Применение технологии пиролиза в утилизации осадков сточных вод

гидролизной и целлюлозно-бумажной промышленности. Эти разработки можно использовать для активного ила городских сточных вод.

Основные процессы производства следующие: измельченные отходы целлюлозы перемешиваются с осадками сточных вод, к ним добавляются органические легкоусваиваемые субстраты, а также необходимые минеральные вещества. На этой основе выращивается активная ассоциация микроорганизмов. Микроорганизмы гидролизуют инертную биомассу, усваивают азот и другие биоорганические соединения. Основную ассимиляцию биомассы осуществляют грибы, температура процесса находится в пределах 25-45°С. Таким образом дополнительного введения энергии не требуется [3].

Наиболее сложной частью этой технологии является составление и подбор микробной ассоциации, которая бы сочетала в себе устойчивость к изменению температуры процесса и усвоение гетерогенных органических остатков, которые в настоящее время включают много полимерных соединений, слабо поддающихся разложению.

В тех случаях, когда по санитарно-гигиеническим условиям нельзя использовать активный ил для приготовления кормовых продуктов, является перспективной его утилизация для получения жизненно-важных аминокислот или комплекс-амина, используемых в качестве добавок в комбикормовой промышленности, парфюмерной и т.д.

В России разработана технология получения кормового белка на основе более однородных и качественных отходов: жидкого свиного навоза, который образуется на промышленных фермах в процессе гидросмыва. Фракции такого навоза используются: для компостирования с торфом и сбраживания в метатенках с получением биогаза [4].

Использование активного ила в качестве кормовой добавки для сельскохозяйственных животных -новое направление безотходного производства. Однако следует отметить, что для практической реализации методов утилизации активного ила городских сточных вод требуется проведение обширных физиологических, токсикологических и других исследований на сельскохозяйственных животных. Список использованной литературы:

1. Карманов А.П., Полина И.Н. Технология очистки сточных вод. Учебное пособие. - Сыктывкар: СЛИ, 2015. - 207 с.

2. Благоразумова А.М. Обработка и обезвоживание осадков городских сточных вод: учебное пособие, часть 1. - Новокузнецк: Сиб-ГИУ, 2010. - 139 с.

3. Пахненко Е.П. Осадки сточных вод и другие нетрадиционные органические удобрения. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. - 314 с.

4. Виды переработки навоза. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://wwwizhagro.m/Статьи/Виды-переработки-навоза.html.

© Зайнуллин Р.Р., Галяутдинов А.А., 2016

УДК 628.3

Р.Р. Зайнуллин

ассистент кафедры «Промышленная электроника и светотехника» Казанский государственный энергетический университет

г. Казань, Российская Федерация А.А. Галяутдинов

ученик 10 класса МБОУ «Параньгинская средняя общеобразовательная школа»

Республика Марий Эл, Российская Федерация

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПИРОЛИЗА В УТИЛИЗАЦИИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД

Аннотация

Рассматривается применение технологии пиролиза в утилизации осадков сточных вод для получения

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №6/2016 ISSN 2410-6070_

ценных продуктов.

Ключевые слова

Осадки сточных вод, пиролиз осадков, получение активированного угля

Пиролиз, или сухая перегонка, представляет собой процесс термической переработки осадков путем высокотемпературного нагрева без доступа воздуха. В результате такой переработки осадков получают по отношению к абсолютно сухим веществам около 50% твердых остатков (уголь, полукокс, или пирокарбон), примерно 25% жидких продуктов (смола или первичный деготь) и 12-15% смеси газообразных продуктов. Наиболее ценными продуктами пиролиза являются пирокарбон и смола, или деготь. При современных технологических разработках они являются целевыми продуктами или полуфабрикатами для дальнейшей химической переработки [1].

Производство углеродистых материалов из осадков сточных вод приобретает особо важное значение в связи с острой нехваткой углеродистого сырья вообще. Углерод, как химический элемент, представляет собой важнейшую составную часть всех органических веществ в природе. Утилизация осадков сточных вод путем пиролизной переработки открывает новые возможности перспективного использования всех осадков, особенно в тех случаях, когда по содержанию токсичных или других вредных веществ не представляется возможным их использовать как удобрение или кормовой продукт. В таблице 1 приведены результаты работы по пиролизу осадков при температуре 500°С [2].

Общая продолжительность пиролиза при температуре до 450°С составляет от 5 до 6 часов, при максимальной температуре 480-500°С пиролиз длиться 1,5-2 часа.

Таблица 1

Результаты пиролиза осадков в % от абсолютно сухого вещества

Тип осадка Полу-кокс Первич-ный деготь Газооб-разные продукты Вода разложения Потери

Сырой первичный осадок после иловых площадок 43,5-44,7 15,1-21,5 11,3-11,5 15,5-16,5 7,3-13,4

Сброженный первичный осадок после иловых площадок 46-49 7,3-14,5 8,9-9,5 10,3-10,8 16,2-27,5

В отходах процесса пиролиза осадков можно выделить дополнительные продукты, которые можно использовать в народном хозяйстве: серу, азот, фосфор. Разработаны также технологии для переработки смолы (первичного дегтя) в целях получения бензина, керосина, пека, органических оснований, кислого гудрона.

В ОАО «НИИ ВОДГЕО» были проведены исследования по использованию активного ила как сырья для получения активированного угля (АУ) для осветления сточных вод. Был применен пиролиз избыточного активного ила для получения активированного угля как сорбента. Для производства АУ в мировой практике используется такие органические материалы, как древесина и древесный уголь, торф, ископаемые угли, и т.д [3].

Исследования после изучения состава активного ила, основную массу которого составляют органические вещества, в том числе много белков и выше 50% углерода, показали перспективность использования активного ила для получения АУ.

Разработаны технологические схемы получения активированных углей, проверенные на промышленных установках, которые могут быть использованы при переработке избыточного активного ила.

Технологический процесс осуществляется следующим образом: активный ил, обезвоженный до влажности 50-55%, из сборника поступает в гранулятор, после чего гранулы высушиваются в барабанной сушилке до влажности 10%; дальше сухие гранулы подвергаются пиролизу во вращающейся печи; для активации гранулы обрабатываются в камере водяным паром, а для обеззоливания промываются 10% раствором соляной кислоты; после промывки активированного угля в камере и сушки он поступает на упаковку как товарный сорбент [4].

При обработке и утилизации осадков сточных вод широко применяют их совместную обработку с другими отходами, при этом методом пиролиза получают воск из торфа и осадка.

Список использованной литературы:

1. Гафуров Н.М., Хисматуллин Р.Ф. Общие сведения о технологии газификации биомассы. // Инновационная наука. - 2016. - № 5-2. - С. 63-64.

2. Благоразумова А.М. Обработка и обезвоживание осадков городских сточных вод: учебное пособие, часть 1. - Новокузнецк: Сиб-ГИУ, 2010. - 139 с.

3. ОАО «НИИ ВОДГЕО». [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.watergeo.ru/stat_firs.shtml.

4. Утилизация осадков бытовых сточных вод. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://stroy-spravka.ru/article/utilizatsiya-osadkov-bytovykh-stochnykh-vod.

© Зайнуллин Р.Р., Галяутдинов А.А., 2016

УДК 628.3

Р.Р. Зайнуллин

ассистент кафедры «Промышленная электроника и светотехника» Казанский государственный энергетический университет

г. Казань, Российская Федерация

А.А. Галяутдинов

ученик 10 класса МБОУ «Параньгинская средняя общеобразовательная школа»

Республика Марий Эл, Российская Федерация

ОСОБЕННОСТИ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ПИРОЛИЗА ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД

Аннотация

Рассматриваются основные особенности переработки осадков сточных вод с помощью низкотемпературного пиролиза.

Ключевые слова

Осадки сточных вод, низкотемпературный пиролиз, жидкое топливо

Новым наукоемким процессом утилизации осадков является низкотемпературный пиролиз. Он реализуется в Японии, Италии, разрабатывается учеными Германии и других стран. Наибольшее число пиролизных установок построено на базе переработки твердых бытовых отходов. Намного меньше их работает на смеси бытовых отходов со сточными водами. Основная цель - не только переработка отходов, но и утилизация органики с получением основного продукта - «сырой нефти» (жидкого топлива) [1].

Исследования Штутгартского университета (Германия) показывают, что для переработки можно использовать любые органические отходы, но чем выше содержание органического вещества, тем выше КПД процесса. Особенно высокую отдачу при переработке дают активный ил и иловые отложения на дне городских водоемов. Пиролиз отходов осуществляется при температуре 250-400°С [2].

Особенностью низкотемпературного пиролиза является то, что перерабатываемый осадок переходит в углеводороды сначала в газообразном состоянии, а после их конденсации образуется «сырая нефть». В отличие от простого сжигания, наблюдается меньшая загрязненность атмосферы, позитивно вовлекаются в переработку и многие газообразные продукты процесса. При пиролизе удачно используются некоторые компоненты осадков, такие как силикатные продукты и соли меди. Необходимо отметить, что указанные вещества выполняют роль катализаторов в процессе перегонки, поэтому их дополнительное внесение при пиролизе не требуется. Выход сырой нефти из осадков сточных вод равен от 20% до 32% от массы исходного сухого осадка. Содержание углерода в этой нефти составляет 70-82%, что равнозначно выходу нефти из 1 тонны сухого осадка около 300 литров [3].

Наиболее сложным является удаление из состава «сырой нефти» соединений азота. Их количество в