Способ утилизации шлама сточных вод

Способ утилизации шлама сточных вод

Реферат

 

Изобретение относится к экологической защите природы от отходов сточных вод, а именно к санитарной технике, и может найти применение при утилизации шламов городских и производственных сточных вод. Система включает блоки: (а) обезвоживания, (б) сушки и сжигания, (в) удаления золы из уходящих газов, (г) очистки дымовых газов. Система дополнительно снабжена водо-водяным теплообменником с патрубками подвода и отвода нагреваемой воды, установленным на циркуляционном щелочном контуре, при этом трубопровод технической воды присоединен к патрубку подвода нагреваемой воды, а патрубок отвода нагреваемой воды присоединен к смесителю флокулянта. Установка также снабжена автоматизированной системой управления технологическим процессом (АСУ ТП), блоком (1) - подготовки к обезвоживанию шлама, установленным перед блоком (а) и включающим первичные отстойники по меньшей мере с одной насосной станцией осадка с приводом, всасывающим и напорным трубопроводами, уплотнители избыточного активного ила с резервуаром и насосной станцией уплотненного ила с приводом, всасывающим и напорным трубопроводами, резервуар шлама, технологические линии обезвоживания дополнительно снабжены измерителем температуры шлама, при этом напорные трубопроводы насосной станции осадка и напорные трубопроводы насосной станции уплотненного ила соединены с резервуаром шлама, кроме того, приводы насосной станции осадка, уплотненного избыточного ила, насосов-дозаторов шлама и флокулянтов выполнены в виде частотно-регулируемого электропривода по схеме "преобразователь частоты - асинхронный двигатель", включающие асинхронные электродвигатели и статические преобразователи частоты, которые вместе с датчиком концентрации, измерителем температуры, расходомером шлама, датчиком температуры уходящих газов, датчиком температуры псевдоожижения связаны с АСУ ТП. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области экологической защиты природы от отходов сточных вод, а именно к санитарной технике, и может найти применение при утилизации шламов городских и производственных сточных вод.

Известно несколько способов и систем для их реализации, описанных в следующих заявках РФ.

2104970 от 1998.02.20. Способ переработки осадков сточных вод с получением жидкого топлива.

Сущность способа заключается в том, что осадок, нагретый до 80-90^oС, перемешивают с нагретым до 100-160^oС нефтяным мазутом или гудроном при величине критерия Рейнольдса более 100 в течение 15-35 минут. Получаемая эмульсия-суспензия используется в качестве жидкого котельного топлива.

2142098 от 1999.11.27. Превращение шлама с бумажных фабрик или подобных материалов.

Сущность способа заключается в том, что вводят шлам в циклонную печь вместе со вторым источником топлива для сжигания шлама, используя теплотворную способность шлама, превращают его зольное содержимое в шлак. Шлам обеспечивает только 10-40% теплоты, подводимой в печь.

2109795 от 1998.04.27. Способ получения жидкого бессернистого органического топлива.

Сущность способа заключается в том, что суспензию избыточного активного ила, являющуюся отходом после биологической очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод, уплотняют до концентрации 25-90 г/л и подвергают щелочному гидролизу обработкой гидроксидом натрия или его смесью с карбонатом натрия в количестве 10-50 кг/т в расчете на абсолютно сухое вещество, полученный щелочной гидролизат отделяют от нерастворившейся части осадка и упаривают (с применением дополнительного топлива) до концентрации 75-80 мас. %.

2115697 от 1998.07.20. Способ получения жидкого бессернистого органического топлива.

Сущность способа заключается в том, что предварительно уплотняют смеси суспензии осадка первичных отстойников, являющегося отходом процесса очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод, суспензии избыточного активного ила, являющегося отходом после биологической очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод. Полученные продукты обрабатывают коагулянтом, обезвоживают до концентрации 10-30 мас.% и подвергают гидролизу. Полученный гидролизат отделяют от нерастворившейся части осадка и упаривают (с применением дополнительного топлива) до концентрации 65-80 мас.% с получением целевого продукта.

1573911 от 1999.08.27. Способ переработки осадков сточных вод целлюлозно-бумажного производства.

Способ включает механическое обезвоживание осадка, термообработку (с применением дополнительного топлива) концентрата в псевдоожиженном слое катализатора с образованием карбонизированного продукта и промывку его. При этом механическое обезвоживание осадка проводят до содержания сухих веществ 20-25%, термообработку концентрата проводят в псевдоожиженном слое алюмомагнийхромового катализатора, организованного решетчатой насадкой, а на выходе из псевдоожиженного слоя катализатора карбонизированный продукт охлаждают до 200-300^oС.

95112218 от 1997.10.10. Способ обработки избыточного активного ила.

Способ включает предварительное уплотнение, обезвоживание фильтрованием с последующей сушкой и сжиганием обезвоженного осадка. Перед стадией фильтрования предварительно уплотненный избыточный активный ил обрабатывают белым шламом, полученным на стадии каустизации зеленого щелока в процессе сульфат-целлюлозного производства, при перемешивании и объемном соотношении белый шлам : избыточный активный ил, равном 1:5-10.

2145944 от 2000.02.27. Способ обеззараживания осадков сточных вод.

Способ включает предварительное обезвоживание осадка, гранулирование, термообработку в псевдоожиженном слое, мокрую очистку сушильных газов от пыли и конденсацию водяных паров.

Для всех перечисленных способов и установок характерен общий недостаток - высокие эксплуатационные затраты, поскольку для сжигания шлама требуется постоянное попутное сжигание дополнительного топлива.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению являются способ и установка для сжигания осадков сточных вод, описанные в монографии "Отведение и очистка сточных вод Санкт-Петербурга", Санкт-Петербург: Стройиздат, 1999, с. 197, 380-389.

Известный способ утилизации шламов сточных вод заключается в том, что шлам подвергают следующим стадиям обработки: - (а) обезвоживания, предусматривающей измерение концентрации сухих веществ в шламе, подачу его винтовыми насосами-дозаторами на центрифугу с одновременным его подогревом при помощи попутного пара путем его прямой эжекции в трубопровод, механическое его обезвоживание на центрифуге с подачей в нее раствора флокулянта, полученного путем перемешивания флокулянта с технической водой, измерение величины вращающего момента на шнеке и в зависимости от него корректировку величины регулирования - разницы между скоростями вращения барабана и шнека центрифуги, которую определяют в зависимости от значения измеренной величины вращающего момента на шнеке и требуемой концентрации обезвоженного шлама; - (б) сушки и сжигания, предусматривающей подачу в печь предварительно нагретого воздуха и полученного на стадии (а) обезвоженного шлама для смешения с псевдоожиженным слоем песка, нагретого до температуры более 700^oС, и при необходимости дополнительную подачу топлива в виде природного газа для регулировки температуры псевдоожиженного слоя, утилизацию части тепла уходящих газов в воздухо-воздушном теплообменнике для нагрева воздуха, подаваемого в псевдоожиженный слой песка, то же в котле-утилизаторе - для получения попутного пара; - (в) удаления золы из уходящих газов, предусматривающей подачу уходящих газов на электрофильтр, отделение золы под действием электрического поля и вывода ее на утилизацию; - (г) очистки дымовых газов, предусматривающей подачу их на нисходящую колонну Вентури с непрерывным контактированием с циркулирующим кислотным раствором, последующую подачу на восходящую орошаемую колонну с непрерывным контактированием с циркулирующим щелочным раствором.

Существенными недостатками этого известного способа являются: - колебания параметров влагоотдающих свойств шлама, выходящие за пределы, допустимые для корректировки влажности кека при помощи обратного привода центрифуги; - колебания соотношения зольной и органической части шлама, выходящие за пределы, необходимые для обеспечения устойчивости процессов его горения; - ненадежность обеспечения одного из важных условий для ведения процесса утилизации шлама - поддержание постоянной нагрузки на центрифугу по сухому веществу (произведение расхода на концентрацию сухих веществ).

Система, реализующая указанный способ, содержит: - (а) блок обезвоживания, включающий по меньшей мере одну технологическую линию обезвоживания, содержащую винтовой насос-дозатор шлама с приводом, всасывающим трубопроводом, на котором установлен датчик концентрации, и напорным трубопроводом, соединенным с подающим трубопроводом шлама, на котором установлен расходомер шлама и эжектор пара с всасывающим патрубком, насос-дозатор флокулянта с приводом, с всасывающим трубопроводом, соединенным с растворными емкостями раствора флокулянта, которые через смеситель флокулянта соединены с емкостью флокулянта и трубопроводом технической воды, с напорным трубопроводом раствора флокулянта и расходомером раствора флокулянта, центрифугу с барабаном, шнеком, главным приводом для вращения барабана, обратным приводом для изменения относительной скорости вращения шнека и барабана, измерителями скоростей вращения ротора и шнека, высоконапорный насос обезвоженного шлама с напорным трубопроводом, при этом подающий трубопровод шлама и напорный трубопровод раствора флокулянта соединены с центрифугой, а обратный привод центрифуги выполнен в виде частотно-регулируемого электропривода по схеме "преобразователь частоты - асинхронный двигатель", включающий асинхронный электродвигатель и статический преобразователь частоты; - (б) блок сушки и сжигания, включающий по меньшей мере одну технологическую линию сушки и сжигания, содержащую печь с дутьевой камерой, куполом, линией уходящих газов, камерой сгорания, по меньшей мере одним инжектором шлама, по меньшей мере одним инжектором дополнительного топлива в виде природного газа, датчиком температуры псевдоожижения, установленными в камере сгорания, датчиком температуры уходящих газов, установленным на линии уходящих газов, нагнетатель псевдоожижения с всасывающей и напорной линиями, последовательно установленные воздухо-воздушный теплообменник с патрубками подвода и отвода нагреваемого воздуха и испарительные пакеты, соединенные с котлом-утилизатором, соединенным с паросборником, при этом линия уходящих газов соединена с воздухо-воздушным теплообменником с патрубками подвода и отвода нагреваемого воздуха, дутьевая камера печи соединена с патрубком отвода, а нагнетательная линия нагнетателя псевдоожижения подключена к патрубку подвода нагреваемого воздуха воздухо-воздушного теплообменника, паросборник котла-утилизатора соединен с всасывающим патрубком эжектора пара; - (в) блок удаления золы из уходящих газов, включающий по меньшей мере одну технологическую линию удаления золы из уходящих газов, содержащую электрофильтр с подводящей и отводящей линиями газов, систему сбора и удаления золы, при этом подводящая линия газов соединена с испарительными пакетами; - (г) блок очистки дымовых газов, включающий по меньшей мере одну технологическую линию очистки дымовых газов, содержащую последовательно установленные воздухо-воздушный охладитель с подводящим и отводящим патрубком подогреваемого воздуха, нисходящую колону Вентури с циркуляционным кислотным контуром и восходящую орошаемую колону с циркуляционным щелочным контуром, дымососом с всасывающей и напорной линией, при этом всасывающая линия дымососа соединена с отводящим патрубком подогреваемого воздуха, восходящая орошаемая колона - с подводящим патрубком воздухо-воздушного охладителя.

Существенными недостатками системы, реализующей указанный способ, являются: 1. Низкая устойчивость технологического процесса утилизации шлама из-за того, что: - насос-дозатор шлама винтового типа при фиксированной скорости вращения его привода обеспечивает постоянной только гидравлическую нагрузку на центрифугу, но не может обеспечить постоянной нагрузку по сухому веществу; - эксплуатационная надежность датчика концентрации шлама очень низка, достоверность его показаний не высокая; - обратный привод центрифуги не обеспечивает необходимую стабильность влажности кека при больших колебаниях влагоотдающих свойств шлама, поступающего на обезвоживание.

2. Высокие эксплуатационные и капитальные затраты при приготовлении раствора флокулянта из-за того, что: - отсутствует система подогрева воды-растворителя; - дозаторы шлама винтового типа, датчика концентрации шлама имеют малую наработку между отказами.

Целью изобретения является повышение устойчивости технологического процесса, снижение эксплуатационных и капитальных затрат при утилизации шлама.

Первой задачей изобретения является развитие известного способа утилизации шлама сточных вод путем поиска новых операций и оптимальных режимов известных в нем операций с одновременным поиском путей снижения затрат и повышения его экологической чистоты, надежности.

Второй задачей изобретения является создание системы, реализующий предлагаемый способ утилизации шлама сточных вод при одновременном снижении затрат на его создание и при максимальном использовании традиционного оборудования.

Первая задача решена так, что в известном способе, включающем следующие стадии обработки: - (а) обезвоживания, предусматривающую измерение концентрации сухих веществ в шламе, подачу его насосами-дозаторами на центрифугу с одновременным его подогревом при помощи попутного пара путем его прямой эжекции в трубопровод, механическое обезвоживание шлама на центрифуге с подачей в нее раствора флокулянта, полученного путем перемешивания флокулянта с технической водой, измерение величины вращающего момента на шнеке и в зависимости от него корректировку величины регулирования - разницы между скоростями вращения барабана и шнека центрифуги, которую определяют в зависимости от значения измеренной величины вращающего момента на шнеке и требуемой концентрации обезвоженного шлама; - (б) сушки и сжигания, предусматривающую подачу в печь предварительно нагретого воздуха и полученного на стадии (а) обезвоженного шлама для смешения с псевдоожиженным слоем песка, нагретого до температуры более 700^oС, и при необходимости дополнительную подачу топлива в виде природного газа для регулировки температуры псевдоожиженного слоя, утилизацию части тепла уходящих газов в воздухо-воздушном теплообменнике для нагрева воздуха, подаваемого в псевдоожиженный слой песка, то же в котле-утилизаторе - для получения попутного пара; - (в) удаления золы из уходящих газов, предусматривающую подачу уходящих газов на электрофильтр, отделение золы под действием электрического поля и вывод ее на утилизацию; - (г) очистки дымовых газов, предусматривающую подачу их на нисходящую колону Вентури с непрерывным контактированием с циркулирующим кислотным раствором, последующую подачу на восходящую орошаемую колону с непрерывным контактированием с циркулирующим щелочным раствором, согласно нашему изобретению введены следующие операции: 1. До стадии (а) дополнительно осуществляют стадию (1) - подготовки к обезвоживанию шлама, предусматривающую выделение осадка в первичных отстойниках, получение уплотненного избыточного ила в илоуплотнителях, подачу осадка и уплотненного избыточного ила насосными установками в резервуар шлама, подачу подготовленного шлама при помощи насосов-дозаторов на стадию (а), при этом среднесуточные показатели работы насосной установки осадка P₁ и среднесуточные показатели работы насосной установки уплотненного избыточного ила Р₂ определяют периодически на этапах корректировки технологического процесса очистки сточных вод из условия обеспечения требуемой степени их очистки по всем или основным контролируемым ингредиентам, дозу флокулянтов d_флок - из условия обеспечения требуемых показателей обезвоживания шлама, в периоды между корректировками технологического процесса очистки сточных вод дозу флокулянтов d_флок, показатель k=Q_ос/Q_уи, где Q_ос - производительность насосной установки осадка, Q_уи - производительность насосной установки уплотненного избыточного ила, в непрерывном режиме поддерживают постоянными, кроме того, температуру шлама поддерживают на оптимальном для процесса обезвоживания уровне, непрерывно регулируя подачу попутного пара на эжектор, на стадии (а) техническую воду до ее перемешивания с флокулянтом нагревают, утилизируя часть тепла, накапливающегося в циркулирующем щелочном растворе.

2. В качестве среднесуточных показателей работы насосной установки осадка Р₁ и среднесуточных показателей работы насосной установки уплотненного избыточного ила Р₂ принимают соответственно среднесуточную производительность насосной установки осадка Q^сут_ср.oc и среднесуточную производительность насосной установки уплотненного избыточного ила Q^сут_ср.уи. 3. Корректировку среднесуточных показателей работы насосной установки осадка P₁ и среднесуточных показателей работы насосной установки уплотненного избыточного ила Р₂ осуществляют одновременно с корректировкой дозы флокулянтов d_флок.

4. Между корректировками параметров шлама поддерживают k = _ос/Q_уи = P₁/P₂.

5. Дозировку шлама осуществляют центробежно-вихревыми насосами с незасоряемой шламом сточных вод проточной частью, а уровень шлама в резервуаре шлама поддерживают постоянным.

6. Дополнительно осуществляют снижение зольности осадка до подачи в резервуар шлама путем его обработки на гидравлических циклонах.

Это обусловлено тем, что предлагаемый способ позволяет получить четыре эффекта.

Первый эффект заключается в том, что предлагаемый способ позволяет поддерживать стабильной нагрузку на центрифугу по сухому веществу независимо от концентрации шлама сточных вод на входе в центрифугу, т.к. дозировку шлама осуществляют центробежно-вихревыми насосами с незасоряемой шламом сточных вод проточной частью, а уровень шлама в резервуаре шлама поддерживают постоянным.

Второй эффект заключается в том, что предлагаемый способ позволяет поддерживать колебания параметров влагоотдающих свойств шлама в пределах, допустимых для корректировки влажности кека при помощи обратного привода центрифуги, т. к. корректировку среднесуточных показателей работы насосной установки осадка P₁ и среднесуточных показателей работы насосной установки уплотненного избыточного ила Р₂ осуществляют одновременно с корректировкой дозы флокулянтов d_флок, а между корректировками параметров шлама поддерживают k = _ос/Q_уи = P₁/P₂.

Третий эффект заключается в том, что предлагаемый способ позволяет поддерживать колебания соотношения зольной и органической части шлама в пределах, необходимых для обеспечения устойчивости процессов его обезвоживания и горения, т.к. среднесуточную производительность насосной установки осадка и среднесуточную производительность насосной установки уплотненного избыточного ила Q^сут_ср.уи устанавливают при корректировке технологического процесса очистки сточных вод из условия обеспечения требуемой степени их очистки, а между корректировками параметров шлама поддерживают k = Q_ос/Q_уи = Р₁/Р₂ постоянным.

Четвертый эффект заключается в том, предлагаемый способ позволяет повысить устойчивость и надежность технологического процесса утилизации шлама при одновременном снижении в 2-3 раза эксплуатационных и капитальных затрат, в том числе при приготовлении раствора флокулянта, т.к.: 1. До стадии (а) дополнительно осуществляют стадию (1), позволяющую провести первичную стабилизацию параметров шлама (влагоотдающих, соотношение зольной и органической части) на этапе подготовки его к обезвоживанию.

2. Дополнительно для уменьшения расхода топлива осуществляют снижение зольности осадка до подачи в резервуар шлама путем его обработки на гидравлических циклонах.

3. Техническую воду до ее перемешивания с флокулянтом нагревают до 20-30^oС, утилизируя часть тепла, накапливающегося в циркулирующем щелочном растворе.

Вторая задача решена так, что в известной системе, включающей следующие блоки: - (а) обезвоживания, включающий по меньшей мере одну технологическую линию обезвоживания, содержащую насос-дозатор шлама с приводом, всасывающим трубопроводом, на котором установлен датчик концентрации, и напорным трубопроводом, соединенным с подающим трубопроводом шлама, на котором установлен расходомер шлама и эжектор пара с всасывающим патрубком, насос-дозатор флокулянта с приводом, с всасывающим трубопроводом, соединенным с растворными емкостями раствора флокулянта, которые через смеситель флокулянта соединены с емкостью флокулянта и трубопроводом технической воды, с напорным трубопроводом раствора флокулянта и расходомером раствора флокулянта, центрифугу с барабаном, шнеком, главным приводом для вращения барабана, обратным приводом для изменения относительной скорости вращения шнека и барабана, измерителями скоростей вращения ротора и шнека, высоконапорный насос обезвоженного шлама с напорным трубопроводом, при этом подающий трубопровод шлама и напорный трубопровод раствора флокулянта соединены с центрифугой, а обратный привод центрифуги выполнен в виде частотно-регулируемого электропривода по схеме "преобразователь частоты - асинхронный двигатель", включающий асинхронный электродвигатель и статический преобразователь частоты; - (б) сушки и сжигания, включающий по меньшей мере одну технологическую линию сушки и сжигания, содержащую печь с дутьевой камерой, куполом, линией уходящих газов, камерой сгорания, по меньшей мере одним инжектором шлама, по меньшей мере одним инжектором дополнительного топлива в виде природного газа, датчиком температуры псевдоожижения, установленными в камере сгорания, датчиком температуры уходящих газов, установленным на линии уходящих газов, нагнетатель псевдоожижения с всасывающей и напорной линиями, последовательно установленные воздухо-воздушный теплообменник с патрубками подвода и отвода нагреваемого воздуха и испарительные пакеты, соединенные с котлом-утилизатором, соединенным с паросборником, при этом линия уходящих газов соединена с воздухо-воздушным теплообменником с патрубками подвода и отвода нагреваемого воздуха, дутьевая камера печи соединена с патрубком отвода, а нагнетательная линия нагнетателя псевдоожижения подключена к патрубку подвода нагреваемого воздуха воздухо-воздушного теплообменника, паросборник котла-утилизатора соединен с всасывающим патрубком эжектора пара; - (в) удаления золы из уходящих газов, включающий по меньшей мере одну технологическую линию удаления золы из уходящих газов, содержащую электрофильтр с подводящей и отводящей линиями газов, систему сбора и удаления золы, при этом подводящая линия газов соединена с испарительными пакетами; - (г) очистки дымовых газов, включающий по меньшей мере одну технологическую линию очистки дымовых газов, содержащую последовательно установленные воздухо-воздушный охладитель с подводящим и отводящим патрубком подогреваемого воздуха, нисходящую колонну Вентури с циркуляционным кислотным контуром и восходящую орошаемую колону с циркуляционным щелочным контуром, дымососом с всасывающей и напорной линией, при этом всасывающая линия дымососа соединена с отводящим патрубком подогреваемого воздуха, восходящая орошаемая колонна - с подводящим патрубком воздухо-воздушного охладителя, согласно нашему изобретению введены следующие отличия: 1. Система дополнительно снабжена водо-водяным теплообменником с патрубками подвода и отвода нагреваемой воды, установленным на циркуляционном щелочном контуре, при этом трубопровод технической воды присоединен к патрубку подвода нагреваемой воды, а патрубок отвода нагреваемой воды присоединен к смесителю флокулянта, установка дополнительно снабжена автоматизированной системой управления технологическим процессом (АСУ ТП), блоком (1) - подготовки к обезвоживанию шлама, установленным перед блоком (а) и включающим первичные отстойники по меньшей мере с одной насосной станцией осадка с приводом, всасывающим и напорным трубопроводами, уплотнители избыточного активного ила с резервуаром и насосной станцией уплотненного ила с приводом, всасывающим и напорным трубопроводами, резервуар шлама, технологические линии обезвоживания дополнительно снабжены измерителем температуры шлама, при этом напорные трубопроводы насосной станции осадка и напорные трубопроводы насосной станции уплотненного ила соединены с резервуаром шлама, кроме того, приводы насосной станции осадка, уплотненного избыточного ила, насосов-дозаторов шлама и флокулянтов выполнены в виде частотно-регулируеммого электропривода по схеме "преобразователь частоты - асинхронный двигатель", включающие асинхронные электродвигатели и статические преобразователи частоты, которые вместе с датчиком концентрации, измерителем температуры, расходомером шлама, датчиком температуры уходящих газов, датчиком температуры псевдоожижения связаны с АСУ ТП.

2. Насос-дозатор шлама выполнен в виде центробежно-вихревого насоса с незасоряемой шламами проточной частью, а в резервуаре шлама установлен уровнемер, связанный с АСУ ТП.

3. Система дополнительно снабжена гидравлическим циклоном с подводящим и отводящим патрубками, резервуаром осадка, дополнительной насосной станцией осадка с всасывающим и напорным трубопроводами и с приводом в виде частотно-регулируемого электропривода по схеме "преобразователь частоты - асинхронный двигатель", включающий асинхронный электродвигатель и статический преобразователь частоты, при этом всасывающий трубопровод дополнительной насосной станции осадка соединен с резервуаром осадков, а напорный - с резервуаром шлама, напорный патрубок насосной станции осадка - с подводящим патрубком гидравлического циклона, отводящий патрубок - с резервуаром осадков, кроме того, преобразователи частоты питания электродвигателей дополнительной насосной станции осадка связаны с АСУ ТП.

Это обусловлено тем, что предлагаемая система реализации способа утилизации шлама позволяет получить четыре эффекта.

Первый эффект заключается в том, что предлагаемый способ позволяет поддерживать стабильной нагрузку на центрифугу по сухому веществу независимо от концентрации шлама сточных вод на входе в центрифугу, т.к.: 1) насос-дозатор шлама выполнен в виде центробежно-вихревого насоса с незасоряемой шламами проточной частью; 2) в резервуаре шлама установлен датчик уровня; 3) приводы насосных станций осадка, дополнительной насосной станции осадка, уплотненного избыточного ила, насосов-дозаторов шлама выполнены в виде частотно-регулируемых электроприводов по схеме "преобразователь частоты - асинхронный двигатель", включающие асинхронные электродвигатели и статические преобразователи частоты; 4) система дополнена автоматизированной системой управления технологическим процессом (АСУ ТП), связанной с датчиком уровня в резервуаре шлама, регулируемыми приводами насосных станций осадка, дополнительной насосной станции осадка, уплотненного избыточного ила, насосов-дозаторов шлама.

Вместе это позволяет провести первичную стабилизацию концентрацию сухих веществ в шламе, поддерживая при этом на постоянном уровне высоту его подъема насосами-дозаторами (с резервуара на центрифугу), провести (в этих условиях) дополнительную стабилизацию нагрузки по сухому веществу на центрифугу за счет того, что насос-дозатор шлама выполнен в виде центробежно-вихревого насоса.

Второй эффект заключается в том, что предлагаемый способ позволяет поддерживать колебания параметров влагоотдающих свойств шлама в пределах, допустимых для корректировки влажности кека при помощи обратного привода центрифуги, т.к. 1) система дополнена блоком подготовки к обезвоживанию шлама, включающим первичные отстойники по меньшей мере с одной насосной станцией осадка с приводом, всасывающим и напорным трубопроводами, уплотнители избыточного активного ила с резервуаром и насосной станцией уплотненного ила с приводом, всасывающим и напорным трубопроводами, резервуар шлама; 2) на технологических линиях обезвоживания дополнительно установлены измерители температуры шлама; 3) приводы насосных станций осадка, дополнительной насосной станции осадка, уплотненного избыточного ила, насосов-дозаторов шлама выполнены в виде частотно-регулируемых электроприводов по схеме "преобразователь частоты - асинхронный двигатель", включающие асинхронные электродвигатели и статические преобразователи частоты; 4) система дополнена автоматизированной системой управления технологическим процессом (АСУ ТП), связанной с регулируемыми приводами насосных станций осадка, дополнительной насосной станции осадка, уплотненного избыточного ила.

Вместе это позволяет подготавливать шлам (смесь осадков и уплотненного избыточного ила) в неизменной пропорции при изменении объемов его подачи, а следовательно, стабилизировать параметры влагоотдающих свойств.

Третий эффект заключается в том, что предлагаемый способ позволяет поддерживать колебания соотношения зольной и органической части шлама в пределах, необходимых для обеспечения устойчивости процессов его обезвоживания и горения без подачи дополнительного топлива, т.к. система дополнена автоматизированной системой управления технологическим процессом (АСУ ТП), гидравлическим циклоном, резервуаром осадка, дополнительной насосной станцией осадка.

Четвертый эффект заключается в том, предлагаемый способ позволяет повысить устойчивость, надежность и экологичность технологического процесса утилизации шлама при одновременном снижении в 2-3 раза эксплуатационных и капитальных затрат, в том числе при приготовлении раствора флокулянта, т.к.: 1) нa циркуляционном щелочном контуре установлен водо-водяной теплообменник, в котором трубопровод технической воды присоединен к патрубку подвода нагреваемой воды, а патрубок отвода нагреваемой воды присоединен к смесителю флокулянта; 2) приводы насосных станций осадка, дополнительной насосной станции осадка, уплотненного избыточного ила, насосов-дозаторов шлама и флокулянтов выполнены в виде частотно-регулируемых электроприводов по схеме "преобразователь частоты - асинхронный двигатель", включающие асинхронные электродвигатели и статические преобразователи частоты.

На основании вышеуказанного можно считать заявляемый способ утилизации шламов сточных вод и систему, его реализующую, новыми, т.к. заявитель не обнаружил упомянутые существенные признаки в патентной и научно-технической информации.

В то же время известны отдельные существенные признаки - 1, 3, 9 и 10 предлагаемого способа и признаки 2-5 и 7-9 предлагаемой системы для его реализации. Однако они используются с другой совокупностью существенных признаков, с которыми создают вышеуказанные эффекты, что в известных аналогичных системах и способах не наблюдается.

Таким образом, заявляемый способ утилизации шламов сточных вод и система, его реализующая, отвечают критерию "изобретательский уровень".

Практическая применимость заявляемого способа иллюстрируется на примере работы заявляемой системы, поясняемой на чертеже.

Система содержит блок (1) подготовки к обезвоживанию шлама, включающий четыре первичных отстойника 1 (количество отстойников определяется объемом сточных вод, поступающих на очистку) с одной насосной станцией осадка 2 с асинхронными электродвигателями 3 и преобразователями частоты 4, связанными с АСУ ТП 5. Напорный трубопровод 6 насосной станции осадка 2 соединен с подводящим патрубком 7 гидравлического циклона 8, отводящий патрубок 9 которого соединен с резервуаром осадков 10. Последний соединен с всасывающим патрубком 11 дополнительной насосной станции осадка 12 с асинхронными электродвигателями 13 и преобразователями частоты 14, связанными с АСУ ТП 5.

Четыре уплотнителя избыточного активного ила 15 (количество уплотнителей определяется объемом сточных вод, поступающих на очистку и режимом их обработки), соединенные через резервуар уплотненного ила 16 с насосной станцией уплотненного ила 17 с асинхронными электродвигателями 18 и преобразователями частоты 19, связанными с АСУ ТП 5.

На напорных трубопроводах 20 и 21 соответственно насосной станции уплотненного ила 17 и насосной станции осадка 12 установлены соответственно расходомеры уплотненного ила 22 и расходомеры осадка 23. Расходомеры уплотненного ила 22 и расходомеры осадка 23 связаны с АСУ ТП 5.

Напорные трубопроводы 20 и 21 соединены с резервуаром шлама 24, оснащенным уровнемером 25, связанным с АСУ ТП 5. Резервуар шлама 24 при помощи всасывающих трубопроводов 26 соединен с одинаковыми технологическими линиями обезвоживания 1 и 2. В частности, всасывающий трубопровод 26 технологической линии 1, на котором установлен датчик концентрации 27, соединен с насосом-дозатором шлама 28 с асинхронным электродвигателем 29 и преобразователем частоты 30. Датчик концентрации 27 и преобразователь частоты 30 связаны с АСУ ТП 5.

Технологическая линия обезвоживания 1 также содержит насос-дозатор флокулянта 31 с асинхронным электродвигателем 32 и преобразователем частоты 33, связанным с АСУ ТП 5. Всасывающий трубопровод 34 насоса-дозатора флокулянта 31 соединен с растворными емкостями раствора флокулянта 35, которые через смеситель флокулянта 36 соединены с емкостью флокулянта 37.

Напорный трубопровод 38 насоса-дозатора шлама 28 соединен с подающим трубопроводом шлама 39, на котором установлен расходомер 40, эжектор пара 41 с всасывающим патрубком 42 и управляемым запорно-регулируемым органом 43, измеритель температуры 44. На напорном трубопроводе раствора флокулянта 45 насоса-дозатора флокулянта 31 установлен расходомер раствора флокулянта 46. Управляемый запорно-регулируемый орган 43, измеритель температуры шлама 44, расходомер шлама 39, расходомер раствора флокулянта 46 связаны с АСУ ТП 5.

Подающий трубопровод шлама 39 и напорный трубопровод раствора флокулянта 45 насосов-дозаторов флокулянта 31 соединены с центрифугой 47 с барабаном 48, шнеком 49, главным приводом 50, обратным приводом с асинхронным электродвигателем 51 и статическим преобразователем частоты 52 для изменения относительной скорости вращения шнека и барабана, высоконапорным насосом обезвоженного шлама 53, измерителями скоростей вращения ротора 54 и шнека 55. Измерители скоростей вращения ротора 54 и шнека 55 связаны с преобразователем частоты 52, который связан с АСУ ТП 5.

Напорный трубопровод 56 высоконапорного насоса обезвоженного шлама 53 технологической линии обезвоживания 1 соединен с инжектором шлама 57 камеры сгорания 58 печи 59, в нижней части которой установлена дутьевая камера 60. К инжектору шлама 57 также подсоединен высоконапорный трубопровод обезвоженного шлама 2, т.е. на одну печь 59 подается шлам двух технологических линий.

К камере сгорания 58 подсоединен инжектор дополнительного топлива 61 и установлен датчик температуры псевдоожижения 62. В куполе 63 печи 59 установлен датчик температуры уходящих газов 64, связанный с АСУ ТП 5. Линия уходящих газов 65 соединена с воздухо-воздушным теплообменником 66 с патрубками подвода 67 и отвода 68 нагреваемого воздуха, который подключен к испарительным пакетам 69, а последние - с котлом-утилизатором 70 с паросборником 71, соединенным при помощи линии 72 с всасывающими патрубками 42 эжекторов пара 41 технологических линий обезвоживания 1 и 2. Дутьевая камера печи 60 при помощи линии 73 соединена с патрубком отвода нагреваемого воздуха 68, а нагнетатель псевдоожижения 74 напорной линией 75 соединен с патрубком подвода 67 нагреваемого воздуха воздухо-воздушного тепло