Сооружения для обработки осадка сточных вод.
Обработка осадков, образующихся в процессе очистки сточных
вод, – важный и сложный технологический процесс в составе всего
комплекса канализационных очистных сооружений.
Образующиеся осадки представляют собой смесь минеральных
и органических веществ различных составов и происхождения. Их
концентрация составляет 20 – 100 г/л, а объем (по сравнению с объемом очищаемых стоков) – от 0,5 до 2 % для станций совместной
очистки бытовых и производственных сточных вод и от 10 до 30 %–
для локальных очистных сооружений. Условно осадки можно разделить на три основные категории: минеральные, органические и избы-
точные активные илы.
Основные задачи современной технологии обработки осадков –
превращение их в продукт, не вызывающий загрязнения окружаю-
щей среды, а также утилизация ценных компонентов осадков. В зависимости от свойств осадков эти задачи решаются стабилизацией
органической части осадков, естественным или искусственным обезвоживанием или сжиганием.
Стабилизация осадков обеспечивает их устойчивость против
загнивания и удовлетворительные санитарные условия при их утилизации и складировании. Стабилизация может осуществляться как в
анаэробных условиях путем сбраживания осадков в метантенках, так
и в аэробных условиях путем аэрирования осадков в стабилизаторах.
Технологические схемы обработки осадков включают следующие стадии: уплотнение, стабилизацию (для органических осадков),
обезвоживание, термическую сушку и сжигание.
Анаэробное сбраживание применяется для обработки осад-
ков промышленных сточных вод, содержащих сбраживаемые органические вещества, избыточных активных илов, а также их смеси с
осадком из первичных отстойников.
Сбраживание производится перед естественной сушкой осадка на иловых площадках, перед механическим обезвоживанием на фильтр-прессах и вакуум-фильтрах.
Сбраживание осадков с утилизацией газов брожения осуществляется в метантенках в мезофильных (при температуре 30 – 35 °С)
или термофильных (при температуре 52 – 55 °С) условиях. В метантенках происходит щелочное (метановое) брожение, осуществляемое
в две фазы с выделением метана и углекислоты.
При аэробной стабилизации производится длительное (в течение нескольких суток) аэрирование избыточного активного ила или
его смеси с осадком первичных отстойников. Аэробная стабилизация
применима в тех же случаях, что и анаэробное сбраживание, и рекомендуется при обезвоживании осадков на центрифугах.
Выбор того или иного метода стабилизации определяется технико-экономическими соображениями. Для дополнительного снижения влажности осадки, выделенные
в очистных сооружениях, перед стабилизацией уплотняют. Влажность осадков после уплотнения должна обеспечивать их свободное
транспортирование по трубам. Уплотнение илов производят в гравитационных илоуплотнителях или флотаторах.
Реагентная подготовка осадка – это наиболее известный и
распространенный способ кондиционирования, с помощью которого
можно обезвоживать подавляющее большинство осадков сточных вод.
При реагентной подготовке происходит коагуляция тонкодисперсных
и коллоидных частиц, образование крупных хлопьев и изменение
форм связи влаги, что приводит к изменению структуры осадка и
улучшению его водоотдающих свойств. Для реагентной обработки
используют коагулянты (соли железа, алюминия и известь) и флоку-
лянты (полиакриламид (ПАА) и другие). Для улучшения фильтрующих
свойств осадка применяют присадочные материалы, например, золу
или отходы от сжигания осадка.
Тепловая обработка – это нагревание и выдерживание осадка
при высоких температурах (180 – 200 °С) в течение 0,5 – 2,0 часов.
Такая обработка применяется для кондиционирования органических
осадков и избыточных активных илов. В процессе тепловой обработки
происходит распад органического вещества твердой фазы осадка. В
зависимости от свойств исходного осадка и параметров обработки
ориентировочно величину распада можно принимать 55 – 60 %.
Уплотняют осадок в обычных радиальных уплотнителях, конструктивно схожих с радиальными отстойниками и оборудованных перемешивающими устройствами для разрушения структуры осадка.
Продолжительность уплотнения составляет 2 – 4 ч. Влажность уплотненных
осадков – 90 – 94 %. Сливная вода из уплотнителей сбрасывается в аэротенки.
Уплотненный осадок обезвоживают на вакуум-фильтрах и
фильтр-прессах, а также на центрифугах. Влажность обезвожен-
ных осадков после вакуум-фильтров составляет 72 – 75 %, после фильтр-прессов – 45 – 60 %.
Для обезвоживания осадков сточных вод используют вакуум-
фильтры с наружной фильтрующей поверхностью: барабанные, бара-
банные со сходящим полотном, дисковые и ленточные (рис. 9.6).
Для получения осадков с возможно более низкой влажностью
используют автоматизированные фильтр-прессы типа ФПАКМ
с горизонтальными камерами.
Обезвоженные осадки можно использовать в качестве удобрений. При необходимости осадки сжигают; осадки с влажностью
60 – 65 % можно сжигать без дополнительных затрат топлива.
Сушку осадков производят в сушилках различных типов: ба-рабанных, ленточных, вальцовых, сушилках со встречными струями и
сушилках со взвешенным слоем.
Сжигание осадков производят в тех случаях, когда утилизация невозможна или нецелесообразна. Сжиганию подлежат предварительно хорошо обезвоженные осадки.
Осадки сжигают в печах кипящего слоя, многоподовых печах, а
также в барабанных печах.
Кипящий или псевдоожиженный слой в печи образуется над воздухораспределительной (колосниковой) беспровальной решеткой при восходящем движении горячего воздуха через слой
кварцевого песка (инертного теплоносителя). Обезвоженный осадок
транспортером подается через загрузочный бункер в печь. Попадая в
кипящий слой песка, температура которого 750 – 800 °С, осадок интенсивно перемешивается и измельчается вследствие взаимного трения его частиц с частицами песка. В кипящем слое происходят испарение влаги и горение осадка. В случае, когда собственной теплотворной способности осадка недостаточно для поддержания процесса
горения, в печь через горелку вводится дополнительное топливо.
Септики.
Септики применяют для предварительной обработки сточных
вод, поступающих от малых населенных пунктов и отдельно расположенных объектов, с расходом не более 25 м3/сутки.
Септик представляет собой прямоугольный или круглый про-
точный резервуар, в котором из сточной воды при ее медленном
движении выпадают взвешенные вещества. Выпавший осадок находится в резервуаре от 6 до 12 месяцев, в течение которых он подвергается анаэробному разложению. Чтобы обеспечить малую скорость движения сточной воды и возможность длительного пребывания осадка, объем септиков должен быть очень большим.
Достоинство септиков состоит в том, что процент задержания в
них нерастворенных веществ довольно высок.
Однако септикам свойственен ряд существенных недостатков, ограничивающих их область применения: неполное сбраживание осадка и образование корки,
очищенная вода приобретает запах сероводорода и кислую реакцию.
Для улучшения условий эксплуатации септики больших размеров рекомендуется разделять по длине на две или три камеры поперечными
перегородками с отверстиями.
Материалом для септиков могут служить пластик, кирпич, камень, железобетон и дерево.
Для бытовых сточных вод расход выпадающего осадка с влажностью до 95% составляет 0,8 л/сутки на одного человека. Осадок из
септика следует периодически удалять, но не полностью – около 20%
его нужно оставлять для заражения анаэробными бактериями вновь
поступающего осадка.
Литература
1.Павлинова, И. И. Водоснабжение и водоотведение [Текст] : учебник для бакалавров. Рекомендовано Мин. образования и науки РФ в качестве учебника для студентов вузов, обуч. по спец. "Водоснабжение и водоотведение" / И. И. Павлинова, В. И. Баженов, И. Г. Губий. - 4-е изд. ; перераб. и доп. - М. : Юрайт, 2012. - 472 с. - (Бакалавр).