C, vhodnou pro procesy probíhající v případné vyhnívací na současně se čerstvý nehygienizovaný kal předehřívá pro vsázku do ohřívané a provzdušňované hygienizační nádoby opatřené míchadlem. Proces je vsázkový, to znamená, že se stejné množství předehřátého kalu jako je vsazená dávka nehygienizovaného kalu do hygienizační nádoby se odvádí z hygienizační nádoby přes rekuperační výměník kal-kal do vyhnívací nádrže.

Nevýhodou tohoto řešení je, že při použití jedné společné hygienizační nádoby nelze ani mícháním obsahu zaručit shodnou a potřebnou dobu setrvání všech částí kalu - celého objemu kalů při teplotě zaručující hygienizační proces. Obsah k čištění natéká do hygienizační nádoby po určitou dobu a za určitou dobu je nutno odvést tentýž kal a může dojít k tomu, že část obsahu, která natekla nejpozději, nemá potřebnou dobu setrvání při hygienizační teplotě a část obsahu setrvává při hygienizační teplotě příliš dlouho. Odvádění kalu ve shodném objemu s přívodem kalu je nutné z důvodu kontinuální produkce kalu čistírnou. Technicky je možno tento problém řešit předřazenou uskladňovací nádrží, která je však z investičních, prostorových i provozních důvodů nevýhodná.

Při kratší době prodlevy mezi poslední vsádkou nehygienizovaného kalu a následným vypouštěním kalu hygienizovaného, nelze zaručit pro celý objem kalů setrvání plnou požadovanou dobu v prostředí hygienizační teploty. Tím není záruka pro splnění limitů daných normou pro čistotu kalu a jeho využití v zemědělství.

- 1 CZ 296004 B6

Za nevýhodu lze rovněž požadovat celkový vzhled stavby. Dosavadní hygienizační stanice využívající jednu společnou hygienizační nádobu je vždy konstrukčně výšková stavba, z architektonického hlediska nesnadně začlenitelná do celkového rázu stavby nebo krajiny.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nevýhody odstraňuje zařízení k termické hygienizaci kalů, jehož podstata spočívá v tom, že umožňuje kontinuální proces termické hygienizace kalu se zárukou potřebné doby T setrvání kalu při hygienizační teplotě celému objemu hygienizovaného kalu vhodným uspořádáním většího počtu zdržných nádob a jejich vzájemné propojení v rámci celého systému termické hygienizace společně s rekuperačním výměníkem a dohřívacím zařízením.

Zařízení k termické hygienizaci kalů sestává z rekuperačního výměníku, dohřívacího zařízení a více než tří zdržných nádob, každá o objemu kontinuálně nateklého množství kalu po dobu požadovaného setrvání při hygienizační teplotě, děleného číslem rovným o dvě menším než je celkový počet n zdržných nádob (n-2).

Tento vztah lze vyjádřit vzorcem :

V = M. T/(n-2) kde :

V - objem nádoby (m³)

M - průtok kalu (m³/h)

T - požadovaná doba zdržení při hygienizační teplotě (h) n - počet nádob (-)

Zařízení k termické hygienizaci kalů podle vynálezu obsahující dohřívací zařízení a rekuperační výměník a obsahuje dále alespoň tři zdržné nádrže, přičemž výstup z dohřívacího zařízení je napojen na vstup první zdržné nádoby a je připojitelný na vstupy dalších zdržných nádrží a výstupy z jednotlivých zdržných nádrží jsou propojeny na rekuperační výměník.

Všechny zdržné nádrže jsou opatřeny míchadlem a přívodem vzduchu.

Využitím propojených zdržných nádob v rámci celého systému hygienizace je možno dodržet časovou prodlevu mezi poslední vsázkou nehygienizovaného kalu a následným vypouštěním kalu hygienizovaného, tak aby se tato prodleva rovnala minimální době požadované pro dokonalý termický proces hygienizace. Tím je také zaručeno splnění požadovaných limitů na kvalitu hygienizovaného kalu.

Přehled obrázků na výkresech

Na přiložených výkresech je na obr. 1 znázorněno zařízení k termické hygienizaci kalů se čtyřmi zdržnými nádobami a na obr. 2 je časový průběh procesu hygienizace kalů pro čtyři nádoby.

Příklad provedení vynálezu

Příkladné provedení zařízení k termické hygienizaci kalů znázorněné na obr. 1 sestává z dohřívacího zařízení 3, rekuperačního výměníku 2 a čtyř zdržných nádrží 1, opatřených míchadlem 4 a přívodem vzduchu 5, přičemž výstup z dohřívacího zařízení 3 je napojen na vstup první

-2 CZ 296004 B6 zdržovací nádoby 1 a je přepojitelný na vstupy dalších zdržných nádrží L Výstupy z jednotlivých zdržných nádrží 1 jsou propojeny a napojeny na rekuperační výměník 2.

Kal k hygienizaci je přiváděn přes rekuperační výměník 2, ve kterém se předehřívá na teplotu cca 35 °C již hygienizovaným odváděným kalem do případné vyhnívací nádrže. Předehřátý kal k hygienizaci je z rekuperačního výměníku 2 přiváděn do dohřívacího zařízení 3, kde je topnou vodou dohříván na teplotu 70 °C a z dohřívacího zařízení 3 je dohřátý kal přiváděn do první zdržné nádrže 1 s dobou nátoku rovnou podílu požadované doby pro setrvání kalu v hygienizačním termickém prostředí děleném číslem rovným o dvě menším, než je počet nádob (n-2), v případě čtyř nádob s poloviční dobou. Po ukončení nátoku do první zdržné nádoby 1 je přívod kalu k hygienizaci přepojen a je přiváděn do druhé zdržné nádoby 1. Po naplnění druhé zdržné nádoby 1 je přívod kalu k hygienizaci opět přepojen a je přiváděn do třetí zdržné nádoby 1 a po jejím naplnění je přívod kalu k hygienizaci přepojen a je přiváděn do čtvrté zdržné nádoby L Po naplnění všech čtyř zdržných nádrží 1 kalem k hygienizaci je zahájeno vypouštění hygienizovaného kalu do rekuperačního výměníku 4 z první zdržné nádrže 1 a následuje vypouštění již hygienizovaného kalu postupně ze všech zdržných nádrží s postupným napouštěním, setrváním a postupným vypouštěním hygienizovaného kalu v jednotlivých nádobách. Tento způsob zaručí hygieniky požadovanou dobu setrvání kalu na požadované hygienizační teplotě. Všechny zdržné nádoby jsou opatřeny přívodem tlakového vzduchu 6 a míchadlem 5, aby bylo možno během hygienizačního procesu zabránit nepřípustnému hnilobnému procesu.

Průmyslová využitelnost

Zařízení k hygienizaci kalu podle vynálezu je určeno pro využití u všech čistíren odpadních vod komunálních, odpadních vod z výrobních procesů průmyslu potravinářského, chemického a biologického charakteru a tím i zařazení těchto kalů do využitelných v zemědělství a krajinotvorbě. Toto zařízení není vhodné pro nebezpečné odpadní vody, ze kterých nelze odstranit chemické toxické látky běžnými čisticími biologickými nebo chemickými procesy a je nutno použít speciální postupy.

Claims

1. Zařízení k termické hygienizaci kalů obsahující dohřívací zařízení a rekuperační výměník, vyznačující se tím, že dále obsahuje alespoň tři zdržné nádrže /1/, přičemž výstup z dohřívacího zařízení /3/je napojen na vstup první zdržné nádoby /1/ a je přepojitelný na vstupy dalších zdržných nádrží /1/, a výstupy z jednotlivých zdržných nádrží /1/jsou propojeny na rekuperační výměník /4/.

2. Zařízení k termické hygienizaci kalů podle nároku 1, vyznačující se tím, že všechny zdržné nádrže /1/jsou opatřeny míchadlem /5/ a přívodem vzduchu /6/.

3. Zařízení k termické hygienizaci kalů podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že zdržné nádoby /1/jsou vytvořeny o objemu pro kontinuálně nateklého množství kalu po dobu /T/ požadovaného setrvání při hygienizační teplotě, děleného číslem o dvě menším, než je počet zdržných nádob /n - 2/.