[go: up one dir, main page]

RU2104970C1 - Method of treating sewage deposits to prepare liquid fuel - Google Patents

Method of treating sewage deposits to prepare liquid fuel Download PDF

Info

Publication number
RU2104970C1
RU2104970C1 RU96109802A RU96109802A RU2104970C1 RU 2104970 C1 RU2104970 C1 RU 2104970C1 RU 96109802 A RU96109802 A RU 96109802A RU 96109802 A RU96109802 A RU 96109802A RU 2104970 C1 RU2104970 C1 RU 2104970C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sludge
fuel
liquid fuel
minutes
oil
Prior art date
Application number
RU96109802A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96109802A (en
Inventor
Сергей Александрович Апостолов
Анатолий Иванович Потапов
Original Assignee
Сергей Александрович Апостолов
Анатолий Иванович Потапов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Александрович Апостолов, Анатолий Иванович Потапов filed Critical Сергей Александрович Апостолов
Priority to RU96109802A priority Critical patent/RU2104970C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2104970C1 publication Critical patent/RU2104970C1/en
Publication of RU96109802A publication Critical patent/RU96109802A/en

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

FIELD: chemical industry, more particularly treatment of sewage deposits and activated sludge to prepare liquid fuel. SUBSTANCE: deposit heated to 80-90 C is mixed with petroleum residue or black oil heated to 100-160 C at Reynolds number of 100 for 15-35 minutes. The resulting emulsion slurry is used as liquid boiler fuel. EFFECT: more efficient treatment method. 4 tbl

Description

Изобретение относится к обработке осадков промышленных и бытовых сточных вод. The invention relates to the treatment of industrial and domestic wastewater sludge.

Известен способ переработки влажных осадков сточных вод в многоподовых печах (Обработка и удаление осадков сточных вод. М.: Стройиздат, 1985, т.2, стр. 13-20). A known method of processing wet sewage sludge in multi-hearth furnaces (Treatment and disposal of sewage sludge. M: Stroyizdat, 1985, v.2, p. 13-20).

Известен также способ переработки осадков сточных вод сжиганием в барабанных печах с кипящим слоем твердого вещества (Методы очистки производственных сточных вод. Жуков А.И., Мотайт И.Л., Родзиллер И.Д., М., 1977. стр. 199-202). There is also a method of processing sewage sludge by burning in a drum furnace with a fluidized bed of solid substance (Methods for treating industrial wastewater. Zhukov A.I., Motayt I.L., Rodziller I.D., M., 1977. p. 199- 202).

К недостаткам известных способов можно отнести необходимость строительства специальных агрегатов, что связано с большими капиталовложениями. При этом необходима предварительная обезвоживающая обработка осадков до содержания сухого вещества не менее 20%, что также связано с большими затратами. Реализация известных способов также затруднена вследствие сложности транспортировки и дозировки осадков, а также за счет сложности эксплуатации оборудования. The disadvantages of the known methods include the need for the construction of special units, which is associated with large investments. At the same time, preliminary dewatering treatment of sediments to a dry matter content of at least 20% is required, which is also associated with high costs. The implementation of known methods is also difficult due to the complexity of transportation and dosage of precipitation, as well as due to the complexity of the operation of the equipment.

Наиболее близким по технической сущности и получаемому результату к предлагаемому изобретению является способ сжигания осадков сточных вод, в котором сырой осадок, предварительно обезвоженный на ленточном фильтре, размельчают и вводят в него обезвоживающую добавку - прокаленную золу, после чего прессуют при давлении 1,5-3,0 МПа, прокаливают и сжигают. (Патент США N 4587022, C 02 F 11/14, 1982). The closest in technical essence and the obtained result to the proposed invention is a method of burning sewage sludge, in which the raw sludge, previously dehydrated on a belt filter, is crushed and a dehydrating additive, calcined ash, is introduced into it, and then pressed at a pressure of 1.5-3 , 0 MPa, calcined and burned. (U.S. Patent No. 4,587,022, C 02 F 11/14, 1982).

К недостаткам известного способа можно отнести его многостадийность, а также необходимость использования большого количества оборудования для фильтрации, дробления, смешения и прессования. Это ведет также к увеличению энерго- и трудозатрат, что затрудняет использование известного способа. The disadvantages of this method include its multi-stage, as well as the need to use a large amount of equipment for filtration, crushing, mixing and pressing. This also leads to an increase in energy and labor costs, which complicates the use of the known method.

Задача заявляемого изобретения заключается в упрощении способа переработки осадков сточных вод и активного ила путем превращения их в жидкое топливо без предварительной сушки осадков и сжигание такого топлива в типовых котельных агрегатах. The task of the invention is to simplify the method of processing sewage sludge and activated sludge by converting them into liquid fuel without first drying the sludge and burning such fuel in typical boiler units.

Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки осадков сточных вод и активного ила, согласно изобретению, осадки или их смесь с активным илом нагревают до 80-90oC, добавляют предварительно нагретый до 100-160oC нефтяной мазут или гудрон и производят перемешивание смеси при величине центробежного критерия Рейнольдса не менее 100 в течение 15-35 минут, после чего используют полученный продукт в качестве жидкого котельного топлива.This goal is achieved by the fact that in the method for processing sewage sludge and activated sludge according to the invention, the sludge or a mixture thereof with activated sludge is heated to 80-90 o C, add oil fuel or tar preheated to 100-160 o C and mix mixtures with a centrifugal Reynolds criterion of at least 100 for 15-35 minutes, after which the resulting product is used as a liquid boiler fuel.

При таком способе переработки осадков за счет их нагрева обеспечивается снижение вязкости и упрощается их загрузка и дозировка. При этом снижение температуры нагрева менее 80oC не обеспечивает требуемое для транспортировки снижение вязкости, а повышение температуры нагрева выше 90oC может привести к их вспениванию, что также затрудняет осуществление способа. Необходимость предварительного нагрева нефтяного мазута или гудрона до 100-160oC обусловлена необходимостью поддержания температуры смеси в пределах 100-140oC, обеспечивающей гидролиз органических компонентов осадков сточных вод и получение поверхностно-активных веществ, которые при последующем перемешивании смеси в указанном режиме переводят систему в дисперсное состояние. При этом уменьшение времени перемешивания не обеспечивает создания дисперсной системы, а увеличение времени перемешивания свыше 35 минут сопровождается ухудшением качества получаемого топлива за счет разложения органических соединений с образованием воды.With this method of processing precipitation due to their heating, a decrease in viscosity is provided and their loading and dosage is simplified. In this case, a decrease in the heating temperature below 80 ° C does not provide the viscosity reduction required for transportation, and an increase in the heating temperature above 90 ° C can lead to foaming, which also complicates the implementation of the method. The need for preheating oil fuel oil or tar to 100-160 o C due to the need to maintain the temperature of the mixture in the range of 100-140 o C, providing hydrolysis of the organic components of the sewage sludge and obtaining surface-active substances, which with subsequent mixing of the mixture in the specified mode translate the system in a dispersed state. Moreover, a decrease in the mixing time does not provide the creation of a disperse system, and an increase in the mixing time over 35 minutes is accompanied by a deterioration in the quality of the resulting fuel due to the decomposition of organic compounds with the formation of water.

Способ выполняют следующим образом. The method is as follows.

Осадки сточных вод или ил загружают в объемный обогреваемый дозатор и нагревают до 80-90oC, после чего выгружают в смеситель-диспергатор. В него из дозатора насосом подают нефтяной мазут, нагретый до 100-160oC, что обеспечивает поддержание температуры в диспергаторе порядка 100-140oC. Для образования однородной эмульсии-суспензии можно использовать, например, объемные смесители с пропеллерными мешалками, обеспечивающими значение критерия Рейнольдса не менее 100, или роторно-пульсационные аппараты, коллоидные мельницы, дезинтеграторы.Sewage sludge or sludge is loaded into a volumetric heated dispenser and heated to 80-90 o C, and then discharged into a mixer-disperser. Petroleum fuel oil heated to 100-160 o C is pumped into it from the dispenser, which ensures that the temperature in the dispersant is about 100-140 o C. To form a homogeneous emulsion suspension, for example, volume mixers with propeller mixers can be used that provide the criterion value Reynolds no less than 100, or rotor-pulsation apparatus, colloidal mills, disintegrators.

Исследование процессов с целью их оптимизации было проведено на образцах осадков сточных вод, выделенных на центральной станции аэрации из канализационных стоков г. Санкт-Петербурга. A study of the processes with the aim of optimizing them was carried out on samples of sewage sludge extracted at the central aeration station from sewage in St. Petersburg.

Экспериментально было установлено, что для получения устойчивых эмульсий из осадков с мазутом М-100 при 100oC требуется производить перемешивание в течение 30 минут, включая время нагрева, а при 120oC - 20 минут.It was experimentally found that in order to obtain stable emulsions from sediments with M-100 fuel oil at 100 ° C, mixing was required for 30 minutes, including heating time, and at 120 ° C for 20 minutes.

Для других видов топлив это время составляет:
для гудрона с температурой размягчения 24oC при T=100oC - 30 минут, при T=120oC - 20 минут;
для мазута М-200 при T=100oC - 35 минут, при T=120oC - 20 минут.
For other types of fuel, this time is:
for tar with a softening point of 24 o C at T = 100 o C - 30 minutes, at T = 120 o C - 20 minutes;
for fuel oil M-200 at T = 100 o C - 35 minutes, at T = 120 o C - 20 minutes.

При использовании в качестве диспергатора центробежного насоса такой узел может работать в непрерывном режиме. When using a centrifugal pump as a dispersant, such a unit can operate continuously.

После завершения гидролиза и образования однородной эмульсии готовый продукт сливают в сборные емкости и используют как жидкое топливо. After the completion of hydrolysis and the formation of a homogeneous emulsion, the finished product is poured into prefabricated containers and used as liquid fuel.

В табл. 1 дана характеристика использованного осадка сточных вод (смесь с активным илом), в табл. 2 приведены характеристики образцов мазута и гудрона. В табл. 3 приведен материальный баланс получения жидкого топлива из смеси осадков сточных вод и активного ила (табл. 1) с использованием нефтяного гудрона (табл. 2). In the table. 1 gives a description of the used sewage sludge (mixture with activated sludge), in table. 2 shows the characteristics of samples of fuel oil and tar. In the table. Figure 3 shows the material balance of obtaining liquid fuel from a mixture of sewage sludge and activated sludge (Table 1) using oil tar (Table 2).

Способ выполняли при 140oC и времени перемешивания 20 минут.The method was carried out at 140 ° C. and a stirring time of 20 minutes.

Проведенные исследования показали, что при температурах выше 100oC в присутствии тяжелых нефтепродуктов (мазут, гудрон) происходит гидролиз органического вещества осадков и ила с образованием очень эффективных маслорастворимых поверхностно-активных веществ катионного и анионного типов в соотношении 1:3. Выход ПАВ зависит в основном от температуры и времени реакции. При концентрации таких ПАВ в полученном продукте более 1,5% при надлежащем диспергировании (критерий Рейнольдса более 100) образуется устойчивая дисперсная система, однородная по объему, способная сохраняться длительное время (годы) без изменения свойств. Было также установлено, что при концентрации нефтепродукта в исходной смеси более 0,5 на сухое вещество сырья и при содержании воды в готовом продукте менее 65%, полученный продукт (топливо) теряет способность к загниванию. Регулируя соотношение между количеством сырья и нефтепродукта, а также величину отбора воды за счет ее испарения, можно в широких пределах изменять состав, вязкость и теплоту сгорания полученной дисперсии, что обеспечивает возможность переработки осадков из любых сточных вод с получением из них жидкого топлива, удобного для транспортировки, дозировки и сжигания. Теплотехнические расчеты показали, что при содержании воды в сырье (осадке) около 80%, выделившейся тепловой энергии за счет сгорания органического вещества осадка достаточно для испарения воды и перегрева пара до 850oC. Таким образом, в случаях переработки уплотненных на центрифугах или фильтрах осадков их переработка по разработанному методу не требует затрат энергии. Предложенный метод обеспечивает возможность переработки практически неограниченных объемов осадков и ила. Для этой цели могут быть использованы уже имеющиеся котельные агрегаты.Studies have shown that at temperatures above 100 o C in the presence of heavy petroleum products (fuel oil, tar), the organic matter of sediment and sludge is hydrolyzed to form very effective oil-soluble surfactants of the cationic and anionic types in a ratio of 1: 3. The surfactant yield depends mainly on the temperature and reaction time. When the concentration of such surfactants in the resulting product is more than 1.5% with proper dispersion (Reynolds criterion more than 100), a stable dispersed system is formed, uniform in volume, able to persist for a long time (years) without changing properties. It was also found that when the concentration of oil in the initial mixture is more than 0.5 per dry matter of the raw material and when the water content in the finished product is less than 65%, the resulting product (fuel) loses its ability to decay. By adjusting the ratio between the amount of raw materials and petroleum products, as well as the amount of water withdrawn due to its evaporation, it is possible to widely vary the composition, viscosity and heat of combustion of the resulting dispersion, which makes it possible to process sludge from any wastewater to produce liquid fuel suitable for transportation, dosage and incineration. Thermotechnical calculations showed that when the water content in the feedstock (sludge) is about 80%, the heat released by the combustion of the organic matter of the sludge is sufficient to evaporate the water and superheat the steam to 850 o C. Thus, in cases of processing condensed sediments on centrifuges or filters their processing according to the developed method does not require energy. The proposed method provides the possibility of processing almost unlimited sediment and sludge volumes. For this purpose, existing boiler units can be used.

Пример 1. В автоклав, оборудованный обогревательным устройством и пропеллерной мешалкой с регулируемым числом оборотов, загружали смесь осадков сточных вод и ила (табл. 1), нагретую до 90oC, в количестве 0,5 кг. Сюда же загружали нефтепродукты - топочный мазут марки М-100 или М-200 или нефтяной гудрон (табл. 2). Автоклав герметизировали. Включали перемешивающее устройство, нагревали до заданной температуры и выдерживали определенное время, после чего автоклав охлаждали до 80-90oC. Выпускали в газометр образовавшийся газ и сливали готовый продукт. В ряде опытов, после завершения выдержки, дроссировали газ с водяным паром. При проведении опытов варьировали соотношения компонентов исходной смеси, температуру и время выдержки. Результаты представлены в табл. 4.Example 1. In an autoclave equipped with a heating device and a propeller stirrer with an adjustable speed, a mixture of sewage sludge and sludge was loaded (Table 1), heated to 90 ° C, in an amount of 0.5 kg. Oil products were also loaded here - heating oil of the M-100 or M-200 brand or oil tar (Table 2). The autoclave was sealed. The mixing device was turned on, heated to a predetermined temperature and held for a certain time, after which the autoclave was cooled to 80-90 ° C. The resulting gas was released into the gas meter and the finished product was drained. In a number of experiments, after completion of the exposure, the gas with water vapor was throttled. During the experiments, the ratios of the components of the initial mixture, the temperature and the exposure time were varied. The results are presented in table. 4.

Из приведенных данных следует, что при температуре ниже 100oC образования дисперсных систем не происходит. При температуре выше 140oC резко увеличивается выход газа, что сопровождается понижением теплоты сгорания полученного продукта и увеличением вязкости. Оптимальное время определяется в основном температурой и должно быть минимальным для принятой температуры. Его увеличение сопровождается ростом выхода газа и ухудшением качественных характеристик топлива.From the above data it follows that at a temperature below 100 o C the formation of dispersed systems does not occur. At temperatures above 140 o C, the gas yield sharply increases, which is accompanied by a decrease in the calorific value of the obtained product and an increase in viscosity. The optimal time is determined mainly by the temperature and should be minimal for the accepted temperature. Its increase is accompanied by an increase in gas yield and a deterioration in the quality characteristics of the fuel.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет:
перерабатывать осадки сточных вод и активный ил без предварительной сушки с содержанием воды 80-90%;
получать эффективный эмульгатор нефтепродуктов за счет термического гидролиза органических компонентов сырья;
получать устойчивые эмульсии-суспензии типа "масло в воде", стабилизированные полученным эмульгатором, пригодные для длительного хранения (годы) без загнивания и расслоения;
осуществить полную дезинфекцию полученного продукта;
исключить образование побочных веществ, требующих дополнительной обработки для их утилизации.
Thus, the proposed method allows you to:
process sewage sludge and activated sludge without preliminary drying with a water content of 80-90%;
to obtain an effective emulsifier of oil products due to thermal hydrolysis of organic components of raw materials;
to obtain stable emulsions-suspensions of the oil-in-water type, stabilized by the obtained emulsifier, suitable for long-term storage (years) without decay and delamination;
complete disinfection of the resulting product;
exclude the formation of by-products that require additional processing for their disposal.

Claims (1)

Способ переработки осадков сточных вод и активного ила установок биологической очистки путем их сжигания, отличающийся тем, что осадки или их смесь с активным илом нагревают до 80 90oС, добавляют предварительно нагретый до 100 160oС нефтяной мазут или гудрон, производят перемешивание смеси при величине центробежного критерия Рейнольдса не менее 100 в течение 15 35 мин, а полученную эмульсию-суспензию используют в качестве жидкого котельного топлива.A method of processing sewage sludge and activated sludge from biological treatment plants by burning them, characterized in that the sludge or its mixture with activated sludge is heated to 80–90 ° C, oil fuel or tar preheated to 100– 160 ° C is added, and the mixture is mixed at the value of the centrifugal Reynolds criterion is not less than 100 for 15 35 minutes, and the resulting emulsion suspension is used as a liquid boiler fuel.
RU96109802A 1996-05-27 1996-05-27 Method of treating sewage deposits to prepare liquid fuel RU2104970C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96109802A RU2104970C1 (en) 1996-05-27 1996-05-27 Method of treating sewage deposits to prepare liquid fuel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96109802A RU2104970C1 (en) 1996-05-27 1996-05-27 Method of treating sewage deposits to prepare liquid fuel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2104970C1 true RU2104970C1 (en) 1998-02-20
RU96109802A RU96109802A (en) 1998-09-20

Family

ID=20180656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96109802A RU2104970C1 (en) 1996-05-27 1996-05-27 Method of treating sewage deposits to prepare liquid fuel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2104970C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2185336C1 (en) * 2001-07-16 2002-07-20 Вершинин Николай Петрович Method of neutralization of industrial sewage containing oil products and organic components
RU2211192C1 (en) * 2002-03-28 2003-08-27 Соколов Виктор Дмитриевич Method of processing dehydrated waste water sediments
RU2239620C2 (en) * 2002-07-29 2004-11-10 Завьялов Борис Борисович Method of processing organics-containing sludgy waste water sediment
WO2007138592A3 (en) * 2006-05-30 2008-02-07 Technion Res & Dev Foundation Apparatus and method of burning sewage sludge and generating power thereof
RU2817608C2 (en) * 2021-02-18 2024-04-16 Общество с ограниченной ответственностью "ТУ БИО" Method of treating sewage sludge

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4587022A (en) * 1982-04-15 1986-05-06 Hitachi Metals, Ltd. Process for dewatering sludge

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4587022A (en) * 1982-04-15 1986-05-06 Hitachi Metals, Ltd. Process for dewatering sludge

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2185336C1 (en) * 2001-07-16 2002-07-20 Вершинин Николай Петрович Method of neutralization of industrial sewage containing oil products and organic components
WO2003008346A1 (en) * 2001-07-16 2003-01-30 Igor Nikolaevich Vershinin Method for neutralising industrial wastes containing petroleum products and organic components
RU2211192C1 (en) * 2002-03-28 2003-08-27 Соколов Виктор Дмитриевич Method of processing dehydrated waste water sediments
RU2239620C2 (en) * 2002-07-29 2004-11-10 Завьялов Борис Борисович Method of processing organics-containing sludgy waste water sediment
WO2007138592A3 (en) * 2006-05-30 2008-02-07 Technion Res & Dev Foundation Apparatus and method of burning sewage sludge and generating power thereof
RU2817608C2 (en) * 2021-02-18 2024-04-16 Общество с ограниченной ответственностью "ТУ БИО" Method of treating sewage sludge

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69306024T2 (en) Sewage sludge treatment
US5439489A (en) Method and apparatus for producing a fuel composition
DE3874460T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR TREATING SLUDGE.
US5092983A (en) Process for separating extractable organic material from compositions comprising said extractable organic material intermixed with solids and water using a solvent mixture
US3649534A (en) Wet oxidation of acidified activated sludge
US3692668A (en) Process for recovery of oil from refinery sludges
US4014780A (en) Recovery of oil from refinery sludges by steam distillation
DE102007062810A1 (en) Substance or fuel for producing energy from biomass, is manufactured from biomass, which has higher carbon portion in comparison to raw material concerning percentaged mass portion of elements
JPH01268789A (en) Method for recycling oily waste of oil manufacturing plant
CN108947170A (en) A kind of greasy filth pyrolysis resource utilization system and method
RU2101236C1 (en) Method of enhancing dehydration of concentrated removable exhausted sludges
CN109607999A (en) A kind of petroleum greasy filth environment-friendly treatment method
RU2104970C1 (en) Method of treating sewage deposits to prepare liquid fuel
US4159684A (en) Method for incinerating waste sludges
US5098584A (en) Method for separating oils from scum
EP1171546B1 (en) Method of disposing of waste in a coking process
CN1127455C (en) Three-phase separation process for oily mud in oil refinery
NZ199526A (en) A process for producing oil-containing granular coal
CA1164111A (en) Device for the chemical conditioning of sludges
RU2739189C1 (en) Oil sludge processing method
RU76252U1 (en) OIL SLUDGES PROCESSING AND DISPOSAL PRODUCTION COMPLEX
JPH09316467A (en) Improved method of reaction-generated slurry
CN205398415U (en) Sludge treatment device
RU2057162C1 (en) Method of treatment of stable petroleum emulsions containing impurities
JPS6054798A (en) Dehydrating method of sludge