FennoPlus® - концепция обезвоживания осадка

Ниже представлено описание возможного применения химикатов компании Kemira при различном содержании биологического ила в шламе при использовании оборудования для обезвоживания осадков. В случае применения в качестве обезвоживающего оборудования центрифуг, Kemira рекомендует использовать флокулянты Fennopol или Superfloc с высоким зарядом и высокой молекулярной массой.

Содержание биологического ила 0-30%

Самым экономически выгодным и эффективным решением для шлама с таким содержанием биологического ила является дозирование катионного полимера Fennopol (сухой продукт) или Superfloc (эмульсия). Расход химиката обычно составляет 1-3 кг/т сухого вещества. Подробное техническое описание продукта, лист безопасности можно найти в разделе «Техническая документация». Для приготовления растворов и дозирования химикатов необходимо использовать специальное оборудование (см. раздел «Оборудование» )

Содержание биологического ила 30-75%

В целлюлозно-бумажной промышленности, к примеру, образуется большое количество ила/лама. Он содержит большое количество коры, отходов древесины, ил, волокнистые отходы и многое другое. Большая часть коры и отходы древесины сжигается в специальном котле для сжигания коры, в то время как другая часть отходов перерабатывается, или вывозится на полигон.
Сжигание шлама становится все более распространенным, в связи с увеличением налогов и в отсутствии свободных мест на полигоне. В связи с этим необходимо получать как можно больше сухость обезвоженного ила/шлама.

Рис. 1. Сравнение расхода полимера при использовании концепции

FennoPlus и без нее при различном соотношении биологического ила в шламе

Первичный ил в основном состоит из волокна, и часть смешивается со шламом, который трудно обезвоживается, например биологический ил. На сегодняшний день предприятия стараются уменьшать количество первичного ила путем усовершенствования технологических процессов на предприятии. В связи с этим шлам становиться более трудным для обезвоживания, в то время как потребность в высоком содержании сухого вещества увеличивается. Наиболее распространенными химикатами для обезвоживания смешанного ила являются катионные полимеры, однако существует возможность увеличить сожержание сухости обезвоженного ила при введении дополнительных компонентов, таких как соли железа, бентонит или органических коагулянтов. Компания разработала специальную концепцию под названием FennoPlus, которая представляет собой бинарную систему (коагулянта (Fennofloc F или Fennofloc С) + катионный полимер (Fennopol / Superfloc)), в результате чего смесь первичного и биологического ила обезвоживается с более высоким содержанием сухого вещества и более чистым фильтратов при меньшем расходе флокулянта. Содержание сероводорода, который часто образуется при обезвоживании биологического ила, значительно уменьшается.

Основываясь на опыте, расход химиката Fennofloc F устанавливается на уровне 1 кг/% биологического ила в составе шлама (при содержании биологического ила 45% расход «Fennofloc F» составляет 45 кг/т сухого вещества). Расход полимера в данном случае составляет 3-6 кг/т сухого вещества.
Подробное техническое описание продукта, лист безопасности можно найти в разделе «Техническая документация». Для приготовления растворов и дозирования химикатов необходимо использовать специальное оборудование (см. раздел «Оборудование» ).
В случае необходимости применения только органических химикатов возможно использование Fennofloc C (органический полимер с короткой молекулярной цепочкой) вместо неорганического Fennofloc F.

Реальное применение

Завод имеет собственные производство целлюлозы (ECF, TCF), бумаги и картона. Основной целью при использовании системы FennoPlus было увеличение сухости обезвоженного шлама до 35%. Расход шлама составлял 20 т/сутки обезвоженного шлама при соотношении биологического ила 50-80%. Предприятие имело в наличии три ленточных пресса.

Рис.2. Схема применения системы FennoPlus.

Были проведены испытания, в результате которых были достигнуты поставленные цели, уменьшился в три раза расход флокулянта и увеличена производительность процесса на 20-50% при pH=4.
Во время использования были отмечены следующие характеристики:

Расход Fennopol, кг/т

Расход Fennofloc, кг/т

Пропорция биологического ила, %

Расход ила, т/сутки

Мутность, NTU

Окислительно-восстановительный потенциал, мВ

Содержание H2S, ppm

Сухость, %

FennoPlus

2.0

96.8

63.6

12.8

4.0

218

21.9

Содержание биологического ила 65-100%

Упрощенная схема применения системы KemiCond
В случае обезвоживания ила с очень высоким содержанием биологического ила компания Kemira разработала специальную запатентованную технологию кондиционирования и обеззараживания осадков под названием KemiCond.

Рис. 3. Упрощенная схема применения системы KemiCond.

Технологический процесс состоит из трех этапов. Если осадок характеризуется низким исходным содержанием железа, в некоторых случаях может потребоваться ввод железа.

1.Подкисление (H2SO4);
2.Окисление (H2O2);
3.Флокуляция (Fennopol / Superfloc)

Подробное техническое описание продукта, лист безопасности можно найти в разделе «Техническая документация». Для приготовления растворов, хранения и дозирования химикатов необходимо использовать специальное оборудование (см. раздел «Оборудование» ).

Осадок сточных вод подкисляется серной кислотой до значения pH ниже 5.

В процессе подкисления растворяются фосфаты и гидроксиды двухвалентного железа (Fe2+), а также другие соли. При этом происходит изменение или разрушение структуры водоудерживающих органических гелей с высвобождением задержанной воды. После ввода такого мощного агента-окислителя, как перекись водорода, растворенное двухвалентное железо (II) окисляется до трехвалентного железа (III). При этом происходит повторное осаждение растворенных ионов фосфатов и органических соединений.

При показателе pH от 3 до 5 перекись водорода в присутствии ионов железа создает мощную окислительную среду. В этой кислой среде гибнет большинство находящихся в осадке микроорганизмов (например, сальмонелла и другие патогенные бактерии).

Тесты

Coliforma 37 °C

Thermotol. Coliforma

Escherichia coli

Chlostridium perfring

Salmonella enteriditis

Salmonella Virchow

Созревший

осадок, ед/мл

63 000

8 800

7 100

112 000

положительный

Обработанный
осадок, ед/мл

< 10

55 000

негативный

Созревший осадок 700С 1 час, ед/мл

< 10

198 000

негативный

Кроме того, применение этой технологии позволяет минимизировать неприятные запахи. Обеззараживание замедляет процессы разложения. Соединения сероводорода, образующиеся в анаэробных условиях, окисляются или связываются с железом. Обладающие неприятным запахом органические соединения окисляются, а процесс окисления препятствует высвобождению аммиака.
В результате применения технологии Kemicomd полностью меняются физические свойства осадка. При этом значительно снижается потребность в применении флокулянтов в процессе обезвоживания осадка.
На этапе механического обезвоживания осадка могут применяться ленточные фильтр-прессы, центрифуги, винтовые прессы или камерные фильтр-пресса.

Рис. 4. Эффективность работы системы Kemicond

В результате простого механического обезвоживания можно обеспечить содержание сухого вещества в осадке около 10%. Более того, в случае применения винтовых прессов удавалось достичь показателя > 40% сухого вещества. Технология Kemicond позволяет снизить объем осадка на 25-50% от объема необработанного осадка. Этот показатель обеспечивается за счет увеличения содержания сухого вещества и снижения содержания взвешенных веществ.
Применение технологии Kemicond для кондиционирования осадка сточных вод перед его сжиганием позволяет уменьшить объемы воды, испаряемой в печах для сжигания осадка и уменьшит энергетические затраты на сжигание.