FI20195958A1 - Lietteen kuivausmenetelmä ja -laite - Google Patents
Lietteen kuivausmenetelmä ja -laite Download PDFInfo
- Publication number
- FI20195958A1 FI20195958A1 FI20195958A FI20195958A FI20195958A1 FI 20195958 A1 FI20195958 A1 FI 20195958A1 FI 20195958 A FI20195958 A FI 20195958A FI 20195958 A FI20195958 A FI 20195958A FI 20195958 A1 FI20195958 A1 FI 20195958A1
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- sludge
- slurry
- section
- drying
- water
- Prior art date
Links
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 238000001035 drying Methods 0.000 title claims abstract description 37
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000011343 solid material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 49
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 12
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 11
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 4
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 claims description 3
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 claims description 3
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 claims description 3
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 claims description 2
- 238000000527 sonication Methods 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 6
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 6
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 5
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005370 electroosmosis Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241001122767 Theaceae Species 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009264 composting Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
- B01D61/56—Electro-osmotic dewatering
-
- 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
- C02F11/006—Electrochemical treatment, e.g. electro-oxidation or electro-osmosis
-
- 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
- C02F11/121—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering
-
- 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
- C02F11/13—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by heating
- C02F11/131—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by heating using electromagnetic or ultrasonic waves
-
- 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
- C02F11/143—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents using inorganic substances
-
- 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
- C02F11/147—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents using organic substances
-
- 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
- C02F11/15—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by treatment with electric, magnetic or electromagnetic fields; by treatment with ultrasonic waves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B1/00—Preliminary treatment of solid materials or objects to facilitate drying, e.g. mixing or backmixing the materials to be dried with predominantly dry solids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
- F26B3/32—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by development of heat within the materials or objects to be dried, e.g. by fermentation or other microbiological action
- F26B3/34—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by development of heat within the materials or objects to be dried, e.g. by fermentation or other microbiological action by using electrical effects
- F26B3/347—Electromagnetic heating, e.g. induction heating or heating using microwave energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B5/00—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
- F26B5/02—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by using ultrasonic vibrations
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B5/00—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
- F26B5/14—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by applying pressure, e.g. wringing; by brushing; by wiping
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3563—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing solids; Preparation of samples therefor
-
- 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
- C02F11/121—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering
- C02F11/123—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering using belt or band filters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B2200/00—Drying processes and machines for solid materials characterised by the specific requirements of the drying good
- F26B2200/02—Biomass, e.g. waste vegetative matter, straw
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B2200/00—Drying processes and machines for solid materials characterised by the specific requirements of the drying good
- F26B2200/18—Sludges, e.g. sewage, waste, industrial processes, cooling towers
Abstract
Hakemus kohdistuu erään suoritusmuodon mukaiseen lietteen kuivausmenetelmään (100). Menetelmässä erotetaan (120) sähkökuivaimessa sähkökentän avulla lietteessä olevaa vettä sen kiinteästä materiaalista ja puristetaan (120) sähkökuivaimessa mekaanisesti vettä lietteestä. Lisäksi menetelmässä esikäsitellään (112) kuivattava liete ultraäänellä ainakin lietteen solurakenteen heikentämiseksi, jolloin mahdollistetaan lietesoluihin varastoituneen sisäisen veden poistaminen sähkökuivaimessa.
Description
LIETTEEN KUIVAUSMENETELMÄ JA -LAITE Tekniikan ala Hakemus kohdistuu yleisesti lietteen kuivausmenetelmään ja siinä käytettä- vään kuivauslaitteeseen.
Tausta Suomessa energiantuotannossa poltetaan vuosittain 400 000 tonnia mm. met- säteollisuudessa jätevesien puhdistamisen yhteydessä syntyviä erilaisia liettei- tä.
Lietteet ovat märkiä kuitupitoisia jakeita, jotka voidaan jakaa kuituliettee- seen ja biolietteeseen, joka koostuu pääosin jätevettä puhdistavasta bakteeri- = massasta.
Biolietteen osuus on merkittävä ja sen suhteellinen osuus kaikista lietteistä on ollut viimeiset vuosikymmenet jatkuvassa kasvussa.
Liisterimäinen ja tarttuva bioliete koostuu bakteerisolukosta, joka sisältää run- saasti solunsisäistä vettä.
Rihmamaiset bakteerit häiritsevät vedenpoistoa, jo- ten polttamista varten tehtävä biolietteen kuivaus onnistuu erittäin huonosti olemassa olevilla kuivaintyypeillä.
Huonosti onnistuneen vedenpoiston seu- rauksena kuivatun biolietteen polttoarvo jää alhaiseksi.
Yhteenveto Keksinnön eräänä tavoitteena on ratkaista tunnetun tekniikan ongelmia, kas- vattaa biolieteen polttoarvoa ja tuottaa kustannussäästöjä biolietteen loppusi- — joituksessa kasvattamalla sen kuiva-ainepitoisuutta uuden biolietteen käsitte- o lymenetelmän ja -laitteen avulla.
Lisäksi uudella menetelmällä ja laitteella kas- > vatetaan biolietteen kuivauksen energiatehokkuutta ja tuotetaan erittäin korke- ~ an hygieniatason omaavaa kuivattua lietetta. x Keksinnön eräs tavoite saavutetaan itsenäisten vaatimusten mukaisilla kui- z 25 —vausmenetelmällä ja -laitteella. a x Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisessa lietteen kuivausmenetelmässä o O erotetaan sähkökuivaimessa (sähköavusteisessa kuivaimessa) sähkökentän > avulla lietteessä olevaa vettä sen kiinteästä materiaalista ja puristetaan sähkö- kuivaimessa mekaanisesti vettä lietteestä.
Lisäksi menetelmässä esikäsitel- — lään kuivattava liete ultraäänellä ainakin lietteen solurakenteen heikentämisek-
si, jolloin mahdollistetaan lietesoluihin varastoituneen sisäisen veden poistami- nen sähkökuivaimessa. Keksinnön erään suoritusmuodon mukainen lieteen kuivauslaite, joka on sovi- tettu toteuttamaan edellä esitetyn suoritusmuodon mukainen menetelmä. Laite — käsittää sähkökuivaimen, jossa erotetaan sähkökentän avulla lietteessä olevaa vettä sen kiinteästä materiaalista ja puristetaan mekaanisesti vettä lietteestä. Lisäksi laite käsittää esikäsittelyosan, jossa kuivattava liete esikäsitellään ult- raäänellä ainakin lietteen solurakenteen heikentämiseksi, jolloin mahdolliste- taan lietesoluihin varastoituneen sisäisen veden poistaminen sähkökuivaimes- sa Keksinnön muita suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä vaatimuksissa. Keksinnön esimerkinomaisia suoritusmuotoja esitetään yksityiskohtaisemmin mukana olevien kuvien avulla. Kuvien yksityiskohtainen selitys Fig. 1 esittää lieteen kuivausmenetelmän 100 vuokaaviona. Kuivattava liete (lietemassa) on esim. primäärilietettä tai prosessien ylijäämänä syntyvää, bak- teereista koostuvaa biolietettä (biomassaa). Vaiheessa 110 kuivattavaksi tarkoitettu liete syötetään lietteen kuivauksessa käytettävään kuivauslaitteeseen (-kone) 240, jossa liete kulkeutuu joko suo- — raan tai laitteen 240 materiaalin siirtämiseen tarkoitetun siirtomekanismin (siir- to-osa, siirtovälineet) 244 avulla sen esikasittelyosaan 246. o Vaiheessa 112 laitteen 240 esikäsittelyosassa 246 olevalle lietteelle tehdään < fysikaalinen kunnostus (esikäsittely), jotta sen solurakenne vähintäänkin hei- = kentyisi. Esikäsittely tehdään kohdistamalla lietteeseen esikäsittelyosaan 246 © 25 — asennetulla ultraäänilähetinosalla 247 muodostettua ultraääntä. UÄ-lähetinosa I 247 pystyy kohdistamaan lietteeseen suurtehoultraääntä, jonka taajuus on & esim. 20-40 kHz, esim. 20, 25, 30, 35 tai 40 kHz. 00
LO 2 Esikäsittelyn aikana on tarvittaessa mahdollista optimoida (säätää) käytettävän 2 ultraäänen tehoa ohjaamalla laitteen 240 ohjausosan 242 avulla UA- N 30 —lähetinosan 247 toimintaa, jotta pystytään ehkäisemään esikäsittelyssä synty- vän hienoaineen muodostusta.
Ultraääni osittain rikkoo ja/tai osittain heikentää lietemassassa olevien baktee- rien solurakennetta (solukalvoja). Lisäksi ultraääni pilkkoo lietteessä olevat bakteerirakenteet, jotka ovat UA-kasittelylle herkimpiä rakenteita.
Lieteen bak- teerien sisäisten rakenteiden heikentämisen ja rikkomisen ansiosta on mahdol- lista entistä tehokkaammin poistaa lietesoluihin varastoitunut sisäinen vesi esi- käsittelyn jälkeen laitteen 240 sähkökuivaimessa (sähköavusteisessa kuivaimessa) 250. Vaiheessa 114 ohjataan ultraäänellä esikäsitelty liete siirtomekanismin 244 avulla esikäsittelyosasta 246 laitteen 240 kemialliseen lietteenkunnostussäili- = öön 248. Vaiheessa 116 rikottuja ja heikennettyjä bakteerirakenteita sisältävälle, esikä- sitellylle lietteelle tehdään kunnostussäiliössä 248 kemiallinen kunnostus en- nen sähköistä ja mekaanista käsittelyä lieteflokkien ja vapaan veden muodos- tamiseksi lietteeseen.
Lieteflokit muodostetaan bakteerien pilkotuista raken- — teista flokkauskemikaalilla, jossa on ainakin yhtä seuraavaista aineosasista: orgaanista polyelektrolyyttia, epäorgaanista alumiinisuolaa ja epäorgaanista rautasuolaa.
Vaiheiden 112 ja 116 lietteenkäsittely on yhdistelmä ultraäänen aikaansaamaa fysikaalista ja flokkauskemikaalien aikaansaamaa kemiallista lietteenkunnos- — tusta.
Vaiheessa 118 ohjataan lieteflokkeja ja vapaata vettä sisältävä kemiallisesti käsitelty liete siiitomekanismin 244 avulla kunnostussäiliöstä 248 laitteen 240 sähkökuivaimeen 250 sähköavusteista kuivausta (elektrokuivausta) varten. = Vaiheessa 120 kemiallisesti käsitelty liete altistetaan sähkökuivaimeen 250 = 25 muodostetun sähkökuivauskentän vaikutukselle, jotta flokkiutuneesta lietteestä o kyetään erottamaan ainakin sen sisältämä vapaa vesi lietteessä olevasta kiin- © teästä materiaalista, ja puristetaan sähkökuivaimessa 250 mekaanisesti aina- E kin vapaa vesi pois lietteestä.
D Sähkökuivauskentässä flokkiutuneen lietteen sisältämä vesi poistuu elektro- 3 30 osmoosin ja elektrofreesin vaikutuksesta, kun ultraäänellä pilkotut ja flokeiksi N kasautuneet rihmamaiset bakteerit eivät häiritse vedenpoistoa.
Sähkökuivaus- kentässä lietteestä poistuu vapaan veden lisäksi myös kapillaarivesi, absorboi-
tunut vesi ja solunsisäinen vesi, joka on vapautettu soluista vaiheen 112 ultra- äänikäsittelyn aikana.
Tunnetut elektro-osmoosiin ja -freesiin perustuvat, sähkökentässä tapahtuvat vedenpoistoratkaisut muuttuvat energiatehottomiksi viimeistään, kun kuivatta- vassa lietteessä on jäljellä solunsisäinen vesi. Tällöin tunnettujen sähkö- kuivainten energiankulutus nousee rajusti ja kuivauskapasiteetti putoaa oleelli- sesti, jos solunsisäinen vesi pyritään pumppaamaan solukalvon läpi tai solu- kalvon rakenne pyritään rikkomaan sähkökentän voimakkuutta merkittävästi nostamalla.
— Ultraäänitekniikalla puolestaan pystytään rikkomaan lietteen solukalvot mm. kavitaatioon perustuvilla voimilla. Solukalvoja rikottaessa liete pilkkoutuu ja liet- teen sisältämä hienoaineen määrä lisääntyy, jolloin lietteestä muodostuu tii- viimpää. Tiiviin lietteen mekaaninen tai terminen kuivaus siihen sopivilla laitteil- la heikkenee, koska ilma ja vesi läpäiset tiivistä lietettä huonosti hienoaineen — aiheuttaman virtausvastuksen kasvaessa.
Käyttämällä ultraääntä sähkökuivauksen esikäsittelynä, pystytään hyödyntä- mään kummankin tekniikan vahvuuksia, kun ultraääni rikkoo, tai vähintäänkin heikentää merkittävästi solukalvoja, jolloin sähkökuivaimen sähkökentässä ve- den poistaminen on mahdollista suorittaa kustannustehokkaasti.
— Lisäksi ultraäänikäsittelyn heikkoudet eivät vaikuta heikentävästi sähkö- kuivauksen onnistumiseen, koska siinä syntyvän hienoaineen kasvu, ja siitä seuraava lietteen tiivistyminen, häiritsevät sähkökuivausta ainoastaan vähäi- sesti, koska sähkökentän avulla veden virtaus saadaan aikaan pientenkin huo- o kosten läpi.
& NL 25 — Mikäli laitteeseen 240 ei kuulu jälkikäsittelyosaa 252, niin vaiheen 120 jälkeen, o vaiheessa 126 ohjataan sähkö- ja puristuskäsitelty, eli sähkökuivattu, liete siir- © tomekanismin 244 avulla pois laitteesta 240 jatkohyödynnettäväksi tai varastoi- E tavaksi odottamaan jatkohyödyntämistä.
O Mikäli laitteeseen 240 kuuluu jälkikäsittelyosa 252, niin vaiheen 120 jälkeen, 3 30 — vaiheessa 122 ohjataan sähkökuivattu liete siirtomekanismin 244 avulla jalki- N käsittelyosaan 252.
Vaiheessa 124 jälkikäsittelyosassa 252 oleva liete sähkökuivattu liete jälkikäsi- tellään (jälkikuivaus), jotta veden poisto lietteestä tehostuisi entisestään paran- taen kuivaustulosta. Jälkikäsittely tehdään kohdistamalla lietteeseen jälkikäsit- telyosaan 252 asennetulla mikroaaltolähetinosalla 253 muodostettua mikroaal- 5 — tosäteilyä. MA-lähetinosa 253 pystyy kohdistamaan lietteeseen mikroaalto- säteilyä, jonka taajuus on 300-3000 MHz, esim. 300, 500, 800, 1000, 2000 tai 3000 MHz.
Mikroaaltokäsittelyllä pystytään lisäämään lopullisen kuiva-aineen määrää ja hallitsemaan kuivaustulosta paremmin, kun kuivatusta lietteestä saadaan ai- — kaisempaa tasalaatuista.
Vaiheen 124 jatkokäsittelyn jälkeen, aivan samoin kuin edellä on kuvattu säh- kökuivatun lietteen tapauksessa vaiheessa 120, vaiheessa 126 ohjataan mik- roaaltokäsitelty, eli jatkokäsitelty, liete siirtomekanismin 244 avulla pois lait- teesta 240 jatkohyödynnettäväksi tai varastoitavaksi.
— Mikäli laitteeseen 240 kuuluu ainakin yhden lämpökameran käsittävällä lämpö- kameraosa 254, niin menetelmän 100 aikana on mahdollista valvoa lietteen kuivauksen etenemistä ja sen onnistumista online-mittauksella lämpökamera- osalla 254. Valvonta on mahdollista toteuttaa ainakin yhdessä seuraavista lait- teen 240 osista: esikäsittelyosa 246, kunnostussäiliössä 248, sähkökuivain 250 ja jalkikasittelyosa 252.
Kuivaustehon säätö on energiatehokkuuden kannalta tärkeässä asemassa. Lämpökameratekniikkaa on mahdollista hyödyntää kuivaustehon säädön tar- peen ja oikean kohdistamisen lisäksi laitteen 240 tahattomien paikallisten yli- o kuumenemisien estämiseen.
O = 25 — Lietteiden, esim. biolietteiden, kuivauskäsittelyn on oltava hellävaraista, mutta o siitä huolimatta rihmamaiset bakteerit pitää katkoa ja solunsisäiseen veteen on © päästävä käsiksi ilman kannattamattomaksi nousevaa energiankulutusta. Sen E takia ultraäänellä tapahtuva esikäsittely sopii hyvin tähän tarkoitukseen. Mikro- 0 aaltokuivaus puolestaan sopii energiatehokkaana kuivausmenetelmänä erin- 2 30 — omaisesti jälkikuivaukseen. o N Menetelmän 100 ja laitteen 240 avulla kuivatun lietteen polttoarvo on aikai- sempaa korkeampi, sen poltosta syntyvät hiilidioksidipäästöt vähenevät ja liet-
teen kasvanut kuiva-ainepitoisuus mahdollistaa uusia hyötykäyttö- ja ravintei- den kierrätyskohteita.
Fig. 2 esittää edellisen kuvan yhteydessä esitetyn menetelmän 100 toteuttami- seen tarkoitetun lietteen kuivauksessa käytettävän laitteen 240 periaatekuvan.
Laitteessa 240 on virtalähdeosa 241, jonka avulla laite 240 ottaa tarvitseman- sa käyttövirran.
Laitteessa 240 on lisäksi ohjausosa 242, jonka avulla laite 240 ohjaa omaa toimintaansa, eli osiensa 241, 244, 246, 247, 248, 250, 252, 253, 254 toimin- taa siten, että laite 240 toimii edellisen kuvan yhteydessä esitetyn mukaisesti.
Ohjausosassa 242 on prosessoriosa 256, jonka avulla toteutetaan sovellusoh- jelmien ja laitteen 240 käyttäjän määrittämiä ohjauskomentoja, sekä käsitel- lään tietoa.
Prosessoriosaan 256 kuuluu ainakin yksi prosessori, esim. yksi, kaksi, kolme tai useampia prosessoreja.
Ohjausosassa 242 on lisäksi tiedonsiirto-osa 258, jonka avulla laite 240 lähet- — tää ohjauskomentoa ja tietoa muille laitteen 240 osille 241, 244, 246, 247, 248, 250, 252, 253, 254 ja vastaanottaa niiden lähettämää tietoa.
Ohjausosassa 242 on mahdollisesti lisäksi fyysinen käyttöliittymäosa 260, jon- ka avulla käyttäjä voi antaa laitteelle 240, erityisesti sen osille 241, 244, 246, 247, 248, 250, 252, 253, 254, ohjauskomentoja ja sen tarvitsemaa tietoa, sekä — vastaanottaa laitteelta 240 sen esittämää tietoa, ohjeita ja ohjauskomento- pyyntöjä.
Käyttöliittymäosaan 260 kuuluu ainakin yksi seuraavista osista: fyysi- set toimintanäppäimet, näppäimistö, näyttö ja kosketusnäyttö. oO S Ohjausosassa 242 on lisäksi muistiosa 262, johon on tallennettu laitteen 240 = toimintaa ohjaavia ja sen käyttämiä sovellusohjelmia, sekä toiminnassa käytet- © 25 tavaa dataa.
Muistiosaan 262 kuuluu ainakin yksi muisti, esim. yksi, kaksi, z kolme tai useampia muisteja. 0 Muistiosassa 262 on tiedonsiirto-osan 258 toimintaa ohjaava tiedonsiirtosovel- 2 lus 264, fyysisen käyttöliittymäosan 260 — sellaisen kuuluessa ohjausosaan 2 242 — toimintaa ohjaava käyttöliittymäsovellus 266, virtalähdeosan 241 toimin- N 30 taa ohjaava virtalähdesovellus 268 ja laitteen 240 osien toimintaa 241, 244, 246, 247, 248, 250, 252, 253, 254 ohjaava sovellus 270.
Sovellus 270 käsittää tietokoneohjelmakoodin (ohjeet), joilla ohjataan laitetta 240 toimimaan edellisen kuvan yhteydessä esitetyllä tavalla, kun sovellus 270 suoritetaan prosessoriosalla 256 muistiosan 262 avustuksella laitteessa 240. Laitteessa 240 on lisäksi, kuten edellisen kuvan yhteydessä on jo esitetty, lait- teessa 240 siirrettävän materiaalin (lietteen) siirtämiseen tarkoitettu siirtome- kanismi 244 sekä esikäsittelyosa 246 ja sen yhteydessä UÄ-lähetinosa 247 kuivattavan lietteen esikäsittelemiseksi ultraäänellä ainakin sen solurakenteen heikentämiseksi, jotta lietesoluihin varastoitunut sisäinen vesi pystyttäisiin pois- tamaan sähkökuivaimessa 250.
— Laitteessa 240 on lisäksi, kuten edellisen kuvan yhteydessä on jo esitetty, liet- teen kemialliseen kunnostukseen tarkoitettu kunnostussäiliö 248 ja lietteen sähköiseen kuivaukseen tarkoitettu sähkökuivain 250 lietteessä olevan veden erottamiseksi sen kiinteästä materiaalista sähkökentän avulla ja puristamiseksi mekaanisesti lietteestä.
— Laitteessa 240 on mahdollisesti lisäksi, kuten edellisen kuvan yhteydessä on jo esitetty, lietteen MA- tai UV-käsittelyyn tarkoitettu jälkikäsittelyosa 252 ja sen yhteydessä MA-lähetinyksikkö 253 tai UV-lähetinosa.
Laitteessa 240 on mahdollisesti lisäksi, kuten edellisen kuvan yhteydessä on jo esitetty, lietteen kuivauksen etenemisen ja onnistumisen online-seurantaan — tarkoitettu lämpökameraosa 254.
Menetelmän 100 ja laitteen 240 avulla kuivatun lietteen kuljetuskustannukset lietteen loppusijoituspaikkaan pienenevät lietteen ollessa kevyempää, kun se o sisältäessä aikaisempaa vähemmän vettä.
O N Menetelmän 100 ja laitteen 240 avulla myös porttimaksut esim. biokaasulai- - 25 — tokselle, kompostointiin tai muuhun loppusijoituspaikkaan pienenevät, kun 2 kuormattava liete on kevyempää.
I & Edellä on esitetty ainoastaan keksinnön esimerkinomaisia suoritusmuotoja. 3 Sen mukaista periaatetta voidaan luonnollisesti muunnella vaatimusten maarit- o O telemän suoja-alueen puitteissa esim. toteutuksen yksityiskohtien sekä käyttö- > 30 — alueiden osalta.
Claims (11)
1. Lietteen kuivausmenetelmä (100), jossa erotetaan (120) sähkökuivaimessa (250) sähkökentän avulla lietteessä olevaa vettä sen kiinteästä materiaalista ja puristetaan (120) sähkökuivaimessa mekaanisesti vettä lietteestä, tunnettu siitä, että kuivattava liete esikäsitellään (112) ultraäänellä ainakin lietteen solura- kenteen heikentämiseksi, jolloin mahdollistetaan lietesoluihin varastoituneen sisäisen veden poistaminen sähkökuivaimessa.
2. Edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, jossa esikäsittely tehdään esikasittelyosassa (246), jossa lietteeseen kohdistetaan ultraäänilähetinosalla (247) muodostettua ultraääntä, joka pilkkoo lietteen rihmamaiset rakenteet se- kä heikentää ja rikkoo lietteen solurakenteita.
3. Vaatimuksen 2 mukainen menetelmä, jossa lietteeseen kohdistettavan — suurtehoultraäänen taajuus on 20-40 kHz.
4. Jonkin edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, jossa käytettävän ultraäänen tehoa optimoidaan käsittelyn seurauksena syntyvän hienoaineen muodostuksen ehkäisemiseksi.
5. Jonkin edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, jossa kemiallisessa —kunnostussäiliössä (248) lietettä käsitellään kemiallisesti (116) ennen sähköis- tä ja mekaanista käsittelyä lieteflokkien muodostamiseksi lietteeseen.
6. Vaatimuksen 5 mukainen menetelmä, jossa lieteflokkeja muodostetaan = flokkauskemikaalilla, joka käsittää ainakin yhden seuraavista: orgaaninen po- N lyelektrolyytti, epäorgaaninen alumiinisuola ja epäorgaaninen rautasuola. © 25
7. Jonkin edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, jossa sähkökuivattu I ja puristettu liete jälkikäsitellään (124) jälkikäsittelyosassa (252), jossa liettee- & seen kohdistetaan mikroaaltolähetinosalla (253) muodostettua mikroaaltosätei- O lyä kuivaustuloksen parantamiseksi.
LO 2
8. Vaatimuksen 7 mukainen menetelmä, jossa lietteeseen kohdistettavan N 30 — mikroaaltosäteilyn taajuus on 300-3000 MHz.
9. Jonkin edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, jossa lietteen kui- vausta valvotaan lämpökameraosalla (254) ainakin yhdessä seuraavista: esi- käsittelyosassa, kunnostussäiliössä, sähkökuivaimessa ja jalkikasittelyosassa.
10. Jonkin edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, jossa kuivattava lie- teon biolietetta.
11. Lietteen kuivauslaite (240), joka on sovitettu toteuttamaan jonkin edelli- sen vaatimuksen mukainen menetelmä (100), käsittää sähkökuivaimen (250) lietteessä olevan veden erottamiseksi (120) sen kiinteästä materiaalista sähkökentän avulla, sähkökuivaimen erotetun veden puristamiseksi (120) mekaanisesti liet- teestä ja esikasittelyosan (246) kuivattavan lietteen esikäsittelemiseksi (112) ultra- äänellä ainakin lietteen solurakenteen heikentämiseksi, jolloin mahdollistetaan lietesoluihin varastoituneen sisäisen veden poistaminen sähkökuivaimessa.
oO
O
N o
O
I a a 00
LO o
LO o
O
N
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20195958A FI20195958A1 (fi) | 2019-11-08 | 2019-11-08 | Lietteen kuivausmenetelmä ja -laite |
| PCT/FI2020/050736 WO2021089924A1 (en) | 2019-11-08 | 2020-11-06 | Drying method and device for sludge |
| EP20884881.2A EP4054985A4 (en) | 2019-11-08 | 2020-11-06 | SLUDGE DRYING METHOD AND APPARATUS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20195958A FI20195958A1 (fi) | 2019-11-08 | 2019-11-08 | Lietteen kuivausmenetelmä ja -laite |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20195958A1 true FI20195958A1 (fi) | 2021-05-09 |
Family
ID=75848286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20195958A FI20195958A1 (fi) | 2019-11-08 | 2019-11-08 | Lietteen kuivausmenetelmä ja -laite |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4054985A4 (fi) |
| FI (1) | FI20195958A1 (fi) |
| WO (1) | WO2021089924A1 (fi) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112408889A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-02-26 | 湖北文理学院 | 一种改性市政污泥的制备方法及其在生态护坡中的应用 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113983764A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-01-28 | 上海牧融机械设备有限公司 | 一种螺旋二次挤压脱水机 |
| CN116495960B (zh) * | 2023-06-27 | 2023-10-20 | 中铁建工集团有限公司 | 一种污泥预处理设备及处理工艺 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5874199A (ja) * | 1981-10-26 | 1983-05-04 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 上水汚泥の脱水方法 |
| FI103108B1 (fi) * | 1994-08-29 | 1999-04-30 | Valmet Flootek Oy | Menetelmä veden erottamiseksi lietteestä |
| US6824694B2 (en) * | 2002-11-04 | 2004-11-30 | Chemco Systems L.P. | Method for treating waste by application of energy waves |
| CN100390080C (zh) * | 2005-12-08 | 2008-05-28 | 扬子石油化工股份有限公司 | 一种促进活性污泥减量工艺 |
| WO2011063512A1 (en) * | 2009-11-26 | 2011-06-03 | Gl&V Canada Inc. | Increasing dewatering efficiency by combining electro-osmosis and aeration |
| CN106277693A (zh) * | 2015-06-05 | 2017-01-04 | 天津达川环保科技有限公司 | 一种高干度污泥处理机 |
| CN108083611A (zh) * | 2016-11-23 | 2018-05-29 | 天津达川环保科技有限公司 | 一种污泥处理方法 |
| FI127626B (fi) * | 2017-06-22 | 2018-10-31 | Lappeenrannan Teknillinen Yliopisto | Menetelmä ja laite nesteen poistamiseksi materiaalista |
| AT521104B1 (de) * | 2018-03-16 | 2021-07-15 | Ulrich Kubinger Dr | Verfahren zur Optimierung der Entwässerung von Schlamm aus einem biologischen Reinigungsprozess |
| CN108911472A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-11-30 | 河海大学 | 一种声电复合多功能污泥减量化系统及其工作方法 |
| CN109293219A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-02-01 | 吉林建筑大学 | 污泥脱水装置 |
-
2019
- 2019-11-08 FI FI20195958A patent/FI20195958A1/fi unknown
-
2020
- 2020-11-06 EP EP20884881.2A patent/EP4054985A4/en active Pending
- 2020-11-06 WO PCT/FI2020/050736 patent/WO2021089924A1/en unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112408889A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-02-26 | 湖北文理学院 | 一种改性市政污泥的制备方法及其在生态护坡中的应用 |
| CN112408889B (zh) * | 2020-12-07 | 2022-04-05 | 湖北文理学院 | 一种改性市政污泥的制备方法及其在生态护坡中的应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4054985A4 (en) | 2023-11-08 |
| WO2021089924A1 (en) | 2021-05-14 |
| EP4054985A1 (en) | 2022-09-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI20195958A1 (fi) | Lietteen kuivausmenetelmä ja -laite | |
| Park et al. | Combined alkaline and ultrasound pre-treatment of thickened pulp mill waste activated sludge for improved anaerobic digestion | |
| Mowla et al. | A review of the properties of biosludge and its relevance to enhanced dewatering processes | |
| CN100542652C (zh) | 污泥脱水工艺及装置 | |
| US20100282683A1 (en) | Sludge concentration and dehydration method | |
| CN105399293B (zh) | 一种污泥干化处理系统 | |
| CN104326641B (zh) | 一种电渗透板框污泥压缩机及处理污泥的方法 | |
| ES2140453T3 (es) | Aparato y metodo para tratamiento de fangos de aguas residuales. | |
| JP2009028663A (ja) | 汚泥脱水方法 | |
| CN109665692A (zh) | 一种基于水热条件下芬顿试剂氧化剩余污泥调理方法 | |
| CN201473431U (zh) | 一种造纸污泥处理装置 | |
| KR100734096B1 (ko) | 슬러지의 전기침투 탈수 및 건조 장치 | |
| KR101978428B1 (ko) | 유기성폐기물의 에너지화 시스템 및 방법 | |
| CN205473307U (zh) | 一种电渗透脱水系统 | |
| WO2004028986A3 (fr) | Procede de traitement d'eaux residuaires par bio-reacteur a membranes | |
| CN109467304A (zh) | 一种污泥预处理的方法 | |
| CN103204617A (zh) | 污泥的脱水处理工艺 | |
| CN104150738B (zh) | 一种有机物细粒污泥的干化方法与移动式干化系统 | |
| KR101135122B1 (ko) | 전기 탈수와 마이크로파 및 열풍을 이용한 하수슬러지 처리장치 및 방법 | |
| CN203890209U (zh) | 太阳能多维电极与微波催化污泥发电装置 | |
| KR100378673B1 (ko) | 전기 투입식 필터프레스 탈수장치 | |
| JP5340054B2 (ja) | 電気浸透式脱水機の運転方法 | |
| CN105481222A (zh) | 一种电渗透脱水系统 | |
| CN104150739B (zh) | 一种无机物细粒污泥的干化方法与移动式干化系统 | |
| KR20200045163A (ko) | 차아염소산수 혼합 가용화 장치를 구비하는 탈수오니 감량 처리기 |