Способ обеззараживания осадков сточных вод

 

Использование: изобретение относится к способам утилизации и переработки коммунальных и производственных осадков на очистных сооружений. Сущность изобретения: способ включает предварительное обезвоживание осадка, гранулирование, двухстадийную термообработку в псевдоожиженном слое при использовании в качестве теплоносителя топочных газов с температурой 200-400^oC при температуре в слое на первой стадии 60-85^oC, а на второй - 120-140^oC и очистку газовых выбросов от пыли. Газовые потоки после первой и второй стадий термообработки смешивают и выдерживают в течение 2-3 секунд, а очистку ведут в псевдоожиженном слое орошаемой насадки в адиабатических условиях при удельной нагрузке по орошаемой жидкости до 2,6 м³/ч·м³ статического объема насадки. В качестве орошающей жидкости используют щелочные растворы с pH ≥ 12. Способ обеспечивает 100% дегельминтизацию газовых выбросов и их соответствие санитарным требованиям. 1 з.п. ф-лы.

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

Известен способ обеззараживания осадков сточных вод на очистных сооружениях, включающий предварительное обезвоживание осадка, гранулирование смеси влажного и сухого осадка, его термообработку при температуре 100^oC во взвешенном слое, создаваемом восходящим потоком высушенных, очищенных от пыли и подогретых паров воды из этого же осадка [1] Недостатком способа является наличие в отходящих газах, образующихся попутно из влажного осадка при термообработке во взвешенном слое, жизнеспособных яиц гельминтов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предполагаемому изобретению является способ обеззараживания осадков сточных вод, включающий предварительное обезвоживание осадка, гранулирование, термообработку и очистку газовых выбросов от пыли. Термообработку по этому способу ведут в псевдоожиженном слое в две стадии при использовании в качестве теплоносителя топочных газов, подаваемых с температурой 200-400^oC, при этом на первой стадии поддерживают температуру в слое 60-80^oC при скорости подачи топочных газов 5-12 м/сек, а на второй 120-140^oC. Способ позволяет получить полностью обеззараженный осадок сточных вод при максимальном сохранении его органоминерального состава [2] Однако при осуществлении этого способа не обеспечивается полная совместимость с окружающей средой в гельминтологическом отношении газовых выбросов, образующихся на стадии термообработки влажного осадка в псевдоожиженном слое. Это связано как с интенсивным испарением влаги из осадка на первой стадии его термообработки, вследствие высокого потенциала сушки, так и с высокой скоростью газового потока при его низкой температуре на выходе из слоя. Интенсивное испарение влаги сопровождается выносом жизнеспособных яиц гельминтов в парогазовую фазу. Высокая скорость топочных газов приводит к механическому уносу частиц влажного осадка, содержащего яйца гельминтов, и тем самым способствует загрязнению отходящих газов. Низкая температура газов после первой стадии термообработки и малое время пребывания отходящих газов в подслоевом пространстве псевдоожиженного слоя не обеспечивают потери жизнеспособности яиц гельминтов. Указанные обстоятельства делают газовые выбросы опасными в гельминтологическом отношении.

Сущность изобретения заключается в следующем: изобретение направлено на решение задачи дегельминтизации газовых выбросов, образующихся при обеззараживании осадков сточных вод.

Решение данной задачи опосредовано новым техническим результатом. Данный технический результат достигается тем, что газовые потоки после первой и второй стадий термообработки смешивают и выдерживают в течение 2-3 сек в камере предварительной дегельминтизации с последующей очисткой, что способствует потере жизнеспособности яиц гельминтов.

Существенные признаки заявляемого технического решения: способ обеззараживания осадков сточных вод включает предварительное обезвоживание осадка, гранулирование, двухстадийную термообработку в псевдоожиженном слое при использовании в качестве теплоносителя топочных газов с температурой 200-400^oC при температуре в слое на первой стадии 60-85^oC, а на второй 120-140^oC и очистку газовых выбросов от пыли.

Отличительные признаки: газовые потоки после первой и второй стадий термообработки смешивают и выдерживают в течение 2-3 сек, а их очистку ведут в псевдоожиженном слое орошаемой насадки в адиабатических условиях при удельной нагрузке по орошающей жидкости до 2,6 м³/ч·м³ статического объема насадки. В качестве орошающей жидкости используют щелочные растворы с pH не менее 12.

Смешение газовых потоков после первой и второй стадий термообработки и их выдерживание в течение 2-3 сек способствуют потере жизнеспособности яиц гельминтов вследствие повышение температуры газов и увеличения времени контактирования с газовой фазой.

Выдерживание менее двух секунд сопряжено со снижением эффективности обеззараживания. Выдерживание более трех секунд приводит к увеличению аппаратурных объемов и поэтому экономически нецелесообразно.

При очистке газовых выбросов в псевдоожиженном слое орошаемой насадки яйца гельминтов подвергаются комбинированному действию механического, температурного и химического факторов.

Интенсивное хаотичное движение насадочных тел с высокой скоростью, их пульсации и сильные многократные соударения вызывают нарушение целостности оболочек яиц гельминтов.

В адиабатических условиях в псевдоожиженном слое орошаемой насадки устанавливается предельная температура, равная температуре мокрого термометра (52-53^oC), что позволяет обеспечить 100% гибель яиц гельминтов. Нагрузка по орошающей жидкости при этом не должна превышать 2,6 м³/ч·м³ статического объема насадки. Увеличение нагрузки свыше указанной величины приводит к снижению температуры в слое, уменьшению времени контактирования и, как следствие, к снижению эффективности обеззараживания.

Использование в качестве орошающей жидкости щелочных растворов связано с их выраженным овицидным действием, заключающимся в разрушении оболочек первой половины скорлупы и растворении липопротеиновых и липоидных компонентов оболочек ее внутренней половины.

Применение щелочных растворов с pH менее 12 заметно снижает дезинфецирующий эффект.

Экспериментально установлено, что только реализация совокупности изложенных выше существенных признаков позволяет обеспечить 100% степень дегельминтизации газовых выбросов, образующихся при обеззараживании сточных вод.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими примерами.

Пример 1. Предварительно обезвоженный и гранулированный осадок илонакопительной станции по очистке сточных воды с влажностью 80 мас. подвергают двустадийной термообработке в псевдоожиженном слое. В качестве теплоносителя используют топочные газы с температурой 300^oC. На первой стадии газы подают со скоростью 8 м/сек и поддерживают температуру в слое 80^oC. Температура слоя на второй стадии 140^oC.

Газовые потоки после первой и второй стадий термообработки смешивают, например в тангенциальном смесителе, после чего выдерживают в течение 2 сек в камере предварительной дегельминтизации, в качестве которой служит изометрический газоход большого диаметра. Очистку газа и его окончательное обеззараживание осуществляют в аппарате с псевдоожиженным слоем орошаемой насадки, работающем в адиабатических условиях. В качестве насадочных тел используют, например, полимерные кольца размером 40х20х2,5 мм. Орошающая жидкость раствор NaOH с pH 12. Нагрузка по орошающей жидкости составляет 2,1 м³/ч·м³. Жизнеспособные яйца гельминтов в газовой фазе отсутствуют.

Пример 2. В условиях примера 1 газы выдерживают в камере предварительной дегельминтизации в течение 3 сек. Орошающая жидкость раствор KOH₃ с pH 13. Нагрузка по орошающей жидкости составляет 2,6 м³/ч·м³. Жизнеспособные яйца гельминтов в газовой фазе отсутствуют.

Пример 3. В условиях примера 1 время выдерживания газов в камере предварительной дегельминтизации составляет 2 сек. В качестве орошаемой жидкости используют растворы Ca(OH)₂ с pH 12. Нагрузка по орошающей жидкости 1,9 м³/ч·м³. Газовая фаза не содержит жизнеспособных яиц гельминтов.

Пример 4. В условиях примера 1 время выдерживания газов -0,5 сек. Орошающей жидкостью служит раствор KOH с pH 10, нагрузка по орошающей жидкости 3,2 м³/ч·м³. В газовой фазе присутствуют единичные жизнеспособные яйца гельминтов.

Использование предлагаемого способа обеззараживания осадков сточных вод обеспечивают 100% дегельминтизацию газовых выбросов и их соответствие санитарно-гельминтологическим требованиям.

Формула изобретения

1. Способ обеззараживания осадков сточных вод, включающий предварительное обезвоживание осадка, гранулирование, двустадийную термообработку в псевдоожиженном слое, при использовании в качестве теплоносителя топочных газов с температурой 200 400^oС, при температуре в слое на первой стадии 60 85^oС, а на второй 120 140^oС, и очистку газовых выбросов от пыли, отличающийся тем, что газовые потоки после первой и второй стадий термообработки смешивают и выдерживают в течение 2 3 с, а очистку ведут в псевдоожиженном слое орошаемой насадки в адиабатических условиях при удельной нагрузке до 2,6 м³/ч · м³ статического объема насадки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве орошающей жидкости используют щелочные растворы с pH ≥ 12.