способ обработки многокомпонентных жидких отходов и система для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ обработки многокомпонентных жидких отходов, включающий смешение жидких отходов со связующей добавкой и последующее захоронение полученной смеси, отличающийся тем, что в качестве связующей добавки используют сланцевую золу при среднем диаметре частиц, не превышающем 80 мкм, при соотношении объемов золы и обрабатываемых жидких отходов не менее чем 0,75.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученную смесь выдерживают до отверждения в течение не менее 240 ч.

3. Система для обработки многокомпонентных жидких отходов, включающая насос подачи отходов, связанный посредством по крайней мере одного подающего трубопровода с по крайней мере одной емкостью для обработки, с которой также сообщена по крайней мере одна емкость для связующей добавки и которая, кроме того, имеет выгрузной патрубок с насосом, средства подачи смеси на захоронение, отличающаяся тем, что нижняя часть емкости для связующей добавки снабжена вибратором и сообщена с емкостью для обработки посредством дозирующего узла и разгрузочного устройства, при этом выходная часть подающего трубопровода расположена тангенциально к внутренним стенкам емкости для обработки в нижней ее части.

4. Система по п.3, отличающаяся тем, что разгрузочное устройство выполнено в виде распылителя золы.

5. Система по п.3, отличающаяся тем, что емкость для обработки снабжена мешалкой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к методам и средствам обработки многокомпонентных жидких отходов, не пригодных к утилизации, таких как сильно пахнущие жидкие стоки сельскохозяйственных предприятий, коммунальные стоки и т. д.

Утилизация экологически загрязненных отходов сельскохозяйственных и иных предприятий в настоящее время представляет собой проблему большой значимости, поскольку данные жидкие отходы при их хранении в открытых хранилищах загрязняют почву, находящуюся вокруг этих хранилищ на больших расстояниях. Неблагоприятные погодные условия способствуют такому загрязнению почвы, кроме того, при утилизации данных жидких отходов почва, которая располагалась на дне хранилища, тем более непригодна для реабилитации. А учитывая значительные площади такого рода хранилищ, можно только приблизительно представлять степень экологической опасности, которую представляют такого рода хранилища. При этом необходимо учитывать и значительные средства, которые тратятся на создание этих хранилищ, поддержание их в рабочем состоянии и последующую рекультивацию земель, занимаемых ими.

Таким образом, имеет место острая необходимость в создании методов и средств, позволяющих исключить указанную выше экологическую опасность, причем сделать это с минимальными затратами.

Известен способ обработки многокомпонентных жидких отходов, включающий длительное физическое воздействие на стоки, причем данный способ реализуется при работе системы, включающей емкость для обработки с загрузным и выгрузным трубопроводами и мешалкой (авторское свидетельство СССР N 1802983, МПК A 01 C 3/00, опубл. 23.03.93). Данная система направлена на обработку животноводческих стоков и позволяет получить твердый осадок, биогаз и частично обеззараженную жидкую фракцию. Однако, в данном случае требуются дополнительные работы по полному обеззараживанию фракции.

Также известен способ аналогичного назначения, включающий тепловое воздействие на стоки, причем способ реализуется посредством системы, включающей емкость для обработки с загрузным и выгрузным элементами, а также средства для испарения жидкости (авторское свидетельство СССР N 988272, МПК A 01 C 3/00, опубл. 15.01.83). В данном случае на отходы воздействуют термически, испаряя жидкость и частично нейтрализуя твердую фракцию, но и в этом случае необходимы дополнительные работы по нейтрализации ядовитого остатка.

Наиболее близким к заявленному способу является способ обработки многокомпонентных жидких отходов, включающий смешение жидких отходов со связующей добавкой и последующее захоронение полученной смеси (Петракова Е.М. и др. Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов. Обзорная информация, Москва, НИИТЭХИМ, 1983, вып. 2(45)) В данном случае в качестве добавки используются специальные смеси, включающие негашеную известь, силикат кальция, силикат алюминия и т. д., что существенно удорожает процесс обработки.

Наиболее близкой к заявленной системе является система для обработки многокомпонентных жидких отходов, включающая насос подачи отходов, связанный посредством по крайней мере одного подающего трубопровода с емкостью для обработки, с которой также сообщена по крайней мере одна емкость для связующей добавки, и выгрузной патрубок с насосом (тот же источник информации). Данная система имеет те же недостатки, что и способ.

Техническим результатом данного изобретения является как упрощение процесса обработки, так и снижение его себестоимости.

Данный технический результат относительно способа достигается за счет того, что он включает смешение жидких отходов со связующей добавкой и последующее захоронение полученной смеси, при этом в качестве связующей добавки используют сланцевую золу при среднем диаметре частиц, не превышающем 80 мкм при соотношении объемов золы и обрабатываемых жидких отходов не менее, чем 0,75.

Кроме того, полученную смесь выдерживают до отверждения в течение не менее 240 часов.

Относительно заявленной системы указанный технический результат достигается за счет того, что она включает насос подачи отходов, связанный посредством по крайней мере одного подающего трубопровода с по крайней мере одной емкостью для обработки, с которой также сообщена по крайней мере одна емкость для связующей добавки и также сообщен выгрузной патрубок с насосом, средства для подачи смеси на захоронение, при этом нижняя часть емкости для связующей добавки снабжена вибратором и сообщена с емкостью для обработки посредством дозирующего узла и разгрузочного устройства, а выходная часть подающего трубопровода расположена тангенциально к внутренним стенкам емкости для обработки в нижней ее части.

Предпочтительно, чтобы разгрузочное устройство было выполнено в виде распылителя золы, а емкость для обработки может быть снабжена мешалкой.

На чертеже схематично представлена система для обработки многокомпонентных жидких отходов, при работе которой реализуется способ обработки. Система для обработки многокомпонентных жидких отходов, которые могут быть расположены, например, в котловане 1, который может быть оборудован подающим узлом, включает насос 2 подачи отходов, связанный посредством по крайней мере одного подающего трубопровода 3 с запорной арматурой с по крайней мере одной емкостью 4 для обработки, с которой также сообщена по крайней мере одна емкость 5 для связующей добавки - сланцевой золы, и выгрузной патрубок 6 с насосом 7, при этом, нижняя часть емкости 5 для связующей добавки снабжена вибратором 8 и сообщена с емкостью 4 для обработки посредством дозирующего узла 9 и разгрузочного устройства 10, а выходная часть подающего трубопровода 3 расположена тангенциально к внутренним стенкам емкости 4 для обработки в нижней ее части и, кроме того, этот трубопровод 3 через соответствующую запорную арматуру 11 сообщен с разгрузочным устройством 10. При этом разгрузочное устройство 10 может быть выполнено в виде распылителя золы, а дозирующий узел 9 посредством соответствующей запорной арматуры 12 сообщен с дополнительными патрубками 13. Предпочтительно также сообщить емкость 4 для обработки мешалкой (не показана). Средства 14 служат для доставки обработанной смеси в место захоронения и могут быть выполнены в виде автомобилей для перевозки бетона ("миксеров"), а средства 15 для доставки сланцевой золы - в виде цементовозов. Система также может иметь по крайней мере один патрубок 16 с запорной арматурой 17, который сообщен с дозирующим узлом 9, и также иметь патрубок 18, по которому жидкие отходы могут поступать непосредственно к насосу 2.

Следует отметить, что используемая сланцевая зола характеризуется очень сложным химическим составом и в зависимости от типа сланцев может включать окислы: кальция - до 80%, калия - до 17%, кремния - до 22%, алюминия - до 10%, магния - до 5%, железа - до 6%, натрия - до 2% и т.д. При этом необходимо, чтобы средний диаметр частиц золы не превышал 80 мкм, тогда достигался максимальный указанный результат. Проверка на фракционный состав производилась посредством использования множества сит с диаметрами отверстий от 10 до 200 мкм. Результаты экспериментов показали, что распределение по диаметрам получаемой порошкообразной золы соответствует гауссовскому и его максимум не должен превышать 80 мкм.

Способ обработки многокомпонентных жидких отходов в процессе работы системы реализуется следующим образом. Жидкие отходы, например отходы полигона "Красный Бор "(Ленинградская область) из котлована 1 насосом 2 по трубопроводу 3 подаются в нижнюю часть емкости 4 для обработки. Из емкости 5 для связующей добавки порошкообразная сланцевая зола при работе вибратора 8, который организует ее непрерывный поток и препятствует образованию свода и слеживания, поступает через дозирующий узел 9 и разгрузочное устройство 10, выполненное в виде распылителя золы, например вихревого распылителя, в верхнюю часть емкости 4. При тангенциальном входе обрабатываемых стоков в емкость 4 и поступлении в нее золы происходит их интенсивное перемешивание. Средний диаметр частиц золы составляет 50-80 мкм и ее добавляют по объему не менее 75% от объема обрабатываемых стоков. Поскольку порошкообразная зола очень гигроскопична, то объем получаемой смеси не более чем на 15-30% превосходит объем жидких обрабатываемых отходов. При необходимости также можно в емкости 4 на последней стадии перемешивания использовать мешалку. После перемешивания через выгрузной патрубок 6 и насос 7 смесь удаляется и перевозится средствами 14 для последующего захоронения и через 240 часов уже представляет собой твердое вещество, которое аналогично по прочности бетону из цемента марки 300 и не разрушается при контакте с водой. Это позволяет при засыпке котлована с отвердевшими отходами гарантировать экологическую безопасность зоны захоронения. При необходимости через запорную арматуру 12 и патрубки 13 в емкость 4 можно подавать необходимые дополнительные присадки, при этом по патрубкам 13 зола при необходимости может быть подана в средство 14 и дополнительно перемешана в нем со смесью. Также для лучшего перемешивания трубопровод 3, через который подаются стоки в емкость 4, через запорную арматуру 11 сообщен с разгрузочным устройством 10, т. е. при поступлении золы в верхнюю часть емкости 4 она еще в полете смачивается стоками, что обуславливает лучшее перемешивание. Средства 15 по мере расходования золы доставляют золу и подают ее в емкость 5. По патрубку 16 через запорную арматуру 17 в дозирующий узел 9 можно подавать либо дополнительные присадки, либо другую сланцевую золу, а посредством патрубка 18 возможна подача стоков непосредственно к насосу 2.

Проведенные эксперименты по реализации способа показали, что только при соотношении объемов золы и обрабатываемых жидких стоков не менее чем 0,75 происходит полное отверждение всей получаемой смеси, причем отвержденная масса не имеет запаха, в то время как в исходных отходах он составлял 5 баллов. Следует отметить, что при указанных параметрах после получения смеси не требуется дополнительного ее обезвоживания, что существенно удешевляет способ.

Применение данного способа и системы позволяет с высокой степенью эффективности и с низкими затратами осуществлять обработку ядовитых стоков и производить их полное обеззараживание с последующим захоронением без какого-либо загрязнения окружающей местности.