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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR THE RECYCLING OF SLUDGE FROM WASTEWATER PURIFYING STATIONS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/096025
Kind Code:
A1
Abstract:
Method for the recycling of sludge from wastewater purifying stations. The sludge (L) is fed into an internal furnace-chamber (4) within a first furnace (1), or muffle-furnace, also provided with a jacket (5) or outer air-heated chamber. The sludge is burned in the chamber-furnace (4) until fusion of the same, thereby obtaining a vitrified material (V) which is deposited in the crucible (6) of the furnace-chamber (4) of the first furnace. The following is extracted from said furnace: vitrified material (V) to a glass fusion furnace (7); the combustion fumes (F) from the jacket (5) or outer chamber; and a tailings product (8), which contains part of the organic material which has not yet been burnt, part of the inorganic material used, heated steam and hot air with inert gases. Part of the inorganic materials (9, 10) of the tailings product is recirculated to the inner chamber of the first furnace.

Inventors:
PIGEM JUTGLAR, Joaquim (c/Hurtado 35, Entlo. 2a, Barcelona, E-08022, ES)
Application Number:
ES2008/000066
Publication Date:
August 14, 2008
Filing Date:
February 04, 2008
Export Citation:
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Assignee:
QOSTQUANTO, S.L. (c/Hurtado 35, Entlo. 2a, Barcelona, E-08022, ES)
PIGEM JUTGLAR, Joaquim (c/Hurtado 35, Entlo. 2a, Barcelona, E-08022, ES)
International Classes:
C02F11/10
Foreign References:
US6852293B1
US6168425B1
US5728196A
US5439496A
US5662050A
ES2005411A6
US5857420A
EP0952393A1
Attorney, Agent or Firm:
BARROSO SANCHEZ-LAFUENTE, Ignacio, M. (C/ Balmes 92, 2° 1a, Barcelona, E-08008, ES)
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Claims:

R E I V I N D I C A C I O N E S

1.- Procedimiento para Ia valorización de lodos (L) procedentes de estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR), estando los lodos constituidos por una frac- ción orgánica, una fracción inorgánica y agua, caracterizado porque el procedimiento comprende las etapas de:

- introducción de los lodos en una cámara-hogar (4) interior de un primer horno (1), u horno-mufla, dotado además de con una camisa (5) o cámara exte- rior de calentamiento por aire,

- combustión de los lodos (L) en Ia cámara-hogar (4) hasta la fusión de los mismos, para Ia obtención de un material vitrificado (V) que se deposita en el crisol (6) de Ia cámara-hogar (4) del primer horno (1),

- extracción del primer horno (1) de:

- material vitrificado (V), hacia un horno de fusión (7) de vidrio;

- los humos de combustión (F) de Ia camisa (5) o cámara exterior; y - un producto de colas (8), que contiene parte de material orgánico que aún no ha combustionado, parte de material inorgánico arrastrado, vapor de agua recalentado y aire caliente con gases inertes; y

- recirculación de parte de los materiales inorgánicos (9, 10) del producto de colas a la cámara interior del primer horno (1 ) u horno mufla.

2.- Procedimiento según la reivindicación 1 , caracterizado porque Ia introducción de los iodos en la cámara interior se produce con los lodos pulverizados.

3.- Procedimiento según Ia reivindicación 2, caracterizado porque Ia pulverización de los lodos se realiza mediante aire o vapor a presión.

4.- Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque los lodos se introducen mediante un tomillo sin-fin.

5.- Procedimiento según Ia reivindicación 2, caracterizado porque los lodos se introducen mediante transporte neumático.

6.- Procedimiento según Ia reivindicación 1 , caracterizado porque comprende la etapa de introducir el producto de colas (8) saliente del primer horno (1), en Ia cámara de un segundo horno (2) subsiguiente, y dispuesto en serie con el primer horno (1), en que se continua Ia combustión de Ia materia orgánica, y del que salen humos de combustión (11), que contienen gases inertes calientes, agua recalenta- da materia orgánica recalentada, y del que se recircula una primera fracción de substancia inorgánica (9) vitrea hacia la cámara-hogar (4) del primer horno (1).

7.- Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque comprende una fase de recuperar, en un primer recuperador (12), parte del calor contenido en los humos de combustión (11) salientes del segundo horno (2), para recalentar Ia mezcla de entrada (8) en el segundo horno.

8.- Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque comprende la fase de conducir parte del calor recuperado en el primer recuperador (12) a Ia en- trada de aire caliente del horno de fusión de vidrio (7).

9.- Procedimiento según Ia reivindicación 6, caracterizado porque comprende Ia etapa de introducir los citados humos de combustión (11 ) del segundo horno (2), en el interior de un tercer horno (3), dispuesto en serie con el segundo horno (2), en que se continua la combustión de la materia orgánica, y del que salen humos de combustión (13), que contienen gases inertes calientes, agua recalentada materia orgánica recalentada, y del que se recircula una segunda fracción (10) de substancia inorgánica vitrea hacia Ia cámara-hogar (4) del primer horno (1).

10.- Procedimiento según Ia reivindicación 9, caracterizado porque comprende una fase de recuperar, en un segundo recuperador (14), parte del calor contenido en los humos de combustión (13) salientes del tercer horno (3), consistente en un intercambiador gas-aire limpio, siendo el aire limpio calentado en el segundo recupera-

dor, conducido a Ia cámara-hogar (4) del primer horno-mufla (1), con objeto de pre- calentar el aire de combustión (15) de los lodos (L) de dicha cámara-hogar.

11.- Procedimiento según Ia reivindicación 1 , caracterizado porque comprende Ia fase de filtrar los humos de combustión (F) de Ia cámara exterior (5) del primer horno (1), en un filtro de mangas (16), y Ia fase de reintroducir componentes inorgánicos (17) filtrados, hacia el interior de Ia cámara-hogar (4) del primer horno (1).

Description:

D E S C R I P C I ó N

"Procedimiento para Ia valorización de lodos procedentes de estaciones depuradoras de aguas residuales"

Sector técnico de Ia invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para ia valorización de iodos procedentes de estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR), estando los lodos constituidos por una fracción orgánica, una fracción inorgánica y agua.

Antecedentes de Ia invención

En las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR) se tratan las aguas procedentes de procesos industriales para su depuración y se obtiene como producto resultante un agua más o menos tratada, susceptible de diferentes reutili- zaciones, en función de sus parámetros de depuración, y unos lodos o fangos que, con humedades de entre más del 98% y el 60%, incorporan gran parte de productos sólidos procedentes del proceso industrial y otras substancias producidas durante el propio proceso de depuración.

La recuperación o reutilización de estos lodos supone un problema medioambiental de gran magnitud. Su revalorización como compost no siempre es posible y su utilización como materia prima como material de construcción conlleva normalmente inconvenientes o problemas técnicos de magnitud nada desdeñable. En los casos de ciertas industrias manufactureras, los lodos de depuración de sus aguas residuales pueden tener un elevado contenido energético, para cuya recuperación existen en Ia actualidad un buen número de sistemas y plantas.

La presente invención propone un novedoso sistema de revalorización de los lodos de depuradoras de aguas residuales, que permite revalorizar sus conteni- dos y óxidos metálicos e inorgánicos, por una parte, recuperar gran parte de su contenido energético, por otra parte, y eliminar de su contenido la mayor parte los componentes inorgánicos nocivos o peligrosos desde el punto de vista medioambiental.

Explicación de Ia invención

Así, en Ia presente invención se da a conocer un nuevo procedimiento para la valorización de lodos procedentes de estaciones depuradoras de aguas residuales, que en su esencia se caracteriza por comprender las etapas de:

introducción de los lodos en una cámara-hogar interior de un primer horno -u horno-mufla-, dotado además de con una camisa o cámara exterior de calentamiento por aire,

- combustión de los lodos en Ia cámara-hogar hasta Ia fusión de los mismos, para Ia obtención de un material vitrificado que se deposita en el crisol de Ia cámara-hogar del primer horno,

- extracción del primer horno de:

- material vitrificado, hacia un homo de fusión de vidrio;

- los humos de combustión de Ia camisa o cámara exterior; y

- un producto de colas, que contiene parte de material orgánico que aún no ha combustionado, parte de material inorgánico arrastrado, va- por de agua recalentado y aire caliente con gases inertes; y

recirculación de parte de los materiales inorgánicos del producto de colas a Ia cámara interior del primer horno u horno mufla.

Según otra característica de Ia presente invención, Ia introducción de los lodos en Ia cámara interior se produce con los lodos pulverizados. La pulverización de los lodos se puede realizar mediante aire o vapor a presión, introducidos mediante un tornillo sin-fin o mediante transporte neumático.

De acuerdo con otra característica de la presente invención, el procedimiento comprende Ia etapa de introducir el producto de colas saliente del primer horno, en Ia cámara de un segundo horno subsiguiente, y dispuesto en serie con el primer homo, en que se continua Ia combustión de Ia materia orgánica, y del que salen humos de combustión, que contienen gases inertes calientes, agua recalen-

tada materia orgánica recalentada, y del que se recircula una primera fracción de substancia inorgánica vitrea hacia Ia cámara-hogar del primer homo.

Preferiblemente, en tal caso, se provee una fase de recuperar, en un pri- mer recuperador, parte del calor contenido en los humos de combustión salientes del segundo horno, para recalentar Ia mezcla de entrada en el segundo horno.

Además, se puede proveer Ia fase de conducir parte del calor recuperado en el primer recuperador a la entrada de aire caliente del horno de fusión de vidrio.

Preferiblemente, se proporciona Ia etapa adicional de introducir los citados humos de combustión del segundo horno, en el interior de un tercer horno, dispuesto en serie con el segundo horno, en que se continua Ia combustión de la materia orgánica, y del que salen humos de combustión, que contienen gases inertes ca- Mentes, agua recalentada materia orgánica recalentada, y del que se recircula una segunda fracción de substancia inorgánica vitrea hacia Ia cámara-hogar del primer horno.

Además, puede haber una fase de recuperar, en un segundo recuperador, parte del calor contenido en los humos de combustión salientes del tercer horno, consistente en un intercambiador gas-aire limpio, siendo el aire limpio calentado en el segundo recuperador, conducido a Ia cámara-hogar del primer horno-mufla, con objeto de pre-calentar el aire de combustión de los lodos de dicha cámara-hogar.

Según otra característica de la presente invención, se filtran los humos de combustión de Ia cámara exterior del primer horno, en un filtro de mangas, y Ia fase de reintroducir componentes inorgánicos filtrados, hacia el interior de la cámara- hogar del primer horno.

Breve descripción de los dibujos

En los dibujos adjuntos se ilustra, a título de ejemplo no limitativo, un ejemplo de realización no exclusiva, del procedimiento según Ia presente invención, en cuya única Fig. se muestra el esquema de principio de funcionamiento del procedimiento.

Descripción detallada de los dibujos

En dichos dibujos puede apreciarse que el procedimiento de valorización mediante vitrificación de lodos de EDAR se produce en tres bloques:

1er Bloque: PRIMER HORNO u HORNO-MUFLA CON CRISOL

Empieza con Ia introducción de lodos L de EDAR, pulverizados, en el interior de una cámara-hogar 4 de un primer homo-mufla 1 con crisol 6- calefactada exteriormente por medio de una camisa 5, a temperatura elevada, mediante un combustible -gas natural, gas-oil, biogas, etc.- de manera que se trasmite el calor de Ia pared exterior a Ia interior de Ia cámara-hogar 4.

Los lodos L que se introducen en el interior de dicha cámara-hogar 4 se introducen pulverizados. Su pulverización se realiza en una pre-fase o simultáneamente a Ia introducción de los lodos L en Ia cámara-hogar 4 y puede realizarse según tres sistemas distintos:

a) introducción con aire a presión o vapor a presión b) introducidos mediante tornillo sin - fin c) introducción mediante transporte neumático.

Este proceso de pulverización de los lodos L puede realizarse tanto hallándose los mismos en estado seco cómo en estado deshidratado.

La combustión de los lodos L en Ia cámara-hogar 4 hasta Ia fusión de los mismos, produce un material vitrificado V que se deposita en el crisol 6 de Ia cámara-hogar 4 del primer horno 1.

Durante su estancia en el interior de esta cámara-hogar 4 del primer horno

1 , u horno-mufla, se producen además distintas modificaciones y distintos comportamientos de los componentes orgánicos e inorgánicos de los lodos L, en concreto:

1 ) El agua se convierte en vapor recalentado

2) Las sustancias orgánicas combustionan parcial o totalmente generando calor

3) Los gases inquemados recorren el recipiente hasta su salida

4) Los elementos inorgánicos quedan:

- una parte depositada como material vitrificado V en el fondo o crisol 6, otra en las paredes de Ia cámara-hogar 4; y

- el resto sale por una abertura de salida de los gases inquemados y las partículas arrastradas que no se han depositado en Ia cá- mará 4.

Subsiguientemente, se realiza Ia extracción del primer horno 1 del material vitrificado V, que se alimenta a un horno de fusión 7 de vidrio.

Los humos de combustión F de Ia camisa 5 o cámara exterior salen hacia un intercambiador 20, para el pre-calentamiento de aire impulsado por un ventilador 19. Los humos F continúan, con Ia ayuda de un extractor 21 , hasta un filtro de mangas 16, en donde son filtrados, produciendo unos componentes vitreos inorgánicos 17, que son reintroducidos en Ia cámara-hogar 4 del primer horno 1.

Del horno 1 sale un producto de colas 8, hacia un segundo horno 2, que contiene parte de material orgánico que aún no ha combustionado, parte de material inorgánico arrastrado, vapor de agua recalentado y aire caliente con gases inertes.

En el horno 1 se reintroduce, según se explica más adelante, parte de los materiales inorgánicos 9, 10, de naturaleza vitrea, del producto de colas 8.

2 o Bloque: HORNO 2

Los gases inertes generados por Ia combustión del material orgánico depositado en Ia cámara-hogar 6 del primer horno 1 , son trasladados a Ia cámara- hogar de un segundo homo 2 junto con:

a) Las sustancias orgánicas restantes qué aún no han finalizado Ia combustión b) El material inorgánico arrastrado y c) El vapor de agua recalentado

En este segundo horno 2, mediante un sistema cerámico de recuperación 12 de\ calor que se ha introducido en ella, se recupera el calor que se desprende, en parte, a través de los humos 12 y, en parte, a través de las paredes de Ia cámara y que es generado por:

a) La combustión de Ia materia orgánica restante de Ia primera cámara ya trasladada a esta segunda b) El vapor de agua recalentado c) La materia inorgánica arrastrada de Ia primera cámara y d) El calor de los gases inertes

Esta parte del calor que se recupera tiene como finalidad calentar el aire que se introduce en cámara del segundo horno 2 para acabar el proceso de combustión de los comburentes salidos de la primera cámara del primer homo 1 a tra- vés del indicado producto de colas 8.

Del segundo homo 2 se extrae una primera fracción de substancia inorgánica 9 vitrea que se introduce en Ia cámara-hogar 4 del primer horno 1.

El aire que calienta el recuperador 12 puede ser al aire saliente del intercambiador 20, y parte del aire saliente del recuperador 12 puede dirigirse hacia el pre-calentamiento de Ia entrada 8, y parte ser conducido a Ia entrada de aire caliente del horno de fusión de vidrio 7.

3er Bloque: HORNO 3

Los humos 11 salientes del segundo horno 2 contienen: a) Los gases inertes calientes b) El agua recalentada y

c) La materia inorgánica calentada

Estos humos 11 son introducidos en el interior de un tercer horno 3, dispuesto en serie con el segundo horno 2, en que se continua Ia combustión de Ia materia orgánica, y del que salen humos de combustión 13, que contienen gases inertes calientes, agua recalentada materia orgánica recalentada, y del que se re- circula una segunda fracción 10 de substancia inorgánica vitrea hacia Ia cámara- hogar 4 del primer horno 1.

En un segundo recuperador 14, se recupera parte del calor contenido en los humos de combustión 13 salientes del tercer horno 3. Se trata de un intercambiador gas-aire limpio, del que sale el aire limpio calentado 22 hacia Ia cámara- hogar 4 del primer horno-mufla 1 , con objeto de pre-calentar el aire de combustión 15 de los lodos L de dicha cámara-hogar 4.

Asimismo, a una cámara anexa a Ia cámara-hogar del tercer horno 3, han llegado: a) Gases inertes que ya han desprendido parte del calor b) Vapor c) Los materiales inorgánicos restantes.

Todo Io cual se depura mediante distintos equipos:

a/ Un filtro de mangas, para recoger los componentes inorgánicos b/ Un filtro de gases para los inertes c/ Un condensador para el vapor de agua

El resto de gases inertes, ya filtrados, pasan a Ia atmósfera

La instalación puede complementarse con un condensador del vapor de agua

Finalmente se procederá a Ia extracción del virio V depositado en fondo o crisol 6, hacia el horno 7 de fusión de vidrio 7 antes citado. N el homo 7, además de

Ia substancia vitrea procedente del homo 1 , se introducen otras materias complementarias 18, tales como diferentes óxidos componentes del vidrio, en distintas proporciones, aire cliente procedente del recuperador 12, y del mismo emergen humos de combustión 23.

El vidrio producido en el horno de fusión 7 saldrá del mismo, por ejemplo hacia las máquinas de conformación de artículos de vidrio, ya sea hueco o plano.

El aire recalentado en el intercambiador 12 y los humos excedente F y 23 pueden ser utilizados para en otros procesos para fundir mas vidrio, para generar corriente eléctrica, en procesos térmicos industriales, etc.

Descrita suficientemente Ia naturaleza de Ia presente invención, así como Ia manera de ponerla en práctica, se hace constar que todo cuanto no altere, cambie o modifique su principio fundamental, queda sujeto a variaciones de detalle.