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invention
Fédération de Russie Patent RU2293070

Procédé de traitement et de recyclage des boues d'épuration INTÉGRÉ

Nom de l'inventeur: Knatko Vasily Mikhaïlovitch (RU); Shcherbakova Elena (RU); Knatko Mikhail (RU); Vladimir Natalia
Le nom du titulaire du brevet: Knatko Vasily Mikhaïlovitch (RU); Shcherbakova Elena (RU); Mikhail Knatko
Adresse de correspondance :. 198264, Saint - Pétersbourg, Prospect anciens combattants, 139, kv.373, VM Knatko
Date de début du brevet: 18.04.2005

L'invention concerne le domaine du traitement des boues d'épuration dans les usines municipales de traitement des eaux usées. Le procédé consiste à déshydrater l'avant-clarificateurs primaires et les boues activées, mélangés avec du sable de fosses de sable, la désinfection par les réactifs et l'élimination du produit au moyen de plus désinfection neutralisation de précipitation et de réactif de neutralisation, qui est utilisé comme un réactif de poudre intégré avec la composition suivante: argile 40,0- 60,0% en poids, 5,0-40,0% en poids de chaux, de ciment 5,0-40,0% en poids d'agent complexant choisi dans le groupe constitué ... un mélange d'oxydes métalliques, des cendres, des scories, broyés, farine de dolomie, la terre calcaire 5,0-10,0 poids.%. La quantité du réactif est en poids 10,0-30,0.% Du poids du mélange. effet technique - un profond complexe de traitement, la décontamination et la désinfection des précipitations pour obtenir l'élimination écologique des produits.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention concerne le domaine du traitement des boues d' épuration produites dans les usines municipales de traitement des eaux usées, et vise à assurer l'élimination des déchets non-produits de la technologie de traitement.

Boues d'épuration municipales d'épuration des eaux usées (STEP) sont un mélange complexe de haute teneur en eau, qui substances biologiquement inoffensives fortement associées à la pollution des composants toxiques de la nature organique et inorganique.

Il existe différentes façons de traitement CBS précipitations, résoudre en partie le problème de leur élimination et le traitement de l'élimination ultérieure des substances produites.

Les méthodes les plus courantes de l'élimination des boues d'épuration à travers la fabrication de combustible ou par pyrolyse.

Il existe une méthode de biologie des installations d'élimination des boues pour le traitement des eaux usées pour produire un carburant après le mélange du gâteau de filtration avec 40-50 en poids.% Poudre de charbon ou de copeaux de bois ou des copeaux ou de la tourbe (FR №2497520, C 10 L 5/46, 5 / 48, 1982).

Procédé de déchets de la transformation des installations de traitement de l'eau pour le carburant ou des additifs pour le compost, par lequel le précipité est mélangé avec des agents de floculation et des supports de carbone et sont soumis à une déshydratation jusqu'à ce que la fraction de matières solides de 15 à 20% (EP №0271628, C 10 L 5/40, 1988).

Par des méthodes similaires de recyclage CBS peut être attribué à un procédé pour produire un carburant moulé à base d'un mélange de systèmes de boues condensés pour les eaux usées et le mélange séché a été pulvérisé combustible solide choisi dans le groupe constitué de bois et déchets végétaux, de la tourbe, de la lignine, les fines de charbon, déchets textiles ou mélanges (RU №2131449, C 10 L 5/14, 5/44, 5/46, 5/48, 1999).

Cependant, toutes ces méthodes ne sont résoudre partiellement le problème de l'élimination des déchets CBS et de réduire les déchets de pollution de l'environnement, car ils ne peuvent pas être utilisés pour l'élimination des déchets contenant des substances toxiques.

Il existe des moyens de recyclage et de boues des installations pour le traitement des eaux usées pour produire un sorbant après mélange des boues avec de la tourbe et la calcination (traitement biologique des eaux usées des déchets de boues. L'approvisionnement en eau et de l'ingénierie sanitaire, 1965, №5, s.10-11) et une méthode basée sur l'introduction de argile de limon actif dans le traitement de concassé élargi avant pyrolyse pour améliorer l'efficacité du sorbant résultant (SU №1742227, C 02 F 11/00, 1990).

La formation de gaz toxiques lors de la pyrolyse, mais aussi la présence de métaux lourds dans les sorbants résultant des inconvénients essentiels de ces méthodes, ce qui entrave leur utilisation généralisée.

Il existe une méthode de traitement complexe des dépôts technogéniques, en particulier des déchets CBS, impliquant la séparation de la précipitation suivie d'un traitement de fractionnement de chaque fraction séparément et obtenir des produits recyclables ciblés. composante de sable est d'abord précipité séparé et ensuite en fonction du rapport des substances organiques et inorganiques boues de sédiments est divisé en fractions de composants sont séparés et leur traitement. traitement à l'acide sulfurique fournit un précipité de coagulant. Sludge pyrolyse et le traitement d'activation pour assurer sa sorbant avec une teneur élevée en sédiments organiques soumis décomposition biotechnologique (RU №2057725, C 02 F 11/10, C 02 F 11/14, 1996).

Les inconvénients de la méthode connue comprennent des critères d'incertitude boues séparation des composants en fractions selon le rapport de la teneur des substances et méthodes de leur séparation organique et inorganique et une partie déclarative et obtenir «propre» du sable après le passage du traitement trommel ou hydrocyclone. Ceci est expliqué par le fait que les particules contenues dans les films autologues de sable adsorbées contaminants organiques et inorganiques qui ne peuvent pas être complètement éliminés par ce traitement. En outre, la pyrolyse de l'une des factions du composant des boues nécessite un équipement technologique complexe pour le nettoyage des émissions de fumée, et le traitement d'une autre faction de l'acide sulfurique est un, coût élevé dangereux et nécessite la présence d'un équipement résistant à la corrosion spéciale ainsi. Sur la base de ce qui précède, nous pouvons conclure à propos de l'utilisation possible de la méthode connue seulement pour le nettoyage des sédiments de fond des rivières et des lacs, et il est impossible de l'utiliser pour le traitement et l'élimination des boues d'épuration CBS complexe.

Le plus proche de l'invention est un procédé de traitement de boues d'épuration, la mise en oeuvre qui précipitent décanteurs primaires et des boues activées après la déshydratation préalable avec une matière de remplissage mélangée avec du sable et de désinfectant Agent outre essorée jusqu'à une teneur en humidité de 60% et le produit est utilisé comme engrais (SU №842057, C 02 F 11/006 1981). Cette méthode, selon les auteurs, assure le traitement de tous les déchets produits par CBS: boues, boues activées, le sable. Cependant, en dehors de ces types de déchets CBS, les auteurs ne prennent pas en compte nadreshetochnye déchets constitués d'un solide inclusions de grandes dimensions, qui doivent être éliminés. Dans le cas de contenu dans les boues d'épuration de substances organiques et inorganiques toxiques, ce mode d'élimination est pas applicable. Utilisation comme agent désinfectant thiasone ou l'eau d'ammoniac augmente le coût des opérations et rend l'utilisation des aliments dangereux pour l'environnement, ce qui se passe réellement décontamination des déchets, mais pas leur élimination.

La tâche à résoudre par la création de la présente invention, un traitement complexe profonde des boues d'épuration, qui fournit leur élimination, la décontamination et l'élimination pour donner des produits respectueux de l'environnement.

Le problème est résolu par le fait que dans le procédé de traitement complexe et l'élimination des boues d'épuration, comprenant une déshydratation préliminaire de précipitation primaire clarificateurs et la boue activée, le mélange avec du sable et de l'agent de désinfection et recevant l'élimination du produit selon l'invention en même temps que la désinfection effectuée neutralisation de boues de curage à travers le combiné réactif en poudre ayant la composition suivante :. 40,0-60,0% en poids d'argile, de chaux 5,0-40,0% en poids, de ciment 5,0-40,0% en poids, un agent complexant choisi dans le groupe .. un mélange d'oxydes métalliques , cendres, scories, écrasées, farine de dolomite, du calcaire broyé 5,0-10,0 en poids.%, et la quantité de réactif est 10,0-30,0 poids.% du poids du mélange, le réactif, les primaires clarificateurs de boues déshydratées et boues activées fourni dans le mélangeur en même temps que le sable de dessableurs et, éventuellement, avec une perte de pré-concassé nadreshetochnymi décanteurs primaires où traité pour obtenir un mélange homogène, qui est placé dans un bac de stockage.

Pour le sol montant de renforcement artificiel de réactif en poudre peut être 20,0-30,0 poids.%, Tandis que la teneur en argile dans ce 40,0-50,0 poids.% Lime 5,0-20,0 en poids.%, Ciment 30,0-40,0 en poids.% d'un agent complexant qui est choisi comme les oxydes métalliques ou des cendres volantes, du laitier broyé ou de 5,0 à 10,0 en poids.%.

Pour quantité de réactif sol-sol artificiel peut être 10,0-15,0 poids.%, Tandis que la teneur en argile dans ce 40,0-50,0 poids.% Lime 20,0-40,0 poids.%, Ciment 5, 0-10,0% en poids d'agent complexant, que l'on peut choisir ou de farine de dolomite, le calcaire broyé - .. 5,0 à 10,0% en poids, le temps de maintien dans la trémie de stockage peut être d'au moins 24 heures, après quoi rasschelachivayuschuyu mélange est en outre ajouté un additif tel que le sol végétal dans un rapport de 1,0: 0.4 à 1,0: 0,6, ou de la tourbe, dans un rapport de 1,0: 0,15 à 1,0: 0,25 .

Le demandeur n'a pas trouvé de sources d'information contenant des données sur les solutions d'ingénierie identiques à l'invention revendiquée, ce qui permet de conclure qu'il est conforme au critère de "nouveauté".

En utilisant une méthode de traitement et de recyclage des déchets CBS réactif proposé non seulement fournit la désinfection, la décontamination et tous les composants de la boue d'épuration complexe.

Il est connu que, dans une grande quantité de boues et les boues activées en excès contient divers micro-organismes, y compris des agents pathogènes. Leur nombre est estimé sur la teneur en protéines totales, par exemple, par la méthode de Bradford (impact quantitative des micro-organismes sur les propriétés physiques et mécaniques gleyification roches. Lignes directrices, Leningrad, Maison d'édition de l'Université d'Etat de Leningrad, 1988) et peut aller de 100 à 300 mg / g de matière sèche. Avec l'introduction du mélange de réaction de réactif moyen proposé déchets CBS va de pH 6,0-6,5 à pH 11,0 à 12,0. Dans ces conditions, rezkoschelochnyh par hydrolyse alcaline des graisses, des protéines et des membranes de micro-organismes se produit des hydrocarbures de la destruction des substances énumérées saponification des micro-organismes et la formation de sodium, de potassium et de calcium, des sels d'acides organiques.

Ainsi, l'invention fournit une neutralisation et la précipitation des différents produits toxiques CBS principalement des métaux lourds toxiques et leurs complexes. Ceci est réalisé en formant la matrice minérale de sorption active aluminosilicate formé par l'interaction des composants alcalins de réactif (chaux, ciment) avec de l'argile, dont la quantité dans le réactif peut être 40,0-60,0 poids.%. Cette quantité d'argile aluminosilicate fournit un cours assez complet des processus de chimisorption. . Lorsque l'on réduit la teneur en argile dans le réactif au moins 40,0% en poids de la quantité d'aluminosilicate peut être insuffisante pour une interaction efficace avec les constituants dispersés de la boue activée, tandis que l'augmentation de la teneur en argile - gaspillée en raison du fait que le conduit à diminuer la proportion des composants et complexant hydrolyser, réduisant ainsi Top efficacité des réactions d'hydrolyse. Présentation de la chaux réactive fournit mélange réactionnel surbasique principalement moyen pour précipiter les composants et de leur mise en mémoire tampon d'acide surmonter. Par conséquent, la consommation de chaux dans la production de conditions sol-sol synthétiques choisis dans la fourniture du milieu réactionnel pH de 11,0 à 12,0, à savoir ne peut pas être inférieure à 20 poids.%, Puisque la quantité du réactif de poudre, dans ce cas plus faible que pour la production de l'homme-made sol renforcé. En outre, la chaux, de l'aluminosilicate hydrolysé en interaction avec l'argile participe à la formation de l'agrégation ou de néoplasmes hydrosilicates, des aluminates, ferrites de calcium favorisant lithification composants colloïdaux dispersés du mélange cimentaire. L'introduction de l'agent complexant fournit une intensification des processus de tumeurs qui ont une capacité de liaison et gidravlichnostyu formé des agrégats organo-minéraux. Sélection d'un complexant spécifique déterminée par le type de l'élimination finale du produit. Donc, pour le renforcement des sols par l'homme en tant que complexants oxydes métalliques peuvent être utilisés, les cendres volantes ou de laitier, écrasé, et sa part devrait être d'au moins 10,0 en poids.%, Alors que pour la proportion artificielle sol-sol de l'agent complexant peut être de 5,0 en poids. % et en tant que tels sont déjà en utilisant la farine de dolomite ou du calcaire broyé, qui sont respectueux de l'environnement des composants respectueux.

La méthode proposée fournit à la fois l'utilisation et broyé et déchiqueté nadreshetochnyh des déchets qui effectuent dans la production de la fonction de stabilisation du sol par l'homme de renforcer fraction ou krupnoagregatnogo composante contribuant à l'aération dans la production de sols artificiels.

Ajout de sable contaminé dans les fosses de sable du mélangeur avec les autres composants de la boue et recyclable réactif et assure sa désinfection et la neutralisation, avec des actes de sable que les additifs squelettiques inertes utiles pour tous les types de déchets.

Le temps de maintien obtenu dans le mélangeur mélange homogène des composants CBS de précipitation et de l'agent de poudre dans la préparation du sol ne sont pas d'origine humaine reglamentrovano fortifiée, à savoir, le mélange obtenu peut être utilisé pour produire immédiatement après le déchargement. Et dans la production de l'exposition mélange résultant du sol-sol artificiel dans une trémie de stockage est nécessaire pour la mise en œuvre complète des processus de décontamination et de désinfection dans un environnement hautement alcalin. Ainsi, il est plus tôt un jour artificiel sol-sol mélange rasschelachivayuschuyu préparé recommandé d'appliquer l'additif sous forme de terre végétale naturelle dans un rapport de 1,0: 0,4 à 1,0: 0,6, ou de la tourbe, dans un rapport de 1,0 : 0,15 à 1,0: 0,25.

Ces circonstances, selon la requérante, confirment la conformité de la solution technique selon le critère "de l'activité inventive".

La possibilité de réalisation de la présente invention est confirmée par les expériences et illustrée par les exemples suivants.

exemple 1

Dans cet exemple, une mise en oeuvre de la présente invention consiste à fournir un substrat technogène fortifiée. Selon le SNIP 2.04.03-85 CBS rapport en poids des composants, qui sont dans les usines de traitement des eaux usées, il a la composition suivante (exprimée en décimal):

- Déshydraté à une teneur en humidité de 75% des boues excédentaires et les boues activées - 0,9;

- Sable de dessableurs à une teneur en humidité de 10 à 12% - 0,09;

- Broyé en particules de moins de déchets de 5 mm avec une teneur en humidité de 25,0% - 0,01.

Préparé dans un lot vibrosmesitele WGMS marque (2 x 100) desdits déchets de mélange CBS composition consistance visqueuse-débit différent, et après avoir fait dans un réactif de poudre de la composition suivante: argile - 45,0% de ciment - 30,0%, de la chaux - 15 0% d'agent complexant (cendres) - un mélange de 10,0% acquis tugoplastichnoe état convenable pour les échantillons de moulage. Des échantillons de sol ont été enrichis technogénique faite lorsqu'il est administré agent de poudre complexe en une quantité de 10,0; 20,0; 30,0; 40,0 en poids.%. Des échantillons cylindriques d'un diamètre et une hauteur qui est de 5 cm, ont été moulées sous une charge statique de 30 kg / cm et ont été maintenus dans la chambre 100% d'humidité pendant 3, 7, 14 et 28 jours, et ensuite testé pour la résistance et la résistance à l'eau. Les résultats sont présentés dans le tableau 1.

Des études ont montré que la force d'origine humaine renforcée sol augmente avec la proportion du réactif pulvérulent dans un mélange de déchets CBS. Les caractéristiques de résistance résultant satisfont aux exigences de GOST 23558-94 "Mixes moellons galets et sols traités par des liants inorganiques pour la route et la construction de l'aérodrome."

Afin d'évaluer le degré de CBS décontamination des déchets avec l'introduction de l'agent de poudre complexe analyse le contenu des protéines totales ont été réalisées dans le sol technogénique fortifiée résultant.

Avant l'introduction dans le mélange de poudre de déchets agent de contenu CBS y des protéines totales était de 110-115 mg / g de matière sèche, et une heure après réactif alcalinisation mélange poudre teneur totale en protéines des additifs a été réduite à 30-45 mg / g. Après la tenue prémélange quotidienne (CBS déchets et poudres agents) teneur en protéine totale n'a pas été trouvé. En outre, il convient de noter que l'introduction d'un mélange d'agent de poudre de déchets CBS a proposé la structure, une fois qu'il disparaît odeur putride désagréable, ce qui indique que la fin de la putréfaction en raison de l'activité vitale des micro-organismes.

Pour déterminer le degré de neutralisation du mélange de déchets CBS expériences pour évaluer la chimisorption de l'absorption des métaux lourds ont été effectuées et d'autres substances toxiques émergentes à la suite de l'hydrolyse alcaline d'argile en poudre constituant l'agent, la matrice minérale aluminosilicate. métaux lourds processus de désorption du mélange de déchets d'origine CBS et les sols enrichis d'extraits d'eau artificiels résultants ont été évalués les résultats à 1 et 3 jours dessiccation conservation d'échantillons. Les résultats sont présentés dans le tableau 2. Le rendement ne dépasse pas les toxiques pour MACs spécifiées.

Détermination des formes mobiles de substances toxiques produites par l'étude des extraits d'acétate d'ammonium. Les résultats de ces études sont présentés dans le tableau 3. Le contenu des formes mobiles de substances toxiques anthropiques dans les échantillons du sol fortifiée et ne dépassent pas les normes admissibles de MPC.

Sur cette base, nous pouvons conclure à propos de la sécurité environnementale du renforcement du sol par l'homme résultant.

exemple 2

Pour un mélange de déchets sol-sol artificiel CBS (similaire à la composition de l'exemple 1) ont été injectés agent de poudre additif dans une quantité de 5,0; 10,0; 15,0; et 20,0 en poids.%. Lorsque cette poudre complexe réactif a la composition suivante en argile. - 50,0% en poids, 35,0% en poids de la chaux, du ciment - 5,0% en poids de complexant (farine de dolomie), 10,0% en poids ....

Après l'introduction d'un réactif dans un mélange de déchets a été réalisée CBS étant agité pendant 5 minutes en utilisant vibrosmesitelya WGMS (2 x 100). Ensuite, le mélange résultant a été maintenu pendant un jour dans la chambre 100% d'humidité, après quoi la réaction a été déterminée par l'environnement du sol-sol. À la suite de l'exposition du milieu de réaction d'addition de réactif en poudre est dans la plage alcaline (pH 10,0-11,0) ont été introduits dans un mélange d'additifs de terre végétale (pH 6,2) dans un rapport pondéral à l'rasschelachivayuschey additif de terre végétale de mélange de 1,0: 0,3 à 1,0: 0,6.

Pour la fabrication d'échantillons de sol-sol comme additifs utilisés rasschelachivayuschey et en aval (humus), de la tourbe (pH <5,0) à un rapport de 1,0: 0,2 à 1,0-0,25.

Les échantillons de sol artificiel résultants ont été conservés pendant un jour dans la chambre 100% d'humidité, puis la détermination de la réponse de contrôle du milieu ont été réalisées. Les résultats montrent que le pH des échantillons réalisés en conformité avec les ratios quantitatifs déclarés des composants est inférieure à 8,5, qui est environnement rasschelachivanie suffisant et des sols artificiels résultant peut être recommandé pour le dispositif de pelouses, et à d'autres fins d'utilité publique. Les résultats sont présentés dans le tableau 4. Les échantillons de protéines totales produites dans les sols non détectés.

Ainsi, l'invention propose un traitement complexe des usines de traitement des eaux usées précipitation avec leur désinfection et élimination et la réception de l'utilisation de produits respectueux de l'environnement en utilisant des matériaux disponibles et de l'équipement standard, ce qui confirme sa conformité avec le critère de la "applicabilité industrielle".

REVENDICATIONS

1. Procédé de traitement complexe et l'élimination des boues d'épuration, y compris les clarificateurs primaires préliminaire de précipitation de déshydratation et boues activées, le mélange avec le sable de fosses de sable, la désinfection par les réactifs et l'élimination du produit, caractérisé en ce que la conduite en outre la neutralisation des précipitations, et comme désinfectant et élimine un réactif complexe réactif en poudre ayant la composition suivante :. 40,0-60,0% en poids d'argile, de chaux 5,0-40,0% en poids, de ciment 5,0-40,0% en poids, un agent complexant choisi dans la série ..: un mélange d'oxydes métalliques, des cendres volantes, du laitier broyé, la farine de la dolomite, du calcaire broyé en poids de 5,0 à 10,0.%, la quantité de réactif est de 10,0-30,0% en poids du mélange, ledit réactif déshydraté clarificateurs précipitation primaires et des boues activées est introduit dans le mélangeur en même temps que le sable de fosses de sable et autres réservoirs nadreshetochnymi décantation primaire déchets pré-concassé, où il est traité pour obtenir un mélange homogène, qui est placé dans un bac de stockage.

2. La méthode de traitement et d'élimination des boues d'épuration complexe selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour obtenir le nombre de fortifiée agent de poudre broyée par l'homme est 20,0-30,0 poids.% Lorsque la teneur en argile dans ce 40,0-50,0 en poids. 5,0-20,0% en poids de chaux. 30,0-40,0% en poids de ciment.% d'un agent complexant qui est choisi comme les oxydes métalliques ou des cendres volantes, du laitier ou écrasé, 5,0-10, 0 en poids.%.

3. La méthode de traitement et d'élimination des boues d'épuration complexe selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour produire quantité de réactif sol-sol artificiel est 10,0-15,0 poids.% Lorsque la teneur en argile dans ce 40,0-50,0 poids. 20,0-40,0% en poids de chaux.% en poids de ciment de 5,0 à 10,0.%, un agent complexant qui est choisi comme la farine de dolomite ou du calcaire broyé, de 5,0 à 10,0 en poids.%, avec ce temps de maintien du mélange résultant dans une trémie de stockage est égale ou supérieure à 24 heures, après quoi il est réalisé sous la forme d'un sol végétal additif rasschelachivayuschuyu dans un rapport de 1,0: 0,4 à 1,0: 0,6, ou de la tourbe dans le rapport de 1 0: 0,15 à 1,0: 0,25.

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Date de publication 20.02.2007gg

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