PL200791B1 - Sposób utylizacji organicznych odpadów i/lub osadów ściekowych, zwłaszcza z przemysłowych i/lub komunalnych oczyszczalni ścieków - Google Patents

Abstract

Sposób polega na tym, że organiczne odpady i/lub osady ściekowe z komunalnych i/lub przemysłowych oczyszczalni ścieków, korzystnie po wstępnym rozdrobnieniu i homogenizacji, korzystnie w obecności wody i znanego środka powierzchniowo czynnego do uzyskania homogenicznego wilgotnego półproduktu zawierającego korzystnie do 70% wagowych odpadu i/lub osadu, do 30% wagowych wody i do 2,0, korzystnie 0,05 - 0,3% wagowych środka powierzchniowo czynnego, poddaje się reakcji, w warunkach intensywnego mieszania, z aktywnym środkiem wiążącym o zdolności chemicznego wiązania wody i uwalniania ciepła hydratacji, korzystnie z wapnem palonym wysokiej reaktywności o wartości parametru Delta t60 poniżej 3 minut, korzystnie poniżej 1 minuty, korzystnie drobno zmielonym, korzystnie do 10% wagowych pozostałości na sicie 90 mikronów, stosowanym w ilości 20 do 50 korzystnie 35% wagowych w przeliczeniu na masę odpadu, aż do związania wody z wytworzeniem produktu o postaci granulatu, składającego się z suchej pozostałości odpadu i/lub osadu, otrzymanej porowatej struktury hydratu aktywnego środka wiążącego wypełnionej organicznymi substancjami płynnymi i tłuszczami uwolnionymi z odpadu i/lub osadu ciepłem hydratacji wydzielonym podczas reakcji, nadmiaru zastosowanego środka wiążącego oraz strumienia oparów wydzielonych z masy reakcyjnej wskutek podgrzania ś rodowiska reakcyjnego wydzielonym ciepł em hydratacji, korzystnie kierowanego, bez konieczności dodatkowego oczyszczania wstępnego dzięki obniżonej zawartości organicznych substancji, do urządzenia wykraplającego o znanej konstrukcji a następnie do biologicznych oczyszczalni ścieków. Korzystnie środek wiążący stanowi mielone wapno palone wysokiej reaktywności o wartości parametru Delta t 60 poniżej 3 minut, korzystnie poniżej 1 minuty, z dodatkiem do 50% wagowych wypełniacza mineralnego, korzystnie pyłów z odpylania pieców do wypału wapna lub klinkieru.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób utylizacji organicznych odpadów i/lub osadów ściekowych, zwłaszcza z przemysłowych i/lub komunalnych oczyszczalni ścieków.

Znane sposoby utylizacji organicznych odpadów i/lub osadów, powstających w procesach oczyszczania ścieków komunalnych i przemysłowych polegają na ich zagęszczaniu, dezynfekcji, filtracji, a następnie wykorzystaniu jako materiału wyjściowego do produkcji kompostów lub przekazaniu do cementowni celem spalenia.

Wadą tych metod jest ich kłopotliwa półpłynna postać, emitowanie nieprzyjemnych zapachów oraz spowodowany niepełną sterylizacją lub źródłami zewnętrznymi ponowny rozwój organizmów patogennych. Kolejną wadą uniemożliwiającą ich pełne i bezpieczne wykorzystanie jest przypadkowy skład chemiczny, obecność różnych, często bardzo niebezpiecznych związków chemicznych, stosowanych zarówno w przemyśle jak i gospodarstwach domowych i wędrujących wraz ze ściekami do oczyszczalni.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie powyższych niedogodności dzięki opracowaniu sposobu utylizacji organicznych odpadów i/lub osadów ściekowych z przemysłowych i/lub komunalnych oczyszczalni ścieków do postaci paliwa alternatywnego, nadającego się do destrukcji termicznej lub jako pełnowartościowy nawóz wapniowo-organiczny.

Sposób według wynalazku polega na tym, że odpady i/lub osady ściekowe, zwłaszcza z komunalnych i/lub przemysłowych oczyszczalni ścieków, korzystnie po wstępnym rozdrobnieniu i homogenizacji, korzystnie w obecności wody i znanego środka powierzchniowo-czynnego do uzyskania homogenicznego wilgotnego półproduktu, zawierającego korzystnie do 70% wagowych odpadu i/lub osadu, do 30% wagowych wody i do 2,0, korzystnie 0,05-0,3% wagowych środka powierzchniowo czynnego, poddaje się reakcji, w warunkach intensywnego mieszania, z aktywnym środkiem wiążącym o zdolności chemicznego wiązania wody i uwalniania ciepła hydratacji, korzystnie z wapnem palonym wysokiej reaktywności o wartości parametru Delta t60 poniżej 3 minut, korzystnie poniżej 1 minuty, korzystnie drobno zmielonym, korzystnie do 10% wagowych pozostałości na sicie 90 mikronów, stosowanym w ilości 20 do 50, korzystnie 35% wagowych w przeliczeniu na masę odpadu, aż do związania wody z wytworzeniem produktu o postaci granulatu, składającego się z suchej pozostałości odpadu i/lub osadu, otrzymanej porowatej struktury hydratu aktywnego środka wiążącego wypełnionej organicznymi substancjami płynnymi i tłuszczami uwolnionymi z odpadu i/lub osadu ciepłem hydratacji wydzielonym podczas reakcji, nadmiaru zastosowanego środka wiążącego oraz strumienia oparów wydzielonych z masy reakcyjnej wskutek podgrzania środowiska reakcyjnego wydzielonym ciepłem hydratacji, korzystnie kierowanego, bez konieczności dodatkowego oczyszczania wstępnego dzięki obniżonej zawartości organicznych substancji, do urządzenia wykraplającego o znanej konstrukcji, a następnie do biologicznych oczyszczalni ścieków.

Korzystnie środek wiążący stanowi mielone wapno palone wysokiej reaktywności o wartości parametru Delta t60 poniżej 3 minut, korzystnie poniżej 1 minuty z dodatkiem do 50% wagowych wypełniacza mineralnego, korzystnie pyłów z odpylania pieców do wypału wapna lub klinkieru.

Środek wiążący zapewnia samoczynne podgrzanie środowiska reakcyjnego do temperatury przekraczającej temperaturę wrzenia wody i pełne odparowanie ciepłem hydratacji nadmiaru wody ponad wodę związaną do postaci hydratu.

Sposób według wynalazku zapewnia pełną destrukcję organizmów patogennych, bakterii i wirusów zawartych w odpadzie.

Podczas składowania produktu według wynalazku, nawet w warunkach wysokiej wilgotności powietrza, nie zachodzą procesy rozkładu generujące duże ilości substancji złowonnych, ponadto produkt nie jest atakowany przez owady i gryzonie, a także wykluczone jest przypadkowe lub umyślne przeznaczenie go do żywienia zwierząt ze względu na zawartość hydratu wapnia i pozostałości wapna palonego.

Produkt według wynalazku, dzięki uzyskaniu postaci trwałego, suchego i odpornego na rozkład biologiczny granulatu, nadaje się do stosowania jako składnik nadawy piecowej pieca klinkierowego i/lub jako surowiec do produkcji wapna nawozowego na drodze kalcynacji w piecu obrotowym do wypału wapna w temperaturach 700°C do 1300°C, korzystnie 850°C, korzystnie z pełnym wykorzystaniem wartości kalorycznej składników organicznych występujących w granulacie.

Własności dezynfekcyjne zastosowanego wapna palonego zapewniają zachowanie podczas procesu utylizacji wymaganych przepisami warunków higienicznych i zabezpieczenia przed chorobami zakaźnymi.

PL 200 791 B1

Wydzielane podczas reakcji stosowanego wapna palonego z wodą w krótkim czasie w całej masie reakcyjnej duże ilości ciepła umożliwiają uproszczenie procesu utylizacji z jednoczesnym zapotrzebowaniem na energię cieplną i elektryczną. Ponadto ulatniająca się podczas procesu para wodna podczas przenikania przez środowisko reakcyjne w kontakcie z hydratem wapnia o silnych własnościach sorpcyjnych pozbawiona zostaje większości trudnych do rozkładu biologicznego zanieczyszczeń organicznych, powodując znaczne ułatwienie procesu oczyszczania skroplin w biologicznych oczyszczalniach ścieków, natomiast proces hydratacji wapna palonego z wodą występującą w środowisku reakcyjnym korzystnie zmniejsza ilość skroplin powstających w procesie formowania się granulatu.

Proces utylizacji odpadów zgodnie z wynalazkiem może być z powodzeniem realizowany w hermetycznych instalacjach przewoźnych, składających się z rozdrabniacza mechanicznego odpadu, hermetycznego reaktora miksera z układem wykraplania oparów, zbiornika reagenta z układem dozującym, zbiornika na skropliny oraz kontenera na granulat, przetwarzającego odpady i/lub osady, korzystnie w miejscu ich powstawania. Instalacje przewoźne realizujące proces technologiczny według wynalazku mogą być także wykorzystywane do rekultywacji już istniejących składowisk omawianych odpadów i/lub osadów.

W przypadku przetwarzania odpadów i/lub osadów do postaci mocno rozdrobnionego wilgotnego homogenicznego półproduktu, zawierającego substancje powierzchniowo czynne i wodę, dla zwiększenia wydajności instalacji technologicznej proces pierwszego kontaktu odpadu z reagentem może być rozpoczynany w mikserze natomiast zasadnicza faza reakcji z odparowaniem nadmiaru wilgoci i utworzeniem suchego granulatu może być realizowana w dojrzewalniku.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania.

P r z y k ł a d I.

Organiczny osad ściekowy z komunalnej oczyszczalni ścieków, zawierający 67% wagowych wody i 30% wagowych substancji organicznych, dodatkowo zanieczyszczony substancjami mineralnymi w ilości 3% wagowych poddaje się, w reaktorze z intensywnym mieszaniem, reakcji z wapnem palonym mielonym o wysokiej reaktywności o wartości parametru Delta t60 równym 2 minuty, użytym w ilości 40% wagowych w odniesieniu do masy osadu. Intensywność podawania wapna do reaktora kontrolowana jest obrotami ślimaka dozującego. Intensywność podawania wapna regulowana jest w zależności od szybkości wzrostu temperatury w reaktorze, powodowanej reakcją wapna z wodą zawartą w odpadzie tak, aby temperatura środowiska reakcyjnego przekraczała 100°C. Po samoczynnym osiągnięciu w reaktorze, w wyniku wydzielającego się ciepła hydratacji, temperatury powyżej 100°C, kontynuuje się proces sterylizacji przez minimum 20 minut. Po zakończeniu procesu otrzymany suchy produkt przepuszcza się przez kruszarko-rozdrabniarkę i podaje do zbiornika przejściowego celem dojrzewania i ostygnięcia. Gotowy produkt w postaci granulatu pakuje się do Big Bagów i transportuje do cementowni lub zakładu energetycznego celem spalenia, natomiast ciepło odzyskane podczas skraplania skroplin procesowych wykorzystuje się w miejscu przetwarzania odpadu do wytwarzania gorącej wody użytkowej.

P r z y k ł a d II.

Organiczny odpad z przetwórstwa orzeszków ziemnych, zawierający 40% wagowych substancji organicznych, 35% wagowych tłuszczu i 5% wagowych wody uzupełnia się 35% wagowymi wody i 2% wagowymi znanego środka powierzchniowo czynnego i homogenizuje intensywnie mieszając, a otrzymany homogeniczny wilgotny półprodukt poddaje się, w reaktorze z intensywnym mieszaniem, reakcji z 55% wagowymi mieszaniny wapna palonego mielonego o reaktywności odpowiadającej wartości parametru Delta t60 poniżej 2 minut wymieszanym z pyłem z odpylania chłodników klinkieru, dodanym w ilości 50% wagowych w odniesieniu do masy użytego wapna z intensywnością kontrolowaną obrotami ślimaka dozującego. Intensywność podawania wapna do reaktora regulowana jest w zależności od szybkości wzrostu temperatury w reaktorze, powodowanej reakcją wapna z wodą zawartą w odpadzie. Po samoczynnym osiągnięciu w reaktorze, w wyniku wydzielającego się ciepła hydratacji, temperatury powyżej 100°C, kontynuuje się proces sterylizacji przez minimum 20 minut. Po zakończeniu procesu suchy produkt przepuszcza się przez kruszarko-rozdrabniarkę i podaje do zbiornika przejściowego w celu dojrzewania i ostygnięcia. Otrzymany granulat następnie kalcynuje się w obrotowym piecu do wypału wapna w temperaturze ponad 800°C, a uzyskane w procesie odtworzone wapno palone wykorzystuje się jako wapno nawozowe.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób utylizacji organicznych odpadów i/lub osadów ściekowych, zwłaszcza z przemysłowych i/lub komunalnych oczyszczalni ścieków, znamienny tym, że odpady i/lub osady ściekowe zwłaszcza z komunalnych i/lub przemysłowych oczyszczalni ścieków, korzystnie po wstępnym rozdrobnieniu i homogenizacji, korzystnie w obecności wody i znanego środka powierzchniowo czynnego do uzyskania homogenicznego wilgotnego półproduktu, zawierającego korzystnie do 70% wagowych odpadu i/lub osadu, do 30% wagowych wody i do 2,0, korzystnie 0,05-0,3% wagowych środka powierzchniowo czynnego, poddaje się reakcji, w warunkach intensywnego mieszania, z aktywnym środkiem wiążącym o zdolności chemicznego wiązania wody i uwalniania ciepła hydratacji, korzystnie z wapnem palonym wysokiej reaktywności o wartości parametru Delta t60 poniżej 3 minut, korzystnie poniżej 1 minuty, korzystnie drobno zmielonym, korzystnie do 10% wagowych pozostałości na sicie 90 mikronów, stosowanym w ilości 20 do 50, korzystnie 35% wagowych w przeliczeniu na masę odpadu, aż do związania wody z wytworzeniem produktu o postaci granulatu, składającego się z suchej pozostałości odpadu i/lub osadu, otrzymanej porowatej struktury hydratu aktywnego środka wiążącego wypełnionej organicznymi substancjami płynnymi i tłuszczami uwolnionymi z odpadu i/lub osadu ciepłem hydratacji wydzielonym podczas reakcji, nadmiaru zastosowanego środka wiążącego oraz strumienia oparów wydzielonych z masy reakcyjnej wskutek podgrzania środowiska reakcyjnego wydzielonym ciepłem hydratacji, korzystnie kierowanego, bez konieczności dodatkowego oczyszczania wstępnego dzięki obniżonej zawartości organicznych substancji, do urządzenia wykraplającego o znanej konstrukcji, a następnie do biologicznych oczyszczalni ścieków.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że środek wiążący stanowi mielone wapno palone wysokiej reaktywności o wartości parametru Delta poniżej 3 minut, korzystnie poniżej 1 minuty, z dodatkiem do 50% wagowych wypełniacza mineralnego, korzystnie pyłów z odpylania pieców do wypału wapna lub klinkieru.