Сооружения для механического обезвоживания осадка, его термической сушки и сжигания

Для сушки осадка на иловых площадках, особенно на крупных очистных станциях, требуются большие земельные площади. В свя­зи с этим в последнее время находит все большее распространение механическое обезвоживание осадков: вакуум-фильтрование, центри­фугирование и фильтр-прессование. Метод механического обезво­живания осадка выбирают с учетом его физико-химических свойств.

Механическое обезвоживание сброженного осадка на очистных станциях большой производительности чаще всего осуществляют на в а к у у м-ф и л ь т р а х. Вакуум-фильтр (рис. III. 37) пред­ставляет собой горизонтальный цилиндрический барабан, обтянутый капроновой или хлорвиниловой фильтрующей тканью. Бара­бан, разделенный на несколько секторов и частично погруженный в корыто со сброженным осадком, медленно вращается. В секторах его, погруженных в корыто, вакуум-насосом создается вакуум, в ре­зультате чего осадок прилипает к фильтрующей ткани, а вода, прой­дя через эту ткань, попадает внутрь барабана, откуда отводится по трубе. Осадок отделяется от ткани но­жом. Для облегчения съема осадка в зо­не расположения ножа компрессором соз­дается повышенное давление. Обезвожен­ный осадок имеет влажность 78—80%

РисI11.37. Схема ваку­ум-фильтра

/ — обезвоживаемый осадок, 2 — барабан; 3 — ради­альные перегородки; 4 — нож 5 — обезвоженный оса­док, 6 — транспортер для осадка

Размеры барабана вакуум-фильтра оп­ределяются по количеству обрабатывае­мого осадка с учетом производительно­сти фильтра, которая принимается в сред­нем равной 20—25 кг сухого осадка па 1 м² поверхности фильтра в 1 ч.

Осадок или смесь осадка с активным илом подвергают перед вакуум-фильтром предварительной обработке (рис. II 1.38): промывают технической водой из расчета 1—4 м³ воды на 1 м³ осадка в течение 15—20 мин и продувают воздухом, который подают в объеме 0,5 м³ на 1 м³ смеси осадка и воды. Затем эту смесь направляют в уплот­нители, где она уплотняется под действием собственного веса в тече­ние 12—18 ч. Отделившаяся вода содержит много загрязнений и по­дается на очистку.

Из илоуплотнителя осадок влажностью 94—96% направляется в резервуар уплотненного осадка, откуда перекачивается плунжер­ными насосами. Перед подачей на вакуум-фильтр осадок подвер­гается коагулированию. В качестве реагентов обычно применяют хлорное железо или сернокислое окисное железо и негашеную известь.

В последние годы получает распространение способ обезвожива­ния на вакуум-фильтрах сырого осадка; при этом исключается его сбраживание в метантенках. Сырой осадок из первичных отстойни­ков подается насосами в резервуар — регулятор расхода осадка, откуда в смеси с химическими реагентами поступает на вакуум-фильтр. При обезвоживании сырого осадка быстро заиливается филь­тровальная ткань, поэтому вакуум-фильтры должны иметь устрой­ства для ее непрерывной регенерации. Для уничтожения яиц гель­минтов в обезвоженном сыром осадке его необходимо подогревать до температуры 60° С, т. е. обрабатывать термически.

Применение метода вакуум-фильтрования затрудняется сложно­стью подготовки осадка к обезвоживанию, большим расходом реагентов, коррозией трубопроводов и оборудования. Для исключения этих затруднений в ряде стран осадок перед вакуум-фильтрованием подвергают тепловой обработке, заключающейся в прогревании его паром в реакторе в течение определенного времени при температуре 160—200° С. Осадок поступает в реактор после частичного предва­рительного нагревания в теплообменнике. Нагретый в реакторе осадок возвращается в теплообменник и отдает часть своего тепла подаваемому в него холодному осадку. После уплотнения осадок обезвоживается на вакуум-фильтре.

Одним из существенных достоинств этого способа подготовки осадка является обеспечение полной стерильности его. При обез­воживании такого осадка на вакуум-фильтре образуется кек влаж­ностью 55—70%, что позволяет исключить термическую сушку осад­ка. К недостаткам этого способа относятся сложность конструкции и высокая концентрация органических веществ в иловой воде, кото­рую необходимо направлять на биологическую очистку.

В последние годы для обезвоживания осадков сточных вод все шире применяются непрерывно действующие осадительные горизон­тальные центрифуги со шнековой выгрузкой обезвоженного осадка. Влажность обезвоженного осадка составляет 50—80%.

Схема устройства центрифуги показана на рис. II 1.39. Основны­ми элементами ее являются конический ротор со сплошными стен­ками и шнек с полым валом. Ротор и шнек вращаются в одну сто­рону, но с разными скоростями. Под действием центробежной силы твердые частицы отбрасываются к стенкам ротора и вследствие раз­ности частоты вращения ротора и шнека перемещаются к отверсти­ям, в роторе, через которые обезвоженный: осадок попадает в бункер кека. Образовавшаяся в результате осаждения твердых частиц жидкая фаза (фугат) отводится через отвер­стия, расположенные с противопо­ложной стороны ротора.

Рис. II1.39. Схема устройства центрифуги типа ОГШ

/ — труба для подачи осадка; 2 — отверстия для выгрузки фугата; 3 — бункер для сбора фугата; 4 — отверстия для поступления осадка в ротор; 5 — бункер для сбора ке-ка; в — ротор; 7 — полый шнек; 8 — отверстия для выгрузки кека

Рис. II 1.40. Схема устройства автоматизированного фильтр-пресса с горизонтальными ка­мерами (ФПАКМ)

/ — фильтровальные плиты; 2 — на­правляющие ролики; 3 — фильтро­вальная ткань; 4 — поддерживаю­щие плиты

Для обезвоживания осадка применяют также фильтр-прессы типа ФПАКМ. Схема устройства этого пресса представлена на рис. III.40. Фильтр состоит из нескольких фильтровальных плит и фильтрующей ткани, протянутой между ними с помощью направ­ляющих роликов. Поддерживающие плиты связаны между собой четырьмя вертикальными опорами, воспринимающими нагрузку от давления внутри фильтровальных плит.

Для термической обработки осадка существует несколько аппа­ратов: сушилки барабанного типа, пневматические сушилки, сушил­ки с кипящим слоем.

Бара б а иная сушилка (рис. НГ.41)¹ состоит из топ­ки /, барабана 3, загрузочной 2 и выгрузочной 4 камер. При часто­те вращения барабана 0 5—4 мин'¹ подсушиваемый осадок мед­ленно передвигается к выгрузочной камере. Подаваемые в барабан­ную сушилку газы имеют температуру 700—800° С. Выходящие га­зы имеют температуру 250^й С и могут использоваться для подогре ва осадка в скрубберах или теплообменниках После термической сушки влажность осадка составляет 30—35%, и его можно исполь­зовать в качестве удобрения.

Рис. 111.41. Барабанная сушилка

Пневматическая сушилка, представляет собой вертикальную трубу—шахту, через которую непрерывным потоком нагнетаются горячие дымовые газы. Шахта помещается над мель­ницей-дробилкой, где осадок дробится до порошкообразного состоя­ния. Порошок подхватывается током газов и уносится в трубу, где сушка его происходит мгновенно. Вместе g газом уносится испарив­шаяся влага.

Для сжигания осаков в ряде стран широко применяются мно­гоподовые печи. Принципиальная схема многоподовой печи приведена на рис. III.42. Кор­пус печи выполнен в виде стального цилиндра диаметром от 1 до 7 м, внут­ренняя поверхность которого футеро­вана огнеупорным материалом. К вертикальному вращающемуся валу над каждым подом прикреплены ра­диальные скребковые мешалки. Оса­док подается на верхний под, пере­мешивается мешалками, сдвигается ими к центральному отверстию пода и попадаег на ни­жележащий под. Перемещение осадка по этому поду идет в противоположном направлении, На следующий под осадок попа­дает через кольцевое отверстие, расположенное на периферии пода. В средней зоне печи осадок сгорает. Воздух нагнетается воздуходув­кой через вал. По рециркуляционному трубопроводу нагретый до 200° С воздух возвращается в зону сгорания. На нижних подах зола охлаждается и выгружается в зольный бункер.

Рис. III 42. Схема многоподовой печи для

Сжигания осадка

/ — корпус печи; S — огнеупорный под; 3 — загру­зочное устройство; 4 — вращающийся вал; 5 — скребковые мешалки; 6 — рециркуляционный тру­бопровод; 7— отверстие для выгрузки золы; 8— воздуходувка