RU2145944C1

RU2145944C1 - Method of decontamination of sewage deposits

Info

Publication number: RU2145944C1
Application number: RU99103550A
Authority: RU
Inventors: А.Г. Хлуденев; Н.Ф. Калинин; Н.М. Рябчиков; В.С. Врублевский; В.М. Беляев; И.Г. Ложкин; Н.А. Щеколдин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Лукойл-Пермнефтеоргсинтез"
Priority date: 1999-02-22
Filing date: 1999-02-22
Publication date: 2000-02-27

Abstract

FIELD: utilization and processing of municipal and industrial deposits on purification structures. SUBSTANCE: method comprises preliminary dehydration of deposit, granulation heat treatment in fluidized bed, wet purification of drying gases from dust and condensation of water vapor. Wet purification is carried out in evaporative mode at specific consumption of 0.015-0.08 kg/kg of gas and multiplicity of recirculation of uncleared wash liquid of 1.2-1.25 from value reversal to its specific consumption, and condensation of purified water vapor is carried out after wet purification. EFFECT: more efficient decontamination method. 3 ex

Description

Изобретение относится к способам утилизации и переработки коммунальных и производственных осадков на очистных сооружениях. The invention relates to methods for utilization and processing of municipal and industrial sludge at wastewater treatment plants.

Известны способы обеззараживания осадков сточных вод на очистных сооружениях, включающие предварительное обезвоживание осадка, гранулирование, его термообработку в псевдоожиженном слое, мокрую очистку сушильных газов в скруббере от пыли гранулята и твердых иловых частиц и конденсацию водяных паров, осуществляемую совместно с мокрой очисткой [Проспект фирмы ESCHER WYSS, Швейцария. Патент США 3963471, МКИ C 02 F 1/50]. Known methods for disinfecting wastewater sludge at treatment plants, including preliminary sludge dewatering, granulation, fluidized bed heat treatment, wet cleaning of drying gases in a scrubber from granulate dust and solid sludge particles, and water vapor condensation, carried out in conjunction with wet cleaning [Prospectus of ESCHER WYSS, Switzerland. US patent 3963471, MKI C 02 F 1/50].

Недостатком способов является образование в результате мокрой очистки газов большого количества жидкофазного отхода, представляющего собой смесь промывной жидкости и конденсата водяных паров сушильных газов, содержащую твердую фазу. Жидкофазный отход (конденсат) имеет определенный температурный потенциал и может быть использован в качестве вторичного энергоресурса [Проспект фирмы ESCHER WYSS, Швейцария]. The disadvantage of this method is the formation as a result of wet cleaning of gases of a large amount of liquid-phase waste, which is a mixture of washing liquid and condensate of water vapor drying gases containing a solid phase. Liquid phase waste (condensate) has a certain temperature potential and can be used as a secondary energy resource [Prospectus of ESCHER WYSS, Switzerland].

Однако известные трудности практической реализации процесса утилизации тепла загрязненного конденсата, связанные со сложностью аппаратурного оформления, необходимостью остановок на чистки и ремонт, снижают экономичность способа. However, the known difficulties in the practical implementation of the heat recovery process of contaminated condensate associated with the complexity of the hardware design, the need for stops for cleaning and repair, reduce the efficiency of the method.

Сброс же крупнотоннажного жидкофазного отхода на биоочистку, обусловленный вышеуказанными трудностями утилизации тепла загрязненного конденсата, приводит к возрастанию нагрузки на биоочистные сооружения и снижает экологичность способа [Патент США 3963471, МКИ C 02 F 1/50]. The dumping of large-tonnage liquid-phase waste to bio-treatment, due to the above difficulties in utilizing the heat of contaminated condensate, leads to an increase in the load on bio-treatment plants and reduces the environmental friendliness of the method [US Patent 3963471, MKI C 02 F 1/50].

Сущность изобретения заключается в следующем: изобретение направлено на решение задачи повышения экономичности способа обеззараживания осадков сточных вод. The invention consists in the following: the invention is aimed at solving the problem of increasing the efficiency of the method of disinfecting sewage sludge.

Решение данной задачи опосредовано новым техническим результатом. Технический результат достигается тем, что мокрую очистку ведут в испарительном режиме при удельном расходе промывной жидкости 0,015-0,08 кг/кг газа путем рециркуляции неосветленной промывной жидкости, с последующей конденсацией очищенных водяных паров. Это способствует снижению расхода промывной жидкости, упрощению процесса утилизации тепла очищенного конденсата и, в конечном итоге, повышению экономичности способа. The solution to this problem is mediated by a new technical result. The technical result is achieved by the fact that wet cleaning is carried out in an evaporative mode with a specific flow rate of washing liquid of 0.015-0.08 kg / kg of gas by recirculation of unclarified washing liquid, followed by condensation of the purified water vapor. This helps to reduce the flow rate of the wash liquid, simplify the process of heat recovery of the purified condensate, and, ultimately, increase the efficiency of the method.

Существенные признаки заявляемого технического решения: способ обеззараживания осадков сточных вод включает предварительное обезвоживание осадка, гранулирование, термообработку в псевдоожиженном слое, мокрую очистку сушильных газов от пыли и конденсацию водяных паров. Salient features of the claimed technical solution: the method of disinfecting sewage sludge includes preliminary sludge dewatering, granulation, heat treatment in a fluidized bed, wet cleaning of drying gases from dust and condensation of water vapor.

Отличительные признаки: мокрую очистку ведут в испарительном режиме при удельном расходе промывной жидкости 0,015-0,08 кг/кг газа и кратности рециркуляции неосветленной промывной жидкости, равной 1,2-1,25 от величины, обратной ее удельному расходу, а конденсацию очищенных водяных паров осуществляют после мокрой очистки. Distinctive features: wet cleaning is carried out in an evaporative mode with a specific flow rate of washing liquid 0.015-0.08 kg / kg of gas and a recirculation rate of unclarified washing liquid equal to 1.2-1.25 of the reciprocal of its specific flow rate, and condensation of purified water vapor is carried out after wet cleaning.

При осуществлении мокрой очистки горячей парогазовой смеси, выходящей из сушилки, в предлагаемых условиях температура нагрева промывной жидкости достигает предельной величины - температуры мокрого термометра. Жидкость при этом испаряется (испарительный режим), влагосодержание парогазовой смеси увеличивается. Для предотвращения зарастания рабочего объема скруббера отложениями твердых веществ, содержащихся в промывной жидкости, а также обеспечения изотермичности процесса мокрой очистки осуществляют рециркуляцию неосветленной промывной жидкости через скруббер. Образующиеся в результате мокрой очистки в условиях испарительного режима практически чистые водяные пары, представляющие собой смесь водяных паров сушильных газов и промывной жидкости, подвергают далее конденсации. Дальнейшее использование тепла очищенного конденсата не вызывает затруднений, присущих прототипу. Кроме того, при реализации способа в предлагаемых условиях достигается минимальный расход промывной жидкости и максимальный выход конденсата. Указанное преимущество также способствует повышению экономичности способа. When carrying out wet cleaning of a hot steam-gas mixture leaving the dryer, under the proposed conditions, the heating temperature of the washing liquid reaches a limit value - the temperature of the wet thermometer. The liquid evaporates (evaporation mode), the moisture content of the vapor-gas mixture increases. To prevent the scrubber working volume from overgrowing with deposits of solids contained in the wash liquid, as well as to ensure the isothermal process of wet cleaning, the unclarified wash liquid is recycled through the scrubber. Almost pure water vapor resulting from wet cleaning under the conditions of the evaporative regime, which is a mixture of water vapor of drying gases and washing liquid, is further subjected to condensation. Further use of the heat of the purified condensate does not cause the difficulties inherent in the prototype. In addition, when implementing the method under the proposed conditions, the minimum flow rate of the washing liquid and the maximum yield of condensate are achieved. This advantage also helps to increase the efficiency of the method.

Осуществление способа при значении удельного расхода промывной жидкости l > 0,08 кг/кг экономически нецелесообразно ввиду увеличения расхода промывной жидкости, затрат на ее перекачку, нагрузки на биоочистные сооружения и снижения количества образующихся паров. Значения l < 0,015 кг/кг также не могут быть рекомендованы в связи с возрастанием концентрации твердой фазы в циркулирующей промывной жидкости и нарушением стабильности работы форсунок для ее диспергирования. The implementation of the method with a specific flow rate of washing liquid l> 0.08 kg / kg is not economically feasible due to an increase in the consumption of washing liquid, the cost of pumping it, the load on biological treatment plants and the reduction in the amount of generated vapor. Values of l <0.015 kg / kg also cannot be recommended due to the increase in the concentration of the solid phase in the circulating wash liquid and the violation of the stability of the nozzles for its dispersion.

Кратность рециркуляции определяется из соотношения

где k = 1,2-1,25 - эмпирический коэффициент. Экспериментально установлено, что при значениях k < 1,2-1,25 мокрая очистка сопровождается постепенным накоплением в рабочем объеме скруббера твердых отложений, вызывающих нарушение гидродинамического режима аппарата. Работа с кратностью рециркуляции при k > 1,2-1,25 нежелательна, так как приводит к неоправданному росту гидравлического сопротивления скруббера и требует увеличения мощности циркуляционного насоса. Экспериментально установлено, что только реализация совокупности изложенных выше существенных признаков позволяет повысить экономичность способа обеззараживания осадков сточных вод.The recirculation ratio is determined from the ratio

where k = 1.2-1.25 is the empirical coefficient. It was experimentally established that at values k <1.2-1.25, wet cleaning is accompanied by a gradual accumulation of solid deposits in the scrubber's working volume, causing a violation of the hydrodynamic regime of the apparatus. Work with a recirculation ratio at k> 1.2-1.25 is undesirable, since it leads to an unjustified increase in the hydraulic resistance of the scrubber and requires an increase in the power of the circulation pump. It was experimentally established that only the implementation of the combination of the above essential features can improve the efficiency of the method of disinfection of sewage sludge.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими примерами. The essence of the invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Запыленные сушильные газы с температурой 85^oC и влагосодержанием 0,0845 кг/кг, образующиеся при термообработке гранулята в псевдоожиженном слое, подвергают мокрой очистке в скруббере с подвижной насадкой. В качестве насадочных тел используют полимерные кольца с эквивалентным диаметром 0,04 м. Удельный расход промывной жидкости (воды) - 0,08 кг/кг. Диспергирование жидкости осуществляется эвольвентной форсункой. Неосветленная промывная жидкость с концентрацией твердой фазы 0,2% рециркулирует через скруббер с помощью шламового насоса. Кратность рециркуляции

В скруббере устанавливается температура мокрого термометра, равная 52^oC, обеспечивающая работу в испарительном режиме. Далее очищенные водяные пары конденсируют в поверхностном конденсаторе.Example 1. Dusty drying gases with a temperature of 85 ^o C and a moisture content of 0.0845 kg / kg, resulting from the heat treatment of granulate in a fluidized bed, is subjected to wet cleaning in a scrubber with a movable nozzle. Polymeric rings with an equivalent diameter of 0.04 m are used as packed bodies. The specific consumption of the washing liquid (water) is 0.08 kg / kg. Liquid dispersion is carried out by an involute nozzle. The non-clarified wash liquid with a solid concentration of 0.2% is recirculated through the scrubber using a slurry pump. Recirculation ratio

In the scrubber, the temperature of the wet thermometer is set equal to 52 ^o C, ensuring operation in the evaporative mode. Next, the purified water vapor is condensed in a surface condenser.

Отложений твердых веществ в рабочем объеме скруббера не наблюдается. Работа форсунки стабильна. Solid deposits in the working volume of the scrubber are not observed. The nozzle is stable.

Пример 2. В условиях примера 1 удельный расход промывной жидкости составляет 0,015 кг/кг. Кратность рециркуляции

Концентрация твердой фазы в промывной жидкости 1%. Отложения твердой фазы в рабочем объеме скруббера и форсунки отсутствуют.Example 2. In the conditions of example 1, the specific flow rate of the washing liquid is 0.015 kg / kg Recirculation ratio

The concentration of the solid phase in the wash liquid is 1%. There are no deposits of a solid phase in the working volume of the scrubber and nozzle.

Пример 3. В условиях примера 1 расход промывной жидкости равен 0,008 кг/кг. Кратность рециркуляции

Концентрация твердой фазы в промывной жидкости составляет 2%. На тыльной стороне газораспределительной решетки наблюдаются небольшие отложения твердых веществ. Работа форсунки неудовлетворительна (ухудшение качества диспергирования, рост гидравлического сопротивления).Example 3. In the conditions of example 1, the flow rate of the washing liquid is equal to 0.008 kg / kg Recirculation ratio

The concentration of the solid phase in the wash liquid is 2%. Small deposits of solids are observed on the back of the gas distribution grill. The operation of the nozzle is unsatisfactory (deterioration of the dispersion quality, increase in hydraulic resistance).

Реализация предлагаемого способа позволяет, как установлено расчетами, сократить расход промывной жидкости, а следовательно, и количество жидкофазного отхода, по сравнению с прототипом, в среднем, в 47 раз и, кроме того, более рационально использовать тепло конденсата. The implementation of the proposed method allows, as established by calculations, to reduce the flow rate of the washing liquid, and therefore the amount of liquid-phase waste, in comparison with the prototype, by an average of 47 times and, moreover, it is more rational to use condensate heat.

Claims

A method for disinfecting sewage sludge, including preliminary sludge dewatering, granulation, heat treatment in a fluidized bed, wet cleaning of drying gases from dust and condensation of water vapor, characterized in that the wet cleaning is carried out in an evaporative mode with a specific flow rate of washing liquid of 0.015-0.08 kg / kg of gas and the rate of recirculation of the non-clarified wash liquid equal to 1.2 - 1.25 of the reciprocal of its specific consumption, and the condensation of the purified water vapor is carried out after wet cleaning.