ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ИЗБЫТОЧНОГО АКТИВНОГО ИЛА В КАЧЕСТВЕ АЛЬТЕРНАТИВНОГО ТОПЛИВА

Рассматриваются вопросы энерго- и ресурсосбережения при использовании отходов производства в качестве альтернативного топлива. Объектом исследования выступает избыточный активный ил, который образуется на станциях биологической очистки сточных вод и складируется на иловых картах, что приводит к отчуждению значительных площадей земли. Для вторичного применения избыточного активного ила в качестве вторичного материального ресурса требуется его предварительное обезвоживание в связи с высокой обводненностью. Для повышения эффективности обезвоживания избыточного активного ила путем центрифугирования предлагается дозировать в суспензию активного ила карбонатный шлам водоподготовки, образующийся на тепловых электрических станциях на стадии известкования и коагуляции природной добавочной воды. После механического обезвоживания путем окатывания в присутствии связующего были получены топливные гранулы, которые могут использоваться для выработки тепловой и электрической энергии в качестве альтернативного топлива. По результатам исследования в качестве наиболее эффективного связующего был выбран лигносульфонат технический – побочный продукт деревообрабатывающей промышленности.

Представлен элементный анализ топливных гранул, а также их теплота сгорания. На основании полученных результатов предложена технологическая схема получения и сжигания топливных гранул на основе избыточного активного ила и шлама водоподготовки, включающая в себя стадию перемешивания компонентов, механического обезвоживания (центрифугирования), сушки, окатывания и сжигания отходов (сжигание происходит в печи с псевдоожиженным слоем). Использование топливных гранул на основе избыточного активного ила и шлама водоподготовки позволяет эффективно утилизировать отходы промышленных предприятий нефтехимического и теплоэнергетического комплексов и перейти к эксплуатации возобновляемых энергоресурсов. 

1. Цыбина, А.В. Состояние и перспективы обработки и утилизации осадков сточных вод / А.В. Цыбина [и др.] // Экология и промышленность России. – 2013. – № 12. – С. 56–61.

2. Лукашевич, О.Д. Экологические проблемы обработки и утилизации осадков сточных вод / О.Д. Лукашевич, И.В. Барская. – 3-е изд. Экология промышленного производства, 2007. 68–75 с.

3. Наумов, А.В. Основы биологической очистки промстоков ЦБП / А.В. Наумов // Наумов А.В. Учебное пособие / А.В. Наумов, А.Н. Николаева. − Л.: ЛТА, 1984. – С. 79.

4. Гюнтер, Л.И. Состояние и перспективы обработки и утилизации осадков сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника. – 2005. – № 12. – Ч. 2. – С. 5–9.

5. Дрозд, Г.Я. Новые технологии утилизации осадков – путь к малоотходным канализационным очистным сооружениям / Г.Я. Дрозд // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. – 2014. – № 3. – С. 20–29.

6. Nduka, K.C. Characterization of wastewater and use of cellulosic waste as biological material / K.C. Nduka, O.J. Ezeakor, A.C. Okoye // Journal of Engineering Science and Technology. – 2007. – No. 11. – Р. 722–726.

7. Annadurai, G. Use of cellulose-based wastes for adsorption of dyes from aqueous solutions / G. Annadurai, S. Juang, J. Lee // Journal of Hazardous Materials. – 2002. – No. 3. – Р. 263–274.

8. Разработка технологии переработки осадков сточных вод и их использование с глауконитом в качестве удобрений в условиях орошения / Е.Ф. Помогаев. – Волгоград, 2011.

9. Евилевич, А.З. Осадки сточных вод. / А.З. Евилевич. – Л.: Издательство литературы по строительству, 1965.

10. Дьяков, М.С. Разработка технологии термоэнергетического обезвреживания избыточного активного ила нефтеперерабатывающих предприятий: Автореф. дисс. … канд техн. наук. Пермь, 2009.

11. Afif, Elie. Catalytic hydrothermal gasification of activated sludge/ Elie Afif, Pooya Azadi, Ramin Farnood// Applied Catalysis B: Environmental. – 2011. – Vol. 105. – Iss. 1–2. – P. 136–143.

12. Young, Nam Chun. Pyrolysis gasification of dried sewage sludge in a combined screw and rotary kiln gasifier/ Young Nam Chun, Seong Cheon Kim, Kunio Yoshikawa // Applied Energy. – 2011. – Vol. 88. – Iss. 4. – P. 1105–1112.

13. Thana, Phuphuakrat. Characterization of tar content in the syngas produced in a downdraft type fixed bed gasification system from dried sewage sludge / Thana Phuphuakrat [et al.] // Fuel. – 2010. –Vol. 89. – Iss. 9. – P. 2278–2284.

14. Marcos, V.S. Wastewater Characteristics, Treatment and Disposal / V.S. Marcos // IWA Publishing. – 2007. – P. 295.

15. Thomas, M. The solar sludge dryer / M. Thomas [et al.] // Maroochydore’s first year, AWA Water Journal. – 2008. – No. 5. – P. 83–88.

16. Николаева, Л.А. Экологические аспекты утилизации твердых промышленных отходов / Л.А. Николаева, Р.Я. Исхакова. – Казань: Изд-во Казан. гос. энерг. ун-та, 2015.

17. Николаева Л.А., Недзвецкая Р.Я. Система биологической очистки сточных вод промышленных предприятий. Пат. 115777 РФ МПК C02F 9/14 / (2006.01), заявитель и патентообладатель: ФГБОУ ВПО «Казанский государственный энергетический университет». Научн-исслед. ин-т связи. – № 2011144998/05; опубл. 07.11.2011.

18. Малиновская, Т.А. Разделение суспензий в химической промышленности / Т.А. Малиновская [и др.] – М.: Химия, 1983. – 264 с.

19. Филиппов, В.Н. Оборудование и технология очистки сточных вод / В.Н. Филиппов. – Уфа: УГНТУ, 2003. – 300 с.

20. Яковлев, С.В. Очистка производственных сточных вод / С.В. Яковлев [и др.]. – М.: Изд-во Стройиздат, 1985. – 320 с.

21. Жужиков, В.А. Фильтрование. Теория и практика разделения суспензий. / В.А. Жужиков. – М.: Изд-во Химия, 1971. – 440 с.

22. Kopp, J. Prediction of full-scale dewatering results by determining the water distribution of sewage sludges / J. Kopp, N. Dichtl // Water Science & Technology. – 2001. – Vol. 43. – No. 9. – P. 135–143.

23. Patent document 10-239494/A/ Japan. Jp patent document 10-239494/A/; Jp patent application 9-37657. Burning method for activated sludge / Ozaki, Shigeru; Kaji, KoichiToshiba Corp., Kawasaki, Kanagawa (Japan); NGK Insulators Ltd., Nagoya (Japan). № 30004698; published 1998.

24. Бреус Р.В., Дрозд Г.Я. Спосіб утилізації осадів міських стічних вод. Пат. 26095 Україна, МПК СО2F1/52, CO2F1/56, CO4B 26/26. /; заявитель и патентообладатель Україна. Науч.-исслед. инт-т связи. № U200612901; заявл. 06.12.2006; опубл. 10.09.2007. Бюл. № 14.

25. Сюняев, Х.Х.Технология и экономика почвенного пути утилизации осадков сточных вод с иловых площадок // Естествознание и гуманизм: сборник научных работ / Х.Х. Сюняев, А.А. Слипец, М.В. Тютюнькова; под ред. Н.Н. Ильинских. – Томск: СибГМУ, 2005. – Т. 2. – № 4 – С. 41.