RU2321553C2 - Method of removal and decontamination of silt sediments of sewage water and technological line for realization of this method - Google Patents
Method of removal and decontamination of silt sediments of sewage water and technological line for realization of this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2321553C2 RU2321553C2 RU2006107788/15A RU2006107788A RU2321553C2 RU 2321553 C2 RU2321553 C2 RU 2321553C2 RU 2006107788/15 A RU2006107788/15 A RU 2006107788/15A RU 2006107788 A RU2006107788 A RU 2006107788A RU 2321553 C2 RU2321553 C2 RU 2321553C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sludge
- suspension
- removal
- unit
- disposal
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области переработки и утилизации иловых осадков сточных вод и может быть использовано для удаления илового осадка сточных вод, накапливающегося в резервуарах и отстойниках очистных сооружений, с целью уменьшения его объема переработки и формирования грунтового массива.The present invention relates to the field of processing and disposal of sludge from sewage sludge and can be used to remove sludge from sewage that accumulates in the tanks and sumps of treatment facilities, in order to reduce its processing volume and the formation of soil mass.
Иловые осадки сточных вод представляют собой смесь, в которой экологически безвредные вещества прочно связаны с загрязняющими компонентами органической и неорганической природы. В процессе водоочистки происходит накопление существенных объемов предельно гидратированных иловых осадков, в которых вода находится в связанном состоянии. Свободного ее отделения от коллоидно-дисперсной фазы иловых осадков без введения специальных флокулянтов и коагулянтов не происходит даже при использовании интенсивного центрифугирования. Но и после введения указанных реагентов отделение жидкой фазы (осветленной воды) невелико и составляет 15-17% от исходного веса. Проблема удаления и ликвидации иловых осадков сточных вод из резервуаров и отстойников очистных сооружений является весьма актуальной.Sludge sewage sludge is a mixture in which environmentally friendly substances are firmly bound to the polluting components of an organic and inorganic nature. During the water treatment process, significant volumes of extremely hydrated sludge are accumulated, in which water is in a bound state. Its free separation from the colloidal-dispersed phase of sludge without the introduction of special flocculants and coagulants does not occur even when using intensive centrifugation. But even after the introduction of these reagents, the separation of the liquid phase (clarified water) is small and amounts to 15-17% of the initial weight. The problem of removing and eliminating sludge from wastewater from reservoirs and settling tanks of treatment facilities is very relevant.
Известен способ обработки иловых осадков сточных вод с удалением тяжелых металлов, включающий кислотную обработку осадков, разделение на твердую фазу и жидкую фазу, содержащую ионы тяжелых металлов, смешение жидкой фазы с нейтрализующим агентом с последующим разделением смеси на шлам, содержащий тяжелые металлы и осветленную жидкую фазу, причем перед кислотной обработкой иловые осадки смешивают с промывной водой полученную смесь разделяют путем уплотнения на сливную воду и уплотненный осадок, который и подвергают кислотной обработке, а сливную воду используют в качестве нейтрализующего агента (RU 2057088, C02F 11/00, 1996).A known method of treating sludge of sewage sludge with the removal of heavy metals, including acid treatment of sludge, separation into a solid phase and a liquid phase containing heavy metal ions, mixing the liquid phase with a neutralizing agent, followed by separation of the mixture into sludge containing heavy metals and a clarified liquid phase moreover, before acid treatment, sludge is mixed with wash water, the resulting mixture is separated by compaction into drain water and a compacted precipitate, which is subjected to acid treatment, and drain water is used as a neutralizing agent (RU 2057088, C02F 11/00, 1996).
Известный способ обеспечивает повышение степени удаления тяжелых металлов из твердой и жидкой фаз илового осадка и снижение нагрузки на очистные сооружения по взвешенным веществам и аммонийному азоту.The known method provides an increase in the degree of removal of heavy metals from the solid and liquid phases of sludge sludge and a decrease in the load on treatment plants for suspended solids and ammonium nitrogen.
К недостаткам известного способа можно отнести сложность технологического процесса, использующего кислотную обработку илового осадка с получением среды, характеризующейся высокой степенью агрессивности (рН=2,0-2,8), что требует наличия специального коррозионностойкого оборудования. При этом кислотная обработка не гарантирует полной десорбции тяжелых металлов из органоминеральных комплексов, содержащихся в иловом осадке. Нейтрализация полученной кислой пульпы с помощью щелочных реагентов, приводит к процессам сорбции частично переведенных в подвижное состояние оксидов тяжелых металлов и формированию повторных более устойчивых соединений. Таким образом, многоэтапный характер данной технологии обеспечивает улучшение технологии процесса биологической очистки сточных вод на станциях очистных сооружений, но не обеспечивает утилизацию иловых осадков и получение экологически безопасного продукта.The disadvantages of this method include the complexity of the process using acid treatment of sludge to obtain a medium characterized by a high degree of aggressiveness (pH = 2.0-2.8), which requires special corrosion-resistant equipment. Moreover, acid treatment does not guarantee complete desorption of heavy metals from organomineral complexes contained in the sludge. The neutralization of the acidic pulp obtained with alkaline reagents leads to sorption processes of partially converted to the mobile state oxides of heavy metals and the formation of repeated more stable compounds. Thus, the multi-stage nature of this technology improves the technology of the biological wastewater treatment at treatment plants, but does not provide for the disposal of silt sediments and the production of an environmentally friendly product.
Известен также способ обезвреживания загрязненных осадков путем внесения в них суспензии алюмосиликатов, предварительно гидролизованных до значений рН=9-12 (RU 2150437, C02F 11/00, В01J 20/16, 2000).There is also a method of neutralizing contaminated sediments by introducing a suspension of aluminosilicates into them, previously hydrolyzed to pH = 9-12 (RU 2150437,
Данный способ обеспечивает обезвреживание иловых осадков в виде донных отложений рек и шламохранилищ. Однако использование этого способа возможно лишь в том случае, когда иловые осадки находятся в состоянии, обеспечивающем возможность совмещения с суспензией гидролизованных алюмосиликатов, то есть в состоянии пульпы, или для обезвреживания недавно сформировавшихся осадков - в этих случаях возможно равномерное распределение суспензии гидролизованных алюмосиликатов в объеме иловых осадков. Слежавшиеся в картах длительного хранения иловые осадки сточных вод не совмещаются с суспензией гидролизованных алюмосиликатов, так как имеют определенную степень консолидации твердой фазы, требующей предварительного разрушения сформировавшейся структуры.This method provides the neutralization of silt sediments in the form of bottom sediments of rivers and sludges. However, the use of this method is possible only when the sludge is in a state that allows it to be combined with a suspension of hydrolyzed aluminosilicates, that is, in a pulp state, or to neutralize newly formed sediments - in these cases, a uniform distribution of the suspension of hydrolyzed aluminosilicates in the sludge volume is possible precipitation. Sludge sludge collected in long-term storage cards does not combine with a suspension of hydrolyzed aluminosilicates, since they have a certain degree of consolidation of the solid phase, which requires preliminary destruction of the formed structure.
Наиболее близким предлагаемому изобретению является способ удаления иловых осадков сточных вод предварительным его гидроразмывом и последующим разделением, под действием центробежных сил на осветленную воду и сгущенный шлам, который отводят в контейнер, а воду возвращают в процесс, причем гидроразмыв илового осадка выполняют в дренажной песковой емкости путем циркуляции воды противотоком вдоль продольной пластины, размещенной в дренажной емкости, а размытый осадок разделяют последовательно или поочередно в двух гидроциклонах (RU 2234469, С02F 9/02, 2004).The closest to the invention is a method of removing sludge from sewage by preliminary hydraulic washing and subsequent separation, under the action of centrifugal forces, on clarified water and thickened sludge, which is discharged into the container, and the water is returned to the process, and the sludge sludge is washed in a drainage sand tank by water circulation in countercurrent along a longitudinal plate placed in a drainage tank, and the diffuse sediment is separated sequentially or alternately in two hydrocyclones (RU 223446 9,
Известное техническое решение обеспечивает удаление иловых осадков сточных вод за счет разделения твердой и жидкой фаз.The known technical solution provides the removal of sludge from sewage due to the separation of solid and liquid phases.
Недостатки, присущие данному техническому решению, заключаются в том, что при гидроразмыве илового осадка промывной водой исходная органоминеральная коллоидно-дисперсная фаза не подвергается физико-химической деструкции, степень его гидрофильности остается исходной, то есть степень дренированности илового осадка не увеличивается. Именно этот фактор требует использования специального технологического оборудования (гидроциклонов) для разделения размытого илового осадка на жидкую и твердую фазы. Известное техническое решение не является комплексным и решает лишь одну из проблем, возникающих при удалении иловых осадков сточных вод. Однако отсутствие технологических операций по обеззараживанию иловых осадков, хотя и не является недостатком данного изобретения, затрудняет его использование, так как необеззараженные иловые осадки имеют устойчивый неприятный запах и решение этого вопроса, так же как и последующее их обезвреживание, обязательно. Кроме того, использование известного технического решения обеспечивает уменьшение объемов иловых осадков не более чем на 10-15%, что не значительно снижает загруженность иловых хранилищ.The disadvantages inherent in this technical solution are that when the silt sludge is washed out with wash water, the initial organomineral colloidal-dispersed phase does not undergo physico-chemical destruction, its hydrophilicity remains the same, that is, the degree of sludge drainage does not increase. It is this factor that requires the use of special technological equipment (hydrocyclones) to separate the washed-out silt sludge into liquid and solid phases. The known technical solution is not comprehensive and solves only one of the problems that arise when removing sludge from sewage. However, the absence of technological operations for the disinfection of sludge, although not a disadvantage of this invention, makes it difficult to use, since uncontaminated sludge has a persistent unpleasant odor and the solution to this issue, as well as their subsequent disposal, is necessary. In addition, the use of a well-known technical solution provides a decrease in the volume of sludge by no more than 10-15%, which does not significantly reduce the load of silt storage.
Наиболее близкой предлагаемому изобретению по технической сущности является также технологическая линия для ликвидации и утилизации иловых осадков из отстойников, объединяющая две группы узлов оборудования, обеспечивающих двухступенчатую переработку ила, в которой первая ступень включает узел разжижения ила, установку активации процесса, обеспечивающую переход вредных веществ в раствор, узел отделения и сбора пульпы, содержащей органические вещества и песок, и блок оборудования для получения гранулированных органоминеральных удобрений, а вторая ступень содержит вторую установку активации процессов, в которой под действием добавок происходит выпадение в осадок твердой фазы, и узел отделения и сбора осадка, содержащего соединения металлов (RU 2163573, С02F 11/00, 2001).The closest to the invention according to the technical essence is also a production line for the elimination and disposal of sludge from sedimentation tanks, combining two groups of equipment units that provide two-stage processing of sludge, in which the first stage includes a sludge liquefaction unit, a process activation unit that ensures the passage of harmful substances into solution , a unit for separating and collecting pulp containing organic matter and sand, and a unit of equipment for producing granular organic mineral conveniences rhenium, and the second stage contains a second process activation unit, in which, under the action of additives, a solid phase precipitates out, and a separation and collection unit for a precipitate containing metal compounds (RU 2163573, С02F 11/00, 2001).
По мнению авторов, использование данного технического решения обеспечивает надежную нейтрализацию и утилизацию илов из отстойников с одновременным получением органоминеральных удобрений и концентратов соединений металлов.According to the authors, the use of this technical solution provides reliable neutralization and disposal of sludge from sedimentation tanks with the simultaneous production of organic fertilizers and concentrates of metal compounds.
Известно, что находящиеся в иловых осадках тяжелые металлы и органические вещества образуют устойчивые металлорганические комплексы, вымывания и десорбции которых в щелочной среде не происходит. Следовательно, полученный в результате использования первой ступени данной технологической линии конечный продукт в виде органоминерального удобрения будет содержать указанные соединения и не будет экологически безопасным. Кроме того, полученный на второй ступени концентрат смеси гидроокисей металлов является высокотоксичным и для его утилизации необходимо выполнение сложных химических процессов разделения компонентов. Поэтому его утилизация возможна только при наличии конкретного потребителя данного продукта. В противном случае данный концентрат, являющийся токсичным отходом, требует захоронения на специальном полигоне. Остается открытым и вопрос об эффективном разделении жидкой и твердой фаз разжиженного илового осадка, так как не ясно, каким образом происходит разрушение связей молекул воды с органоминеральными компонентами илового осадка.It is known that heavy metals and organic substances found in silt sediments form stable organometallic complexes, which are not washed out and desorbed in an alkaline medium. Therefore, the final product obtained as a result of using the first stage of this production line in the form of organic mineral fertilizer will contain these compounds and will not be environmentally friendly. In addition, the metal hydroxide mixture concentrate obtained in the second stage is highly toxic and for its disposal it is necessary to perform complex chemical processes of separation of the components. Therefore, its disposal is possible only if there is a specific consumer of this product. Otherwise, this concentrate, which is a toxic waste, requires disposal at a special landfill. The question of the effective separation of the liquid and solid phases of the diluted sludge remains open, since it is not clear how the destruction of the bonds of water molecules with the organomineral components of the sludge occurs.
Задачей, на решение которой направлено создание предлагаемого изобретения, является обеспечение процесса удаления и одновременного обезвреживания консолидированных иловых осадков сточных вод, а также упрощение технологии данных операций.The task to which the creation of the invention is directed is to provide a process for the removal and simultaneous neutralization of consolidated sludge from sewage, as well as to simplify the technology of these operations.
Поставленная задача решается тем, что в способе удаления иловых осадков сточных вод путем предварительного гидроразмыва и последующего разделения полученной пульпы на шлам и осветленную воду с возвращением ее в процесс, согласно изобретению, для гидроразмыва используют щелочную суспензию гидролизованных алюмосиликатов с уровнем рН>12, причем гидроразмыв выполняют либо в соотношении суспензия/иловые осадки 4:1 с последующим введением в полученную после гидроразмыва пульпу еще одной части щелочной суспензии, дополнительно содержащей золу сжигания иловых осадков сточных вод в количестве 3-5 мас.%, либо в соотношении суспензия/иловые осадки 5:1.The problem is solved in that in the method for removing sludge from sewage by preliminary hydraulic washing and subsequent separation of the obtained pulp into sludge and clarified water with its return to the process, according to the invention, an alkaline suspension of hydrolyzed aluminosilicates with a pH level of> 12 is used for hydraulic washing, moreover, hydraulic washing either 4: 1 suspension / sludge precipitation is carried out, followed by the introduction of another part of an alkaline suspension, additionally containing lu sludge sludge burning in the amount of 3-5 wt.%, or in the ratio of suspension / sludge sediment 5: 1.
Решению поставленной задачи способствует также то, что на поверхности шламового осадка, образовавшегося после разделения пульпы, формируют дренирующий слой, включающий водопроницаемую мембрану и равномерно распределенный утяжелитель, причем водопроницаемая мембрана может быть выполнена из нетканого материала, а в качестве утяжелителей может быть использован песок и/или каменная мелочь.The task is also facilitated by the fact that a drainage layer is formed on the surface of the slurry sludge formed after pulp separation, including a water-permeable membrane and a uniformly distributed weighting agent, moreover, the water-permeable membrane can be made of non-woven material, and sand and / or stone trifle.
Реализация предлагаемого способа осуществляется с использованием технологической линии по удалению и обезвреживанию иловых осадков сточных вод, включающей узел разжижения ила, узел разделения полученной пульпы на осветленную воду и шламовый осадок и узел уплотнения шламового осадка, в которой, согласно изобретению, дополнительно содержатся узел по приготовлению алюмосиликатной щелочной суспензии, который посредством подающих трубопроводов, снабженных насосами-дозаторами соединен с узлом введения добавок и узлом разжижения ила, снабженного всасывающим трубопроводом для транспортировки размытого ила в узел разделения, выполненный в виде резервуара-отстойника, снабженного одним всасывающим трубопроводом, соединенным с узлом аккумуляции осветленной воды, и другим всасывающим трубопроводом с узлом уплотнения, который также снабжен всасывающим трубопроводом, соединенным с узлом аккумуляции осветленной воды, соединенным в свою очередь как с узлом по приготовлению щелочной суспензии, так и с узлом введения добавок.The implementation of the proposed method is carried out using a production line for the removal and neutralization of sludge from sewage sludge, including a sludge liquefaction unit, a unit for separating the obtained pulp into clarified water and sludge sludge, and a sludge sludge compaction unit, which, according to the invention, additionally contains an aluminosilicate preparation unit alkaline suspension, which is connected through supply pipelines equipped with metering pumps to the additive introduction unit and the sludge liquefaction unit, sn by a suction pipe for transporting the washed-out sludge to a separation unit, made in the form of a settling tank, equipped with one suction pipe connected to the clarified water storage unit, and another suction pipe with a seal assembly, which is also equipped with a suction pipe connected to the clarified water storage unit , connected in turn with the node for the preparation of alkaline suspensions, and with the node for the introduction of additives.
Повышению эффективности удаления и переработки иловых осадков способствует также то, что трубопровод, подающий щелочную суспензию в узел разжижения ила, может быть снабжен насадкой, позволяющей изменять угол размыва илового осадка от 0° до 90°, а также то, что насос всасывающего трубопровода, соединяющий резервуар-отстойник с узлом аккумуляции осветленной воды размещен в полом цилиндрическом корпусе, высота которого равна глубине резервуара-отстойника, а на боковой поверхности корпуса выполнены горизонтальные прорези и установлена регулируемая по высоте задвижка.The efficiency of the removal and processing of sludge is also facilitated by the fact that the pipeline supplying the alkaline suspension to the sludge liquefaction unit can be equipped with a nozzle that allows changing the angle of erosion of the sludge from 0 ° to 90 °, as well as the fact that the suction pipe pump connecting a settling tank with a clarified water storage unit is placed in a hollow cylindrical housing, the height of which is equal to the depth of the settling tank, and horizontal slots are made on the side surface of the housing and liruemaya adjustment bolt.
Авторами не выявлены источники информации, содержащие сведения о технических решениях, идентичных заявленному изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».The authors did not identify sources of information containing information about technical solutions identical to the claimed invention, which allows us to conclude that it meets the criterion of "novelty."
Реализация предлагаемого изобретения обусловливает новый технический эффект - совмещение операции по гидроразмыву илового осадка с его обезвреживанием, упрощение процесса разделения размытого илового осадка на осветленную воду и шламовый осадок с последующим его уплотнением, а также возможность выполнения указанных процессов в непрерывном режиме. Все вышеуказанное обеспечивает возможность удаления длительно хранящихся консолидированных осадков сточных вод, значительное уменьшение их объемов и возможность последующей утилизации.The implementation of the invention leads to a new technical effect - combining the operation of hydraulic washing sludge sludge with its disposal, simplifying the process of separating washed sludge sludge into clarified water and sludge sludge with its subsequent compaction, as well as the ability to perform these processes in a continuous mode. All of the above provides the ability to remove long-term consolidated sewage sludge, a significant reduction in their volume and the possibility of subsequent disposal.
Использование щелочной суспензии гидролизованных алюмосиликатов для гидроразмыва иловых осадков сточных вод позволяет совместить указанную операцию с обеззараживанием и обезвреживанием иловых осадков. Механическое воздействие струи щелочной суспензии на консолидированные осадки дополняется их щелочным гидролизом. При уровне рН щелочной суспензии >12 преодолевается кислотная буферность иловых осадков и обеспечивается дезинтеграция их предельно гидратированных органоминеральных полимерных соединений. В результате щелочного гидролиза иловой массы прекращается биоэфтрофикация ее органических составляющих и снижается их плавучесть, что способствует седиментации твердой фазы пульпы, образовавшейся в результате гидроразмыва. Кроме того, щелочная среда уничтожает патогенную микрофлору иловых осадков, а содержащиеся в них соединения тяжелых металлов в результате хемосорбционного поглощения гидролизованными алюмосиликатами переводятся в устойчивое состояние, препятствующее миграции этих загрязнителей. Поэтому образовавшийся в результате разделения пульпы шламовый осадок может быть использован для приготовления техногенных грунтов, применяемых, например, в дорожном или гидротехническом строительстве, а также для рекультивации шламохранилищ.The use of an alkaline suspension of hydrolyzed aluminosilicates for hydraulic washing of sludge from sewage sludge allows you to combine this operation with the disinfection and neutralization of sludge. The mechanical effect of a stream of alkaline suspension on consolidated sediments is complemented by their alkaline hydrolysis. At a pH of an alkaline suspension> 12, acid buffering of silt sediments is overcome and disintegration of their extremely hydrated organomineral polymer compounds is ensured. As a result of alkaline hydrolysis of the sludge mass, bio-etrophification of its organic components ceases and their buoyancy decreases, which contributes to sedimentation of the solid phase of the pulp formed as a result of hydraulic erosion. In addition, the alkaline environment destroys the pathogenic microflora of silt sediments, and the heavy metal compounds contained in them are converted into a stable state as a result of chemisorption absorption by hydrolyzed aluminosilicates, which prevents the migration of these pollutants. Therefore, the slurry sludge formed as a result of pulp separation can be used for the preparation of technogenic soils, used, for example, in road or hydraulic engineering construction, as well as for the reclamation of sludge storages.
Количество щелочной суспензии, используемой для гидроразмыва иловых осадков, определено экспериментально как соотношение, обеспечивающее деструкцию находящихся в них в состоянии повышенного разбавления органоминеральных полимеров и ослабления их связи с молекулами воды, а также обеспечения достаточной концентрации алюмосиликатов для обезвреживания и обеззараживания удаляемых иловых осадков. И при выполнении гидроразмыва иловых осадков пятью частями щелочной суспензии и при выполнении гидроразмыва четырьмя частями щелочной суспензии и последующем введении в полученную пульпу еще одной части щелочной суспензии, содержащей золу сжигания иловых осадков, обеспечивается получение пульпы, способной к разделению на осветленную воду и шламовый осадок. При меньшем количестве используемой для гидроразмыва щелочной суспензии эффективность деструктивных процессов находящихся в иловых осадках коллоидных групп снижается и процесс разделения пульпы замедляется.The amount of alkaline suspension used for sludge sludge washing is determined experimentally as a ratio that ensures the destruction of organomineral polymers in them in a state of increased dilution and weakening their bonds with water molecules, as well as providing a sufficient concentration of aluminosilicates for the neutralization and disinfection of the removed sludge. And when performing hydraulic washing of sludge with five parts of an alkaline suspension and when performing hydraulic washing with four parts of an alkaline suspension and then introducing into the resulting slurry another part of an alkaline suspension containing ash for burning sludge, it is possible to obtain a pulp capable of separating into clarified water and sludge. With a smaller amount of alkaline suspension used for hydraulic washing, the efficiency of destructive processes of colloidal groups present in silt sediments decreases and the pulp separation process slows down.
Таким образом, при выполнении гидроразмыва иловых осадков щелочной суспензией гидролизованных алюмосиликатов в результате происходящих физико-химических процессов формирующийся в пульпе шламовый осадок приобретает повышенные дренируемость и водоотделение, что позволяет после отстаивания вернуть значительное количество осветленной воды в процесс гидроразмыва. С целью ускорения процесса осаждения предложено взамен дорогостоящих флокулянтов использовать золу сжигания иловых осадков. Исходно инертная зола сжигания иловых осадков при совмещении с щелочной алюмосиликатной суспензией активизируется. В результате введения такой золоалюмосиликатной смеси, обладающей повышенными сорбционными свойствами, в полученную после гидроразмыва пульпу происходит интенсификация процессов седиментации коллоидно-дисперсных фаз, что ускоряет процесс осаждения и способствует улучшению отделения жидкой фазы после отстаивания. Время отстаивания при этом сокращается, а сформировавшийся осадок содержит меньшее количество воды. При этом отмечено улучшение условий литификации осадка, в котором зола выступает в качестве минерального наполнителя. Кроме того, как дополнительный эффект, решается вопрос с утилизацией золы сжигания иловых осадков сточных вод. При этом следует учесть, что наилучший результат достигается при введении золы в уже подвергшийся гидроразмыву иловый осадок, то есть в пульпу. В этом случае уровень рН полученной пульпы достаточно высок, что обеспечивает протекание физико-химических деструктивных процессов, а последующее незначительное понижение уровня рН пульпы после введения золы уже не имеет значения.Thus, when sludge sludge is washed out with an alkaline suspension of hydrolyzed aluminosilicates as a result of physicochemical processes, the sludge formed in the pulp acquires increased drainability and water separation, which allows a significant amount of clarified water to be returned to the hydraulic washout process after settling. In order to accelerate the deposition process, instead of expensive flocculants, it is proposed to use sludge burning ash. Initially inert sludge burning ash when combined with an alkaline aluminosilicate suspension is activated. As a result of the introduction of such an ash-alumosilicate mixture with enhanced sorption properties, the sedimentation of colloidal-dispersed phases intensifies in the pulp obtained after hydraulic washing, which accelerates the deposition process and helps to improve the separation of the liquid phase after settling. At the same time, the settling time is reduced, and the formed precipitate contains less water. At the same time, an improvement was noted in the conditions of lithification of sediment, in which ash acts as a mineral filler. In addition, as an additional effect, the issue of utilization of ash from the combustion of sludge from sewage sludge is being addressed. It should be borne in mind that the best result is achieved when ash is introduced into a sludge that has already undergone hydraulic washing, that is, into the pulp. In this case, the pH of the resulting pulp is high enough, which ensures the occurrence of physico-chemical destructive processes, and the subsequent slight decrease in the pH of the pulp after the introduction of ash is no longer relevant.
Количество вводимой в пульпу в качестве добавок золы сжигания иловых осадков определено экспериментально. При этом было отмечено, что введение золы в количествах менее заявленного не приводит к интенсификации процесса, а использование большего количества золы приводит к значительному снижению уровня рН полученной пульпы, что снижает обеззараживающий эффект, а также приводит к торможению процесса осаждения за счет увеличения вязкости пульпы.The amount introduced into the pulp as additives ash burning sludge is determined experimentally. It was noted that the introduction of ash in amounts less than stated does not lead to an intensification of the process, and the use of more ash leads to a significant decrease in the pH of the resulting pulp, which reduces the disinfecting effect, and also leads to inhibition of the deposition process by increasing the viscosity of the pulp.
Повышению эффективности способа способствует также создание дренирующего слоя на поверхности шламового осадка и его гравитационное уплотнение с использованием утяжелителей, например песка и/или каменной мелочи, равномерно распределяемых по поверхности водопроницаемой мембраны, содержащейся в этом слое. Под воздействием гравитации влага проникает через поверхность дренирующего слоя, что способствует дополнительному снижению влагосодержания шламового осадка на 5-10% по сравнению с водоудалением через нижний дренажный слой и, соответственно, уменьшению его объема. Отделившуюся жидкую фазу также можно использовать для гидроразмыва иловых осадков.The creation of a drainage layer on the surface of the sludge sludge and its gravitational compaction using weighting agents, for example sand and / or stone fines, evenly distributed over the surface of the permeable membrane contained in this layer also helps to increase the efficiency of the method. Under the influence of gravity, moisture penetrates through the surface of the drainage layer, which contributes to an additional decrease in the moisture content of sludge by 5-10% compared with water removal through the lower drainage layer and, accordingly, to decrease its volume. The separated liquid phase can also be used for sludge sludge washing.
Возможность равномерного распределения утяжелителя по всей поверхности шлама обеспечивается использованием водопроницаемой мембраны, выполненной из нетканого материала, не требующего наличия специальных устройств для его укладки. При этом используемые в качестве гравитационного уплотнителя песок или каменная мелочь, так же как и водопроницаемая мембрана, не препятствуют прохождению воды на поверхность, что обеспечивает возможность ее удаления и возвращения в технологический процесс.The possibility of uniform distribution of the weighting agent over the entire surface of the sludge is provided by the use of a permeable membrane made of non-woven material that does not require special devices for its installation. At the same time, sand or stone fines used as a gravitational sealant, as well as a permeable membrane, do not interfere with the passage of water to the surface, which makes it possible to remove it and return to the process.
Предлагаемый способ удаления и обезвреживания иловых осадков сточных вод реализуется с использованием технологической линии для его осуществления.The proposed method for the removal and disposal of sludge from sewage sludge is implemented using a production line for its implementation.
Предлагаемое соединение узла по приготовлению щелочной суспензии гидролизованных алюмосиликатов с подающим и с всасывающим насосами узла разжижения иловых осадков посредством трубопроводов, снабженных насосами-дозаторами, обеспечивает возможность изменения количества вводимой суспензии заданного уровня рН в иловый осадок и в образовавшуюся после гидроразмыва пульпу без остановки насосного оборудования. При этом возврат осветленной воды в узел разжижения ила позволяет не только снижать расход воды на проведение данной операции, но и экономично расходовать суспензию гидролизованных алюмосиликатов, так как возвращаемая в процесс осветленная вода имеет повышенный уровень рН (>9,0).The proposed connection of the unit for the preparation of an alkaline suspension of hydrolyzed aluminosilicates with the feed and suction pumps of the sludge liquefaction unit using pipelines equipped with metering pumps makes it possible to change the amount of the introduced suspension of a given pH level into sludge and into the pulp formed after hydraulic washing without stopping the pumping equipment. At the same time, the return of clarified water to the sludge liquefaction unit allows not only to reduce the water consumption for this operation, but also to economically consume a suspension of hydrolyzed aluminosilicates, since the clarified water returned to the process has an increased pH level (> 9.0).
Возможность изменения угла размыва иловых осадков посредством использования насадки с углом поворота от 0 до 90° обеспечивает интенсификацию процесса гидроразмыва и наиболее полное взаимодействие компонентов илового осадка с используемой суспензией по всему объему за счет создания турбулентных потоков.The ability to change the angle of erosion of silt sediments through the use of nozzles with an angle of rotation from 0 to 90 ° provides the intensification of the hydraulic washing process and the most complete interaction of the components of the silt sediment with the suspension used throughout the volume due to the creation of turbulent flows.
Установка цилиндрического корпуса предлагаемой конструкции в резервуаре-отстойнике позволяет осуществлять непрерывный отвод осветленной воды без нарушения шламового осадка при любом его количестве за счет возможности установки задвижки корпуса на уровне прорези, соответствующей уровню осветленной воды.The installation of a cylindrical body of the proposed design in the sump tank allows for continuous drainage of clarified water without disturbing the sludge sludge at any quantity due to the possibility of installing the valve body at the level of the slot corresponding to the level of clarified water.
Указанные обстоятельства, по мнению авторов, подтверждают соответствие заявленной совокупности признаков критерию «изобретательский уровень».These circumstances, according to the authors, confirm the compliance of the claimed combination of features with the criterion of "inventive step".
Возможность реализации предлагаемого изобретения подтверждается проведенными экспериментами и иллюстрируется следующими графическими материалами и примерами.The feasibility of the invention is confirmed by experiments and is illustrated by the following graphic materials and examples.
Фиг.1 - структурная схема технологической линии по удалению и переработке иловых осадков сточных вод.Figure 1 - structural diagram of a technological line for the removal and processing of sludge sludge from wastewater.
Фиг.2 - узел уплотнения шламового осадка с дренирующим слоем, разрез.Figure 2 - site seal slurry sludge with a drainage layer, section.
Фиг.3 - насадка трубопровода подающего жидкость для разжижения ила.Figure 3 - nozzle pipe supplying liquid for liquefaction of sludge.
Фиг.4 - цилиндрический корпус насоса для возврата отделившейся жидкой фазы в процесс.Figure 4 - a cylindrical pump casing for returning the separated liquid phase in the process.
Предлагаемая технологическая линия содержит узел 1 по приготовлению щелочной алюмосиликатной суспензии и включает технологическое оборудование, нобходимое для приготовления алюмосиликатной щелочной пасты, на основе которой приготавливают суспензию. Узел 1 посредством подающего трубопровода 2, снабженного насосом-дозатором 3, соединен с узлом 4 введения добавок, а подающим трубопроводом, 5 также снабженным насосом-дозатором 6, соединен с узлом 7 разжижения ила (картой). Из узла 7 посредством всасывающего трубопровода 8 полученная после гидроразмыва пульпа подается в узел 9 разделения пульпы на осветленную воду и шламовый осадок. Узел 9 выполнен в виде резервуара-отстойника, соединенного с узлом 10 аккумуляции осветленной воды посредством всасывающего трубопровода 11 с насосом 12, а всасывающим трубопроводом 13 соединен с узлом 14 уплотнения шламового осадка. Насос 12, установленный в резервуаре-отстойнике 9, размещен в цилиндрическом корпусе 15, высота которого равна высоте резервуара-отстойника 9. На боковой поверхности корпуса 15 выполнены горизонтальные прорези 16 и установлена регулируемая по высоте задвижка 17. Узел 14 уплотнения шламового осадка также снабжен всасывающим трубопроводом 18, соединенным с узлом 10 аккумуляции осветленной воды, из которого она поступает по трубопроводу 19 в узел 1 по приготовлению щелочной алюмосиликатной суспензии, а по трубопроводу 20 в узел 4 введения добавок, откуда щелочная суспензия с добавками посредством трубопровода 21 может направляться в резервуар-отстойник 9. Подающий трубопровод 5 может быть снабжен насадкой 22, изменяющей направление размывающей струи от 0° до 90°. На поверхности перемещенного в узел 14 шламового осадка может быть сформирован дренируюший слой, включающий водопроницаемую мембрану 23 и равномерно распределенный утяжелитель 24, в качестве которого используют песок и/или каменную мелочь.The proposed production line contains a node 1 for the preparation of alkaline aluminosilicate suspension and includes processing equipment necessary for the preparation of aluminosilicate alkaline paste, on the basis of which the suspension is prepared. The node 1 through the supply pipe 2, equipped with a metering pump 3, is connected to the node 4 of the introduction of additives, and the
Для приготовления щелочной суспензии гидролизованных алюмосиликатов использовались, условно не показанные, входящие в узел 1 емкость для компонентов суспензии объемом 12 м3, снабженная перемешивающим механизмом с электроприводом, тельферный подъемник с устройством приема и засыпки сухих компонентов. Щелочной гидролиз алюмосиликатов выполнялся с использованием извести.To prepare an alkaline suspension of hydrolyzed aluminosilicates, we used, not shown conditionally, included in unit 1 a container for suspension components with a volume of 12 m 3 equipped with a stirring mechanism with an electric drive, a hoist lift with a device for receiving and filling dry components. Alkaline hydrolysis of aluminosilicates was performed using lime.
Суспензию гидролизованных алюмосиликатов приготавливали на основе алюмосиликатной пасты, содержащей, мас.%: глина - 32,0, известь - 8,0, вода - 60,0 (рН алюмосиликатной пасты = 14,0), путем разведения ее водой в соотношении от 1:40 до 1:200. Эффективность использования полученной щелочной алюмосиликатной суспензии для гидроразмыва и последующего разделения иловых осадков сточных вод (с отношением щелочная суспензия/иловые осадки = 5:1) иллюстрируется в таблице 1. Исходная плотность иловых осадков до выполнения гидроразмыва составляет 1,19 г/см3.A suspension of hydrolyzed aluminosilicates was prepared on the basis of aluminosilicate paste containing, wt.%: Clay - 32.0, lime - 8.0, water - 60.0 (pH of aluminosilicate paste = 14.0), by diluting it with water in a ratio of 1 : 40 to 1: 200. The efficiency of using the obtained alkaline aluminosilicate suspension for hydraulic washing and subsequent separation of sewage sludge (with the ratio of alkaline suspension / sludge = 5: 1) is illustrated in table 1. The initial density of sludge before hydraulic washing is 1.19 g / cm 3 .
Предлагаемое изобретение осуществляют следующим образом.The invention is carried out as follows.
Пример 1.Example 1
Приготовленная в узле 1 путем разбавления алюмосиликатной пасты (рН=14,0) водой до соотношения по Т/Ж=1:50 щелочная алюмосиликатная суспензия, имеющая рН=13,5, посредством подающего трубопровода 5, снабженного и насосом-дозатором 6, направляется в узел 7 разжижения ила (карту). Интенсивное разжижение ила выполняют в течение времени, необходимого для пятикратного увеличения первоначального объема иловых осадков. Изменение угла наклона насадки 22, установленной на выходе подающего трубопровода 5, позволяет интенсифицировать процесс деструкции иловых осадков за счет разрушения застойных зон и перемешивания осадков с подаваемой жидкостью. При этом прекращается выделение газообразных продуктов разложения ила и исчезает неприятный запах, снижается плавучесть осадков, что способствует седиментации взвешенных частиц получаемой пульпы после ее транспортировки в резервуар-отстойник 9. Щелочная среда полученной пульпы (рН=11,9) приводит к ликвидации патогенной микрофлоры и более полному обеззараживанию иловых осадков. Из резервуара 9 отделившаяся осветленная вода по трубопроводу 11 направляется в узел 10 аккумуляции осветленной воды, откуда по трубопроводу 19 поступает в узел 1 и используется для приготовления алюмосиликатной щелочной суспензии. При исходной плотности илового осадка 1,19 г/см3 после суточного отстаивания пульпы без фильтрации осветленной воды плотность отделившегося шлама составила 1,10 г/см3, при соотношении высоты осадка к высоте отделившейся воды 1:2,4. Оставшийся шламовый осадок по трубопроводу 13 переместили в узел уплотнения осадков 14, где на его поверхности на водопроницаемой мембране 23, выполненной из нетканого водопроницаемого материала типа Typar, марки SF 32 (PRO), производства Швейцарии, толщиной 0,41 см равномерно распределили слой утяжелителя 24 (песок) толщиной 0,8 м. Под действием нагрузки слой утяжелителя медленно опускался, уплотняя осадок, при этом происходило отделение избыточной жидкости, которую также возвращали в процесс гидроразмыва исходных иловых осадков. После 7 суток уплотнения и фильтрации плотность шламового осадка составила 1,29 г/см3, что приблизительно на 5% выше, чем при обычной фильтрации.Prepared in node 1 by diluting the aluminosilicate paste (pH = 14.0) with water to a ratio of T / W = 1: 50, the alkaline aluminosilicate suspension having a pH = 13.5 is sent through a
Пример 2.Example 2
Для гидроразмыва исходных иловых осадков используют щелочную суспензию, имеющую те же характеристики, что и в примере 1 при соотношении щелочная суспензия/иловые осадки 4:1. В полученную после гидроразмыва пульпу, перемещенную в резервуар-отстойник 9, дополнительно посредством трубопровода 21 из узла 4 вводят еще одну часть щелочной суспензии, содержащей 4,0 мас.% золы сжигания иловых осадков. При исходной объемной массе ила 1,19 г/см3 объемная масса шламового осадка после суточного отстаивания (без удаления осветленной воды) составила 1,27 г/см3, а после 7 суток фильтрации увеличилась до 1,37 г/см3, что характеризует повышенную дренируемость и водоотделение размытых иловых осадков при введении золы. В таблице 2 приведены данные, позволяющие сделать вывод об эффективности использования золы сжигания иловых осадков в сравнении с использованием дорогостоящих флокулянтов, таких как сернокислый алюминий и хлорное железо. В данном примере и в таблице 2 приведены результаты осуществления способа при выполнении узла уплотнения осадка в виде песковой дренажной емкости. Устройство на поверхности шламового осадка дренирующего слоя с водопроницаемой мембраной 23 и гравитационным уплотнителем 24 приводит к увеличению значений объемной массы шламового осадка.An alkaline suspension having the same characteristics as in example 1 with an alkaline suspension / sludge ratio of 4: 1 is used for hydraulic washing of the initial sludge. In the pulp obtained after hydraulic washing, transferred to the
Таким образом, реализация предлагаемого изобретения обеспечивает простоту удаления длительно хранящихся консолидированных иловых осадков сточных вод с одновременным их обезвреживанием и обеззараживанием, а также упрощает технологию разделения илового осадка на осветленную воду и шламовый осадок. При этом реализуется изобретение с использованием доступных материалов и стандартного оборудования, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «промышленная применимость».Thus, the implementation of the present invention provides ease of removal of long-term consolidated sludge sludge from wastewater with simultaneous neutralization and disinfection, and also simplifies the technology of separation of sludge sludge into clarified water and sludge. The invention is implemented using available materials and standard equipment, which allows us to conclude that it meets the criterion of "industrial applicability".
γ7 - плотность шламового осадка через 7 суток фильтрации;γ 1 - volumetric mass of sludge sludge without filtration;
γ 7 is the density of sludge sludge after 7 days of filtration;
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006107788/15A RU2321553C2 (en) | 2006-03-13 | 2006-03-13 | Method of removal and decontamination of silt sediments of sewage water and technological line for realization of this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006107788/15A RU2321553C2 (en) | 2006-03-13 | 2006-03-13 | Method of removal and decontamination of silt sediments of sewage water and technological line for realization of this method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006107788A RU2006107788A (en) | 2007-09-20 |
| RU2321553C2 true RU2321553C2 (en) | 2008-04-10 |
Family
ID=39366889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006107788/15A RU2321553C2 (en) | 2006-03-13 | 2006-03-13 | Method of removal and decontamination of silt sediments of sewage water and technological line for realization of this method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2321553C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2466105C1 (en) * | 2011-06-08 | 2012-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Method processing sludge residue |
| RU2675871C1 (en) * | 2017-10-17 | 2018-12-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Method of deposition of saponite pulp with the use of calcium aluminum silicate reagent |
-
2006
- 2006-03-13 RU RU2006107788/15A patent/RU2321553C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2466105C1 (en) * | 2011-06-08 | 2012-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Method processing sludge residue |
| RU2675871C1 (en) * | 2017-10-17 | 2018-12-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Method of deposition of saponite pulp with the use of calcium aluminum silicate reagent |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006107788A (en) | 2007-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20080296232A1 (en) | Wastewater clarifier and process | |
| UA78436C2 (en) | Method for rigidification of water suspensions | |
| CN106830252A (en) | The unified water treating apparatus of function are precipitated with ballasted flocculation | |
| CN108083546A (en) | It is a kind of for the magnetic flocculation-enhanced film integrating device of oil sand tailing wastewater treatment and the processing method of oil sand tailing waste water | |
| CN207276369U (en) | Processing unit is arranged outside a kind of fracturing outlet liquid | |
| CN105967401A (en) | Method for treating oil field measure shaft backflow liquid to prepare rilling fluid | |
| CN101786769A (en) | Treatment process for sewage in oil field | |
| CN109179955A (en) | A kind of sludge dewatering treatment system and its processing method | |
| CN105417840A (en) | Treatment method for coating pretreatment wastewater | |
| CN1239403C (en) | Sewage and waste water treating apparatus and method with natural organic polymer flocculant | |
| US10913670B2 (en) | Oil sands tailings treatment | |
| CN105293822B (en) | Coal chemical industry sewage disposal fundamental technology | |
| CN108249635A (en) | Processing unit is arranged outside a kind of fracturing outlet liquid | |
| RU2321553C2 (en) | Method of removal and decontamination of silt sediments of sewage water and technological line for realization of this method | |
| CN206680234U (en) | Unified water treating apparatus with ballasted flocculation precipitation function | |
| WO2019018370A2 (en) | Oil sands tailings treatment | |
| CN101343126B (en) | Apparatus for treatment of domestic wastewater | |
| CN1569695A (en) | Integrated technology and device for processing oil-field well-drilling waste water | |
| KR100984167B1 (en) | Complex pollution groundwater purification treatment method and device | |
| CN104773880A (en) | Sewage treatment technology and equipment for well drilling | |
| CN105293660B (en) | Pulping and paper-making industry sewage handles fundamental technology | |
| JP4599481B2 (en) | Wastewater treatment equipment | |
| KR100912596B1 (en) | Ds-wt system | |
| CN100453475C (en) | Composite coagulant for treating domestic sewage, processing method and device | |
| CN100337944C (en) | Paper making waste water disposal method by coagulant precipitation and coke filtration disposal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080314 |