PL207432B1 - Sposób granulowania szlamów ściekowych i innych szlamów o własnościach tiksotropowych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób granulowania szlamów z instalacji oczyszczania ścieków i innych szlamów o własnościach tiksotropowych w celu umożliwienia ich termicznej utylizacji w instalacjach kotłowych, spalarniach odpadów lub w piecach cementownicznych.

Szlamy z różnego rodzaju oczyszczalni ścieków a zwłaszcza z oczyszczalni ścieków miejskich charakteryzują się wysoką wilgotnością i szczególnymi własnościami tiksotropowymi. Własności te powodują upłynnienie szlamu w czasie mieszania z innymi dodatkami w celu zredukowania wilgotności i wyeliminowaniu niekorzystnej błotnistej konsystencji. Efektem wzrostu płynności szlamu pod wpływem oddziaływań mechanicznych (np. w czasie mieszania) jest konieczność stosowania bardzo dużych dodatków suchych komponentów.

Preferowany sposób utylizacji tych szlamów polegający na ich spaleniu w urządzeniach przemysłowych wymusza konieczność zmiany ich konsystencji. Najkorzystniejszą formą jest granulat, łatwy do transportu, składowania.

Znany jest sposób przerobu szlamów polegający na tym, że szlamy ściekowe podsusza się do stanu powietrzno suchego i korzystnie uśrednia, a następnie miesza się je, najkorzystniej w stosunku wagowym 1:1, z podsuszonym do stanu powietrzno suchego i korzystnie uśrednionym mułem węglowym, najkorzystniej odpadowym mułem z kopalni węgla kamiennego. Uzyskaną mieszankę zwilża się wodą zarobową do uzyskania plastycznej konsystencji i korzystnie sezonuje, a następnie poddaje granulacji.

Innym znanym sposobem przerobu szlamów odpadowych jest sposób polegający na tym, że szlam transportuje się do stacji mieszania do której doprowadza się również koksowniczą mieszankę węglową, po czym otrzymaną mieszaninę wprowadza się do komory koksowniczej gdzie poddaje się ją procesowi ogrzewania bez dostępu powietrza.

Znany jest sposób utylizacji szlamów odpadowych zwłaszcza zawierających frakcje tłuszczowe obejmujący cztery fazy: dwustopniową homogenizację, humifikację i kondycjonowanie w podwyższonej temperaturze.

Znany jest też sposób unieszkodliwiania szlamów ściekowych zawierających metale ciężkie oraz odpady niebezpieczne charakteryzujący się tym, że uwodnione odpady miesza się ze spoiwem hydraulicznym w proporcji wagowej 1:1, formuje kształtki które następnie transportuje się i układa na składowiskach odpadów.

Znany jest sposób utylizacji płynnych i półpłynnych odpadów, zwłaszcza toksycznych i szkodliwych, w szczególności w postaci szlamów, ścieków, past i płynów polegający na tym, że zbiornik, w którym panuje podciśnienie, zapełnia się w 30% do 100% jego objętości płynnymi odpadami. Zbiornik wprawia się w ruch obrotowy lub obrotowo-planetarny, działając równocześnie na odpady korzystnie przegrzaną parą o temperaturze 140°C do 300°C do momentu powstania z odpadów granulatu, a następnie do ciągle obracającego się zbiornika wtryskuje się polimer siarki. Ruch zbiornika i wtryskiwanie polimeru siarki przerywa się po osiągnięciu całkowitego obtoczenia powierzchni granulatu polimerem siarki.

Istota wynalazku polega na mechanicznym intensywnym mieszaniu szlamów ściekowych i innych szlamów o własnościach tiksotropowych z suchymi materiałami odpadowymi i dodatkami wiążącymi w mieszalniku z obrotową misą do momentu utworzenia się granulek i proces granulacji przerywa się zapobiegając tym samym przed upłynnieniem się granulatu jako wyniku własności tiksotropowych. W stosunku do znanych rozwiązań sposób według wynalazku całkowicie eliminuje konieczność suszenia szlamów przed ich granulacją.

W sposobie według wynalazku stosuje się mieszalnik z obrotową misą i szybkoobrotowym wirnikiem zapewniającym taką szybkość i intensywność mieszania aby składniki masy na granulat zostały ujednorodnione i granulowane w możliwie krótkim czasie a najkorzystniej w ciągu 20-180 sekund. Wymagana obwodowa szybkość obrotów wirnika wynosi 12-20 m/s a energia mieszania 8-12 kW/100 kg.

W celu uzyskania jednorodnego granulatu szlamy i dodatki wprowadza się równocześ nie do mieszalnika lub wprowadza się najpierw szlam a następnie dozuje się suche dodatki. Dzięki zastosowaniu bardzo dużych szybkości mieszania włókniste formy składników szlamów - zwłaszcza szlamów z komunalnych oczyszczalni ś cieków - są formowane w kuliste granulki i ulegają silnemu sfilcowaniu.

Jako suche dodatki stosuje się dowolne materiały organiczne i nieorganiczne charakteryzujące się drobnym uziarnieniem i niską wilgotnością, a najkorzystniej materiały odpadowe zawierające składniki palne. Proporcje między ilością szlamu a dodatkami suchymi ustala się w ten sposób aby

PL 207 432 B1 wilgotność produktu wyliczona na zasadzie średniej ważonej mieściła się przedziale od 15 do 45% wagowych.

Jako dodatki mineralne spełniające rolę lepiszcza oraz czynnika reakcyjnego stosuje się mineralne materiały wiążące a najkorzystniej wapno, cement lub popioły elektrowniane w ilości 1-20 części wagowych na 100 części wagowych szlamu. Dodatki te wprowadza się do mieszaniny w celu: zwiększenia wytrzymałości i osypliwości granulatu, redukcji wilgotności a także immobilizacji chemicznej związków metali ciężkich.

Sposobem według wynalazku granuluje się szlamy odpadowe z następujących grup odpadów: 02, 03, 05, 08, 10-14, 19 i 20 według oznaczeń w katalogu odpadów.

Sposób według wynalazku umożliwia łatwą i efektywną ekonomicznie utylizację występujących w duż ych iloś ciach uciążliwych odpadów w postaci szlamów deponowanych w otoczeniu róż nego rodzaju zakładów przemysłowych oraz przemysłowych i komunalnych oczyszczalni ścieków. Otrzymany sposobem według wynalazku granulat jest łatwy do transportu i przejściowego składowania oraz posiada konsystencję umożliwiającą spalanie w typowych urządzeniach przemysłowych.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach realizacji

P r z y k ł a d 1. Do intensywnego mieszalnika granulującego wprowadza się 300 części wagowych szlamu o wilgotności 82% wagowych z komunalnej oczyszczalni ścieków (kod odpadu 19 08 12), 200 części wagowych odpadów tytoniowych (kod odpadu 02 03 82) oraz 9 części wagowych mielonego wapna palonego i proces mieszania prowadzi się z intensywnością nie mniejszą niż 8 kW/100 kg przy szybkości obrotowej wirnika 16 m/s. Proces mieszania i granulacji prowadzi się przez 90 sekund i następnie gotowy granulat wyładowuje się z mieszalnika. Granulat nadaje się do spalania w typowych urządzeniach do termicznej utylizacji odpadów.

P r z y k ł a d 2. Do intensywnego mieszalnika granulującego wprowadza się 20 części wagowych szlamu o wilgotności 82% wagowych z komunalnej oczyszczalni ścieków (kod odpadu 19 08 12), 7 części wagowych trocin (kod odpadu 03 01 05) oraz 0,5 części wagowych cementu portlandzkiego i proces mieszania prowadzi się z intensywnością nie mniejszą niż 10 kW/100 kg przy szybkości obrotowej wirnika 20 m/s. Proces mieszania i granulacji prowadzi się przez 70 sekund i następnie gotowy granulat wyładowuje się z mieszalnika. Granulat nadaje się do spalania w typowych urządzeniach do termicznej utylizacji odpadów.

P r z y k ł a d 3. Do intensywnego mieszalnika granulującego wprowadza się 20 części wagowych szlamu o wilgotności 82% wagowych z komunalnej oczyszczalni ścieków (kod odpadu 19 08 12), 7 części wagowych trocin (kod odpadu 03 01 05) oraz 0,5 części wagowych cementu portlandzkiego i proces mieszania prowadzi się z intensywnością nie mniejszą niż 8 kW/100 kg przy szybkości obrotowej wirnika 16 m/s. Proces mieszania i granulacji prowadzi się przez 70 sekund i następnie gotowy granulat wyładowuje się z mieszalnika. Granulat nadaje się do spalania w typowych urządzeniach do termicznej utylizacji odpadów.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób granulowania szlamów ściekowych i innych szlamów o własnościach tiksotropowych znamienny tym, że szlam i dodatki suche wprowadza się do działającego okresowo mieszalnika szybkoobrotowego z obracającą się misą i proces mieszania-granulacji prowadzi się przez okres 20-180 sekund przy energii mieszania w zakresie od 8 do 12 kW/100 kg i szybkości obwodowej wirnika mieszającego w przedziale od 12 do 20 m/s.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszaninę szlamów i dodatków suchych dobiera się tak, aby obliczona metodą średniej ważonej wilgotność po ujednorodnieniu mieściła się w przedziale 15-45%.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces mieszania - granulacji prowadzi się do momentu utworzenia się granulek i natychmiast przerywa.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, 2 i 3, znamienny tym, że jako dodatki do szlamów stosuje się drobnoziarniste odpady drzewne, tytoniowe, celulozowe, miały węglowe i inne odpady korzystnie zawierające substancje palne.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, 2, 3 i 4, znamienny tym, że jako dodatki do szlamów stosuje się mineralne materiały wiążące a najkorzystniej wapno, cement lub popioły elektrowniane w ilości 1-20 części wagowych na 100 części wagowych szlamu.