[go: up one dir, main page]

RU2458013C2 - Способ обработки шламов - Google Patents

Способ обработки шламов Download PDF

Info

Publication number
RU2458013C2
RU2458013C2 RU2009122374/05A RU2009122374A RU2458013C2 RU 2458013 C2 RU2458013 C2 RU 2458013C2 RU 2009122374/05 A RU2009122374/05 A RU 2009122374/05A RU 2009122374 A RU2009122374 A RU 2009122374A RU 2458013 C2 RU2458013 C2 RU 2458013C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lime
sludge
flocculant
value
anionic
Prior art date
Application number
RU2009122374/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009122374A (ru
Inventor
Марк Жозеф Анри РЕМИ (BE)
Марк Жозеф Анри РЕМИ
Original Assignee
С.А. Луаст Решерш Э Девелопмен
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 С.А. Луаст Решерш Э Девелопмен filed Critical С.А. Луаст Решерш Э Девелопмен
Publication of RU2009122374A publication Critical patent/RU2009122374A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2458013C2 publication Critical patent/RU2458013C2/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/14Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents
    • C02F11/147Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents using organic substances
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/14Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents
    • C02F11/143Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents using inorganic substances
    • C02F11/145Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents using inorganic substances using calcium compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/14Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents
    • C02F11/148Combined use of inorganic and organic substances, being added in the same treatment step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5236Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
    • C02F1/5245Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents using basic salts, e.g. of aluminium and iron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/54Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
    • C02F1/56Macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/66Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/06Controlling or monitoring parameters in water treatment pH
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00Multistage treatment of water, waste water or sewage

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано для обработки органических и маслянистых шламов сооружений по очистке муниципальных стоков, отходов сельскохозяйственного производства и пищевой промышленности. Для осуществления способа проводят добавление к шламам щелочного агента на основе извести и, по меньшей мере, одного анионного органического флокулянта, флокуляцию шламов и разделение флокулированных шламов на обезвоженный шлам и жидкую фазу. Шлам, предназначенный для обезвоживания, имеет значение рН ниже 9. Щелочной агент на основе извести выбирают из группы, в которую входит негашеная известь, порошкообразная известь, которая была частично или полностью погашена, или гашеная известь в виде суспензии в водной фазе, которой для достижения рН 12 в водном растворе NH4Cl/(NH4)2HPO4, имеющем значение рН 7,5, необходимо время tpH12 равное 90 с или меньше. Анионный органический флокулянт является анионным полимером, обладающим средней молекулярной массой свыше 500000 Да, предпочтительно свыше 1000000 Да, более предпочтительно от 5·106 до 35·106 Да и наиболее предпочтительно от 15·106 до 30·106 Да. Способ обеспечивает простую, быструю и непрерывную технологию с достижением максимально полной флокуляции и получения однородного, стабильного, обезвоженного шлама. 9 з.п. ф-лы, 6 пр., 3 табл.

Description

Настоящее изобретение относится к способу обработки шламов, включающему
- добавление к шламам, которые характеризуются первым значением pH, щелочного агента на основе извести с целью повышения pH до второго значения, которое выше первого значения,
- добавление, по меньшей мере, одного анионного органического флокулянта, обладающего активностью при упомянутом втором значении pH,
- флокуляцию шламов,
- разделение флокулированных шламов на обезвоженный шлам и жидкую фазу.
Более конкретно, изобретение относится к обработке органических или маслянистых шламов.
В контексте настоящего изобретения под органическими или маслянистыми шламами подразумевают все шламы за исключением минеральных шламов согласно классификации, приведенной на стр.119-123 публикации, использованной в настоящем документе для ссылки: Mémento technique de l'eau, («Технический справочник по воде») 9é éd., ed. du Cinquantenaire, Rueil-Malmaison: Degrémont, 1989, том 2. К категории органических или маслянистых шламов относятся, например, шламы сооружений по очистке муниципальных стоков и отходов сельскохозяйственного производства и пищевой промышленности. Речь может также идти и о других шламах, которые имеют более кислую реакцию. Исходный уровень pH этих шламов ниже 9 и зачастую ниже 8.
Как правило, перед сгущением шламы сначала декантируют. Затем их подвергают стадии агрегирования, которая называется коагуляцией и/или флокуляцией с последующим обезвоживанием, то есть разделением на твердую и жидкую фазы, которое проводят в большинстве случаев с использованием ленточного фильтра, фильтр-пресса или центробежного декантатора. Помимо уменьшения объема цель этой обработки заключается в облегчении погрузочно-разгрузочных операций со шламом, его транспортировки и хранения.
Введение в шламы соединения кальция, обычно извести, зачастую связано в упомянутой выше обработкой, которую проводят для обеззараживания и стабилизации шламов с целью их долговременного хранения (штабелирование и т.д.) и для заметного улучшения их свойств при применении (способность к прессованию в виде гранул, способность к разбрасыванию и тому подобное) или для повышения их агрономической ценности [Труды 5-й Европейской конференции по твердым веществам биологического происхождения и органическим остаткам, Уэйкфилд (Великобритания), ноябрь 2000, статья 66 (Acta 5th European Biosolids and Organic Residuals Conference, Wakefield (UK), November 2000, paper 66)].
Под негашеной известью понимают твердое минеральное вещество, состоящее в основном из окиси кальция СаО. В негашеной извести присутствуют примеси, в частности такие соединения, как окись магния MgO, кремния SiO2 или алюминия Al2О3 и тому подобное, в концентрации на уровне нескольких процентов. Понятно, что эти примеси, которые приведены вышеуказанными формулами, на деле могут присутствовать в других фазах. Более конкретно, оксид кремния в действительности большей частью может состоять из силикатов.
Под гашеной или гидратной известью понимают совокупность твердых частиц, состоящих главным образом из гидроокиси кальция Ca(OH)2, которая была получена путем "тушения" негашеной извести водой, иногда называемого "гидратацией". Очевидно, что эта гашеная известь может содержать упомянутые выше примеси, которые присутствовали в негашеной извести.
Под известковым молоком понимают водную суспензию, приготовленную из негашеной или гидратной извести.
Под анионным органическим флокулянтом понимают анионный полимер, обладающий молекулярной массой свыше 500000 Да, предпочтительно свыше 1000000 Да и наиболее предпочтительно свыше 5000000 Да. Обычно эти полимеры подразделяют в зависимости от длины цепи, в частности, на полимеры с короткой цепью и на полимеры с длинной цепью. Как правило, молекулярная масса полимеров с короткой цепью составляет в среднем от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч Дальтон. Их размер позволяет им просачиваться между другими молекулами, что придает им диспергирующие свойства. Молекулярная масса полимеров с длинной цепью составляет от нескольких сотен тысяч до нескольких миллионов Дальтон. Длинная цепочка позволяет им «соединять мостиками» другие молекулы, придавая им свойства флокулянта.
Известь можно добавлять к шламу до (предварительное известкование) или после (последующее известкование) упомянутого выше этапа обезвоживания.
Помимо того, что последующее известкование представляет собой дополнительный этап перемешивания в способе обработки шлама, эта дополнительная операция имеет ряд недостатков, в числе которых:
- нарушение структуры шлама,
- трудность перемешивания извести с обезвоженным шламом и, следовательно,
- неоднородность распределения извести в среде.
Все эти недостатки стали причиной более пристального внимания к добавлению извести до обезвоживания, т.е. предварительного известкования.
Упомянутое выше агрегирование обычно облегчается за счет добавления коагулянта, в числе которых могут быть соли железа или алюминия, как предлагается в заявке WO 2006/030102. Однако применение этих солей имеет ряд недостатков, среди которых существенное увеличение количества сухого вещества в шламе, агрессивное воздействие почти на все металлы, включая нержавеющую сталь, по причине их высокой коррозионной активности и опасность для операторов, обусловленная раздражающими и даже токсичными свойствами пыли, которая образуется при проведении манипуляций с этими солями.
Для устранения этих недостатков на практике стали осуществлять флокуляцию путем добавления органических соединений; в этом случае, для обработки органического шлама обычно применяют катионные флокулянты.
Однако согласно современным данным, приведенным в патенте ЕР 1154958 B1, катионные полимеры, как правило, быстро разрушаются при pH от 9 до 10. Поэтому в большинстве случаев предварительное известкование невозможно проводить непосредственно перед флокуляцией, поскольку катионный полимер не будет успевать действовать до того, как уровень pH шлама не достиг критической величины, после которой происходит дефлокуляция в результате добавления извести. В частности, в упомянутом выше европейском патенте ЕР 1154958 и в международной заявке WO 2005/014495 предложено решение этой проблемы путем использования специальных соединений кальция или кальция и магния, которые способствуют повышению pH шлама, достаточно отсроченному по времени, чтобы обеспечить катионному полимеру возможность действовать в качестве флокулянта до разделения твердой и жидкой фазы. Но эти упомянутые специфические соединения не подходят для всех случаев применения.
Действительно, на практике поддержание pH после известкования до конца флокуляции ниже величины, при которой происходит распад катионного органического флокулянта, будет зависеть от количества извести, уровня отсроченной щелочной реакции использованной извести, содержания сухого вещества и буферных свойств жидкого шлама. Принимая во внимание то, что в промышленных условиях содержание сухого вещества и буферные свойства шлама могут колебаться в довольно широких пределах, внедрение способов, использующих известь с отсроченным появлением щелочной реакции, иногда весьма сложно. Еще одним недостатком применения катионного органического флокулянта в сочетании с известью является выделение летучих аминов, которое усиливается при повышенном уровне pH (CHANG, J.; ABU-ORF, M.; DENTEL, S., Alkylamine odors from degradation of flocculant polymers in sludges., Water Research, 2005, 39(14), pp.3369-3375). Наконец, применение соединений, задерживающих повышение pH, приводит к удлинению комбинированной стадии флокуляции и известкования, несовместимой с некоторыми способами непрерывного обезвоживания.
С другой стороны, в заявке WO-9605142 предложен способ, который был указан в начале описания. Этот способ предусматривает флокуляцию не шлама, а потока сточных вод, имеющих pH более 10,2, который включает стадию повышения pH до уровня выше 10,2, если первоначальный показатель был ниже, добавление ионов Mg и интенсивное перемешивание с флокулянтом с большой молекулярной массой, обладающим выраженными анионными свойствами. Повышение pH может достигаться добавлением любого вещества: MgO, извести или гидроокиси натрия. Аналогичным образом в заявке JP-54025268 описан способ флокуляции шлама, включающий добавление щелочи, NaOH или КОН, для получения pH выше 10, с последующим добавлением CaCl3 и добавлением анионного и/или неионного флокулянта. Эти два способа предусматривают несколько стадий, более конкретно, повышение pH шлама до уровня, превышающего 10, затем добавление Mg или CaCl3, с предварительным введением анионного флокулянта, что значительно удлиняет продолжительность обработки шлама или сокращает время флокуляции.
В заявке JP-A-04-040286 предложено применять к шламу рыбной промышленности соединение кальция, растворимое в воде, и до или после этого применения, добавлять органический флокулянт, который может быть катионным, анионным или неионным. В этих случаях принимают во внимание только pH водной фазы, которую рекомендуется нейтрализовать кислотой после добавления щелочного соединения кальция. Во всех приведенных примерах обработанные шламы сначала имеют сильную щелочную реакцию, и между применением соединения кальция и добавлением органического флокулянта всегда проводят нейтрализацию. В качестве соединения кальция используют либо высокощелочные соединения типа извести, либо соли кальция, такие как галогениды, нитрат или ацетат. Цель изобретения состоит в получении воды, очищенной в результате обработки шлама.
Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков упомянутых технологий, разработанных ранее, за счет создания простого, быстрого и предпочтительно непрерывного способа обработки шлама, количество стадий которого будет максимально ограничено, и конечная цель которого состоит в достижении максимально полной флокуляции и получении однородного обезвоженного шлама, обладающего лучшими свойствами в плане обеззараживания, стабилизации или другими свойствами, полезными при применении.
Для решения этой задачи настоящее изобретение предлагает способ обработки шламов как он изложен в начале описания, в котором у шлама, предназначенного для обезвоживания, упомянутое первое значение pH составляет ниже 9, и щелочной агент на основе извести вызывает упомянутое повышение pH до упомянутого второго значения менее чем за 5 мин.
Способ обработки шлама по изобретению решает проблемы продолжительности флокуляции, связанной с предварительным известкованием, и/или позволяет сократить количество добавляемого флокулянта, в частности, по сравнению с использованием катионных флокулянтов. Кроме того, число стадий обработки шламов по изобретению ограничено, притом, что предлагаемый способ позволяет уменьшить влажность обезвоженного шлама является простым, быстрым и адаптированным к целому ряду применений. Такой обезвоженный шлам по изобретению, обладает всеми свойствами, которыми обладает шлам, обработанный известью, в плане обеззараживания и стабилизации шлама с целью его долговременного хранения (способность к штабелированию и т.п.), а также в плане заметного улучшения его требуемых для применения свойств (способность к прессованию в виде гранул, способность к разбрасыванию и тому подобное) или для повышения его агрономической ценности.
Такой обработкой является предварительное известкование шлама.
Анионные флокулянты не проявляют активность в отношении флокуляции органического шлама, имеющего показатель pH ниже 10, и даже 11, или 12.
Изобретение решает проблему отсутствия активности анионных флокулянтов при добавлении к шламу, предназначенному для гидратации и имеющему показатель pH ниже 9, более конкретно ниже 8, щелочного агента на основе извести, который способно быстро повысить значение pH до уровня выше 11, предпочтительно 12, с тем, чтобы обеспечить полную флокуляцию ставшим активным анионным флокулянтом до стадии разделения твердой/жидкой фракции (обезвоживание). Для этого повышение pH должно происходить достаточно быстро (менее чем за 5 мин, предпочтительно менее чем за 3 мин, более предпочтительно менее чем за 2 мин, или даже менее чем за 1 мин), с тем, чтобы обезвоживание можно было начинать в кратчайшее время после добавления щелочного агента на основе извести и анионного флокулянта, при сохранении флокуляции шлама на удовлетворительном уровне.
Такой способ, предусматривающий применение анионного флокулянта, устраняет недостаток преждевременного распада флокулянтов, который обычно наблюдается при использовании катионных флокулянтов.
Способ предусматривает, что щелочной агент на основе извести и, по меньшей мере, один упомянутый флокулянт предназначены для одновременного или разделенного во времени использования для обработки шламов. Порядок введения веществ не является критическим. С равным успехом можно предусмотреть добавление извести до, одновременно или после внесения флокулянта, однако предпочтительно добавлять известь до внесения флокулянта.
Таким образом, способ обработки шлама по изобретению позволяет проводить обработку посредством ограниченного числа стадий; после необязательной, обычно проводимой в начале стадии декантации/сгущения, выполняют только одну стадию добавления и перемешивания флокулянта, с которым связано добавление щелочного агента на основе извести, с последующей стадией обезвоживания (разделения твердой и жидкой фазы). При этом не требуется никакой другой предварительной, промежуточной или последующей стадии, поскольку известкование объединено со стадией флокуляции. Кроме того, твердая фракция после обезвоживания обладает всеми преимуществами, которыми должен обладать шлам, обработанный известью, в плане однородности, обеззараживания, удобства проведения погрузочно-разгрузочных операций и стабилизации шлама с целью его долговременного хранения (способность к штабелированию и т.п.), а также в плане заметного улучшения его свойств, требуемых при применении (способность к прессованию в виде гранул, способность к разбрасыванию и тому подобное) или повышения его агрономической ценности.
Важно, чтобы повышение pH шлама было быстрым, чтобы максимально сократить продолжительность стадии флокуляции, которая предшествует обезвоживанию, и, в частности, позволить непрерывно проводить разделение твердой и жидкой фракции, более конкретно, с помощью центрифуг или ленточных фильтров.
Флокуляцию шлама по изобретению, более конкретно органического или маслянистого шлама, проводят с применением в качестве флокулянта анионного полимера, обладающего молекулярной массой более 500000 Да, предпочтительно более 1000000 Да, более предпочтительно от 5·106 до 35·106 Да и наиболее предпочтительно от 15·106 до 30·106 Да; и предварительное известкование по изобретению, связанное со стадией флокуляции, осуществляется путем добавления щелочного агента на основе извести.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения щелочной агент на основе извести выбирают из группы, в которую входит негашеная известь, порошкообразная известь, которая была частично или полностью погашена, или гашеная известь, и используют в виде суспензии в водной фазе, которой для достижения рН 12 в водном растворе NH4Cl/(NH4)2HPO4, с исходным значением рН 7,5, необходимо время tpH12, равное 90 с или меньше, предпочтительно равное 60 с или меньше, при следующей процедуре определения времени tpH12:
13,24 г NH4Cl и 3,465 г (NH4)2HPO4 растворяют в 1 л деионизированной воды.
200 г раствора NH4Cl/(NH4)2HPO4 наливают в химический стакан объемом 500 см3 и подвергают механическому перемешиванию со скоростью 400 об/мин. Затем в этот раствор помещают электрод для определения pH, что позволяет регистрировать изменение pH во времени.
Взвешивают 1,2 г порошкообразной извести или, в случае применения известкового молока, эквивалентное количество по содержанию твердого вещества и помещают в раствор NH4Cl/(NH4)2HPO4.
Исходное значение pH раствора составляет 7,5, этот показатель изменяется после добавления извести до уровня, превышающего 12.
Этот тест считается законченным, когда значение pH стабилизируется.
Процедуру повторяют еще раз и на основании двух полученных кривых определяют среднее время достижения значения pH 12, параметр, обозначенный как tpH12.
Такую известь можно отнести к категории извести с ускоренным развитием щелочной реакции в отличие от извести с замедленным развитием щелочной реакции, которая обычно применялась в ранее разработанных способах. В частности, применение извести в форме известкового молока облегчает смешивание с обрабатываемым шламом.
Предпочтительно можно предусмотреть применение в качестве извести по изобретению извести как в порошкообразной форме, так и в форме суспензии, состоящей из частиц, d50 которых равен или меньше 30 мкм, предпочтительно равен или меньше 20 мкм.
Предпочтительно известью является негашеная известь, погашенная частично, содержание в которой гашеной извести или степень гидратации, составляет от 1 до 20% по массе. Предпочтительно, частицы такой извести имеют размер менее 500 мкм, предпочтительно 100 мкм.
В следующем воплощении варианта осуществления изобретения, известью является негашеная известь, погашенная частично, или известковое молоко, содержащее некоторое количество гидроокиси щелочного металла. Предпочтительно эта известь содержит гидроокись щелочного металла в количестве больше 0 и меньше 10% по массе. Предпочтительно в качестве гидроокиси щелочного металла используют NaOH или KOH.
Неожиданно оказалось, что добавление к любому шламу известкового молока, содержащего небольшое количество гидроокиси щелочного металла, более конкретно NaOH или KOH, которое составляет менее 10% по массе по отношению к Ca(OH)2, приводит к более быстрому повышению pH среды, чем добавление соответствующего известкового молока без примеси гидроокиси щелочного металла.
Более того, совершенно неожиданно оказалось, что обезвоженный шлам, полученный в результате предварительного известкования известковым молоком с добавлением гидроокиси щелочного металла, в итоге характеризуется содержанием сухого вещества, превышающим этот показатель обезвоженного шлама, который был получен в тех же условиях обработки, но при известковании соответствующим известковым молоком без добавок. Это снижение влажности является важным, поскольку оно кардинально увеличивает эффективность обработки шлама и известкования.
Упомянутый, по меньшей мере, один анионный органический флокулянт по изобретению может быть выбран, например, из группы, включающей полиэлектролиты на основе полимеров или сополимеров акриловой кислоты, акрилатов, акриламида и их смесей. Способ обработки шлама по изобретению, более конкретно обработки органического или масляного шлама, позволяет обеспечить обезвоживание шлама путем добавления анионного флокулянта в гораздо меньшем количестве, чем при применении катионного флокулянта, использовавшегося в ранее разработанных способах. Как правило, для данного шлама и фиксированного результата обезвоживания потребление анионного флокулянта уменьшается примерно на 1/2 - 2/3 по сравнению с потреблением катионного флокулянта.
Другие способы осуществления способа по изобретению указаны в приложенной формуле изобретения.
Далее изобретение более подробно будет описано с помощью примеров, не являющихся ограничивающими. В этих примерах речь идет об известковом молоке с содержанием сухого вещества 20%. Эта суспензия была приготовлена путем взбалтывания 200 г гашеной извести (Ca(ОН)2) в 0,8 дм3 воды. Известковое молоко, активированное едким натром, было получено на основе упомянутого известкового молока путем добавления при перемешивании NaOH в виде хлопьев, из расчета 2,5 г, 6,3 г и 15,9 г. Весовой процент NaOH по отношению к Ca(ОН)2 (% NaOH/Ca(OH)2) в трех вариантах известкового молока составляет соответственно 1,3%, 3,2% и 8%, а их теоретический показатель pH - 13,5, 13,9 и 14,3.
Анионный органический флокулянт, который был использован в примерах, поступает в продажу под торговым названием OPTIFLOC 4% anion и выпускается компанией Kemira Chemicals S.A. Можно также использовать, например, полимеры ЕМ 630, ЕМ 635, которые производит компания SNF Floerger®.
Если не указано иное, в приведенных ниже примерах, проценты указаны в расчете на массу.
Пример 1
Шлам со станции очистки промышленных стоков с содержанием сухого вещества (СВ) 1% был подвергнут обработке по изобретению путем добавления известкового молока и анионного флокулянта и последующему обезвоживанию способом, моделирующим удаление воды в центрифуге. Доза флокулянта составила 0,9% действующего вещества по отношению к содержанию сухого вещества в шламе, предназначенном для обработки. Доза извести в пересчете на эквивалент Ca(OH)2 по отношению к СВ составила 20,5%.
По предпочтительному способу осуществления изобретения эту процедуру повторили, заменив известковое молоко известковым молоком с добавлением NaOH, которое описано выше с содержанием 3,2% NaOH по отношению к Ca(ОН)2.
Для сравнения обработка была выполнена в третий раз, но на этот раз без добавления известкового молока. Флокуляция была обеспечена с помощью катионного флокулянта, как было рекомендовано в ранее разработанных способах, который был введен в минимальной дозе, позволяющей получить отделяемые от жидкости хлопья, а именно 3,1% действующего вещества по отношению к СВ.
Результаты содержания сухого вещества после обезвоживания (столбец СВПО %) и уменьшение количества шлама (Q2-Q1)/Q1, которое теоретически оценивает влияние добавления известкового молока на количество полученного шлама, приведены в таблице 1. Q1 представляет собой количество шлама, полученное без добавления извести и Q2 - количество шлама, полученное при добавлении извести перед обезвоживанием. В таблице также указаны тип известкового молока, тип флокулянта, доза флокулянта и доза извести, вносимые при каждом опыте.
В рамках этого примера применение по изобретению известкового молока и известкового молока с добавлением NaOH позволяет в три раза уменьшить дозу флокулянта, который вводят для обеспечения флокуляции, и позволяет сократить количество шлама. Более того, уменьшение количества шлама выражено в большей степени в случае использования известкового молока с добавлением NaOH (9,1% вместо 5,6%).
Таблица 1
Тип известкового молока Тип флокулянта Доза флокулянта, % действующего вещества/СВ Доза извести, % Ca(OH)2/СВ СВПО, %
Figure 00000001
Отсутствует Катионный 3,10 14,1
ИМ 20% по изобретению Анионный 0,90 20,5 18,0 -5,6%
ИМ 20% по изобретению + 3,2% NaOH/Ca(OH)2 Анионный 0,90 20,5 18,7 -9,1%
ИМ = известковое молоко
СВ = сухое вещество шлама до обработки
СВПО = содержание сухого вещества после обезвоживания.
Пример 2
Шлам со станции очистки муниципальных стоков с содержанием сухого вещества 4,1% был обработан по изобретению известковым молоком, содержащим 1,3% NaOH пo отношению к Ca(OH)2, была проведена его флокуляция анионным флокулянтом с последующим обезвоживанием, как описано в примере 1.
Эта операция была проведена повторно с применением либо известкового молока с содержанием 3,2% NaOH/Ca(OH)2, либо известкового молока с содержанием 8% NaOH/Ca(OH)2.
Для сравнения обработка шлама была выполнена без добавления известкового молока. В этом последнем случае флокуляция была обеспечена с помощью катионного флокулянта, который был введен в минимальной дозе, позволяющей получить отделяемые от жидкости хлопья.
Результаты представлены в таблице 2, которая аналогична таблице 1. В этой таблице также указаны тип известкового молока, тип флокулянта, доза флокулянта и доза извести, вносимые при каждом опыте.
В рамках этого примера применение известкового молока с добавлением NaOH позволяет в два раза уменьшить дозу флокулянта, который вводят для обеспечения флокуляции, и позволяет сократить количество шлама на 4-6%. Это уменьшение выражено тем сильнее, чем больше количество едкого натра, добавленного к известковому молоку.
Таблица 2
Тип известкового молока Тип флокулянта Доза флокулянта, % действующего вещества/СВ Доза извести, % Ca(OH)2/СВ СВПО, %
Figure 00000002
Отсутствует Катионный 1,05 21,4
ИМ 20% по изобретению + 1,3% NaOH/Ca(OH)2 Анионный 0,53 30,0 28,9 -3,7%
ИМ 20% по изобретению + 3,2% NaOH/Ca(OH)2 Анионный 0,53 30,0 29,0 -4,1%
ИМ 20% по изобретению + 8% NaOH/Ca(OH)2 Анионный 0,53 30,0 29,7 -6,3%
Пример 3
Шлам со станции очистки муниципальных стоков с содержанием сухого вещества 3,5% был обработан по изобретению дозой 30% Ca(OH)2/СВ, либо известковым молоком с содержанием СВ 20%, либо таким известковым молоком, которое было активировано добавлением NaOH из расчета 8% NaOH/Ca(OH)2. Изменение pH шлама со станции очистки сточных вод после добавления извести регистрировали до получения величины, превышающей 12. Результаты показывают, что повышение рН происходит быстрее в случае обработки шлама известковым молоком, которое было активировано едким натром. В этом случае флокуляция с помощью анионного флокулянта может произойти уже через 30 секунд после известкования, тогда как при применении неактивированного известкового молока этот период составляет не менее 80 секунд.
Пример 4
Шлам со станции очистки муниципальных стоков с содержанием сухого вещества 3,1% был обработан дозой 30% извести/СВ, либо негашеной известью без пылевидной фракции, соответствующей ранее разработанной технологии обработки, показатель tpH12 которой составляет 330 с, либо по изобретению негашеной известью с повышенной скоростью реакции, показатель tpH12 которой составляет 44 с, либо негашеной известью, частично погашенной, степень гидратации которой составляет 10% и показатель tpH12 - 28 с.
Время, необходимое для достижения в обрабатываемом шламе уровня pH, превышающего 12, значительно превышает 5 мин (349 с) в случае использования негашеной извести по ранее разработанным способам. Этот период, напротив, существенно меньше 2 мин при использовании негашеной извести по изобретению (соответственно, 31 с и 70 с). Только эти два продукта по изобретению обеспечивают флокуляцию шлама с помощью анионного флокулянта в технологической линии, предшествующую непрерывному обезвоживанию наиболее распространенными способами.
Пример 5
Шлам со станции очистки муниципальных стоков с содержанием сухого вещества 3,3% был обработан раствором едкого натра 50% с целью повышения его pH до уровня, превышающего 12. Опыты по флокуляции этого шлама с pH, превышающим 12, были проведены путем добавления возрастающих доз раствора анионного флокулянта концентрацией 3 г действующего вещества/дм3. Несмотря на введение максимальной дозы из расчета 5%/СВ действующего вещества анионного флокулянта, флокуляция в шламе отсутствовала.
Пример 6
Шлам со станции очистки муниципальных стоков с содержанием сухого вещества 3,3% был обработан по изобретению двумя типами негашеной извести по изобретению, которые были использованы в примере 4. Проводили флокуляцию анионным флокулянтом, смесь оставили на 15 мин и после этого провели обезвоживание способом, моделирующим удаление воды в центрифуге.
Для сравнения обработка была выполнена повторно без добавления извести или с добавлением перед флокуляцией негашеной извести без пылевидной фракции, соответствующей ранее разработанной технологии обработки, которая была использована в примере 4. В двух последних случаях флокуляция была обеспечена добавлением катионного флокулянта, который был введен в минимальной дозе, позволяющей получить отделяемые от жидкости хлопья.
Результаты представлены в таблице 3. Хлопья, полученные после добавления негашеной извести без пылевидной фракции, разрушились в течение 15 мин, предшествующих этапу обезвоживания. Для этого варианта СВПО и отношение (Q2-Q1)/Q1 определить было невозможно. Применение негашеной извести по изобретению, напротив, позволяет получить хлопья, которые остаются стабильными во время периода покоя перед обезвоживанием, позволяет сократить примерно вдвое дозу используемого флокулянта и незначительно уменьшить количество получаемого шлама.
Таблица 3
Тип известкового молока tpH12 Тип флокулянта Доза флокулянта, % действующего вещества/СВ Доза извести, % Ca(OH)2/СВ СВПО, %
Figure 00000002
Отсутствует Катионный 1,00 23,2
Негашеная известь без пылевидной фракции 330 с Анионный 1,05 30,0 - -
Негашеная известь по
изобретению с повышенной 44 с Анионный 0,50 30,0 32,3 -0,5%
скоростью реакции
Негашеная известь,
по изобретению, частично 28 с Анионный 0,50 30,0 32,0 -0,2%
погашенная
Эти примеры в совокупности четко показывают преимущества способа обработки шлама по изобретению, а также шлама, обработанного по изобретению.
Разумеется, что настоящее изобретение никоим образом не ограничивается способами осуществления, описанными выше, и что в них могут быть внесены изменения, не выходящие за рамки прилагаемой формулы изобретения.

Claims (10)

1. Способ обработки шламов, включающий
- добавление к шламам, которые характеризуются первым значением рН, щелочного агента на основе извести с целью повышения рН до второго значения, которое выше первого значения,
- добавление, по меньшей мере, одного анионного органического флокулянта,
- флокуляцию шламов, и
- разделение флокулированных шламов на обезвоженный шлам и жидкую фазу, отличающийся тем, что шлам, предназначенный для обезвоживания, имеет первое значение рН ниже 9, тем, что упомянутый анионный органический флокулянт является активным при упомянутом втором значении рН, и тем, что щелочной агент на основе извести выбирают из группы, в которую входит негашеная известь, порошкообразная известь, которая была частично или полностью погашена, или гашеная известь в виде суспензии в водной фазе, которой для достижения рН 12 в водном растворе NH4Cl/(NH4)2HPO4, имеющем значение рН 7,5, необходимо время tpH12, равное 90 с или меньше.
2. Способ по п.1, в котором упомянутый анионный органический флокулянт является анионным полимером, обладающим средней молекулярной массой свыше 500000 Да, предпочтительно свыше 1000000 Да, более предпочтительно от 5·106 до 35·106 Да и наиболее предпочтительно от 15·106 до 30·106 Да.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что упомянутое второе значение рН равно или выше 11, предпочтительно равно или выше 12.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутое повышение рН осуществляют менее 3 мин, предпочтительно менее 2 мин, в частности менее 1 мин.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что добавление щелочного агента на основе извести и добавление, по меньшей мере, одного упомянутого анионного органического флокулянта осуществляют одновременно или с разделением во времени.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутая известь состоит из частиц, d50 которых равен или меньше 30 мкм.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что известь является негашеной известью или частично погашенной известью, в которой доля гашеной извести составляет от 1 до 20 мас.%.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что известь является негашеной известью, частично погашенной, или известковым молоком, содержащим некоторое количество гидроокиси щелочного металла.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что известь содержит гидроокись щелочного металла в количестве более 0 и менее 10 мас.%.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутый, по меньшей мере, один органический флокулянт выбирают из группы, включающей полиэлектролиты на основе полимеров или сополимеров акриловой кислоты, акрилата, акриламида и их смесей.
RU2009122374/05A 2006-11-14 2007-11-13 Способ обработки шламов RU2458013C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06123985 2006-11-14
EP06123985.1 2006-11-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009122374A RU2009122374A (ru) 2010-12-20
RU2458013C2 true RU2458013C2 (ru) 2012-08-10

Family

ID=37684447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009122374/05A RU2458013C2 (ru) 2006-11-14 2007-11-13 Способ обработки шламов

Country Status (12)

Country Link
US (2) US8147703B2 (ru)
EP (1) EP2094613B1 (ru)
CN (1) CN101553437B (ru)
AT (1) ATE524421T1 (ru)
BR (1) BRPI0718912A2 (ru)
DK (1) DK2094613T3 (ru)
ES (1) ES2372218T3 (ru)
PL (1) PL2094613T3 (ru)
PT (1) PT2094613E (ru)
RU (1) RU2458013C2 (ru)
UA (1) UA96164C2 (ru)
WO (1) WO2008058973A1 (ru)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1019037A3 (fr) * 2009-03-17 2012-02-07 Lhoist Rech & Dev Sa Compositions a base de chaux, leur procede de fabrication et leur utilisation en traitement des eaux et boues.
ES2552943T3 (es) 2009-03-17 2015-12-03 S.A. Lhoist Recherche Et Developpement Composición para el acondicionamiento de lodos
AU2012213735B2 (en) * 2011-01-31 2016-07-28 Solenis Technologies Cayman, L.P. Method for dewatering sludge
CN102515457A (zh) * 2011-12-13 2012-06-27 中国科学院沈阳应用生态研究所 剩余活性污泥的快速风干的方法
BE1021522B1 (fr) * 2012-09-12 2015-12-07 S.A. Lhoist Recherche Et Developpement Composition de lait de chaux de grande finesse
US10626031B2 (en) 2016-08-24 2020-04-21 Heritage Research Group Treatment of sludges and flocculants using insoluble mineral colloidal suspensions
US10647606B2 (en) 2017-08-18 2020-05-12 Graymont Western Canada Inc. Treatment of oil sands tailings with lime at elevated pH levels
CN108299066A (zh) * 2017-09-25 2018-07-20 路德环境科技股份有限公司 园林种植土的生产方法
US11027995B2 (en) 2017-11-08 2021-06-08 Graymont Western Canada Inc Treatment of tailings streams with one or more dosages of lime, and associated systems and methods
AU2019316539B2 (en) 2018-09-11 2021-04-01 Graymont Western Canada Inc. Improvement of geotechnical characteristics of tailings via lime addition
CN114538746B (zh) * 2022-03-01 2024-05-14 陕西化工研究院有限公司 一种油泥污水分离的处理方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2687396A1 (fr) * 1992-01-31 1993-08-20 Lhoist Rech & Dev Sa Lait de chaux et/ou d'hydroxyde de magnesium, sa preparation et hydroxyde ainsi obtenu.
DE4306652A1 (de) * 1993-03-03 1994-09-08 Allied Colloids Mfg Gmbh Wäßrige Calciumhydroxidsuspension und ihre Verwendung
WO2000047527A1 (fr) * 1999-02-08 2000-08-17 's.A. Lhoist Recherche Et Developpement' Procede de conditionnement de boues
RU2222502C2 (ru) * 2001-10-22 2004-01-27 ФГУП "Саратовский научно-исследовательский институт химии и технологии акриловых мономеров и полимеров с опытным заводом" Способ кондиционирования гидроксидных осадков природных и промышленных сточных вод
RU2006103989A (ru) * 2003-07-11 2006-06-10 С.А. Луаст Решерш Э Девелопмен (Be) Способ обезвоживания шламов, шламы, полученные этим способом и их применение

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4173532A (en) * 1974-03-07 1979-11-06 Entenmann's, Inc. Method for treating plant effluent
US4028238A (en) * 1975-11-03 1977-06-07 Dart Industries Inc. Treatment of municipal waste sludges
US4160731A (en) * 1978-04-18 1979-07-10 American Cyanamid Company Process for dewatering sewage sludges disinfected with lime
US4342653A (en) * 1979-02-15 1982-08-03 American Cyanamid Company Process for the flocculation of suspended solids
JPS5613099A (en) * 1979-07-10 1981-02-07 Nichireki Chem Ind Co Ltd Treating method of sludge
JPS5676293A (en) * 1979-11-28 1981-06-23 Norihiko Base Application of high polymer flocculant
JPS6038200B2 (ja) * 1982-04-22 1985-08-30 栗田工業株式会社 汚泥脱水法
HU189058B (en) * 1984-03-07 1986-06-30 Merei,Jozsef,De Method for dewatering sludges originated after aerobic and anaerobic decomposing of domestic sewages
JPS6192227A (ja) * 1984-10-09 1986-05-10 Gamuren Nippon Kk 圧密濃縮土地造成法
US4704209A (en) * 1986-07-28 1987-11-03 Nalco Chemical Company Sulphonate-containing terpolymers as flocculants for suspended solids
US5277826A (en) * 1991-11-01 1994-01-11 Browning Ferris Industries Lime and fly ash stabilization of wastewater treatment sludge
US5580459A (en) * 1992-12-31 1996-12-03 Hoechst Celanese Corporation Filtration structures of wet laid, bicomponent fiber
US5616283A (en) * 1995-08-25 1997-04-01 Chemical Lime Company High solids lime as a caustic replacement
KR100562456B1 (ko) * 1997-12-19 2006-03-21 소니 가부시끼 가이샤 배수 처리제 및 배수 처리 방법과, 슬러지 탈수제 및 슬러지처리 방법
CA2279525A1 (fr) * 1999-08-03 2001-02-03 Institut National De La Recherche Scientifique Procede hybride chimique et biologique de decontamination de boues d'epuration municipales
GB0111706D0 (en) 2001-05-14 2001-07-04 Ciba Spec Chem Water Treat Ltd Fine particle size lime slurries and their production
US7022240B2 (en) * 2003-01-15 2006-04-04 Hart Resource Technologies, Inc. Method for on-site treatment of oil and gas well waste fluids

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2687396A1 (fr) * 1992-01-31 1993-08-20 Lhoist Rech & Dev Sa Lait de chaux et/ou d'hydroxyde de magnesium, sa preparation et hydroxyde ainsi obtenu.
DE4306652A1 (de) * 1993-03-03 1994-09-08 Allied Colloids Mfg Gmbh Wäßrige Calciumhydroxidsuspension und ihre Verwendung
WO2000047527A1 (fr) * 1999-02-08 2000-08-17 's.A. Lhoist Recherche Et Developpement' Procede de conditionnement de boues
RU2222502C2 (ru) * 2001-10-22 2004-01-27 ФГУП "Саратовский научно-исследовательский институт химии и технологии акриловых мономеров и полимеров с опытным заводом" Способ кондиционирования гидроксидных осадков природных и промышленных сточных вод
RU2006103989A (ru) * 2003-07-11 2006-06-10 С.А. Луаст Решерш Э Девелопмен (Be) Способ обезвоживания шламов, шламы, полученные этим способом и их применение

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВЕЙЦЕР Ю.И., МИНЦ Д.М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод. - М.: Стройиздат, 1984, с.42. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009122374A (ru) 2010-12-20
CN101553437A (zh) 2009-10-07
WO2008058973A1 (fr) 2008-05-22
US20110042319A1 (en) 2011-02-24
ATE524421T1 (de) 2011-09-15
BRPI0718912A2 (pt) 2013-12-10
PT2094613E (pt) 2011-11-24
EP2094613A1 (fr) 2009-09-02
EP2094613B1 (fr) 2011-09-14
US20120152854A1 (en) 2012-06-21
UA96164C2 (ru) 2011-10-10
ES2372218T3 (es) 2012-01-17
PL2094613T3 (pl) 2012-01-31
DK2094613T3 (da) 2011-11-28
US8147703B2 (en) 2012-04-03
CN101553437B (zh) 2012-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2458013C2 (ru) Способ обработки шламов
CN104781206B (zh) 氢氧化钙的水悬浮液、其制备方法及用途
EP2408719B1 (fr) Compositions pour le conditionnement de boues
JP2007061718A (ja) 複合凝集剤
Hurairah et al. Archidendron jiringa seed peel extract in the removal of lead from synthetic residual water using coagulation-flocculation process.
JP2016505356A (ja) 水性石灰懸濁液の調製のための水溶性コポリマーの使用
CZ302338B6 (cs) Zpusob úpravy kalu
RU2326057C2 (ru) Способ обезвоживания шламов, шламы, полученные этим способом, и их применение
CN109775779A (zh) 一种化学水处理剂
JPH1176706A (ja) 特殊固体微粉末状凝集剤組成物
JP2007209886A (ja) フッ素除去剤、それを用いたフッ素含有排水の処理方法及びその処理装置
JP2004290967A (ja) 排水の処理方法
US7731859B2 (en) Process for conditioning sewage sludge
FR2679546A1 (fr) Procede de traitement des eaux.
JP3900512B2 (ja) 脱水ケーキの臭気発生防止方法
JPH09239207A (ja) 特殊固体微粉末状凝集剤組成物及び水処理方法
JP3632284B2 (ja) 廃棄物処理材
JP5057955B2 (ja) 汚泥濃縮方法及び汚泥濃縮装置
JPH0565240B2 (ru)
JP2006247630A (ja) 汚濁水処理用疎水化固液分離剤
JP2004290860A (ja) 金属イオンを含む酸性廃液の中和処理方法
JP2018168024A (ja) 石膏の製造方法及びセメント組成物の製造方法
JP5816503B2 (ja) 活性汚泥生成抑制剤
JPS5834191B2 (ja) エマルジヨンジヨウガンユハイスイノシヨリホウホウ
JPS6094200A (ja) 有機性汚泥の脱水前処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171114