RU2264998C1 - Method of production of organomineral fertilizers from sewage sediments - Google Patents

Method of production of organomineral fertilizers from sewage sediments Download PDF

Info

Publication number
RU2264998C1
RU2264998C1 RU2004109290/12A RU2004109290A RU2264998C1 RU 2264998 C1 RU2264998 C1 RU 2264998C1 RU 2004109290/12 A RU2004109290/12 A RU 2004109290/12A RU 2004109290 A RU2004109290 A RU 2004109290A RU 2264998 C1 RU2264998 C1 RU 2264998C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sewage
acid
sediments
acid washing
distillation
Prior art date
Application number
RU2004109290/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
К.М. Элькинд (RU)
К.М. Элькинд
И.Г. Трунова (RU)
И.Г. Трунова
К.Н. Тишков (RU)
К.Н. Тишков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет
Priority to RU2004109290/12A priority Critical patent/RU2264998C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2264998C1 publication Critical patent/RU2264998C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/20Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses

Landscapes

  • Fertilizers (AREA)

Abstract

FIELD: ecology; methods of utilization of sewage sediments.
SUBSTANCE: the invention is pertaining to the field of ecology and may be used at utilization of sediments of the sewage formed at the urban sewage disposal plants with production of organomineral fertilizers. The method provides for the treatment of the placed in the cassette sediment with an acid washing solution, regeneration of the acid washing solution, neutralization of the sediment. The sewage sediment before the treatment with the acid washing solution is treated with an alkaline extract with the subsequent washing by a hydrochloric acid washing solution. Regeneration of the acid washing solutions is conducted within one phase by distillation, the washing waters after the acid washing are regenerated by a method of distillation. As a power supply at distillation use the flue-gases gained at incineration of a natural gas or a biogas gained in the methane-tanks, which are a part of the sewage disposal plants, or a mixture of the natural gas and the biogas. The method ensures more complete extraction from the sewage sediments of valuable components, an increase of their fertilizing value, expansion of the assortment of the gained products, reduction of power and reactants input used for treatment of the sediments and formation of a closed cycle of the technological solutions.
EFFECT: the invention ensures more complete extraction of valuable components from the sewage sediments, an increase of their fertilizing value, expansion of the gained products assortment, reduction of power and reactants inputs, formation of a closed cycle of the technological solutions.
1 ex, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано при утилизации осадков сточных вод, образующихся на городских очистных сооружениях с получением органоминеральных удобрений.The invention relates to the field of ecology and can be used in the disposal of sewage sludge generated at urban wastewater treatment plants with organic fertilizers.

Известен способ получения органоминеральных удобрений (патент РФ № 2039726, кл. С 05 F 7/00, от 20.07.95), согласно которому из осадков сточных вод вначале удаляют ионы тяжелых металлов путем обработки осадков раствором азотной кислоты концентрацией 1,0-1,25 моль/дм3 при температуре 50-70°С в течение 10-20 минут. Процесс проводят при соотношении твердой и жидкой фаз, равном 1:5, и числах Рейнольдса больше 1·105. При этих условиях остаточное содержание тяжелых металлов соответствует нормам для данного вида удобрений.A known method of producing organic fertilizers (RF patent No. 2039726, class C 05 F 7/00, 07/20/95), according to which heavy metal ions are first removed from sewage sludge by treating the sludge with a solution of nitric acid with a concentration of 1.0-1, 25 mol / dm 3 at a temperature of 50-70 ° C for 10-20 minutes. The process is carried out with a ratio of solid and liquid phases equal to 1: 5, and Reynolds numbers greater than 1 · 10 5 . Under these conditions, the residual content of heavy metals meets the standards for this type of fertilizer.

После фильтрации на барабанном вакуум-фильтре или рамном пресс-фильтре осуществляют нейтрализацию остаточной кислотности щелочными агентами, такими как гидроксид калия, гидроксид аммония, углекислый кальций с получением органоминерального удобрения. Выделенные из осадка металлы осаждают из раствора и перерабатывают в шлам, из которого затем регенерируют.After filtration on a drum vacuum filter or a frame press filter, residual acidity is neutralized with alkaline agents such as potassium hydroxide, ammonium hydroxide, calcium carbonate to obtain organic fertilizer. Metals isolated from the precipitate are precipitated from the solution and processed into sludge, from which they are then regenerated.

Недостатком указанного способа является то, что используемую для выделения металлов из осадков сточных вод кислоту не регенерируют, что ведет к повышенному ее расходу. Кроме того, на нейтрализацию кислоты при получении шламов необходимо затрачивать реагенты, что приводит к усложнению технологической схемы и повышает стоимость обработки.The disadvantage of this method is that the acid used to separate metals from wastewater sludge does not regenerate, which leads to its increased consumption. In addition, reagents must be spent on acid neutralization in the preparation of sludge, which complicates the technological scheme and increases the cost of processing.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности является способ утилизации осадков сточных вод станций биологической очистки (патент РФ №2109696 от 05.07.96, МКИ С 02 F 11/14, опубл. 27.04.1998). Этот способ заключается в обработке осадка сточных вод кислым промывочным раствором, в качестве которого используют 5-15% раствор серной кислоты. После обработки осадок нейтрализуют 5-25% раствором аммиака. Отработанный кислый промывочный раствор подвергают последовательно электрохимической и химической обработке с целью регенерации кислоты с одновременным извлечением тяжелых металлов.Of the known technical solutions, the closest in technical essence is the method of disposal of sewage sludge from biological treatment plants (RF patent No. 2109696 dated 05.07.96, MKI C 02 F 11/14, publ. 04/27/1998). This method consists in treating sewage sludge with an acidic washing solution, which is used as a 5-15% solution of sulfuric acid. After processing, the precipitate is neutralized with 5-25% ammonia solution. The spent acid wash solution is subsequently subjected to electrochemical and chemical treatment in order to regenerate the acid with the simultaneous extraction of heavy metals.

Этот способ позволяет удалить из осадков сточных вод не менее 90% тяжелых металлов, поэтому применение полученных органоминеральных удобрений исключает накопление в почве и в растениях токсичных тяжелых металлов.This method allows you to remove at least 90% of heavy metals from sewage sludge, so the use of organic fertilizers eliminates the accumulation of toxic heavy metals in soil and plants.

Недостаток известного способа переработки заключается в том, что он требует больших затрат электроэнергии на регенерацию серной кислоты.A disadvantage of the known processing method is that it requires large amounts of electricity for the regeneration of sulfuric acid.

Другим недостатком известного способа является то, что при кислой промывке осадков сточных вод вместе с раствором уходит до 50% гуминовых кислот, содержащихся в осадках сточных вод, которые затем безвозвратно теряются при регенерации кислого промывочного раствора. Это связано с тем, что гуминовые кислоты образуют с тяжелыми металлами соответствующие гуматы, выпадающие в осадок при рН=1,3-1,8. Однако степень извлечения гуматов из этих соединений очень невелика, так как эти соединения практически нерастворимы. Потеря такого значительного количества гуминовых веществ существенно снижает практическую ценность осадков сточных вод как удобрений для сельскохозяйственных культур.Another disadvantage of this method is that when acidic washing of sewage sludge together with the solution leaves up to 50% of humic acids contained in sewage sludge, which are then irretrievably lost during the regeneration of the acidic washing solution. This is due to the fact that humic acids form the corresponding humates with heavy metals, which precipitate at pH = 1.3-1.8. However, the degree of extraction of humates from these compounds is very small, since these compounds are practically insoluble. The loss of such a significant amount of humic substances significantly reduces the practical value of sewage sludge as fertilizers for crops.

К недостатку известного способа можно отнести и то, что при обработке серной кислотой из осадка сточных вод практически не удаляется свинец, так как он образует нерастворимый сульфат свинца.The disadvantage of this method can also be attributed to the fact that when sulfuric acid is treated from the sewage sludge, lead is practically not removed, since it forms insoluble lead sulfate.

Задача, решаемая предлагаемым способом, - усовершенствование процесса утилизации осадков сточных вод путем комплексной их переработки с получением жидких и твердых органоминеральных удобрений, снижение энергозатрат на обработку осадков сточных вод и повышение экологичности процесса за счет регенерации обрабатывающих растворов.The problem solved by the proposed method is to improve the process of disposal of sewage sludge by complex processing to obtain liquid and solid organic fertilizers, reduce energy costs for the treatment of sewage sludge and increase the environmental friendliness of the process due to the regeneration of the treatment solutions.

Технический результат от использования предлагаемого способа заключается в более полном извлечении из осадков сточных вод всех ценных компонентов, увеличении удобрительной ценности осадков сточных вод, в расширении номенклатуры получаемых продуктов, в сокращении расхода энергии и реагентов на обработку осадков и создании замкнутых циклов по технологическим растворам.The technical result from the use of the proposed method is to more fully extract from the sewage sludge all valuable components, increase the fertilizer value of sewage sludge, expand the range of products obtained, reduce the consumption of energy and reagents for sludge treatment and create closed cycles for technological solutions.

Указанный результат достигается тем, что в способе получения органоминеральных удобрений из осадков сточных вод, включающем обработку помещенного в кассету осадка кислым промывочным раствором, регенерацию промывочного раствора, нейтрализацию осадка, осадок перед обработкой кислым промывочным раствором подвергают обработке щелочным экстрагентом с последующей промывкой, в качестве кислого промывочного раствора используют раствор соляной кислоты, регенерацию отработанных кислых промывочных растворов проводят в одну стадию путем дистилляции, промывные воды после кислотной промывки регенерируют методом перегонки, а в качестве энергоносителя при дистилляции используют топочные газы, получаемые при сжигании природного газа или биогаза, получаемого в метантенках, входящих в состав очистных сооружений, или смеси природного газа и биогаза.This result is achieved by the fact that in the method for producing organic fertilizers from sewage sludge, including treating the sludge placed in the cassette with an acid wash solution, regenerate the wash solution, neutralize the sludge, treat the precipitate before treatment with an acid wash solution with an alkaline extractant, followed by washing, as an acid the washing solution uses a solution of hydrochloric acid, the regeneration of spent acid washing solutions is carried out in one stage by di tillyatsii, washings after acid washing is regenerated by distillation, and as energy source in the distillation is used flue gases produced by burning natural gas or biogas produced in the digesters included in the water treatment facilities, or a mixture of natural gas and biogas.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

На фиг.1 представлена блок-схема способа получения органоминеральных удобрений из осадков сточных вод. Осадок сточных вод помещают на кассету с фильтрующим дном и направляют на щелочную экстракцию. Обработку ведут раствором, содержащим 0,2-1,0 моль/л калиевой или натриевой щелочи, при этом кассета с осадком совершает вертикальные перемещения в емкости с экстрагентом с частотой и амплитудой, обеспечивающими обмен экстрагента в кассете не менее чем на 80% при каждом колебании. Обработку ведут при температуре 45-65°С при соотношении жидкой и твердой фаз 3÷7:1. Проведение процесса при температурах, меньших 45°С, заметно снижает скорость процесса, а проведение при температурах, больших чем 65°С, может привести к разрушению гуматов. Использование для экстракции растворов, содержащих менее 0,2 моль/л щелочи, с одной стороны снижает выход полезного продукта, а с другой - заметно снижает скорость процесса экстракции. Использование растворов щелочи с концентрацией, большей чем 1,0 моль/л, уже не оказывает влияния на скорость процесса экстракции. При щелочной экстракции из осадков происходит извлечение и перевод в растворенное состояние органических соединений с образованием, в первую очередь, гуматов щелочных металлов, которые являются единственными растворимыми в воде формами гуматосодержащих соединений. Реакция перехода гуматов в раствор может быть представлена уравнениемFigure 1 presents a flowchart of a method for producing organic fertilizers from sewage sludge. The sewage sludge is placed on a cartridge with a filter bottom and sent to alkaline extraction. The treatment is carried out with a solution containing 0.2-1.0 mol / l potassium or sodium alkali, while the sediment cassette makes vertical movements in the container with the extractant with a frequency and amplitude that ensure the exchange of the extractant in the cassette by at least 80% for each fluctuations. Processing is carried out at a temperature of 45-65 ° C with a ratio of liquid and solid phases of 3 ÷ 7: 1. Carrying out the process at temperatures lower than 45 ° C significantly reduces the speed of the process, and carrying out at temperatures higher than 65 ° C can lead to the destruction of humates. Using for extraction solutions containing less than 0.2 mol / L alkali, on the one hand, reduces the yield of the useful product, and on the other, significantly reduces the speed of the extraction process. The use of alkali solutions with a concentration greater than 1.0 mol / l no longer affects the speed of the extraction process. When alkaline extraction from precipitation occurs, organic compounds are extracted and dissolved in a dissolved state with the formation, first of all, of alkali metal humates, which are the only water-soluble forms of humate-containing compounds. The reaction of the transition of humates into solution can be represented by the equation

Figure 00000002
Figure 00000002

Кроме того, в раствор переходят в микроколичествах неорганические компоненты, главным образом металлы, такие как цинк, медь и некоторые другие, оказывающие в микродозах благоприятное воздействие на рост и развитие растений. Полученное жидкое органоминеральное удобрение затем поступает на разлив в упаковочную тару.In addition, inorganic components, mainly metals, such as zinc, copper and some others, which in micro doses have a beneficial effect on plant growth and development, pass into the solution in micro amounts. The resulting liquid organic fertilizer is then delivered to the spill in the packaging container.

После щелочной экстракции осадок сточных вод поступает на отмывку от щелочного экстрагента, которую проводят водой при температуре 40-60°С. Промывные воды затем используют в технологическом цикле, например, для приготовления щелочного экстрагента, для нейтрализации промывных вод после кислотной обработки осадков и т.п. Отмывка позволяет увеличить выход жидкого органоминерального удобрения, довести рН осадка до нейтральных значений (6,0-7,0) и тем самым снизить расход кислоты на последующей операции кислотной обработки осадков сточных вод.After alkaline extraction, the sewage sludge enters the washing from the alkaline extractant, which is carried out with water at a temperature of 40-60 ° C. Wash water is then used in the production cycle, for example, to prepare an alkaline extractant, to neutralize the wash water after acid treatment of precipitates, etc. Washing can increase the yield of liquid organic fertilizer, bring the sludge pH to neutral values (6.0-7.0), and thereby reduce the acid consumption in the subsequent acid treatment of sewage sludge.

После щелочной экстракции осадок сточных вод все еще содержит достаточное количество ценных для растений органических веществ (до 50% от исходного количества) и в силу этого представляет интерес для дальнейшего использования в сельском хозяйстве в качестве органического удобрения. Однако наличие в осадках сточных вод значительного количества тяжелых металлов препятствует такому его использованию, так как металлы попадают в растения и далее по пищевым цепям в организм человека. Для того, чтобы удалить тяжелые металлы и одновременно сохранить в осадке сточных вод гуминовые кислоты, осадок подвергают кислотной обработке, которую ведут раствором, содержащим 0,5-1,5 моль/л соляной кислоты. Использование соляной кислоты для очистки осадков от тяжелых металлов связано с тем, что в этом случае в раствор переходят только ионы тяжелых металлов. В то время как, например, при использовании серной или азотной кислот в растворенное состояние одновременно с тяжелыми металлами переходят и другие ценные компоненты, оказывающие стимулирующее воздействие на рост и развитие растений, в том числе и гуматы.After alkaline extraction, the sewage sludge still contains a sufficient amount of organic substances valuable to plants (up to 50% of the initial amount) and, therefore, is of interest for further use in agriculture as an organic fertilizer. However, the presence of a significant amount of heavy metals in sewage sludge prevents its use, since metals enter the plants and further along the food chains into the human body. In order to remove heavy metals and at the same time keep humic acids in the sewage sludge, the sludge is subjected to acid treatment, which is carried out with a solution containing 0.5-1.5 mol / L hydrochloric acid. The use of hydrochloric acid for purification of precipitation from heavy metals is due to the fact that in this case only heavy metal ions pass into the solution. While, for example, when using sulfuric or nitric acids, other valuable components pass into the dissolved state simultaneously with heavy metals, which have a stimulating effect on the growth and development of plants, including humates.

Кроме того, из растворов серной и азотной кислот при одновременном присутствии в них тяжелых металлов можно извлечь лишь незначительное количество гуматов (вследствие образования нерастоворимых гуматов тяжелых металлов), а сам процесс при этом требует больших затрат. Органические кислоты для очистки осадков от тяжелых металлов не используются как по причине их большей стоимости, чем минеральные кислоты, так и трудностей, возникающих при их регенерации.In addition, from solutions of sulfuric and nitric acids with the simultaneous presence of heavy metals in them, only a small amount of humates can be extracted (due to the formation of insoluble humates of heavy metals), and the process itself is very expensive. Organic acids are not used for the purification of precipitation from heavy metals, both because of their greater cost than mineral acids and the difficulties arising from their regeneration.

Процесс ведут при температуре 20-40°С, при соотношении жидкой и твердой фаз 5÷10:1. Использование температур ниже 20°С и концентраций, меньших чем 0,5 моль/л, приводит к заметному снижению скорости и степени извлечения металлов из осадков сточных вод. Использование концентраций соляной кислоты, больших чем 1,5 моль/л, и температур, больших 40°С, приводит к значительным потерям кислоты и необходимости устанавливать специальные устройства для улавливания паров соляной кислоты.The process is carried out at a temperature of 20-40 ° C, with a ratio of liquid and solid phases of 5 ÷ 10: 1. The use of temperatures below 20 ° C and concentrations lower than 0.5 mol / L leads to a noticeable decrease in the rate and degree of extraction of metals from sewage sludge. The use of concentrations of hydrochloric acid greater than 1.5 mol / L and temperatures greater than 40 ° C leads to significant acid losses and the need to install special devices for trapping hydrochloric acid vapor.

При кислотной обработке в раствор переходят тяжелые металлы по реакцииDuring acid treatment, heavy metals pass into the solution by reaction

Figure 00000003
Figure 00000003

Извлечение тяжелых металлов из осадков сточных вод проводят методом противотока в несколько ступеней, число которых не менее трех. Это позволяет обеспечить высокую скорость извлечения металлов, снизить расход кислоты и уменьшить габариты оборудования. На каждой ступени степень извлечения металлов составляет не менее 60-70%, что обеспечивает суммарную степень извлечения тяжелых металлов 90-98%Extraction of heavy metals from sewage sludge is carried out by the counterflow method in several steps, the number of which is not less than three. This allows you to ensure a high rate of metal extraction, reduce acid consumption and reduce the dimensions of the equipment. At each stage, the degree of extraction of metals is at least 60-70%, which provides a total degree of extraction of heavy metals of 90-98%

Затем осадки сточных вод промывают водой от остатков кислоты, нейтрализуют, например, гидроксидом калия, оксидом кальция или другим щелочным агентом и сушат, после чего осадки могут быть использованы в качестве органических удобрений.Then the sewage sludge is washed with water from acid residues, neutralized, for example, with potassium hydroxide, calcium oxide or another alkaline agent and dried, after which the sludge can be used as organic fertilizers.

Соляную кислоту после извлечения тяжелых металлов направляют на регенерацию, которую проводят методом дистилляции при температуре 100-110°С. При поддержании концентрации соляной кислоты в кубе в пределах 6-10 моль/дм3 (близко к составу азеотропной смеси вода + соляная кислота) парциальное давление паров соляной кислоты больше парциального давления паров воды, а получаемый дистиллят имеет концентрацию, соответствующую концентрации свободной кислоты в обрабатывающем растворе (то есть в пределах 0,5-1,5 моль/дм3). Для снижения расхода энергии и повышения скорости перегонки для нагрева отработанной соляной кислоты используют топочные газы, получаемые при сгорании природного газа, биогаза, поступающего из метантенков, входящих в состав очистных сооружений, или смеси природного газа и биогаза. В кубовом остатке происходит накопление солей тяжелых металлов. После достижения концентрации, соответствующей насыщению (при данных условиях), хлориды металлов выпадают в осадок и их выводят на дальнейшую переработку любым известным способом, например термическим (Гибкие автоматизированные гальванические линии. Справочник под ред. В.Л.Зубченко. М.: Машиностроение, 1989, с.376). В результате термической регенерации получают оксиды металлов и соляную кислоту, которую возвращают в технологический цикл.After extraction of heavy metals, hydrochloric acid is sent for regeneration, which is carried out by distillation at a temperature of 100-110 ° C. While maintaining the concentration of hydrochloric acid in the cube within 6-10 mol / dm 3 (close to the composition of the azeotropic water + hydrochloric acid mixture), the partial pressure of hydrochloric acid vapor is greater than the partial pressure of water vapor, and the resulting distillate has a concentration corresponding to the concentration of free acid in the processing solution (i.e., in the range of 0.5-1.5 mol / dm 3 ). To reduce energy consumption and increase the speed of distillation, flue gases obtained from the combustion of natural gas, biogas from the digesters included in treatment plants, or a mixture of natural gas and biogas are used to heat spent hydrochloric acid. In the bottom residue, salts of heavy metals are accumulated. After reaching a concentration corresponding to saturation (under these conditions), metal chlorides precipitate and are taken out for further processing by any known method, for example thermal (Flexible automated galvanic lines. Handbook edited by V.L. Zubchenko. M.: Engineering, 1989, p. 376). Thermal regeneration produces metal oxides and hydrochloric acid, which is returned to the process cycle.

Осадки сточных вод после кислотной обработки поступают на промывку. Получаемые сточные воды имеют слабокислую реакцию и не могут быть слиты в канализацию без их очистки или регенерации. Парциальное давление паров соляной кислоты в них много меньше парциального давления паров воды и их направляют на регенерацию, проводимую методом ректификации. Кубовый остаток, имеющий рН≈-0,5-0,0 и содержащий некоторое количество тяжелых металлов, присоединяют к отработанной соляной кислоте и также направляют на регенерацию, проводимую методом дистилляции. Пары, получаемые при ректификации промывных вод, конденсируют. Конденсат, имеющий рН≈4-5, может быть частично использован при приготовлении технологических растворов, на промывочных операциях и т.п. или же его направляют на очистку, проводимую путем нейтрализации. Для этой цели используют различного рода щелочные растворы, в том числе и промывные воды после щелочной экстракции.Wastewater sludge after acid treatment is flushed. The resulting wastewater has a slightly acid reaction and cannot be drained into the sewer without treatment or regeneration. The partial pressure of hydrochloric acid vapor in them is much less than the partial pressure of water vapor and they are sent to regeneration by rectification. The bottom residue, having a pH ≈ 0.5-0.0 and containing a certain amount of heavy metals, is attached to the spent hydrochloric acid and is also sent for regeneration by distillation. Vapors from the rectification of wash water condense. Condensate having a pH of about 4-5 can be partially used in the preparation of technological solutions, in washing operations, etc. or it is sent for purification carried out by neutralization. For this purpose, various kinds of alkaline solutions are used, including washing water after alkaline extraction.

Пример осуществления способа.An example implementation of the method.

Способ осуществляют в соответствии с блок-схемой, изображенной на фиг.2, где 1 - кассета с обрабатываемым осадком сточных вод, 2, 3, 4, 5 - емкости с щелочным экстрагентом, 6 - устройство для разлива жидкого органоминерального удобрения, 7 - емкость для приготовления щелочного экстрагента, 8, 9, 10, 11 - емкости для промывки осадка водой, 12, 13, 14, 15 - емкости для промывки осадка кислым промывочным раствором, 16 - емкость для приготовления кислого промывочного раствора, 17, 18, 19, 20 - емкости для промывки водой осадка сточных вод, 21 - устройство для нейтрализации осадка, 22 - емкость для приготовления нейтрализующего раствора, 23 - сушильная установка, 24 - установка для дистилляции соляной кислоты, 25 - устройство для отделения осадка солей тяжелых металлов, 26 - аппарат для регенерации соляной кислоты термическим методом, 27 - установка для регенерации промывных вод после кислотной промывки.The method is carried out in accordance with the flowchart shown in figure 2, where 1 is a cassette with the treated sewage sludge, 2, 3, 4, 5 - tanks with an alkaline extractant, 6 - a device for pouring liquid organic fertilizer, 7 - capacity for the preparation of alkaline extractant, 8, 9, 10, 11 - tanks for washing the precipitate with water, 12, 13, 14, 15 - tanks for washing the precipitate with an acid washing solution, 16 - capacity for preparing an acid washing solution, 17, 18, 19, 20 - tanks for flushing water with sewage sludge, 21 - device for neutralizing wastewater adka, 22 - a container for preparing a neutralizing solution, 23 - a drying unit, 24 - a unit for the distillation of hydrochloric acid, 25 - a device for separating the precipitate of salts of heavy metals, 26 - a device for the regeneration of hydrochloric acid by the thermal method, 27 - a unit for regenerating wash water after acid washing.

Обрабатываемый осадок сточных вод (ОСВ) загружают в кассету 1. Кассета 1 с ОСВ поступает на щелочную экстракцию, которую последовательно проводят в емкостях 2, 3, 4, 5 методом противотока, то есть щелочной экстрагент из емкости 7 для приготовления щелочного экстрагента поступает в емкость 5 и последовательно проходит через емкости 4, 3 и 2, то есть навстречу движению кассеты с осадком. При этом по мере прохождения всех ступеней ОСВ обрабатывается все более чистым щелочным экстрагентом, содержащим 0,2-1,0 моль/дм3, что обеспечивает более высокую скорость и более полное извлечение гуматов.The treated sewage sludge (WWS) is loaded into cassette 1. Cassette 1 with WWS is fed to alkaline extraction, which is carried out sequentially in tanks 2, 3, 4, 5 by the countercurrent method, i.e., alkaline extractant from tank 7 for preparation of alkaline extractant enters the tank 5 and sequentially passes through containers 4, 3 and 2, that is, towards the movement of the cartridge with sediment. Moreover, as all stages are passed, the WWS is treated with an increasingly pure alkaline extractant containing 0.2-1.0 mol / dm 3 , which provides a higher speed and more complete extraction of humates.

Чтобы поддерживать достаточно высокую скорость, процесс ведут при температуре 45-65°С. Суммарно при щелочной экстракции в раствор переходит до 50-60% гуматов. Получаемый щелочной экстракт, представляющий собой жидкое органоминеральное удобрение, поступает в устройство для разлива 6 и далее потребителям.To maintain a sufficiently high speed, the process is conducted at a temperature of 45-65 ° C. In total, during alkaline extraction, up to 50-60% of humates pass into the solution. The resulting alkaline extract, which is a liquid organic fertilizer, enters the device for bottling 6 and then to consumers.

После щелочной экстракции ОСВ поступает на стадию отмывки водой, которую также проводят методом противотока, для чего кассета 1 последовательно проходит емкости 8, 9, 10, 11, через которые протекает вода в направлении от емкости 11 к емкости 8. Промывные воды из емкости 8 поступают в емкость 7, где на их основе готовят раствор щелочного экстрагента путем добавления гидроксида калия или натрия в количестве, обеспечивющем получение раствора с концентрацией 0,2-1,0 моль/л.After alkaline extraction, the WWS enters the stage of washing with water, which is also carried out by the counterflow method, for which cassette 1 sequentially passes containers 8, 9, 10, 11, through which water flows in the direction from tank 11 to tank 8. Rinsing water from tank 8 in a container 7, where an alkaline extractant solution is prepared on their basis by adding potassium or sodium hydroxide in an amount providing a solution with a concentration of 0.2-1.0 mol / L.

После отмывки кассета 1 с осадком сточных вод поступает на стадию выщелачивания тяжелых металлов соляной кислотой, которую проводят методом противотока в емкостях 12, 13, 14, 15. При этом кислый промывочный раствор подают из емкости 16 для приготовления кислого промывочного раствора в емкость 15, откуда он последовательно проходит емкости 14, 13 и 12, а кассету с осадком перемещают от емкости 12 к емкости 15.After washing, the cartridge 1 with the sewage sludge enters the stage of leaching of heavy metals with hydrochloric acid, which is carried out by the counterflow method in tanks 12, 13, 14, 15. In this case, the acidic washing solution is supplied from the tank 16 for preparing the acidic washing solution to the tank 15, where it successively passes through containers 14, 13 and 12, and the cassette with sediment is moved from container 12 to container 15.

Далее кассета с осадком сточных вод поступает на операцию отмывки водой, которую также проводят методом противотока путем последовательного пропускания кассеты с осадком сточных вод через емкости 17, 18, 19, 20, а вода при этом поступает в направлении от емкости 20 к емкости 17. После отмывки кассета с осадком сточных вод поступает на операцию нейтрализации осадка, проводимую в устройстве 21 для нейтрализации осадка сточных вод любым щелочным реагентом, например растворами гидроксида калия, суспензией оксида кальция и т.п., которые подают из емкости 22 для приготовления нейтрализующего раствора. После удаления избыточной влаги из осадка сточных вод в сушильной установке 23 очищенный таким образом осадок готов к применению в качестве твердого органоминерального удобрения.Next, the cassette with sewage sludge enters the operation of washing with water, which is also carried out by the counterflow method by sequentially passing the cassette with sewage sludge through tanks 17, 18, 19, 20, and the water flows in the direction from tank 20 to tank 17. After washing the cassette with sewage sludge enters the operation to neutralize the sludge, carried out in the device 21 to neutralize the sewage sludge with any alkaline reagent, for example, potassium hydroxide solutions, a suspension of calcium oxide, etc., which are supplied from the tank tee 22 for the preparation of a neutralizing solution. After removing excess moisture from the sewage sludge in the drying unit 23, the thus purified sludge is ready for use as a solid organic fertilizer.

Кислый промывочный раствор регенерируют путем дистилляции в аппарате 24. Дистиллят, содержащий 0,5-1,5 моль/дм3 соляной кислоты, возвращают в технологический процесс на выщелачивание тяжелых металлов, а кубовый остаток, содержащий хлориды тяжелых металлов, по мере насыщения, направляют в аппарат 26 для отделения хлоридов тяжелых металлов. Раствор после отделения хлоридов тяжелых металлов возвращают в аппарат 24, а осадок хлоридов тяжелых металлов направляют в аппарат 26 для регенерации соляной кислоты термическим методом.The acidic wash solution is regenerated by distillation in apparatus 24. The distillate containing 0.5-1.5 mol / dm 3 hydrochloric acid is returned to the process for leaching of heavy metals, and the bottom residue containing heavy metal chlorides is sent as saturated into apparatus 26 for separating heavy metal chlorides. The solution after separation of the heavy metal chlorides is returned to the apparatus 24, and the precipitate of heavy metals is sent to the apparatus 26 for the recovery of hydrochloric acid by the thermal method.

Промывные воды направляют на регенерацию, проводимую путем ректификации в аппарате 27, при этом происходит обогащение кубового остатка соляной кислотой, после чего его направляют на регенерацию в аппарат 24, а пары, которые после конденсации имеют рН=4-5, вновь используют в технологическом процессе для приготовления технологических растворов, на промывку и т.д.Wash water is sent to the regeneration by rectification in the apparatus 27, while the bottom residue is enriched with hydrochloric acid, after which it is sent to the regeneration in the apparatus 24, and the vapors, which after pH condensation have pH = 4-5, are again used in the technological process for the preparation of technological solutions, for washing, etc.

Claims (1)

Способ получения органоминеральных удобрений из осадков сточных вод, включающий обработку помещенного в кассету осадка кислым промывочным раствором, регенерацию промывочного раствора, нейтрализацию осадка, отличающийся тем, что осадок сточных вод перед обработкой кислым промывочным раствором подвергают обработке щелочным экстрагентом с последующей промывкой, в качестве кислого промывочного раствора используют раствор соляной кислоты, регенерацию отработанных кислых промывочных растворов проводят в одну стадию путем дистилляции, промывные воды после кислотной промывки регенерируют методом перегонки, а в качестве энергоносителя при дистилляции используют топочные газы, получаемые при сжигании природного газа или биогаза, получаемого в метантенках, входящих в состав очистных сооружений, или смеси природного газа и биогаза.A method for producing organic fertilizers from sewage sludge, including treating the sludge placed in the cassette with an acid wash solution, regenerate the wash solution, neutralize the sludge, characterized in that the sewage sludge is treated with an alkaline extractant followed by washing with an acid wash followed by an acid wash solution using a solution of hydrochloric acid, the regeneration of spent acid wash solutions is carried out in one stage by distillation, Wash water after acid washing is regenerated by distillation, and flue gases obtained by burning natural gas or biogas obtained in the digesters included in treatment plants, or a mixture of natural gas and biogas are used as the energy carrier for distillation.
RU2004109290/12A 2004-03-29 2004-03-29 Method of production of organomineral fertilizers from sewage sediments RU2264998C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004109290/12A RU2264998C1 (en) 2004-03-29 2004-03-29 Method of production of organomineral fertilizers from sewage sediments

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004109290/12A RU2264998C1 (en) 2004-03-29 2004-03-29 Method of production of organomineral fertilizers from sewage sediments

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2264998C1 true RU2264998C1 (en) 2005-11-27

Family

ID=35867679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004109290/12A RU2264998C1 (en) 2004-03-29 2004-03-29 Method of production of organomineral fertilizers from sewage sediments

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2264998C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010147503A1 (en) * 2009-06-15 2010-12-23 Закрытое Акционерное Общество "Твин Трейдинг Компани" Method for producing an organic mineral fertilizer mixture
RU2463280C2 (en) * 2010-11-30 2012-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Method of producing organomineral fertilser from solid-phase man-made formations based on sewage sludge
RU2478088C1 (en) * 2011-07-26 2013-03-27 Владимир Александрович Храмов Method of producing organomineral fertiliser from sewage sludge

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010147503A1 (en) * 2009-06-15 2010-12-23 Закрытое Акционерное Общество "Твин Трейдинг Компани" Method for producing an organic mineral fertilizer mixture
RU2463280C2 (en) * 2010-11-30 2012-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Method of producing organomineral fertilser from solid-phase man-made formations based on sewage sludge
RU2478088C1 (en) * 2011-07-26 2013-03-27 Владимир Александрович Храмов Method of producing organomineral fertiliser from sewage sludge

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2531815C2 (en) Extracting phosphate from waste water
RU2416654C1 (en) Procedure for extraction of rare earth elements from phospho-gypsum
US9963759B2 (en) Method for recovering ash from waste incineration
CA2707830C (en) Liquid and solid effluent treatment process
KR890003435A (en) Flue gas and combustion residue treatment method
ZA200500206B (en) Method and device for recycling metal pickling baths
DE102010033251A1 (en) Sorption drying comprises subjecting material be dried to heat treatment by thermal conduction, gaseous heat transfer and/or by heat radiation, and supplying the resulting vapor over sorbent from aqueous alkaline salt solution
DE102005017077B4 (en) Process and apparatus for obtaining nitrogen fertilizer and phosphate fertilizer from organic waste products
JPS60191021A (en) Collection of uranium
EP3728136A1 (en) Chemical processing of struvite
US10351428B2 (en) Method of phosphorus removal and recovery
RU2264998C1 (en) Method of production of organomineral fertilizers from sewage sediments
US4416779A (en) Method for producing an aqueous solution of high phosphorous content
Leghari et al. Research advancements in nutrients and heavy metals, its speciation and behavior during hydrothermal carbonization of sludge–A critical review
RU2142930C1 (en) Method of production of organomineral fertilizer from waste water sediments
RU2557608C1 (en) Method of recycling spent chrome plating electrolytes
KR20220047250A (en) decomposition of struvite
SE1950636A1 (en) Chemical processing of struvite
RU2463280C2 (en) Method of producing organomineral fertilser from solid-phase man-made formations based on sewage sludge
CN114887462A (en) Ammonia tail gas treatment device and treatment method
US3203894A (en) Method for the conversion of sea water into fresh water
JPS5594675A (en) Method of processing drained water from coke production plant
RU2478088C1 (en) Method of producing organomineral fertiliser from sewage sludge
RU2109696C1 (en) Method for utilizing sewage precipitates of plants for biological purification
CN109437316A (en) A kind of preparation method of nanometer level superfine iron zinc composite oxide material

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060330

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060330

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20071110

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080330

RZ4A Other changes in the information about an invention