КОМБИНИРОВАННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ И ПОСЛЕДУЮЩЕЙ УТИЛИЗАЦИИ ОСАДКОВ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ОТ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД НА ЦБП ПРОИЗВОДСТВАХ

Комбинированная установка применяется для утилизации органической и известковой составляющей осадков сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности и других видов промышленных предприятий, где в технологических процессах образуются сточные воды. Шлам (осадки) сточных вод относятся к 4 классу опасности по Федеральному классификационному каталогу отходов, поэтому могут наносить существенный ущерб окружающей природной среде.
К недостаткам существующих методов обращения с осадками, образующимися от биологической и механической очистки стоков, можно отнести: отсутствие возможности получения дополнительной экономической прибыли от использования образовавшихся отходов, ухудшение состояния окружающей природной среды (выбросы в атмосферу, повреждение почвенных покровов, загрязнение подземных вод), отсутствие возможности использования «остаточных» потребительских свойств осадков и получения из шламов ценных продуктов.
В настоящее время осадки от очистки стоков складируются на полигонах, что влечет за собой дополнительные эксплуатационные затраты для предприятий по их размещению и перевозке. Утилизация осадков в полезный продукт позволит предприятиям получать дополнительную прибыль.
Уровень техники
К существующим принципам компоновки технологических схем по обработке осадков сточных вод относится: способ обработки осадков сточных вод бумажного производства (патент РФ 2021408 от 15.10.1994, D21F 1/66) [1]: способ включает в себя обезвоживание осадка сточных вод с последующей обработкой его химическим реагентом, при этом в качестве химического реагента используют хлорсодержащие соединения (гипохлорит натрия, хлорид кальция).
Основными признаками, совпадающими с признаками «Комбинированной установки для переработки и последующей утилизации осадков, образующихся от очистки сточных вод на ЦБП производствах» можно считать:
- переработка веществ органического происхождения производится в несколько этапов по зонам химического взаимодействия;
- в рассмотренном патенте используются схожие принципы переработки, как и в комбинированной установке для переработки и последующей утилизации осадков ЦБП: обезвоживание и химическая обработка;
- конечным продуктом переработки является кальцийсодержащее соединение.
Причины, препятствующие получению технического результата патента РФ 2021408 от 15.10.1994, D21F 1/66, но характерного для «Комбинированной установки для переработки и последующей утилизации осадков, образующихся от очистки сточных вод на ЦБП производствах»:
- необходимость соблюдения четких химико-технологических режимов переработки: высокого диапазона температур и давления,
- длительный период обработки осадка;
- сложность конструкционных особенностей установки;
- недостаточная экономическая эффективность процессов, поскольку рассмотренные реагенты являются достаточно дорогостоящими и для их подготовки требуются значительные эксплуатационные расходы (размещение реагентного хозяйства, осуществление лабораторного контроля и хранения реагентов и т.д.), которые будут возмещаться предприятием из дополнительных источников прибыли.
Раскрытие полезной модели
На комбинированной установке для переработки и последующей утилизации осадков, образующихся от очистки сточных вод на ЦБП производствах, возможна переработка осадков органического и неорганического происхождения, образующихся в результате биологической и механической очистки сточных вод на целлюлозно-бумажном производстве.
Основной задачей полезной модели является внедрение новой технологии переработки осадков сточных вод, образующихся в целлюлозно-бумажной промышленности за счет компоновки последовательно расположенных технологических блоков, что упростит эксплуатационные и технологические характеристики и станет следствием улучшения локальной экологической обстановки на предприятии, сократит его затраты на поддержание качественной окружающей среды.
Новым техническим результатом заявленной комбинированной установки является возможность полной переработки шлама, образующегося в результате биологической и механической очистки сточных вод на целлюлозно-бумажных предприятиях в ценный продукт.
Установка для переработки и утилизации осадков сточных вод представляет собой последовательно расположенные блоки сушки, магнитной и реагентной обработки, разделенные между собой функциональными перегородками. Каждый из блоков имеет свое технологическое назначение: в блоке сушки осуществляется процесс выведения воды из состава отхода, затем в блоке магнитной обработки происходит выделение из составной консистенции тяжелых металлов, после чего вещество поступает в блок реагентной обработки, где происходит разделение шлама на известковую и органическую составляющую.
Технологической особенностью установки для переработки и утилизации осадков сточных вод является то, что она снабжена функциональными решетчатыми перегородками, отверстия которых регулируются по диаметру в соответствии с необходимостью технологических процессов сушки, просеивания, магнитной и реагентной обработки. Известь может быть в дальнейшем применена для известкования закисленных почв или в строительстве, органическая часть может быть использована как удобрение в сельскохозяйственных целях.
Описание работы комбинированной установки для переработки и последующей утилизации осадков, образующихся от очистки сточных вод на ЦБП производствах:
Шлам, образующийся от биологической и механической очистки сточных вод, поступает на переработку в блок для сушки 1, где происходит удаление влаги для получения осадков определенной консистенции. Затем шлам попадает на решетки для просеивания 4, после чего в блоке магнитной обработки 2 происходит удаление «тяжелых металлов» из состава шлама, просеивание осуществляется на решетках с ситовыми отверстиями диаметром 5-15 мм. В ходе процесса просеивания диаметр отверстий на решетках 4 изменяется за счет функционального сдвига перегородок. В блоке 3 происходит деление на известь и органическую составляющую с помощью химической обработки реагентом.
Отличительными признаками установки от наиболее близкого аналога можно считать:
- применение в технологическом процессе перегородок с регулированием диаметра ситовых отверстий в зависимости от технологических особенностей перерабатываемых осадков;
- конструктивные и технологические особенности процессов, происходящих в каждом из блоков переработки осадков от механической и биологической очистки стоков (термическая обработка горячим воздухом в блоке сушки, магнитные пластины в блоке магнитной обработки, разделение органической и известковой части с помощью реагента в блоке реагентной обработки).
Совокупностью признаков, обеспечивающих получение технического результата, можно считать конструктивные и технологические особенности комплексной установки для переработки и последующей утилизации осадков, образующихся от очистки сточных вод на ЦБП производствах, которые включают в себя следующие этапы:
- термическая обработка горячим воздухом в блоке сушки;
- магнитные пластины в блоке для магнитной обработки отхода;
- разделение органической и известковой части отходов с помощью реагентной обработки шлама;
- отсев частиц в блоках за счет регулирования ситовых отверстий в функциональных перегородок.
Осуществление полезной модели
Установка может быть использована для переработки шламов (осадков) сточных вод, образующихся от механической и биологической очистки целлюлозно-бумажной промышленности.
Причинно-следственная связь между признаками формулы полезной модели и техническим результатом:
При разработке технологической схемы для переработки осадка автор брал за основу на покомпонентный состав шламов целлюлозно-бумажного комбината (далее - ЦБК) и массу образующихся там осадков (таблица 1).
В таблице №1 представлены масса и покомпонентный состав шлама видно, что наибольший удельный вес составляют компоненты: вода, песок, кальций, органические вещества и группа «тяжелых металлов» (цинк, железо, алюминий).
Исходя из этих данных автором предложена следующая схема переработки: осадок необходимо обезвоживать до определенной консистенции в блоке сушки, затем удалить тяжелые металлы из его состава в блоке магнитной обработки, разделение составных частей отхода происходит в блоке реагентной обработки, таким образом, из отхода удаляются нежелательные компоненты, а в итоге переработки получается продукт, обладающий ценными свойствами. Выбор реагента для разделения осадков сточных вод на органическую и известковую составляющую зависит от покомпонентного состава «органики» осадка. Поэтому при подборе реагента необходимо тщательное лабораторное исследования свойств его органической части.
Переработанные вещества обладают потребительскими свойствами и могут быть использованы для известкования почв и в строительстве, а также в качестве удобрения в сельском хозяйстве.
Список литературы:
1. Патент РФ 2021408 от 15.10.1994, D21F 1/66, [Электронный ресурс], http://www.findpatent.ru/patent/202/2021408.html.