RU2676295C2 - Способ переработки органических отходов - Google Patents
Способ переработки органических отходов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2676295C2 RU2676295C2 RU2016134856A RU2016134856A RU2676295C2 RU 2676295 C2 RU2676295 C2 RU 2676295C2 RU 2016134856 A RU2016134856 A RU 2016134856A RU 2016134856 A RU2016134856 A RU 2016134856A RU 2676295 C2 RU2676295 C2 RU 2676295C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- organic waste
- pyrolysis
- sludge
- water
- separation
- Prior art date
Links
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 abstract description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 7
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 7
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 6
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 229910000406 trisodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019801 trisodium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 239000010794 food waste Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 125000001477 organic nitrogen group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 244000144977 poultry Species 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/10—Treatment of sludge; Devices therefor by pyrolysis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
- F23G5/027—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/40—Valorisation of by-products of wastewater, sewage or sludge processing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области энергетики, в частности к альтернативным независимым источникам получения тепловой и электрической энергии, жидких и газообразных энергоносителей, а также полезных химических продуктов при пиролизной переработке органических отходов, в том числе осадка сточных вод. Задача изобретения - предотвратить накипание твердых отходов на стенках труб и оборудовании, очистка образовавшейся после технологического цикла воды, а также повышение экономических и экологических показателей пиролизной технологии при переработке влажных и жидких органических отходов. Способ включает рециркуляцию и очистку органических отходов, термохимическую обработку, разделение продуктов пиролиза на жидкую фазу и газ с выделением сухого осадка и воды. При этом органические отходы в начале технологического цикла просеивают через сито с размером ячеек 0,5-2 мм, затем добавляют в него активный ил в пропорции 1:9-9:1 по твердой фазе для доведения его влажности до 90-92%. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области энергетики, в частности к альтернативным независимым источникам получения тепловой и электрической энергии, жидких и газообразных энергоносителей, а также полезных химических продуктов при пиролизной переработке органических отходов, в том числе осадка сточных вод.
Известен способ переработки органических отходов путем пиролиза (Авт св-во 2260615 C1 RU от 21.04.2004 г.). Он использует скоростной пиролиз в потоке предварительно подготовленного сырья (измельченного до размеров около долей мм и подсушенного) при температурах 450-800°С в зависимости от выбранной технологии получения итоговых продуктов. Тепловая энергия передается сырью контактным путем через его соприкосновения с предварительно нагретыми, имеющими высокую теплопроводность, катящимися рабочими телами-билами. Эффективная теплопередача при контакте от твердых нагретых билов высушенному измельченному сырью обеспечивает быстрый нагрев и газификацию всей массы перерабатываемого сырья. Продукты пиролиза используются непосредственно для выработки тепловой и электрической энергии и для переработки в жидкое, твердое и газообразное топливо с заданными свойствами.
Данная пиролизная технология требует предварительной сушки органических отходов. Пиролиз по ней таких отходов, как жидкие стоки животноводческих комплексов, свежий птичий помет, отходы пищевых производств, осадки сточных вод, черный щелок и др., имеющие влажность до 90-99%, оказывается слишком затратным, экологически и экономически нецелесообразным.
Известен способ переработки органических отходов (Патент RU 248649 C2 от 29.12.2008 г.). В этом способе переработки органических отходов, используя размельчение этих отходов, их газификацию в термохимическом реакторе путем пиролиза и подачу газообразных продуктов пиролиза в камеру сгорания энергетической установки либо на химическую переработку в синтетическое топливо, в размельченную массу органических отходов добавляют воду и перемешивают эту смесь так, чтобы концентрация воды в образовавшейся пульпе находилась в пределах 30-99%. Затем образовавшуюся пульпу подают насосом высокого давления или поршнем в термохимический реактор, обеспечивая давление пульпы выше давления насыщенных паров воды во всем диапазоне рабочих температур термохимического реактора. Нагревают пульпу в термохимическом реакторе до температур, при которых происходит пиролиз органических отходов с образованием низкомолекулярных соединений (CO, CO2, H2, CH4, метанол, диметиловый эфир и др.). Выделяют твердую фракцию продуктов пиролиза, воду с продуктами пиролиза охлаждают, понижают их давление, в том числе и путем совершения полезной работы, отделяют газовую фракцию, содержащую горючие газы и пары летучих жидкостей, от жидкой фазы. Газовую фракцию направляют в камеру сгорания или на химическую переработку в синтетическое топливо. Из жидкой фазы, состоящей в основном из воды, извлекают полезные продукты (например, уксусную кислоту, соли и др.) и затем возвращают ее в технологический цикл, добавляя в размельченные отходы.
Однако указанный способ переработки органических отходов имеет следующие недостатки. Органические отходы, используемые в нем, содержат большое количество концентрированных Ca, Mg, которые при больших температурах накипают в виде твердых отходов (накипи) на стенках труб и оборудовании, увеличивая его износ, уменьшая производительность и срок эксплуатации. Для удаления отложившегося осадка необходимо добавлять большое количество фосфатных реагентов (Na3PO4). Кроме того, выделившаяся после технологического цикла вода имеет большое количество вредных загрязнений, таких как органические загрязнения, ПДК, которых на выходе больше 10000 мг/л, при норме менее 1000 мг/л, а также азотных загрязнений, концентрация которых 1000 мг/л, при норме менее 100 мг/л. Такие показатели не позволяют сбрасывать получившуюся воду в канализацию без дополнительной очистки.
Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, повышение экономических и экологических показателей пиролизной технологии при переработке влажных и жидких органических отходов.
Поставленная задача решается за счет того, что в органические отходы после их просеивания добавляют активный ил в нужных пропорциях, особенностью которого является большое содержание фосфатов, что позволяет предотвратить накипание твердых отходов на стенках труб и оборудовании. Образовавшуюся после технологического цикла воду очищают с помощью технологии с применением процесса Анаммокс (Патент №94569 от 26.01.2010 г.).
На чертеже показана упрощенная технологическая схема термохимического реактора для переработки органических отходов и позициями обозначены:
1 - сито,
2 - WRP-устройство для рециркуляции и очистки,
3 - разделитель,
4 - очистная канализационная станция с применением процесса Анаммокс.
Предлагаемый способ переработки органических отходов осуществляют следующим образом. Предназначенную для переработки массу просеивают через сито 1 (чертеж) с размером ячеек 1-2 мм. Затем в полученный осадок добавляют активный ил в пропорции (1:9-9:1) по твердой фазе для доведения 90-92% его влажности. Активный ил содержит концентрацию фосфатов 0,5-2% от общей массы, что позволяет не вводить дополнительные реагенты для предотвращения накипи на стенках труб и оборудовании. Кроме того, активный ил содержит большое количество органических веществ, которые способствуют дополнительному выделению газа. Смешанный с илом влажный осадок органических отходов направляют в устройство WRP 2 для рециркуляции и очистки, затем полученную массу направляют в разделитель 3, где происходит пиролиз с выделением газа и получением жидкой золы, которая в дальнейшем после обработки разделяется на сухой осадок и воду. Образовавшуюся после разделения воду очищают в КОС 4 с применением процесса Анаммокс, которая эффективно позволяет очищать сточную воду от органических азотных загрязнений.
В результате использования предлагаемого способа переработки органических отходов повышаются экономические и экологические показатели пиролизной технологии.
Пример.
На установку WRP подается 10 м3/сут. древесной суспензии, содержащей 50% воды и 50% древесных опилок. В 10 м3 древесной суспензии содержится 5 т опилок и 5 т воды. В 1 т сухого вещества опилок содержится 2% кальция (или 20 кг/т опилок) и 0,1% магния (или 1 кг/т опилок). Всего в 5 т опилок содержится 100 кг кальция и 5 кг магния. Для того, чтобы кальций и магний в качестве накипи не отлагался на стенках реактора (установки) WRP, добавляется ортофосфат натрия Na3PO4, который вступает в реакцию с кальцием и магнием. При этом образуются нерастворимые мелкодисперсные осадки, не отлагающиеся в виде накипи на стенках реактора, а в виде золы удаляющиеся из реактора (Ca3(PO4)2 и Mg3(PO4)2). Количество фосфора, необходимого для этого процесса: для 1 кг Са - 1,94 кг Р, для 1 кг Mg - 1,16 кг Р. Поэтому для удаления кальция и магния необходимо добавить фосфор в количестве 100×1,94+5×1,16=199,8(Р). Известно, что в активном иле на 1 т органической части содержится 10 кг фосфора (Р). Для обеспечения необходимого процесса фосфотизации древесной суспензии потребуется 199,8:10=20 т органического вещества активного ила. При зольности активного ила 20% и влажности 90% потребуется 
. При этом смешанная суспензия опилок и активного ила составит 10+250=260 м3/сут. средней влажностью 88,5%. Количество ила в объеме составило 10: 250=1:25, по твердой фазе 5:25=1:5.
Claims (2)
1. Способ переработки органических отходов, включающий рециркуляцию и очистку органических отходов, термохимическую обработку, разделение продуктов пиролиза на жидкую фазу и газ с выделением сухого осадка и воды, отличающийся тем, что органические отходы в начале технологического цикла просеивают через сито с размером ячеек 0,5-2 мм, затем добавляют в него активный ил в пропорции 1:9-9:1 по твердой фазе для доведения его влажности до 90-92%.
2. Способ переработки по п. 1, отличающийся тем, что образовавшуюся после разделения воду очищают в очистной канализационной станции с применением процесса Анаммокс, способствующей удалению азотов и органики.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016134856A RU2676295C2 (ru) | 2016-08-25 | 2016-08-25 | Способ переработки органических отходов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016134856A RU2676295C2 (ru) | 2016-08-25 | 2016-08-25 | Способ переработки органических отходов |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016134856A3 RU2016134856A3 (ru) | 2018-03-01 |
| RU2016134856A RU2016134856A (ru) | 2018-03-01 |
| RU2676295C2 true RU2676295C2 (ru) | 2018-12-27 |
Family
ID=61596964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016134856A RU2676295C2 (ru) | 2016-08-25 | 2016-08-25 | Способ переработки органических отходов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2676295C2 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1279568A (fr) * | 1960-12-09 | 1961-12-22 | Zimmer Verfahrenstechnik | Procédé et installation pour l'épuration des eaux d'égouts industrielles et urbaines et l'utilisation des solides y contenus pour la production d'énergie |
| RU2057725C1 (ru) * | 1994-09-29 | 1996-04-10 | Александр Викторович Есин | Способ комплексной переработки техногенных осадков |
| RU2238157C1 (ru) * | 2003-06-04 | 2004-10-20 | Мельников Геннадий Максимович | Способ обезвреживания и переработки твердых бытовых отходов |
| RU2408649C2 (ru) * | 2008-12-29 | 2011-01-10 | Сергей Васильевич Пашкин | Способ переработки органических отходов и устройство для его осуществления |
-
2016
- 2016-08-25 RU RU2016134856A patent/RU2676295C2/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1279568A (fr) * | 1960-12-09 | 1961-12-22 | Zimmer Verfahrenstechnik | Procédé et installation pour l'épuration des eaux d'égouts industrielles et urbaines et l'utilisation des solides y contenus pour la production d'énergie |
| RU2057725C1 (ru) * | 1994-09-29 | 1996-04-10 | Александр Викторович Есин | Способ комплексной переработки техногенных осадков |
| RU2238157C1 (ru) * | 2003-06-04 | 2004-10-20 | Мельников Геннадий Максимович | Способ обезвреживания и переработки твердых бытовых отходов |
| RU2408649C2 (ru) * | 2008-12-29 | 2011-01-10 | Сергей Васильевич Пашкин | Способ переработки органических отходов и устройство для его осуществления |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016134856A3 (ru) | 2018-03-01 |
| RU2016134856A (ru) | 2018-03-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2373263C2 (ru) | Способ превращения твердых биоотходов в возобновляемое топливо | |
| RU2408649C2 (ru) | Способ переработки органических отходов и устройство для его осуществления | |
| CN102002410A (zh) | 一种复合生物颗粒燃料的制备方法 | |
| CN210176701U (zh) | 用于市政污泥深度减量处理的系统 | |
| Mechnou et al. | Effective treatment and the valorization of solid and liquid toxic discharges from olive oil industries, for sustainable and clean production of bio-coal | |
| WO2008022561A1 (fr) | Matériau de filtration et d'adsorption utilisé dans le traitement des eaux, procédé de préparation de ce dernier | |
| CN111875210A (zh) | 一种城镇污泥低温水热碳化产煤资源化系统 | |
| Li et al. | Synergistic treatment of sewage sludge and food waste digestate residues for efficient energy recovery and biochar preparation by hydrothermal pretreatment, anaerobic digestion, and pyrolysis | |
| CN103013613A (zh) | 一种城市污泥洁净燃料化系统及污泥燃料化方法 | |
| RU2676295C2 (ru) | Способ переработки органических отходов | |
| CN111718095A (zh) | 一种市政污泥热解碳化处理系统及处理工艺 | |
| RU2632444C1 (ru) | Система и способ переработки осадка сточных вод | |
| CN103629659A (zh) | 一种废水与生物质产热工艺 | |
| CN213388279U (zh) | 一种市政污泥热解碳化处理系统 | |
| ITMI20110333A1 (it) | Procedimento integrato per la produzione di bio-olio da fanghi derivanti da un impianto di depurazione delle acque reflue. | |
| RU75654U1 (ru) | Комплекс для переработки биомассы | |
| CN205347174U (zh) | 一种利用外加生物质的污泥干化和炭化相结合的处理装置 | |
| EP1274656A1 (de) | Konditionierungsverfahren biogener feststoffe | |
| KR101872428B1 (ko) | 간접가열식 건조공정으로 이루어지는 하수슬러지 처리 시스템 | |
| CN101717679A (zh) | 污泥合成燃料的生产工艺 | |
| KR20090019168A (ko) | 펠렛 형태의 고체연료 및 그의 제조 방법 | |
| RU2601316C1 (ru) | Способ получения брикетов | |
| Appazov et al. | Rice straw and husk oil sludge for processing through the use of lignosulfonate as a binder with activated charcoal | |
| KR101703390B1 (ko) | 폐 음식물, 오니, 하수 슬러지 및 가축분뇨 처리방법 | |
| CN109869727B (zh) | 污泥和地沟油协同焚烧处置方法 |