Расчет сооружений переработки осадка со стадии очистки сточных вод

Таким образом, заявляемый способ соответствует  критерию изобретения "новизна" 
 
Сравнение заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с другими известными к настоящему времени техническими решениями показывает, что заявляемый "способ" отличается оригинальным технологическим обеспечением огневого обезвреживания твердых и жидких отходов в паровых котлах в составе высококонцентрированной мелкодисперсной водотопливной суспензии с размерами водяных глобул 5-10 мкм и тониной помола (дисперсностью твердых частиц) до 50-80 мкм. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

Рассмотрим физические аспекты  эффективности заявляемого решения. Мокрый помол твердых отходов  технологически обеспечивает получение  легко смешиваемого механическим способом шлама с загрязненными водами. В результате смешивания шлама и  загрязненной воды получается водяная  суспензия с дисперсностью твердых  частиц до 50-80 мкм. Смешивание водяной  суспензии и жидкого нефтяного  топлива не барботированием, а методом  непрерывного диспергирования топлива  водяной суспензией путем ее эжектирования (всасывания в область разряжения) в диспергаторе струйно-кавитационного типа технологически обеспечивает образование  высококонцентрированной мелкодисперсной  водотопливной суспензии с размерами  водяных глобул 5-10 мкм и дисперсностью  твердых частиц до 50-80 мкм (см. градацию по фракциям Глинка Н.Л. Общая химия  Л. Химия, 1984, с. 295-300, Сиденко П.М. Измельчение  в химической промышленности, М. Химия, 1977, с. 92-94, Акт испытаний). Подача водотопливной  суспензии, дисперсная фаза которой  представляет собой водяные глобулы  размером 5-10 мкм и твердые частицы  дисперсностью до 50-80 мкм, в топку  котла и ее сжигание, с физической точки зрения, обеспечивает интенсификацию процесса горения собственно топлива  за счет использования кислорода  и водорода, образующихся при частичной  термической диссоциации воды, повышения  устойчивости процесса горения, за счет увеличения поверхности контакта топлива  с окислителем, выравнивания температурного поля по объему факела и снижения детонации  водотопливной смеси, благодаря  ее мелкодисперсности.

При этом происходит более полное, чем в прототипе, сгорание топлива, что обеспечивает большую экологическую  чистоту продуктов сгорания и  возможность использования для  получения водотопливной суспензии  загрязненной морской или пресной  воды с химическими и взвешенными  мелкодисперсными механическими включениями, а также предварительно измельченных твердых отходов. Последнее позволяет  использовать предлагаемый способ как  для утилизации загрязненных вод, например нефтепродуктами в результате протечек или аварий нефтеналивных танкеров с выбросами нефти в море, так  и для утилизации твердых бытовых  и промышленных отходов. Как показали экспериментальные исследования (см. Акт), водотопливная суспензия, дисперсная фаза которой имеет размеры водяных  глобул больше 10 мкм, а твердые частицы  больше 80 мкм, не позволяет реализовать  все преимущества заявляемого способа  по его эффективности. Получение  водяных глобул размером менее 5 мкм  и твердых частиц дисперсностью  менее 50 мкм технически трудно реализуемо. Оценка размеров водяных глобул и  дисперсности твердых частиц проводилась  по стандартной методике (см. Градус Л.Я. Руководство частиц по дисперсному анализу методом микроскопии М. Химия, 1979, с. 10-12).

Экспериментальные исследования, проведенные  авторами на базе военно-морской орденов  Ленина, Октябрьской революции и  Ушакова Академии имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова, ППО "Стройдеталь" и Санкт-Петербургского технологического института показали, что заявляемый способ позволяет  по сравнению с прототипом на 30-40% снизить выброс в окружающую среду  оксидов азота, в 0,4-0,6 раз оксидов  углерода, в 1,2-2 раза углеводородов, уменьшить  на 20-35^oС температуру уходящих в атмосферу котельных газов, довести коэффициент избытка воздуха до 1,15 (у прототипа - 1,5), применять для образования водотопливной суспензии нефтесодержащую воду без предварительного подогрева и воду с механическими примесями, а также предварительно измельченные твердые бытовые и промышленные отходы, сэкономить жидкое нефтяное топливо на 7-10% при одинаковой производительности котла. Причем, паропроизводительность котла и параметры (давление и температура) вырабатываемого пара в заявляемом способе по сравнению с прототипом поддерживаются не с помощью подогрева (до температуры +200^oС), подаваемого на горение мазута, а за счет дополнительной тепловой энергии, получаемой при сжигании твердых отходов и горючих компонентов (в частности углеводородов) утилизируемых вод. Теплотворная способность указанных веществ компенсирует потери тепловой энергии сжигаемого нефтяного топлива, связанные с подогревом, парообразованием и перегревом воды, содержащейся в водотопливной суспензии.

Примеры реализации способа: 
 
Пример 1.

По заявляемому способу производилось  сжигание флотского мазута ф-5 (ГОСТ 10585-75). Мазут нагревался до температуры +40-60^oС и под давлением 0,28 МПа (и более непрерывно подавался в диспергирующее устройство струйно-кавитационного типа (диспергатор). Одновременно производилось разрушение и измельчение твердых отходов, в частности банок и бутылок стеклянных, банок металлических, деревянных изделий и т.д. раздавливанием и раскалыванием в смеси с загрязненной жидкостью. Получаемый в результате мокрого помола шлам непрерывно смешивался механическим способом с морской водой, загрязненной нефтепродуктами, без ее предварительного подогрева. В диспергаторе производилось непрерывное эжектирование водяной суспензии, полученной в результате смешивания шлама и воды. Из диспергатора через форсунки в топку котла непрерывно поступала водомазутная суспензия с диаметром водяных глобул 6-8 мкм и дисперсностью твердых частиц 50-80 мкм, где осуществлялось ее сжигание. Концентрация в водомазутной суспензии составляла 30% содержание мазута 45% а концентрация твердых частиц не превышала 25% Исследования выбросов показали, что в сравнении со способом-прототипом относительная концентрация оксидов азота снизилась с 0,5 до 0,35 относительная концентрация оксида углерода с 0,6 до 0,2, углеводородов с 0,1 до 0 06. При этом сажа, метан и бензопирен отсутствуют (в прототипе: сажа - 0,21-0,25, метан 0,2-0,3, бензопирен 0,08), затраты чистого мазута снизились на 9% коэффициент избытка воздуха уменьшился с 1,5 до 1,15 жидких и твердых отходов нет, температура уходящих в атмосферу газов снизилась на 25-30^oС.

Пример 2.

В полном соответствии с заявляемым способом сжигание высоковязкого товарного  мазута N 40 (ГОСТ 10585-75) проводилось следующим  образом. Мазут подавался на диспергатор  подогретым до температуры +80-90^oС. Разрушение и измельчение мягких и вязких материалов твердых отходов, например ветоши, ботинок, пищевых отходов, осуществлялось резанием и истиранием в смеси с пресной водой, загрязненной до 15% по массе щелочью и содержащей взвешенные частицы мела диаметром до 100 мкм. Полученный таким образом шлам непрерывно смешивался с загрязненной предварительно неподогретой пресной водой. Непрерывно получаемая в результате этого водяная суспензия эжектировалась (всасывалась в область разряжения) потоком мазута, прокачиваемым через струйно-кавитационное диспергирующее устройство (диспергатор). Получаемая в результате смешивания водомазутная суспензия с размерами глобул воды 5-10 мкм и дисперсностью твердых частиц 60-80 мкм подавалась в топку котла и сжигалась. Влагосодержание сжигаемой водотопливной суспензии составляло 25-30% концентрация твердых частиц 20-25% а содержание мазута 40-45% Результаты реализации способа: потребление мазута (по сравнению со способом-прототипом) сократилось на 10-12% коэффициент избытка воздуха снизился до 1,18, метан и бензопирен в выбросах отсутствовал полностью, содержание оксида азота составило 0,3, жидких и твердых отходов нет. Температура уходящих из котла газов снизилась на 25-30^oС.

Пример 3.

Моторное топливо ДТ (ГОСТ 1667-68) сжигалось после диспергирования  посредством эжектирования водяной  суспензии, получаемой механическим смешиванием  сточной воды, содержащей органические соединения (мыло, моча, жиры) и продукты мокрого помола твердых отходов (банок, ботинок, дерева и т.п.) шлама. Размеры глобул (частиц) воды в водотопливной суспензии составляли 8-10 мкм, размеры твердых частиц 60-70 мкм. Водотопливная суспензия имела следующий состав в процентах по массе: вода 35, твердые частицы 25, дизтопливо 40. После сжигания водотопливной суспензии в продуктах сгорания отсутствовала сажа и углеводороды, а также твердые и жидкие отходы. При этом расход моторного топлива сократился на 10% температура котельных газов, уходящих в атмосферу, уменьшилась на 30-35^oС.

Техническая эффективность заявляемого  способа проявляется в термической  утилизации твердых и жидких отходов: в огневом обезвреживании загрязненных вод, в снижении содержания экологически вредных примесей в газообразных и жидких продуктах сгорания, в возможности использования для обводнения топлива не только чистой, но и загрязненной морской или пресной воды, в возможности использования для получения водотопливной суспензии как бытовых, так и промышленных твердых отходов, в возможности использования способа термической утилизации одновременно для утилизации загрязненных вод и очистки поверхности моря от нефтепродуктов, а также для утилизации твердых отходов, химически и механически загрязненных вод.

Экономическая эффективность предлагаемого  способа обусловлена снижением  затрат на сборку, перевозку, хранение и переработку твердых и жидких отходов, сточных вод, а также улучшением экологической обстановки промышленных зон, мест базирования флота и районов интенсивного судоходства. Кроме этого, экономическая эффективность заявляемого способа обусловлена отсутствием необходимости дополнительного оборудования промышленных объектов и судов печами (инсинераторами) для термического обезвреживания отходов и фильтрационными устройствами (весьма дорогостоящими) по очистке дымовых газов и загрязненных вод.

1. Способ термической утилизации  твердых и жидких отходов путем  их сжигания в паровых котлах, включающий мокрый помол твердых  отходов, получение шлама, смешение  шлама с загрязненной водой,  отличающийся тем, что твердые  и жидкие отходы утилизируются  в составе горючей смеси, получаемой  струйно-кавитационным смешением  жидкого топлива и шламово-водяной  суспензии.

2. Способ по п.1, отличающийся  тем, что с целью снижения  экологической опасности стационарных  и судовых котельных установок  содержание утилизируемых твердых  отходов в горючей смеси доводят  до 20-25% концентрацию воды до 25-35% количество топлива до 50-55% а подачу  смеси на горение осуществляют  в виде высококонцентрированной  мелкодисперсной водотопливной  суспензии с размерами водяных  глобул 5-10 мкм и дисперсностью  твердых частиц 50-80 мкм.

Способ переработки органических отходов, содержащих жиры и белки

Формула изобретения

Способ переработки отходов, включающий окисление сырья кислородом, отличающийся тем, что перед окислением исходный продукт доводят до влажности 85-95% на органическую составляющую и добавляют щелочь до рН 12,0-14,0, затем нагревают до температуры 160-200 С, а окисление проводят путем пропускания кислородосодержащего газа при давлении 1,4-2,4 МПа в течение 0,5-3 ч.

КОМПЛЕКС ПО ПЕРЕРАБОТКЕ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЮ ОТХОДОВ

Формула полезной модели

1. Комплекс  по переработке и обезвреживанию отходов, содержащий участок сортировки и систему анаэробного сбраживания, отличающийся тем, что он снабжен системой детоксикации отходов, соединенной с магистралью эвакуации шлама системы анаэробного сбраживания.

2. Комплекс  по п.1, отличающийся тем, что  он снабжен системой электрогенерации, включающей преобразователь тепловой  энергии в механическую и электрогенератор, а вход преобразователя соединен  с линией отвода биогаза системы  анаэробного сбраживания.

3. Комплекс  по п.2, отличающийся тем, что  он снабжен системой разделения, нейтрализации и утилизации выхлопных  газов, соединенной с выхлопной  линией преобразователя тепловой  энергии в механическую. [4]

Для переработки шламов из флотатора и жироловушки можно воспользоваться способом предложенным А. Рюмоцким: «Способ и устройство для высушивания шлама» [6].

Формула изобретения.

С целью  значительного сокращения расходов на высушивание шламов, особенно из отстойников, и при этом перехода от клейкого, влажного плотного вещества к сыпучему твердому веществу-грануляту  практически без повторного смешивания материалов, предлагается центрифуга со сплошным барабаном для переработки  шлама как механизм для диспергирования  подключенной сушилки конвекционного типа для досушивания центрифугирующих частиц плотного вещества, содержащих около 25-35% сухого вещества. Частицы  плотного вещества, центрифугирующие на выходе центрифуги со сплошным барабаном  для обработки шлама с большой  скоростью в диспергирующей форме  как облако из частиц, обрабатываются еще на своем пути сушильным газом  и предварительно подсушиваются, так  что содержание сухого вещества составляет примерно 65%.[6]

2.2. Описание  продуктов, получаемых после переработки  осадков, и направлений их хозяйственного  использования.

По результатам  технологической схемы мы получаем гранулированные минеральные удобрения. Рассмотрим их подробнее.    Гранулированные удобрения имеют целый ряд преимуществ перед порошковидными. Прежде всего они обладают лучшими физическими свойствами — меньше поглощают влагу из воздуха и при нормальных условиях хранения не слеживаются, имея всегда хорошую сыпучесть. Это в значительной степени упрощает и облегчает упаковку, транспортировку удобрений, улучшает хранение и уменьшает их потери. Такие удобрения и легче вносить: лучшие физические свойства, в особенности сыпучесть, позволяют более равномерно их рассевать. Другое существенное преимущество гранулированных удобрений — возможность внесения их локально, то есть непосредственно в рядки, борозды или гнезда, используя для этого обычные посевные и посадочные машины. При этом, как известно, питательные вещества оказываются в непосредственной близости к семенам и лучше усваиваются растениями. Кроме того, локальное применение удобрений экономичнее разбросного, сплошного внесения, что в условиях еще далеко не достаточной обеспеченности сельского хозяйства минеральными удобрениями не менее важно.