Способ огневого обезвреживания осадков сточных вод

Способ огневого обезвреживания осадков сточных вод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОГНГгВОГО ОБНЗВРКЖИВАНИЯ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД, включаюидий подачу осадка, топлива и воздуха , вспенивание осадка электрофлотанпей с насыщением его взрывными водороднокислородиыми пузырьками, сжигание смесн и отвод обезвреженного нродукта, отличающийся тем, что, с целью новьпиения э(|)1))ективности процесса огневого обезвреживания путем новьипеиия степени гомогенизации комионентов осадка и топлива и снижения уде.чьного расхода энергии, э.пектрофлотапионное вспенивание осадка осуществ ,1яют при одновременном воздействии на смесь ультразвуков1)1ми колебаниями.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

З(5D F 23 G 7 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

БЖЫх:, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3502143/29-33 (22) 20.10.82 (46) 23.04.84. Бюл. № 15 (72) Александра Алексеевна Ляк, Г. С. Кучеренко, Алексей Алексеевич Лях, ЕО. А: Терентьев и О. A. Де(тяр (71) Киевский ордена Трудового Красного

Знамени те(пологи !ески1! институт пищевой п ромы гцлсн ности (53) 628.54 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство ГССР № 812769, кл. Г 02 С 3/00, 1981.

2. Авторское свидетельство ССГР № 934160, кл. F 23 G 7/00, 1982 (прототип).

„„SU„„1087744 А (54) (57) СПОСОБ ОГНЕ-:ВОГО ОБЕЗВРЕ-:—

ЖИВАНИЯЯ ОСАДКОВ СТОЧ Н ЫХ HO;1„ включающий подачу осадка, топлива и I3();3духа, вспенивание осадка элсктрофлотаци ll с насьццением его взрывными водороднокислородными пузырьками, сжигание смеси и отвод обезвреженного продукта, отличаюи(ийся тем, что, с целью повыьнсния эффективности процесса огневого Обе)13))(wIII3;1Н!1и II! Т(. М IIOI)I>l Ill(. Н ИЯ Ст(ll(и И ГОМОГ(»и ИЗ;1Ill!!I КОм пОн IIT013 Ос»1Дка и тои 11113!3 ll II IIжсния удельного р!!с);ода энергии, элсктроф.10T3 I II IOII II()C ВСI I(ll II 13il IRIIC ОСадк(l ОС) Ill(ств IHK)T при одноврсмен ном воздействии на смесь ульгразвуковь!ми колебаниями.

1087744

Изобретение относится к способам огневого обезвреживания жидких отходов и может быть использовано при обработке городских и промышленных осадков сточных вод предприятий химической, нефтехимической, электротехнической и др. промышленности.

Известен способ сжигания осадков сточных вод, включающий механическое обезвоживание, сушку осадков, их измельчение и подачу в циклонную топку на сжигание.

При этом способе осадки подвергают электрофлотационному уплотнению, а полученную пену, насьпценную кислородно-водородными пузырьками, подают на сжигание (1).

Недостатками известного способа являются: низкая эффективность процесса сжигания осадков в связи с дополнительными затратами энергоресурсов и времени путем осуществления раздельных технологических процессов электрофлотационного уплотнения (обезвоживания), сушки и транспортировки уплотненного осадка от электрофлотатора к сушильной камере; отсутствие обезвреживания отводящего с электрофлотатора фильтрата.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ сжигания осадков сточных вод, включающий подачу осадка, топлива и воздуха, вспенивание осадка электрофлотацией, сжигание смеси и отвод обезвреженного продукта (2).

Недостатком известного способа является низкая эффективность процесса в связи с низкими степенью гомогенизации компонентов осадка и топлива, степенью и скоростью сгорания, высоким удельным расходом энергии и отсутствием разделения отходов на жидкие и твердые фракции.

Целью изобретения являются повышение эффективности процесса огневого обезвреживания путем повышения степени гомогенизации компонентов осадка и топлива и снижения удельного расхода энергии.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу огневого обезвреживания осадков сточных вод, включающему подачу осадка, топлива и воздуха, вспенивание осадка электрофлотацией с насыщением его взрывными водородно-кислородными пузырьками, сжигание смеси и отвод обезвреженного продукта, электрофлотационное вспенивание осадка осуществляют при одновременном воздействии на смесь ультразвуковыми колебаниями.

Способ огневого обезвреживания осадков сточных вод заключается в следующем.

Подлежащий огневому обезвреживанию осадок сточных вод или ил с влажностью

98-99,9 /р подают непосредственно в топочную камеру, например в циклонную топку, 55 осуществляется

50 в которую тангенциально подводится топливно-воздушная смесь. В нижней части циклонной печи при ее вертикальном расположении установлены электроды, соединенные с источником тока напряжением например, 6 В. При этом на электродах электрофлотатора наблюдается выделение кислородных и водородных пузырьков газа, которые подвергают электрофлотационному уплотнению подлежащий огневому обезвреживанию осадок или ил. Частицы сухоro вещества — осадка, прилипая к пузырькам газа, выносятся на поверхность осадка в виде пены влажностью 91-96О/О. Скорость лузырьков в нижнем очищенном слое составляет 0,1-0,35 м/с, а в верхнем пенном слое—

0,001 - 0,0! м/с. Одновременно с процессом электрофлотации на флотируемый слой воздействуют ультразвуковыми колебаниями с резонансной частотой !8-23 кГц, которые интенсифицируют отрыв имеющихся флотационных пузырьков и появление новых мелких пузырьков, что ускоряет электрофлотационное уплотнение, способствует ускорению процесса отвода фильтрата и его обезвреживанию, предотвращает отложение твердых фракций осадка на внутренних поверхностях устройств (форсунка х, электродах, отводящих трубопроводах и др. В печи в потоке горящей топливно-воздушной смеси при 800-1000 С верхний слой пены нагревается до 80-100 С. В результате процесса тепломассообмена (тепло-влагопроводности) происходит перемещение влаги сверху вниз через слой пены, образующийся в результате электрофлотационного процесса, при одновременном воздействии ультразвуковых колебаний, а получаемый при этом фильтрат при 20-40 С обезвреживается и непрерывно отводится из нижней части топочной камеры. Одновременно кислородноводородные пузырьки взрываются и сгорают, разрывая препятствующие процессу испарения влаги тонкие пленки, обволакивающие частицы твердого вещества. Этот процесс резко ускоряется за счет воздействия ультразвуковых колебаний. Процесс интенсифицируется также потоком топливно-воздушной смеси, турбулентно вводимым в топочную камеру на уровне верхнего слоя пены, улучшая горение жидкого топлива, также подвергаемого воздействию ультразвуковых колебаний. Происходит образование твердых частиц влажностью 70-80О/р и крупностью до 500 мкм, затраты энергии на сушку которых до влажности 5-40О/О уменьшаются в 2-3 раза, Высушенные и измельченные. органические частицы осадка легко сжигаются.

Предлагаемый способ следующим образом.

Пример. Подлежащий огневому обезвреживанию осадок сточных вод влажно1087744

Влажность исходнЬго осадка, 7

99,9

98,0

98-99,9

Влажность фильтрата, 99,99

98-99,9

Влажность обезвреживаемого осадка, Ж

98,0 97,0 95,0 93,0 93,0

98-99,9

Скорость подъема взрывных кислородно-водородных пузырьков, м/с

0,35

0,3

0 05 0,1 0,2 стью 99 /о подают непосредственно в циклонную топку при одновременной подаче топливно-воздушной смеси. В качестве топлива используют мазут или соляровое масло. Непосредственно в самой топочной камере, а именно в нижней ее части, происходит процесс электрофлотационного уплотнения до влажности 95 /р. Одновременно с процессом электрофлотации на слой пены воздействуют ультразвуковыми колебаниями с частотой 20 кГц, причем скорость подъема взры-10 вных кислородно-водородных флотационных пузырьков в нижнем очищенном слое поддерживается 0,15 м/с, а в верхнем пенном слое — 0,008 м/с. Суммарный эффект одновременного воздействия электрофлотации и ультразвуковых колебаний приводит к ускорению процесса отвода фильтрата и

его полному обезвреживанию и к интенсификации процесса сжигания флотируемых твердых фракций осадка. В потоке горящей топливно-воздушной смеси при 850 С верх- 20 ний слой пены, насыщаем ый кислородноводородными пузырьками перемещающийся со скоростью 0,008 м/с нагревается до 98 С за счет одновременного воздействия нагрева и ультразвуковых колебаний. При этом взрываются пузырьки, обогащая топливно-воздушную смесь кислородом и водородом.

Степень гомогенизации смеси осадка и топлива достигает 99О/р. В результате протекания в топочной камере указанных процессов образуется твердая фракция осадка влаж- 30 ностью 70О/р и крупностью 500 мкм, которая легко сжигается. Одновременно в результате суммарного воздействия термовлагопроводности и ультразвуковых колебаний с нижней части камеры осуществляется непрерывный отвод обезвреженного 35 и очищенного фильтрата при 30 С, который отводится в очистные сооружения или может быть утилизирован. Удельный расход энергии на осуществление предлагаемого способа не превышает 95 кВт ч на 1 м исходного осадка.

В табли це приведены экс пери ментал ьные данные предлагаемого и известного способов.

Из приведенных данных видно, что применение предлагаемого способа огневого обезвреживания осадков сточных вод, позволяет: уменьшить удельный расход энергии в

1,5 раза за счет эффекта совместного воздействия на подвергаемый обеззараживанию осадок, электрофлотации, тепловлагопроводности и ультразвуковых колебаний; надежно и непрерывно подвергать огневому обезвреживанию токсичные и бактериально загрязненные осадки сточных вод независимо от их способности к вспениванию, накипообразованию, от содержания примесей неорганических солей, твердых частиц, шламов и т.д., путем наложения на слой пены ультразвуковых колебаний предотвратить образование накипи и пригара на теплообменных поверхностях; снизить величины теплового, электрического и гидравлического сопротивления путем совместного воздействия эффекта электрофлотации и ультразвуковых колебаний резонансной частоты; отказаться от применения поверхностноактивных веществ для полного предотвращения в пену подвергаемого огневому обезвреживанию осадка сточных вод; интенсифицировать процесс огневого обезвреживания в результате кавитационных явлений, приводящих к снижению давления в жидкостях, что способствует образованию в них мельчайших пузырьков газов и паров с внутренним давлением в тысячи МПа, приводящим к их взрыву.

1087744

Продолжение таблицы

Предлагаемый способ

Известный способ

Характеристики

2 3

23

18 20

Степень гомогенизации смеси осадка и топлива, X

100

100

98 99

100

100 95

110

150

Частота ультразвуковых колебаний, кГц

Удельный расход энергии, кВт ч/мз

Составитель Т. Лепахина

Редактор В. Данко Техред И. Верес Корректор А. Дзятко

Заказ 2632/33 Тираж 532 Подписное

ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4