RU2750172C1 - Method for thermal disinfection and disposal of infected organ-containing waste in solid, liquid and gaseous states - Google Patents

Method for thermal disinfection and disposal of infected organ-containing waste in solid, liquid and gaseous states Download PDF

Info

Publication number
RU2750172C1
RU2750172C1 RU2020127992A RU2020127992A RU2750172C1 RU 2750172 C1 RU2750172 C1 RU 2750172C1 RU 2020127992 A RU2020127992 A RU 2020127992A RU 2020127992 A RU2020127992 A RU 2020127992A RU 2750172 C1 RU2750172 C1 RU 2750172C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solid
thermal
disinfection
air
waste
Prior art date
Application number
RU2020127992A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Николаевич Делягин
Николай Михайлович Иванов
Наталья Ивановна Делягина
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Сибирский Федеральный Научный Центр Агробиотехнологий Российской Академии Наук (Сфнца)
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 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Сибирский Федеральный Научный Центр Агробиотехнологий Российской Академии Наук (Сфнца) filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Сибирский Федеральный Научный Центр Агробиотехнологий Российской Академии Наук (Сфнца)
Priority to RU2020127992A priority Critical patent/RU2750172C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2750172C1 publication Critical patent/RU2750172C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/18Details; Accessories
    • F23C10/20Inlets for fluidisation air, e.g. grids; Bottoms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/10Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of field or garden waste or biomasses

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)

Abstract

FIELD: thermal disinfection; waste disposal.
SUBSTANCE: invention relates to the field of thermal disinfection and disposal of organic waste in solid, liquid and gaseous state, and can be used in various industries related to the processing of biomass waste. The method includes the separation of waste into solid, liquid and gaseous categories. A mixture of liquid and solid waste is subjected to two-stage centrifugal dehydration with the separation of a solid fraction and a liquid phase. In this case, the dewatered sludge of the solid fraction before thermal drying is subject to additional centrifugal dehydration in the filtering stage of the centrifuge with the release of solid sludge and filtrate. The dried sludge is decontaminated and disposed of in the combustion chamber, where suspension water-coal fuel, prepared on the basis of coal sludge and filtrate, is used as fuel, and ventilation emissions from industrial premises are used as blast air for the boiler unit of the boiler house. Regulation of the volume of supply of blast air at variable load is carried out by changing the volume of exhaust gases formed after thermal vortex drying of the solid phase sediment sent for mixing with ventilation emissions. The technical objective of the present invention is to reduce the emission of pathogenic microorganisms and viruses into the biosphere and energy consumption for the process of disinfection and utilization of thermal energy.
EFFECT: invention is aimed at reducing the release of pathogenic microorganisms and viruses into the biosphere, increasing the productivity of the system, reducing energy consumption for the process of disinfecting waste, disinfection of biologically hazardous organic waste, which is also in a gaseous state, by heat treatment in the combustion chamber of a heat-generating unit using the exhaust ventilation air of the premises as the blowing air of the heat-generating unit; utilization of the heat of the exhaust air used as a blast for the boiler units of the boiler house, which ensures a decrease in energy consumption for heating the supply air; reduction of energy consumption for air disinfection, with the exclusion of a separate operation for processing the removed air from the technological cycle, by combining the operations of fuel combustion and thermal disinfection of gaseous waste.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области термического обеззараживания и утилизации инфицированных органосодержащих отходов и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, связанных с переработкой и нейтрализацией отходов биомассы, находящейся в различных агрегатных состояниях - твердом, жидком и газообразном - в частности биологических отходов, навоза, помета, вентиляционных выбросов и канализационных стоков предприятий.The invention relates to the field of thermal disinfection and disposal of infected organic waste and can be used in various sectors of the national economy associated with the processing and neutralization of biomass waste in various states of aggregation - solid, liquid and gaseous - in particular biological waste, manure, droppings, ventilation emissions and sewage effluents of enterprises.

Предпосылка создания изобретения, аналоги изобретения. Одной из основных проблем в промышленном производстве продуктов животноводства и птицеводства является большое количество инфицированных отходов, находящихся в различных агрегатных состояниях. Высокая концентрация животных и птицы не позволяет рекреационному механизму биосферы нейтрализовать вредные и опасные отходы биологической (вирусы, микроорганизмы) и химической природы, представляющих большую опасность для окружающей среды, человека и животных. Крупные животноводческие и птицеводческие комплексы являются очень крупными источниками опасных выбросов. Так свинооткормочный комплекс на 108 тыс. голов/год ежесуточно выбрасывает в окружающую среду жидких отходов - 900…3000, твердых -50…80, газообразных (вентвыбросы) - 690…1000 т/сутки, 5×109 микробных тел/час и в случае инфекционных заболеваний животных данный объект будет представлять большую угрозу для населения и экосистемы в целом.Prerequisite for creating an invention, analogs of the invention. One of the main problems in the industrial production of livestock and poultry products is a large amount of infected waste in various states of aggregation. The high concentration of animals and birds does not allow the recreational mechanism of the biosphere to neutralize harmful and hazardous waste of biological (viruses, microorganisms) and chemical nature, posing a great danger to the environment, humans and animals. Large livestock and poultry complexes are very large sources of hazardous emissions. So a pig-feeding complex for 108 thousand heads / year daily discharges into the environment liquid waste - 900 ... 3000, solid -50 ... 80, gaseous (ventilation emissions) - 690 ... 1000 t / day, 5 × 10 9 microbial bodies / hour and in In case of infectious diseases of animals, this object will pose a great threat to the population and the ecosystem as a whole.

Пыль, мелкодисперсные частицы аэрозолей (диаметр частиц не более 0.004…0.005 мм), выделяемые животными, легко перемещаются потоками воздуха, длительное время находятся в нем во взвешенном состоянии. Средняя скорость оседания частиц составляет в 0,011…0,015 см/с. При благоприятных погодных условиях аэрозоли могут перемещаться на несколько десятков километров, представляя наибольшую эпидемиологическую опасность.Dust, fine particles of aerosols (particle diameter no more than 0.004 ... 0.005 mm), emitted by animals, are easily moved by air streams, they are suspended in it for a long time. The average sedimentation rate of particles is 0.011 ... 0.015 cm / s. Under favorable weather conditions, aerosols can move several tens of kilometers, representing the greatest epidemiological danger.

Характер и специфика вирусных и бактериальных инфекций, их высокая подвижность и возможные механизмы передачи инфекций - воздушно-капельный, воздушно-пылевой - позволяют сделать вывод о необходимости дополнительной обработки и газообразных отходов, выбрасываемых в биосферу.The nature and specificity of viral and bacterial infections, their high mobility and possible mechanisms of transmission of infections - airborne, airborne dust - suggest the need for additional processing and gaseous waste released into the biosphere.

Существующие системы обеззараживания воздуха, как правило, обрабатывают внутренний воздух помещения, а удаляемый из помещения воздух без обработки сбрасывается в окружающую среду. Для повышения безопасности необходима не только защита от вирусных и бактериальных инфекций внутри производственного помещения, но и экосистемы в целом.Existing air disinfection systems, as a rule, process the indoor air of the room, and the air removed from the room is discharged into the environment without treatment. To improve safety, it is necessary not only to protect against viral and bacterial infections inside the production facility, but also to the ecosystem as a whole.

Обеззараживание инфицированных газообразных отходов (вентвыбросы производственных помещений) может осуществляться термическим, электромагнитным, химическим, плазменным и другими методами.Disinfection of infected gaseous waste (ventilation emissions from industrial premises) can be carried out by thermal, electromagnetic, chemical, plasma and other methods.

Известен способ обеззараживания воздуха в помещениях заключающейся в пропускании воздуха через слой фотокатализатора на основе диоксида титана, на который воздействуют ультрафиолетовым излучением (УФ) с энергией, большей или равной ширине запрещенной зоны фотокатализатора, и непрерывно орошают водой. Изобретение позволяет за короткое время обеспечить устойчивый эффект обеззараживания во всем объеме помещения, а также сохранить низкий уровень зараженности воздуха даже при наличии постоянных источников инфицирования [1]. К недостаткам указанных способов следует отнести: наличие системы орошения, которая ограничивает диапазон рабочих температур воздуха положительными значениями. При использовании данного способа в системах вытяжки вентиляционных шахт возможно обмерзание элементов системы и выпадение конденсата, что не позволяют эффективно эксплуатировать установки в зимний и переходной период времени года.There is a known method for disinfecting indoor air, which consists in passing air through a layer of photocatalyst based on titanium dioxide, which is exposed to ultraviolet radiation (UV) with an energy greater than or equal to the bandgap of the photocatalyst, and is continuously irrigated with water. The invention allows for a short time to provide a stable effect of disinfection in the entire volume of the room, as well as to maintain a low level of air contamination even in the presence of constant sources of infection [1]. The disadvantages of these methods include: the presence of an irrigation system, which limits the range of operating air temperatures to positive values. When using this method in the exhaust systems of ventilation shafts, freezing of the system elements and condensation are possible, which does not allow the units to be effectively operated in the winter and transitional periods of the year.

Известен способ дезинфекции воздуха в помещении, заключающейся в фильтрации и прокачивании воздуха вентилятором через камеру обеззараживания при воздействии на него электромагнитного поля с частотой 100-4000 МГц объемной плотностью мощности 0,001-0,3 Вт/см3 [2]. К недостаткам данного способа при использовании для обеззараживания требуемых объемов газообразных отходов следует отнести большие затраты энергии, высокий уровень электромагнитного излучения, требующего использования специальных методов защиты и ограничения по мощности генераторов электромагнитного поля.A known method of disinfection of air in a room, which consists in filtering and pumping air with a fan through the disinfection chamber when exposed to an electromagnetic field with a frequency of 100-4000 MHz with a volumetric power density of 0.001-0.3 W / cm 3 [2]. The disadvantages of this method when used for disinfection of the required volumes of gaseous waste should be attributed to the high energy consumption, a high level of electromagnetic radiation, requiring the use of special methods of protection and limiting the power of the generators of the electromagnetic field.

Известен способ очистки и обеззараживания воздуха окислением с использованием фотокатализатора на основе диоксида титана и источника ультрафиолетового излучения [3], отличающийся тем, что в качестве катализатора используют аэрозольное облако нанопорошка диоксида титана, который аэрируют и распыляют из предварительно заполненного контейнера продуктами сгорания газогенератора с зарядом низкотемпературного твердого топлива, и используют не менее трех источников излучения, которые располагают равномерно по периферии аэрозольного облака. Способ является одним из наиболее эффективных методов локального обеззараживания воздуха. К недостаткам данного способа следует отнести сложность и высокие эксплуатационные затраты при использовании в непрерывном производственном цикле (системы вентиляции производственных помещений).A known method of purification and disinfection of air by oxidation using a photocatalyst based on titanium dioxide and a source of ultraviolet radiation [3], characterized in that an aerosol cloud of titanium dioxide nanopowder is used as a catalyst, which is aerated and sprayed from a pre-filled container with combustion products of a gas generator with a low-temperature charge. solid fuel, and use at least three sources of radiation, which are located evenly around the periphery of the aerosol cloud. The method is one of the most effective methods of local air disinfection. The disadvantages of this method include the complexity and high operating costs when used in a continuous production cycle (ventilation systems for industrial premises).

Одним из наиболее эффективных методов обеззараживания воздуха является озонирование.One of the most effective methods of air disinfection is ozonation.

Известен способ обеззараживания животноводческих помещений от стафилококка заключающейся в их обработке озоно-воздушной смесью с концентрацией озона, в качестве источника которого используется различные виды электрического разряда в газах [4]. Преимущества данного способа обеззараживания: полностью уничтожает любую микрофлору и загрязняющие вещества; воздействует на все известные виды вирусов, спор грибков и бактерий без исключений. Озон чрезвычайно ядовит - первый класс опасности. Работа с мощными генераторами озона требует соблюдения высокой технологической дисциплины. Эффективная генерация озона при электрическом разряде в газах резко снижается при высокой влажности воздуха, наличии конденсации влаги, пыли и резких колебаниях температуры и влажности воздуха - все это характерно для установок, используемых для обеззараживания вентиляционных выбросов, что существенно снижает их эффективность.A known method of disinfecting livestock buildings from staphylococcus consisting in their treatment with an ozone-air mixture with an ozone concentration, as a source of which is used various types of electrical discharge in gases [4]. The advantages of this method of disinfection: completely destroys any microflora and pollutants; affects all known types of viruses, fungal spores and bacteria, without exception. Ozone is extremely toxic - the first class of hazard. Working with powerful ozone generators requires high technological discipline. The effective generation of ozone during an electric discharge in gases is sharply reduced at high air humidity, the presence of condensation of moisture, dust and sharp fluctuations in temperature and air humidity - all this is typical for installations used for disinfection of ventilation emissions, which significantly reduces their efficiency.

Известна система фильтрации и дезинфекции воздуха посредством инжекции плазмы [5], включающая в том числе плазменно-реакторный узел, обеспечивающий обработку воздуха низкотемпературной плазмой. Данный способ обработки достаточно просто масштабировать. К недостаткам следует отнести наличие дополнительных энергозатрат на обеззараживание воздуха.The known system of filtration and disinfection of air by means of plasma injection [5], including, among other things, a plasma-reactor unit that provides air treatment with low-temperature plasma. This processing method is fairly easy to scale. The disadvantages include the presence of additional energy consumption for air disinfection.

Все вышеперечисленные способы обеззараживания имеют общий недостаток - требуют дополнительные затраты энергии на уничтожение микроорганизмов и вирусов. Удаление вентиляционных выбросов осуществляется через вытяжные шахты (10…20 шт. / 1000 голов свиней). При установке системы обеззараживания на каждой шахте необходимо смонтировать более 1000 установок (свинооткормочный комплекс мощностью 108 тыс. голов/год) что приводит к очень большим экономическим затратам.All of the above methods of disinfection have a common drawback - they require additional energy consumption to destroy microorganisms and viruses. Removal of ventilation emissions is carried out through the exhaust shafts (10 ... 20 pcs. / 1000 heads of pigs). When installing a disinfection system at each mine, it is necessary to mount more than 1000 installations (pig-feeding complex with a capacity of 108 thousand heads / year), which leads to very high economic costs.

Известен способ обеззараживания и утилизации органосодержащих отходов, находящихся в различных агрегатных состояниях (твердое, жидкое), патент РФ №2718563, принятый за прототип, образующихся при производстве биологической продукции в производственных помещениях, включающий механическое и центробежное обезвоживание с выделением частично обезвоженного осадка твердой фракции и жидкой фазы в виде фугата, биохимическую обработку фугата, дополнительную термическую сушку осадка твердой фазы с последующим сжиганием высушенного продукта и получением тепловой энергии, обезвоженный осадок твердой фазы перед термической сушкой подвергают дополнительному центробежному обезвоживанию в фильтрующей ступени центрифуги с выделением твердого осадка и фильтрата, при этом полученный обезвоженный осадок направляют на термическую вихревую сушку, где в качестве сушильного агента используют смесь горячих дымовых газов и атмосферного воздуха, объем подачи которого регулируют шибером, с получением высушенного твердого осадка и отходящих газов, причем высушенный твердый осадок подается на термическое обеззараживание и утилизацию в адиабатическую камеру сгорания, преимущественно вихревого типа, котлоагрегата, являющегося источником тепловой энергии для производственного помещения - источника органосодержащих отходов, в которой в качестве основного топлива используют суспензионное водоугольное топливо, приготовленное на основе угля или угольных шламов и фильтрата, а в качестве дутьевого воздуха - часть отходящих газов вихревой сушилки, объем подачи которых регулируют шибером [6].A known method of disinfection and disposal of organic waste in various states of aggregation (solid, liquid), RF patent No. 2718563, taken as a prototype formed in the production of biological products in production facilities, including mechanical and centrifugal dehydration with the release of partially dehydrated sediment of the solid fraction and the liquid phase in the form of a centrifuge, biochemical treatment of the centrifuge, additional thermal drying of the solid phase sediment with subsequent combustion of the dried product and obtaining heat energy, the dewatered solid phase sediment before thermal drying is subjected to additional centrifugal dehydration in the filtering stage of the centrifuge with the separation of solid sediment and filtrate, while the resulting dewatered sludge is sent to thermal vortex drying, where a mixture of hot flue gases and atmospheric air is used as a drying agent, the supply volume of which is controlled by a gate, to obtain dried solid solid sediment and waste gases, and the dried solid sediment is fed for thermal disinfection and disposal into an adiabatic combustion chamber, mainly of a vortex type, of a boiler unit that is a source of thermal energy for a production facility - a source of organic waste, in which suspension water-coal fuel is used as the main fuel, prepared on the basis of coal or coal sludge and filtrate, and as a blast air - part of the exhaust gases of the vortex dryer, the volume of which is regulated by a gate [6].

Достоинства данного метода - отсутствие дополнительных затрат энергии на обеззараживание среды, большая мощность, ограниченная лишь мощностью теплоэнергетической установки, высокая степень обеззараживания твердых и жидких отходов.The advantages of this method are the absence of additional energy consumption for the disinfection of the environment, high power, limited only by the capacity of the heat-and-power plant, and a high degree of disinfection of solid and liquid waste.

Данный способ обеззараживания и утилизации отходов и его техническая реализация не позволяет проводить обеззараживание газообразных отходов производства.This method of disinfection and waste disposal and its technical implementation does not allow for the disinfection of gaseous production wastes.

Все животноводческие комплексы и птицефабрики имеют развитую систему теплоснабжения, включая котлоагрегаты мегаваттного класса. Для примера - животноводческий комплекс мощностью 108 тыс. голов/год имеет свою котельную с тепловой мощностью 25 МВт. Собственная тепловая нагрузка животноводческого комплекса 19 МВт (отопление, вентиляция и кормоприготовление) (время использования максимума нагрузки Тmax=1900 ч/год). Бытовой сектор, подсобные помещения и вспомогательные службы потребляют около 6 МВт (время использования максимума нагрузки Тmax=3000 ч/год). Энергоноситель - водоугольное топлив калорийностью 3000 ккал/кг (12,6 МДж/кг). Коэффициент полезного действия котлоагрегатов 82%. Объем вентиляционных выбросов составляет 530…770 тыс. м3/сутки. Требуемый объем дутьевого воздуха котлагрегатов котельной - до 1500 тыс. м3/сутки, что может обеспечить полное термическое обеззараживание вентиляционных выбросов производственных помещений без использования специальных обеззараживающих установок. Дополнительные затраты электроэнергии на транспортировку газообразной части отходов составляют до 10… 15% от потребления электроэнергии системой вентиляции помещений.All livestock complexes and poultry farms have a developed heat supply system, including boilers of the megawatt class. For example, a livestock complex with a capacity of 108 thousand heads per year has its own boiler house with a thermal capacity of 25 MW. The own heat load of the livestock complex is 19 MW (heating, ventilation and fodder preparation) (time of use of the maximum load Tmax = 1900 h / year). The household sector, utility rooms and auxiliary services consume about 6 MW (time of use of the maximum load Tmax = 3000 h / year). The energy carrier is coal-water fuel with a calorific value of 3000 kcal / kg (12.6 MJ / kg). The efficiency of the boilers is 82%. The volume of ventilation emissions is 530 ... 770 thousand m 3 / day. The required volume of blast air of the boiler plant boilers is up to 1,500 thousand m 3 / day, which can provide complete thermal disinfection of ventilation emissions from industrial premises without the use of special disinfection installations. Additional electricity costs for the transportation of the gaseous part of the waste amount to 10 ... 15% of the electricity consumption by the ventilation system of the premises.

Целесообразно использовать термический способ утилизации и обеззараживания отходов, находящихся в трех агрегатных состояниях в одной установке обеззараживания отходов - котлоагрегате системы теплоснабжения предприятий, работающей в совмещенных по времени и согласованных по объемам утилизации отходов режимах производства тепловой энергии и термического обеззараживания отходов. Тем самым существенно сокращаются затраты на обеспечение приемлемой экологической и инфекционной обстановки среды обитания человека и животных. Эффективность данного метода обеззараживания определяется совмещением операций горения топлива и обеззараживания отходов.It is advisable to use a thermal method for the disposal and disinfection of waste in three aggregate states in one waste disinfection unit - a boiler unit of the heat supply system of enterprises operating in combined in time and coordinated in terms of waste utilization modes of heat energy production and thermal waste disinfection. This significantly reduces the cost of providing an acceptable ecological and infectious environment for humans and animals. The effectiveness of this method of disinfection is determined by the combination of fuel combustion and waste disinfection.

Технической задачей настоящего изобретения является снижение выбросов патогенных микроорганизмов и вирусов в биосферу и энергозатрат на процесс обеззараживания и утилизации тепловой энергии.The technical objective of the present invention is to reduce the emission of pathogenic microorganisms and viruses into the biosphere and energy consumption for the process of disinfection and utilization of thermal energy.

Техническими результатами изобретения являются:The technical results of the invention are:

- обеззараживание биологически опасных органосодержащих отходов находящихся и в газообразном состоянии путем термической обработки в камере сгорания теплогенерирующей установки использованием отработанного вентиляционного воздуха помещений в качестве дутьевого воздуха теплогенерирующей установки;- disinfection of biologically hazardous organic waste in a gaseous state by heat treatment in the combustion chamber of a heat generating unit using the exhaust ventilation air of the premises as a blowing air of a heat generating unit;

- утилизация теплоты удаляемого воздуха используемого в качестве дутья для котлоагрегатов котельной обеспечивающее снижение энергозатрат на подогрев приточного воздуха;- utilization of the heat of the exhaust air used as a blast for the boiler units of the boiler house, which ensures a decrease in energy consumption for heating the supply air;

- снижение энергозатрат на обеззараживания воздуха, при исключении из технологического цикла отдельной операции по обработки удаляемого воздуха, путем совмещения операций горения топлива и термического обеззараживания газообразных отходов.- reduction of energy consumption for air disinfection, with the exclusion of a separate operation for processing the removed air from the technological cycle, by combining the operations of fuel combustion and thermal disinfection of gaseous waste.

Указанные эффекты достигаются тем, что согласно изобретению в дополнение к существующей системе обеззараживания и утилизации твердых и жидких отходов, газообразные отходы (вентиляционные выбросы) помещений системой транспортировки вентиляционных выбросов, включающей сборный воздуховод и центробежный вентилятор, подаются в устройство для смешивания вентиляционных выбросов (вентвыбросов), где смешиваются с отходящими газами, поступающими из вихревой сушилки, и далее подаются в камеру сгорания котлоагрегата в качестве дутьевого воздуха, обеспечивая процесс горения топлива и полное термическое обеззараживание вентиляционных выбросов при высокой температуре (1000…1050°С).These effects are achieved by the fact that according to the invention, in addition to the existing system of disinfection and disposal of solid and liquid waste, gaseous waste (ventilation emissions) of the premises by the ventilation emissions transportation system, including a collection air duct and a centrifugal fan, is fed to the device for mixing ventilation emissions (ventilation emissions) , where they are mixed with exhaust gases coming from the vortex dryer, and then fed into the combustion chamber of the boiler unit as blast air, providing the fuel combustion process and complete thermal disinfection of ventilation emissions at a high temperature (1000 ... 1050 ° C).

Блок-схема способа комплексного термического обеззараживания и утилизации инфицированных органосодержащих отходов находящихся в твердом, жидком и газообразном состояниях, представлена на рисунке, где приняты следующие обозначения: А - блок механического центробежного обезвоживания отходов, В - блок биохимической обработки фугата, С - блок термического обеззараживания, D - блок приготовления водоугольного топлива, Е - система транспортировки вентиляционных выбросов.A block diagram of the method for complex thermal disinfection and disposal of infected organic waste in solid, liquid and gaseous states is shown in the figure, where the following designations are adopted: A - a block of mechanical centrifugal dehydration of waste, B - a block for biochemical treatment of a centrifuge, C - a block of thermal disinfection , D - coal-water fuel preparation unit, E - ventilation emissions transportation system.

Реализуется следующая последовательность операций: органосодержащие отходы полужидкой фракции с содержанием твердой фракции от 8 до 18%, образующиеся при производстве биологической продукции в производственных помещениях, поступают в блок механического и центробежного обезвоживания (А), где разделяются методом центробежного обезвоживания в осадительной ступени осадительно-фильтрующей центрифуги на частично обезвоженный осадок твердой фракции с влажностью (w) до 90% и жидкую фракцию (фугат).The following sequence of operations is implemented: organic waste of a semi-liquid fraction with a solid fraction content of 8 to 18%, formed during the production of biological products in production facilities, enter the mechanical and centrifugal dehydration unit (A), where they are separated by the method of centrifugal dehydration in a precipitation-filtering stage. centrifuges on a partially dewatered solid fraction sludge with a moisture content (w) of up to 90% and a liquid fraction (centrifuge).

Жидкая часть сбрасывается жидкая часть после биохимической обработки (блок В) сбрасывается в канализационную систему. Предварительно обезвоженный в осадительной ступени центрифуги осадок твердой фазы перед термической сушкой подвергают дополнительному центробежному обезвоживанию в фильтрующей ступени осадительно-фильтрующей центрифуги с выделением твердого осадка влажностью менее 70% и фильтрата. Фильтрат направляется для приготовления водоугольного топлива (блок D), используемого в качестве основного топлива в системе теплоснабжения помещений. При этом полученный обезвоженный осадок направляют на термическую сушку в вихревую камеру, где в качестве сушильного агента используют смесь горячих дымовых газов и атмосферного воздуха, объем подачи которого регулируют шибером, с получением высушенного твердого осадка влажностью менее 14% и отходящих газов, часть которых используется в качестве дутьевого воздуха в установке для термического обеззараживания и утилизации отходов. Высушенный твердый осадок подается на термическое обеззараживание (блок С) и утилизацию энергии, содержащейся в твердой органической массе отходов с теплотой сгорания от 2 до 4 Гкал/т, в адиабатическую камеру сгорания преимущественно вихревого типа котлоагрегата. Тепло, получаемое в котлоагрегате, используется для отопления производственного помещения - источника органосодержащих отходов.The liquid part is discharged after the biochemical treatment (block B) the liquid part is discharged into the sewerage system. The solid phase sediment previously dewatered in the settling stage of the centrifuge before thermal drying is subjected to additional centrifugal dehydration in the filtering stage of the settling-filtering centrifuge with the release of solid sediment with a moisture content of less than 70% and filtrate. The filtrate is sent for the preparation of coal-water fuel (block D), which is used as the main fuel in the heating system of the premises. In this case, the resulting dewatered sludge is sent for thermal drying into a vortex chamber, where a mixture of hot flue gases and atmospheric air is used as a drying agent, the supply volume of which is controlled by a gate, to obtain a dried solid sludge with a moisture content of less than 14% and exhaust gases, some of which are used in as a blowing air in the installation for thermal disinfection and waste disposal. The dried solid sludge is fed for thermal disinfection (block C) and utilization of the energy contained in the solid organic mass of waste with a combustion heat of 2 to 4 Gcal / t into an adiabatic combustion chamber of a predominantly vortex-type boiler unit. The heat received in the boiler is used to heat the production room - a source of organic waste.

В качестве основного топлива котлоагрегата используют суспензионное водоугольное топливо [7], приготовленное на основе угольных шламов и жидкой фазы, выделяющейся при обезвоживании осадка фильтрующей ступени центрифуги, а в качестве дутьевого воздуха - вентиляционные выбросы помещений смешанными с отходящими газами вихревой сушилки. Для повышения КПД котлоагрегата и интенсификации процесса горения топлива удаляемый вентиляционный воздух из производственных помещений подается системой транспортировки (блок Е) где смешивается с отходящими газами, образующимися после термической вихревой сушки осадка твердой фазы, имеющими более высокую температуру, чем удаляемый вентиляционный воздух, формируя тем самым объем дутьевого воздуха. Дутьевой воздух используется для горения водоугольного топлива и высушенного твердого остатка в топке котлоагрегата, тем самым осуществляется термическое обеззараживание отходов находящихся и в газообразном состоянии.As the main fuel of the boiler unit, slurry coal-water fuel [7] is used, prepared on the basis of coal sludge and the liquid phase released during dehydration of the sludge of the filtering centrifuge stage, and as blast air - ventilation emissions from the premises mixed with the exhaust gases of the vortex dryer. To increase the efficiency of the boiler unit and intensify the fuel combustion process, the ventilation air removed from the production premises is supplied by the transportation system (block E) where it is mixed with the exhaust gases formed after thermal vortex drying of the solid phase sediment, which have a higher temperature than the removed ventilation air, thereby forming blowing air volume. The blast air is used for the combustion of coal-water fuel and dried solid residue in the boiler furnace, thereby thermal disinfection of waste in a gaseous state is carried out.

Требуемый объем дутьевого воздуха при максимальной тепловой нагрузки в нашем случае составляет величину 1500 тыс. м3/сутки, объем вентиляционных выбросов составляет 530…770 тыс. м3/сутки. В случае изменения тепловой нагрузки котлоагрегата в летний период ниже указанных значений может возникнуть необходимость в уменьшении объема подачи дутьевого воздуха. Регулирование объема подачи дутьевого воздуха осуществляется изменением объема отходящих газов, образующимися после термической вихревой сушки осадка твердой фазы, направляемых на смешивание с вентиляционными выбросами.Required amount of combustion air at a maximum thermal load in this case amounts to 1500 thousand. M 3 / day, the amount of exhaust air is 530 ... 770 thousand. M 3 / day. If the heat load of the boiler unit changes below the indicated values during the summer period, it may be necessary to reduce the volume of blast air supply. Regulation of the volume of the blast air supply is carried out by changing the volume of exhaust gases formed after thermal vortex drying of the solid phase sediment sent for mixing with ventilation emissions.

Данный способ термического обеззараживания и утилизации инфицированных органосодержащих отходов, находящихся в твердом, жидком и газообразном состояниях позволяет проводить операции обеззараживания и утилизацию отходов в одном месте - котлоагрегат котельной - на установках мегаваттной мощности, без дополнительных затрат энергии на обеззараживание отходов и обеспечивает снижение энергетических и экономических затрат.This method of thermal disinfection and disposal of infected organic waste in solid, liquid and gaseous states allows for the decontamination and disposal of waste in one place - the boiler unit of the boiler room - at megawatt power plants, without additional energy consumption for waste disinfection and provides a reduction in energy and economic costs.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2386451, опубл. 20.04.2010, бюл. №11.1. RF patent No. 2386451, publ. 20.04.2010, bul. No. 11.

2. Патент РФ №2231367, опубл. 27.06.2004, бюл. №18.2. RF patent No. 2231367, publ. June 27, 2004, bul. No. 18.

3. Патент РФ №2450851, опубл. 20.05.2012, бюл. №14.3. RF patent No. 2450851, publ. 20.05.2012, bul. No. 14.

4. Патент РФ №2554743, опубл. 27.06.2015, бюл. №18.4. RF patent №2554743, publ. 06/27/2015, bul. No. 18.

5. Патент РФ №2711203, опубл. 15.01.2020, бюл. №2.5. RF patent No. 2711203, publ. 01/15/2020, bul. No. 2.

6. Патент РФ №2718563, опубл.08.04.2020, бюл. №10.6. RF patent No. 2718563, publ. 08.04.2020, bul. No. 10.

7. Делягин В.Н. «Использование водоугольного топлива в энергообеспечении АПК» / Делягин В.Н., Мурко В.И., Иванов Н.М., Ревякин Е.Л. М. // Монография. ФГБНУ «Росинформагротех», 2013. - 92 с.).7. Delyagin V.N. "The use of coal-water fuel in the energy supply of the agro-industrial complex" / Delyagin V.N., Murko V.I., Ivanov N.M., Revyakin E.L. M. // Monograph. FGBNU "Rosinformagrotech", 2013. - 92 p.).

Claims (2)

1. Способ термического обеззараживания и утилизации инфицированных органосодержащих отходов, находящихся в твердом, жидком и газообразном состояниях, образующихся при производстве биологической продукции в производственных помещениях, включающий механическое и центробежное обезвоживание с выделением частично обезвоженного осадка твердой фракции и жидкой фазы в виде фугата, биохимическую обработку фугата, дополнительную термическую сушку осадка твердой фазы с последующим сжиганием высушенного продукта и получением тепловой энергии, при этом обезвоженный осадок твердой фазы перед термической сушкой подвергают дополнительному центробежному обезвоживанию в фильтрующей ступени центрифуги с выделением твердого осадка и фильтрата, полученный обезвоженный осадок направляют на термическую вихревую сушку, где в качестве сушильного агента используют смесь горячих дымовых газов и атмосферного воздуха, объем подачи которого регулируют шибером, с получением высушенного твердого осадка и отходящих газов, причем высушенный твердый осадок подается на термическое обеззараживание и утилизацию в адиабатическую камеру сгорания, преимущественно вихревого типа, котлоагрегата, являющегося источником тепловой энергии для производственного помещения - источника органосодержащих отходов, в котором в качестве основного топлива используют суспензионное водоугольное топливо, приготовленное на основе угля или угольных шламов и фильтрата, отличающийся тем, что удаляемый вентиляционный воздух из производственных помещений поступает на смешивание с отходящими газами, образующимися после термической вихревой сушки осадка твердой фазы, и далее транспортируется в топку котлоагрегата, где используется в качестве дутьевого воздуха.1. A method of thermal disinfection and disposal of infected organic waste in solid, liquid and gaseous states, generated during the production of biological products in production facilities, including mechanical and centrifugal dehydration with the release of partially dehydrated sediment of the solid fraction and liquid phase in the form of a centrifuge, biochemical treatment centrifuge, additional thermal drying of the solid phase sediment, followed by burning the dried product and obtaining thermal energy, while the dewatered solid phase sediment before thermal drying is subjected to additional centrifugal dehydration in the filter stage of the centrifuge with the release of solid sediment and filtrate, the resulting dewatered sediment is sent to thermal vortex drying , where a mixture of hot flue gases and atmospheric air is used as a drying agent, the supply volume of which is controlled by a gate, to obtain a dried solid sediment and waste hectares call, and the dried solid sludge is fed for thermal disinfection and disposal into an adiabatic combustion chamber, mainly of a vortex type, of a boiler unit that is a source of thermal energy for a production facility - a source of organic waste, in which suspension coal-water fuel prepared on the basis of coal is used as the main fuel or coal sludge and filtrate, characterized in that the ventilation air removed from the production premises is mixed with the exhaust gases formed after thermal vortex drying of the solid phase sediment, and then transported to the boiler furnace, where it is used as blowing air. 2. Способ термического обеззараживания и утилизации инфицированных органосодержащих отходов, находящихся в твердом, жидком и газообразном состояниях по п. 1, отличающийся тем, в случае изменения тепловой нагрузки котлоагрегата регулирование объема подачи дутьевого воздуха осуществляется изменением объема отходящих газов, образующихся после термической вихревой сушки осадка твердой фазы, направляемых на смешивание с вентиляционными выбросами.2. A method for thermal disinfection and disposal of infected organic waste in solid, liquid and gaseous states according to claim 1, characterized in that in the event of a change in the thermal load of the boiler unit, the volume of blast air supply is controlled by changing the volume of exhaust gases formed after thermal vortex drying of the sediment solid phase sent for mixing with ventilation emissions.
RU2020127992A 2020-08-20 2020-08-20 Method for thermal disinfection and disposal of infected organ-containing waste in solid, liquid and gaseous states RU2750172C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020127992A RU2750172C1 (en) 2020-08-20 2020-08-20 Method for thermal disinfection and disposal of infected organ-containing waste in solid, liquid and gaseous states

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020127992A RU2750172C1 (en) 2020-08-20 2020-08-20 Method for thermal disinfection and disposal of infected organ-containing waste in solid, liquid and gaseous states

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2750172C1 true RU2750172C1 (en) 2021-06-22

Family

ID=76504891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020127992A RU2750172C1 (en) 2020-08-20 2020-08-20 Method for thermal disinfection and disposal of infected organ-containing waste in solid, liquid and gaseous states

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2750172C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1046574A1 (en) * 1982-06-01 1983-10-07 Ивановский Ордена "Знак Почета" Энергетический Институт Им.В.И.Ленина For fire neutralizing of waste water
US5277133A (en) * 1991-10-28 1994-01-11 Chen Chin Lung Apparatus for treating garbage
RU99111U1 (en) * 2010-05-31 2010-11-10 Александр Иванович Коновалов FURNACE OF Pseudo-boiling layer
RU2637686C2 (en) * 2016-01-25 2017-12-06 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт строительных материалов и композитов" ООО "НИИ СТРОМКОМПОЗИТ" Installation of environmentally safe high-temperature combustion of solid household and other organic wastes
RU2718563C1 (en) * 2019-09-26 2020-04-08 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН) Method for thermal disinfection and utilization of infected organo-containing wastes in different aggregate states

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1046574A1 (en) * 1982-06-01 1983-10-07 Ивановский Ордена "Знак Почета" Энергетический Институт Им.В.И.Ленина For fire neutralizing of waste water
US5277133A (en) * 1991-10-28 1994-01-11 Chen Chin Lung Apparatus for treating garbage
RU99111U1 (en) * 2010-05-31 2010-11-10 Александр Иванович Коновалов FURNACE OF Pseudo-boiling layer
RU2637686C2 (en) * 2016-01-25 2017-12-06 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт строительных материалов и композитов" ООО "НИИ СТРОМКОМПОЗИТ" Installation of environmentally safe high-temperature combustion of solid household and other organic wastes
RU2718563C1 (en) * 2019-09-26 2020-04-08 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН) Method for thermal disinfection and utilization of infected organo-containing wastes in different aggregate states

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2741936C1 (en) Method and device for co-combustion of wastes and semi-dry waste sludge
CN208414189U (en) In conjunction with the sludge drying disposal system of thermal power plant's energy
CN104817357B (en) A kind of large organic waste pollutant source comprehensive treatment system in rural area and method
CN103539332B (en) A kind of sludge anhydration burning generating integrated system and method
CN102322642A (en) Sludge drying and incinerating system on basis of incineration of waste grate furnace and treatment method thereof
Poblete et al. Improvement of the solar drying process of sludge using thermal storage
CN101579599A (en) Novel process for treating fermentation waste gas of amino acid by utilizing biofilter
CN104154546A (en) Sludge resource utilization system and method
CN112573798A (en) Microwave conditioning deep dehydration method, pyrolysis carbonization method and system for sludge
CN112728562A (en) Municipal sludge suspension drying clean incineration equipment and incineration method
CN104261645A (en) Sludge treatment process and system
US20060086660A1 (en) Integrated technology for treatment and valorization of organic waste
US11091731B2 (en) Method for facilitating aerobic fermentation reaction using combustion waste gas
Chmielewski et al. ‘Zero energy’electron beam technology for sludge hygienization
CN203653400U (en) Sludge drying and incineration power generation integrated system
CN203018437U (en) Urban raw refuse aerobiont desiccation system
CN102716894A (en) Method and system for drying aerobic organisms in urban raw garbage by aid of hot air
RU2750172C1 (en) Method for thermal disinfection and disposal of infected organ-containing waste in solid, liquid and gaseous states
CN102716895A (en) Method and system for drying high-temperature waste gas aerobe in urban raw refuse
CN110296594B (en) Closed treatment process and equipment for organic sludge
CN102643001A (en) Fluidization heat accumulation type sludge low-temperature catalytic pyrolysis method and device thereof
CN112010528A (en) Waste incineration boiler coupling sludge drying disposal system
RU2718563C1 (en) Method for thermal disinfection and utilization of infected organo-containing wastes in different aggregate states
CN105198184A (en) Low-energy-consumption low-odor deep-dehydration method for sludge in sewage treatment plant
CN111960632A (en) Sludge deep dehydration coupling biomass pyrolysis system and method thereof