Способ обеззараживания осадков сточных вод

 

Изобретение относится к способам утилизации и переработки коммунальных и производственных осадков на очистных сооружениях. Способ включает предварительное обезвоживание осадка, гранулирование, термообработку в псевдоожиженном слое, мокрую очистку сушильных газов от пыли и конденсацию водяных паров. Мокрую очистку ведут в испарительном режиме при удельном расходе промывной жидкости 0,015-0,08 кг/кг газа и кратности рециркуляции неосветленной промывной жидкости, равной 1,2-1,25 от величины, обратной ее удельному расходу, а конденсацию очищенных водяных паров осуществляют после мокрой очистки. Способ позволяет значительно сократить расход промывной жидкости, более рационально использовать тепло конденсата и тем самым повысить экономичность обеззараживания осадков сточных вод.

Изобретение относится к способам утилизации и переработки коммунальных и производственных осадков на очистных сооружениях.

Известны способы обеззараживания осадков сточных вод на очистных сооружениях, включающие предварительное обезвоживание осадка, гранулирование, его термообработку в псевдоожиженном слое, мокрую очистку сушильных газов в скруббере от пыли гранулята и твердых иловых частиц и конденсацию водяных паров, осуществляемую совместно с мокрой очисткой [Проспект фирмы ESCHER WYSS, Швейцария. Патент США 3963471, МКИ C 02 F 1/50].

Недостатком способов является образование в результате мокрой очистки газов большого количества жидкофазного отхода, представляющего собой смесь промывной жидкости и конденсата водяных паров сушильных газов, содержащую твердую фазу. Жидкофазный отход (конденсат) имеет определенный температурный потенциал и может быть использован в качестве вторичного энергоресурса [Проспект фирмы ESCHER WYSS, Швейцария].

Однако известные трудности практической реализации процесса утилизации тепла загрязненного конденсата, связанные со сложностью аппаратурного оформления, необходимостью остановок на чистки и ремонт, снижают экономичность способа.

Сброс же крупнотоннажного жидкофазного отхода на биоочистку, обусловленный вышеуказанными трудностями утилизации тепла загрязненного конденсата, приводит к возрастанию нагрузки на биоочистные сооружения и снижает экологичность способа [Патент США 3963471, МКИ C 02 F 1/50].

Сущность изобретения заключается в следующем: изобретение направлено на решение задачи повышения экономичности способа обеззараживания осадков сточных вод.

Решение данной задачи опосредовано новым техническим результатом. Технический результат достигается тем, что мокрую очистку ведут в испарительном режиме при удельном расходе промывной жидкости 0,015-0,08 кг/кг газа путем рециркуляции неосветленной промывной жидкости, с последующей конденсацией очищенных водяных паров. Это способствует снижению расхода промывной жидкости, упрощению процесса утилизации тепла очищенного конденсата и, в конечном итоге, повышению экономичности способа.

Существенные признаки заявляемого технического решения: способ обеззараживания осадков сточных вод включает предварительное обезвоживание осадка, гранулирование, термообработку в псевдоожиженном слое, мокрую очистку сушильных газов от пыли и конденсацию водяных паров.

Отличительные признаки: мокрую очистку ведут в испарительном режиме при удельном расходе промывной жидкости 0,015-0,08 кг/кг газа и кратности рециркуляции неосветленной промывной жидкости, равной 1,2-1,25 от величины, обратной ее удельному расходу, а конденсацию очищенных водяных паров осуществляют после мокрой очистки.

При осуществлении мокрой очистки горячей парогазовой смеси, выходящей из сушилки, в предлагаемых условиях температура нагрева промывной жидкости достигает предельной величины - температуры мокрого термометра. Жидкость при этом испаряется (испарительный режим), влагосодержание парогазовой смеси увеличивается. Для предотвращения зарастания рабочего объема скруббера отложениями твердых веществ, содержащихся в промывной жидкости, а также обеспечения изотермичности процесса мокрой очистки осуществляют рециркуляцию неосветленной промывной жидкости через скруббер. Образующиеся в результате мокрой очистки в условиях испарительного режима практически чистые водяные пары, представляющие собой смесь водяных паров сушильных газов и промывной жидкости, подвергают далее конденсации. Дальнейшее использование тепла очищенного конденсата не вызывает затруднений, присущих прототипу. Кроме того, при реализации способа в предлагаемых условиях достигается минимальный расход промывной жидкости и максимальный выход конденсата. Указанное преимущество также способствует повышению экономичности способа.

Осуществление способа при значении удельного расхода промывной жидкости l > 0,08 кг/кг экономически нецелесообразно ввиду увеличения расхода промывной жидкости, затрат на ее перекачку, нагрузки на биоочистные сооружения и снижения количества образующихся паров. Значения l < 0,015 кг/кг также не могут быть рекомендованы в связи с возрастанием концентрации твердой фазы в циркулирующей промывной жидкости и нарушением стабильности работы форсунок для ее диспергирования.

Кратность рециркуляции определяется из соотношения где k = 1,2-1,25 - эмпирический коэффициент. Экспериментально установлено, что при значениях k < 1,2-1,25 мокрая очистка сопровождается постепенным накоплением в рабочем объеме скруббера твердых отложений, вызывающих нарушение гидродинамического режима аппарата. Работа с кратностью рециркуляции при k > 1,2-1,25 нежелательна, так как приводит к неоправданному росту гидравлического сопротивления скруббера и требует увеличения мощности циркуляционного насоса. Экспериментально установлено, что только реализация совокупности изложенных выше существенных признаков позволяет повысить экономичность способа обеззараживания осадков сточных вод.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими примерами.

Пример 1. Запыленные сушильные газы с температурой 85^oC и влагосодержанием 0,0845 кг/кг, образующиеся при термообработке гранулята в псевдоожиженном слое, подвергают мокрой очистке в скруббере с подвижной насадкой. В качестве насадочных тел используют полимерные кольца с эквивалентным диаметром 0,04 м. Удельный расход промывной жидкости (воды) - 0,08 кг/кг. Диспергирование жидкости осуществляется эвольвентной форсункой. Неосветленная промывная жидкость с концентрацией твердой фазы 0,2% рециркулирует через скруббер с помощью шламового насоса. Кратность рециркуляции В скруббере устанавливается температура мокрого термометра, равная 52^oC, обеспечивающая работу в испарительном режиме. Далее очищенные водяные пары конденсируют в поверхностном конденсаторе.

Отложений твердых веществ в рабочем объеме скруббера не наблюдается. Работа форсунки стабильна.

Пример 2. В условиях примера 1 удельный расход промывной жидкости составляет 0,015 кг/кг. Кратность рециркуляции Концентрация твердой фазы в промывной жидкости 1%. Отложения твердой фазы в рабочем объеме скруббера и форсунки отсутствуют.

Пример 3. В условиях примера 1 расход промывной жидкости равен 0,008 кг/кг. Кратность рециркуляции Концентрация твердой фазы в промывной жидкости составляет 2%. На тыльной стороне газораспределительной решетки наблюдаются небольшие отложения твердых веществ. Работа форсунки неудовлетворительна (ухудшение качества диспергирования, рост гидравлического сопротивления).

Реализация предлагаемого способа позволяет, как установлено расчетами, сократить расход промывной жидкости, а следовательно, и количество жидкофазного отхода, по сравнению с прототипом, в среднем, в 47 раз и, кроме того, более рационально использовать тепло конденсата.

Формула изобретения

Способ обеззараживания осадков сточных вод, включающий предварительное обезвоживание осадка, гранулирование, термообработку в псевдоожиженном слое, мокрую очистку сушильных газов от пыли и конденсацию водяных паров, отличающийся тем, что мокрую очистку ведут в испарительном режиме при удельном расходе промывной жидкости 0,015 - 0,08 кг/кг газа и кратности рециркуляции неосветленной промывной жидкости, равной 1,2 - 1,25 от величины, обратной ее удельному расходу, а конденсацию очищенных водяных паров осуществляют после мокрой очистки.