SK278274B6 - Treatment method of sludge or filtration cake and device for carrying out the method - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu a zariadenia na spracovanie kalového alebo filtračného koláča so suspenziou alebo podobných zmesí obsahujúcich kal, predovšetkým čistiarenských kalov z komunálnych čističiek odpadových vôd, vylisovaním kalového alebo filtračného koláča a jeho nasledovným sušením.

Doterajší stav techniky

Na odvodnenie čistiarenského kalu sa používajú bežné centrifúgy alebo sieťové pásové lisy, ktorými sa však často nedosiahne obsah pevných látok, ako sa požaduje správou depónií. Zlepšenie odvodnenia kalu sa docieli nasadením vysokotlakových sieťových pásových lisov, ako je prihlasovateľom uvedené napríklad v DE-P S27 20 178. Vysokotlakovými sieťovými pásovými lismi sa dosahuje vo filtračnom koláči obsah pevných látok, ktorý je o 5 až 10 % vyšší ako pri odvodnení bežnými sieťovými pásovými lismi za predpokladu, že odvodňované čistiarenské kaly sú dostatočne kvalitne odvodnené, aby sa vôbec mohli tlaky dosahované vo vysokotlakových sieťových pásových lisoch použiť. Vysokotlakové sieťové pásové lisy sa môžu použiť taktiež pri kaloch ťažko spracovatcľných, ako napríklad pri kaloch z biologických zvyškov, ktoré majú veľmi malú stabilitu pri stlačení. Už pri nízkych tlakoch začínajú strácať svoje tixotropné vlastnosti a viskózne vlastnosti, a preto sa na pretlačenie okami filtračnej plachtičky zvyčajne primieša ako látka, tvoriaca štruktúru, piliny alebo rašelinová múčka. Nevýhoda tohto spôsobu spočíva v tom, že jednak veľké množstvo prísad spôsobuje zvýšenie nákladov, lebo sa musí dopraviť k čističke odpadových vôd, a jednak sa vplyvom prísad značne zvyšuje množstvo deponovaných odpadov. Pridaním 10 kg pilín na m³ riedkeho kalu sa tromi percentami pevných látok zväčšuje deponované množstvo o 33 %.

Rovnako je známe zavedenie filtračného kalu do rezervnej tepelnej sušičky s priamym alebo nepriamym ohrevom. Sušička na čistiarenský kal z komunálnych a priemyslových čističiek pracuje všeobecne pri atmosférickom tlaku v otvorenom systéme, to znamená, na vytesnenie vody sa celý produkt v sušičke ohreje aspoň na 100 °C, pričom sa voda odparí. Vodná para sa môže odsať zo sušičky ventilátorom a kondenzuje v chladiči. Súčasne s vodnou parou sa odsáva veľké množstvo neskondenzovaného vzduchu, ktorý sa rovnako musí ochladiť v chladiči. Toto veľké množstvo vzduchu sa sýti ďalšími plynmi uvoľňovanými z kalu a na vypúšťanie bez zápachu do atmosféry sa musí viesť len cez veľký absorbér.

Podstata vynálezu

Na základe znalosti tohto stavu techniky, spočíva cieľ vynálezu v zlepšení spracovania kalového koláča alebo filtračného koláča, najmä zvýšením stupňa sušenia.

Táto úloha sa rieši v nezávislom patentovom nároku. Podľa neho sa kalové koláče alebo filtračné koláče termicky sušia vo vákuu vo viacerých stupňoch, pričom sa k nim prednostne pred prvým a/alebo nasledujúcim stupňom sušenia vo vákuu primieša suchá substancia.

Ako vhodné sa predovšetkým osvedčilo viesť do miešacej zóny rovnako suchú substanciu, napríklad fil tračný prach, samostatne odobratú z postupu sušenia, čiže nasadiť recyklovanú surovinu.

Ďalšie znaky a zlepšenia sú uvedené v závislých nárokoch.

Podľa vynálezu sa kalové alebo filtračné koláče z centrifúgy alebo lisu s obsahom 30 % suchých substancií termicky sušia na 90 až 95 % suchých substancií v uzavretom systéme viacstupňového vákuového sušiaceho zariadenia.

V zohriatej sušičke sa rovnako znižuje tlak, takže sa voda nachádzajúca v kale odparí už pri cca 80 °C. Pri znížení bodu varu sa ale nemusí celé množstvo produktu ohriať na 100 °C. Vodná para prúdi do kondenzátora a kondenzuje tam. Uzavretým tesným systémom sa s vodnou parou odsáva malé množstvo neskondenzovaných plynov. Podľa vynálezu slúži ako kondenzátor predsušička. V tejto predsušičke sa vo dvojitom plášti kondenzuje vodná para, čo určuje kondenzačné teplo odovzdané v predsušičke produktu, takže sa väčšia časť 20 tepla spätne využije. V predsušičke sa takto parou, teplou cca 80 °C, ohreje produkt, napríklad čistiarenský kal, na cca 50 °C. Vplyvom vákua s veľkosťou cca 100 mbar sa v predsušičke voda už sčasti odparí. Táto para, teplá cca 50 °C, sa naproti tomu vedie do predhrievača, napríklad medzizásobníka, tu kondenzuje a kondenzačným teplom predhrieva produkt, napríklad čistiarenský kal.

Takto predhriaty produkt sa plní do predsušičky, predsúša sa a v hlavnej sušičke sa dosúša na požadova30 nú konečnú vlhkosť.

Tento systém je sériovým zapojením v troch stupňoch, a tým dosahovanou recykláciou v porovnaní so známymi systémami energeticky úsporný. Usporí sa oproti iným postupom sušenia cca 50 % energie. Malé 35 množstvo inertného plynu sa nasáva vákuovým čerpadlom a rovnako sa čistí na filtri z aktívneho uhlia a bez zápachu sa vypúšťa do atmosféry.

Usušený kal z komunálnych čističiek odpadových vôd má výhrevnú hodnotu od 12 000 až 18 000 KJ/kg a 40 môže sa spáliť pri výrobe energie. Suchý a granulovaný kal možno tiež veľmi dobre deponovať. Je taktiež možné krátkodobým použitím teploty, ohriatím od 121 °C produkt sterilizovať, urobiť ho hygienicky nezávadným a takmer bez zápachu, takže sa môže použiť ako hnoji45 vo.

Pretože konečná hmotnosť predstavuje len asi 30 % počiatočnej hmotnosti, veľmi sa šetria náklady na depónie, takže sa rýchle amortizujú náklady na zariadenie.

Usušený priemyslový kal bez uvedenej výhrevnej hodnoty sa môže použiť taktiež ako plnivo, napríklad v cementárňach.

Zariadenie podľa vynálezu môže ďalej pracovať automaticky. Obsluha a dozor sa vykonáva z riadiacej 55 centrály pomocou mikroprocesorov. Lokalizuje a oznamuje sa tu možná porucha, takže celé zariadenie je z hľadiska obsluhy a údržby jednoduché.

Vyššie opísanými opatreniami sa môže čas sušenia značne skrátiť, takže dimenzia zariadenia pri rovnakom 60 výkone je podstatne menšia, a taktiež je potrebná podstatne menšia plocha na mieste inštalácie. Celkovo má opísaný spôsob, prípadne podľa neho koncipované zariadenie, ďalšie nasledujúce prednosti:

- uzavretý' systém vákuového sušenia neprináša pri správnej prevádzke žiadne zaťaženie okolia zápachom, výsledný produkt je hygienicky nezávadný, sterilný a takmer bez zápachu,

SK 278274 Β6 prachový suchý produkt má malú zostatkovú vlhkosť, je možné dosiahnuť až 98 % suchej substancie, - pri výrobe pary z usušeného kalu sú ďalšie náklady na energiu malé, zníženie mzdových nákladov automatickou prevádzkou a údržbou celého zariadenia, nízke náklady na energiu, a tým rýchla amortizácia nízkych investičných nákladov a vstupných nákladov.

Vysvetlenie obrázkov na výkrese

Ďalšie výhody, znaky a jednotlivosti vynálezu uvádza nasledujúci opis výhodného príkladného vyhotovenia pomocou výkresu. Tento výkres znázorňuje schematicky zariadenie na vákuové sušenie čistiarenského kalu z komunálnych čističiek, ktoré nie sú na výkrese z dôvodu prehľadnosti znázornené.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Z usadzovacej nádrže 10 sa kalový koláč spoločne so suchou substanciou zavádza do granulátora 14, zmiešavacieho dopravníka, kam sa zavádza taktiež zo sila 12 prach privedený z hlavného sušenia a rovnako sa tam zamieša granulát spôsobujúci prebublávanie. Tomuto granulátoru 14 je pod medzizásobníkom 16 priradená predsušička 18, ktorá je vytvorená ako kužeľový sušič s doplnkovo ohrievanými plochami a dvojitým plášťom. Ohrievané plochy sa ohrievajú bridou z hlavnej sušičky 20 vytvorenej segmentovým kotúčovým sušičom. V dvojitom plášti kondenzuje vodná para. Väčšia časť bridy z hlavnej sušičky 20 kondenzuje v predsušičke 18 a odovzdáva tu výpamé teplo produktu.

Hlavná sušička 20 je ostrekovaná parou privedenou pomocou vedenia 21 z kotla 22, pričom odpadová para z tejto hlavnej sušičky 20 sa do nej späť privádza spätným vedením 23.

Z kompletnej časti granulátora 14 zahrňujúcej taktiež predsušičku 18 sa produkt v najkratšom čase pod vákuom a bez prerušenia pôsobenia vákua vyprázdni do hlavnej sušičky 20 a predsušička 18 sa môže znovu plniť.

Z výstupného otvoru 24 hlavnej sušičky 20 sa prach odovzdáva na prachový filter 26, ktorého dolný výstup 27 je pripojený na silo 12 prachu. Ďalej je prachový filter 26 pripojený svojím vedením 28 filtra na medzizásobník 16 a rovnako na predsušičku 18.

Výstup 30 hlavnej sušičky je spojený s vyprázdňovacou závitovkou 32, ktorou je vystupujúca suchá substancia dopravovaná do nákladného kontajnera 34.

Nielen medzizásobník 16, ale rovnako taktiež predsušička 18 je vedením 36 kondenzátora pripojená na kondenzátor 38, ktorého výstupné vedenie 40 kondenzátora je pripojené s medzizaradením kondenzačného čerpadla 41 na kondenzačnú nádrž 42. V kondenzátore 38 sa kondenzuje neskondenzovaná brida, spoločne s kondenzátom z predsušičky 18 sa potom sústreďuje v kondenzačnej nádrži 42.

Ku kondenzátoru 38 hlavnej sušičky 20 je pripojená chladiaca veža 48.

Obidve sušičky 18, 20 sú vybavené vlastným vákuovým systémom s prachovým filtrom 26, v ňom sa odlučujú všetky prachové častice väčšie ako 10 mikrónov. Oddelený kondenzát sa môže viesť na ďalšie spracovanie.

Pokusmi zistené hodnoty BSB₅ a CSB₅ sa pri zaria dení podľa vynálezu nachádzajú pod 15 prípadne 50mg/l.

Každý kondenzátor 38 je druhým výstupným vedením 44 kondenzátora a vákuovým čerpadlom 45 pripojený na filter 46 z aktívneho uhlia. Ako vákuové čerpadlo 45 sa používa vákuové čerpadlo prietočné v prstenci, ktoré v spojení s chladiacou vežou 48 zaisťuje cirkuláciu úžitkovej vody. Ako úžitková voda sa môže za stanovených predpokladov používať kondenzát tiež na ochladenie kondenzátora 38, takže nie je nutné používať vždy novú čerstvú vodu. Neskondenzovaná plyny vystupujúce z vákuového čerpadla 45 sa môžu viesť cez opísaný filter 46 z aktívneho uhlia, alebo sa môžu spáliť v neznázornenej peci.

Zariadenie je riadené z pultu 50 riadenia a signalizácie porúch.

Claims (12)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob spracovania kalového koláča alebo filtračného koláča so suspenziou alebo podobných zmesí obsahujúcich kal, predovšetkým čistiarenských kalov z komunálnych čističiek odpadových vôd, vylisovaním kalového alebo filtračného koláča a jeho nasledujúcim sušením, vyznačujúci sa tým, že sa kalový alebo filtračný koláč termicky suší vo vákuu vo viacerých stupňoch.
2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačuj úci sa t ý m , že sa do kalového alebo filtračného koláča pred prvým alebo nasledujúcim stupňom termického sušenia vo vákuu primieša v zóne miešania suchá substancia.
3. 3. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa t ý m , že sa do miešacej zóny vedie ako suchá substancia produkt sušiaceho postupu, napríklad filtračný prach.
4. 4. Spôsob podľa nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že sa kalový alebo filtračný koláč vedie zo stupňa predsušenia do stupňa hlavného sušenia za nepretržitého pôsobenia vákua.
5. 5. Spôsob podľa aspoň jedného z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že sa brida z hlavného sušenia pri predsušení kondenzuje a odovzdáva výpamé teplo zmesi obsahujúcej kalový alebo filtračný koláč.
6. 6. Spôsob podľa nárokov 1 až 5, vyznačujú c i sa t ý m , že sa pri sušení podielom suchej substancie prekračuje fáza glejovatenia.
7. 7. Spôsob podľa aspoň jedného nároku 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že sa kalový alebo filtračný koláč suší na 90 až 95 % suchej substancie.
8. 8. Zariadenie na spracovanie kalového koláča alebo filtračného koláča so suspenziou, alebo podobných zmesí, predovšetkým čistiarenských kalov z komunálnych čističiek odpadových vôd, vylisovaním kalového alebo filtračného koláča a jeho nasledovným sušením, zvlášť na vykonávanie spôsobu podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa t ý m , že pozostáva aspoň z dvoch vákuových stupňov, pričom k predsušičke (18), napríklad kužeľovému sušiču, je priradená hlavná sušička (20), napríklad segmentový kotúčový sušič.
9. 9. Zariadenie podľa nároku 8, vyznačujúce sa tým, že pred sušičkou (20), najmä pred predsušičkou (18), je vytvorený granulátor (14), ktorý' je spojený s usadzovacou nádržou (10) a rovnako so

   SK 278274 Β6 silom (12).
10. 10. Zariadenie podľa nárokov 8 alebo 9, vyznačujúce sa tým, že silo (12) je ovládané predsušičkou (18) a hlavnou sušičkou (20).
11. 11. Zariadenie podľa nárokov 8až 10, vyzná- 5 čujúce sa tým, že predsušička (18) je vybavená dvojitým plášťom a/alebo doplnkovo ohrievacími plochami.
12. 12. Zariadenie podľa aspoň jedného z nárokov 8 až

    11, vyznačujúce sa tým, že ohrievacie 10 plochy a/alebo dvojitý plášť predsušičky (18) sú pripojené aspoň na jeden výstup bridy hlavnej sušičky (20).