Обработка осадков сточных вод: методы очистки и сушки

Сточные воды содержат органические и неорганические элементы, которые загрязняют почву, грунтовые воды. В некоторых стоках концентрация загрязнений достигает 15 %. Поэтому прежде чем стоки попадут в грунт, проводится очистка в сооружениях обработки осадков сточных вод.

Что такое обработка и стабилизация осадков сточных вод?

Городские сточные воды обрабатываются на станциях переработки. В ходе очистки сточных вод и отстоя образуются осадки, которые перед вторичным использованием или утилизацией обрабатываются. Это делают для того, чтобы убрать жидкость, получить шлам. Процесс сбора и обработки сточных вод делится на несколько этапов.

После поступления на станцию воды уплотняют и стабилизируют. Затем их сгущают, удаляют влагу (65%). В конце обработки осадок кондиционируют. После обработки принимается решение о дальнейшем использовании сточных водных остатков: ликвидации или повторном применении.

Стабилизация осадка

Чтобы предотвратить гниение осадка сточных вод, проводится его стабилизация. При этом разрушаются органические вещества, что замедляет химические и биологические процессы. Наиболее часто для стабилизации применяют анаэробное сбраживание. При нехватке кислорода стоки разлагаются, выделяя метан.

В основном для сбраживания создают мезофильные условия (38 С). Уплотненные сточные воды помещаются в метантенк, где они находятся две недели. В процессе сбраживания газ постепенно выходит и образуется илистый осадок.

Для создания благоприятных условий в метантенке постоянно поддерживается необходимая температура, а воды постоянно перемешиваются. В результате стабилизации увеличивается плотность осадка, а биогаз используется, как энергоноситель.

Ликвидация

Если дальнейшее использование обработанного осадка не рентабельно, или невозможно, то его ликвидируют. От состава зависит способ ликвидации:

  1. Регенерация.
    В процессе ликвидации выделяют, восстанавливают необходимые элементы.
  2. Сжигание.
    Осадок уменьшается в объеме, обеззараживается. Сжигание — эффективный, быстрый метод ликвидации.
  3. Сброс отходов.
    Осадок помещают в накопители, а затем закачивают в почвенные пустоты.

Эти методы ликвидации позволяют быстро уничтожить остатки, но требуют дополнительных вложений. Поэтому обработанный осадок чаще свозят на полигон, где в естественных условиях он перегнивает.

Методы обезвоживания осадка

Для удаления лишней влаги, наряду с обработкой осадков сточных вод, проводится обезвоживание в специальных блоках. Обезвоживание проводят путем добавления к осадку реагентов-флокулянтов. В результате химической реакции образуются хлопья и осадок легче фильтровать. Для получения максимального содержания сухого остатка в фильтрах-прессах используют известь. Оптимальным считается результат, когда процент сухого остатка достигает 45%.

Выбор способа обезвоживания зависит от состава сточных вод, технологической схемы обработки осадка.

Советуем почитать:  Виды, причины, последствия и борьба с эрозией почвы

Декантерные центрифуги

Экономичным надежным способом обезвоживания является обезвоживание в центрифугах. Декантерная центрифуга позволяет в непрерывном режиме получать сухой остаток. За счет центробежной силы твердые вещества оседают на стенках, и по шнеку выводятся в окно. Осветленная жидкость вытекает из центрифуги через сливные окна.

Ленточные фильтр-прессы

Сточные воды поступают в ленточный фильтр-пресс. Жидкость фильтруется и удаляется из пресса. Флоккулированная суспензия под действием силы тяжести дренируется. Уплотненный кек поступает в отделение для выгрузки. Образующаяся в ходе фильтрации вода стекает в поддоны.

Камерные фильтр-прессы

В отличие от ленточных фильтр-прессов, в камерные осадок загружается циклически. Камера, в которой установлена фильтрующая плита, на несколько секунд сжимается гидравлическими цилиндрами. В результате получается прессованный остаток и вода. Жидкость собирается в специальный отсек, а остаток выгружается.

Гидравлические прессы

Инновационным способом обезвоживания является использование гидравлических прессов. В таком прессе влажный осадок поступает через решетку в трубу. В трубе он прессуется с помощью поршня. Лишняя жидкость отделяется от сухой осадка в начале прессования. В ходе движения поршня по трубе остаточная жидкость отделяется и стекает, а сухой остаток выходит из трубы.

Термическая обработка

В сточных водах содержатся патогенные бактерии и микроорганизмы. Поэтому, если осадок используется в дальнейшем в сельском хозяйстве, озеленении его необходимо дезинфицировать. Обеззараживание проводят термическим или химическим способом.

Термическая обработка проходит при температурах 65-100 С. При таких температурах бактерии погибают и осадок можно использовать. Термическую обработку рекомендуется проводить, если в сточных водах присутствуют остатки животного происхождения. Обработка производится под строгим производственным контролем и подтверждается лабораторными исследованиями.

Контактная сушка

В контактных сушилках не происходит контакта осадка с сушильным агентом. Осадок сушат при помощи горячей воды, пара, масла. Если применяется пар или вода, то осадок сушится при температуре 160-190 С, время сушки осадка составляет час. Если в качестве агента используется масло, то температура составляет 190-240С. Это позволяет снизить время усушки осадка.

Конвективная сушка

В отличие от контактной сушки, в конвективной горячий сушильный агент непосредственно контактирует с осадком. Под воздействием горячего газа, воды сток нагревается и остаточная жидкость испаряется. Конвективные сушилки бывают барабанного и ленточного типа.

В барабанных в качестве агента используют газ, температура сушки 450 С и время сушки 10 минут. В ленточных сушилках применяют горячую воду. Температура сушки здесь 120-160 С, а время составляет приблизительно час.

Химическая обработка

Обеззараживание также проводят путем добавления к сточным водам химических реагентов, в состав которых входит кальций. Реагент помогает поддерживать в осадке рН12 до тех пор, пока не прекратится биоактивность. Обычно требуется не менее двух часов для достижения результата. Установка для химического обеззараживания — это резервуар с устройством для перемешивания и оборудование для дозирования реагента.

Недостатки:

  • увеличение объема осадков за счет реагента;
  • вероятность выброса аммиака, для предотвращения необходимо промывать установку кислым раствором;
  • установка дополнительной химической защиты.

К плюсам этого метода обеззараживания относится повышение рН, что позволяет использование осадка в сельском хозяйстве.

Советуем почитать:  Где используется ртуть в промышленности и в быту?

Биологическая обработка

К биологическому методу обработки относится компостирование. В ходе аэробных процессов происходит стабилизация отходов и переработка их в компост. Компостирование происходит при +65С на протяжении недели.

Обеззараживать таким способом можно осадки, содержащие 15 процентов сухого вещества. Поэтому перед био.обработкой осадок сгущают, обезвоживают. Для достижения заданного баланса углерода и азота, в стоки добавляют опилки.

Методики уплотнения

Для уменьшения объема осадок сточных вод уплотняют. При этом осадки остаются текучими. Уплотнение — первая стадия обработки осадков. Чаще других методик используют гравитационный и флотационный способы.

При гравитационном уплотнении осадок размещается в радиальных вертикальных резервуарах. В них осадок находится несколько дней. Для ускорения процесса добавляют в резервуар коагулянты.

При флотации уплотнение происходит за счет воздушных пузырьков, которые поднимаются на поверхность вместе с элементами. В процессе уплотнения образуется пленка, которую удаляют. Также для уменьшения объема используют вибрационный и центробежный способ, где уплотнение протекает в циклонах и центрифугах.

Вибрационная

При вибрационном уплотнении лишняя жидкость отделяется от осадка с помощью вибрации. В сточную воду погружается вибратор, и жидкость отфильтровывается через перегородки. Получившийся ил отправляют на переработку или утилизацию.

Центробежная

При центробежном уплотнении сточные воды помещают в центрифугу или сепаратор. Под действием центробежных сил они делятся на жидкость(фугат) и иловый остаток. Ил остается в роторе, а жидкость удаляется.

Гравитационные илоуплотнители

Наиболее часто для уплотнения применяют гравитационные илоуплотнители. Сточные воды поступают в резервуар, где вращается скребок. В процессе уплотнения связь между частицами рушится, жидкость отделяется, осадок оседает. Этот способ позволяет уменьшить почти на 80% объем, при этом энергозатраты незначительны.

Механические илоуплотнители

При механическом уплотнении к сточным водам предварительно добавляют флокулянты. После механического уплотнения осадок обезвоживается без предварительного сбраживания. К недостаткам механического уплотнения можно отнести увеличение расходов на электричество.

Флотационная

При флотационном уплотнении из сточных вод удаляют бели, жиры, нефтепродукты, поверхностно активные элементы. Во флотаторе за счет воздушного потока сточные воды делятся на жидкость и осадок в виде пленки. Пленка с поверхности снимается с помощью скребков, входящих в комплектацию.

Фильтрационная

Сточные воды проходят через решетки и сита, в результате чего отсеиваются крупные частицы. Затем сток пропускают через тканевые фильтры для отсеивания мелких частиц. При фильтрационном уплотнении сточные воды поступают в барабан с мелкой сеткой, специальными форсунками для воды. Остаток смывается струей воды из форсунок в бункер.

Смешанная

Смешанную схему уплотнения применяют, когда сточные воды сильно загрязнены. В этом случае комбинируют флотационный метод и фильтрационный. Иногда сточные воды пропускают через фильтры, а затем проводят гидравлическое уплотнение.

Сжигание осадка

Осадки, которые не подлежат утилизации, ликвидируют. Одним из способов уничтожения является сжигание. В результате этого процесса образуются нетоксичные газы и зола. При сжигании выделяется теплота, которую используют повторно. Золу применяют в качестве присадочного материала в вакуумных фильтрах, фильтр-прессах. Перед сжиганием осадок обезвоживают, сушат.

Советуем почитать:  Методы утилизации и дальнейшей переработки древесных отходов

Осадок предварительно нагревают, затем сушат. После сушки необходимо провести отгонку летучих веществ, и только затем приступают непосредственно к сжиганию органического остатка. Для полного выгорания углерода в конце процесса золу прокаливают. В конце сжигания золу охлаждают. Чтобы органическая часть сгорела полностью, температура в топке должна быть не менее 700 С.

Отдельное сжигание, моно сжигание

Для отдельного сжигания используют печи с кипящим слоем. Печь состоит из топки с куполообразным сводом, систем загрузки, подачи топлива, беспровальной решеткой, на которой насыпан песок. При продувании песка горячим воздухом создается кипящий слой.

Температура сжигания в кипящих печах составляет 950 С. Печи с кипящим слоем компактные, простые в обслуживание. При моно сжигании осадок термически разрушается без выделения тепла.

Совместное сжигание

При совместном сжигании можно утилизировать различные виды отходов. Например, в одну печь загружают твердые отходы вместе с жидкими и газообразными. Для этого используют печи с колосниковыми решетками или кипящим слоем. При совместном сжигании отходы являются дополнительным источником тепловой энергии по отношению друг к другу.

Утилизация

Раньше осадки сточных вод после обработки свозились на полигоны, в илонакопители, где лежали годами. Теперь осадки используют повторно. Перед утилизацией осадок обеззараживают, компостируют. После этого остатки используют в сельском хозяйстве. Активный ил—прекрасное удобрение. Подготовленные осадки применяют как кормовую добавку для животных.

Из стоковых остатков путем пиролиза получают полукокс, который используют как топливо.

Осадки используют как сорбенты для поглощения газов в коллекторах. Остатки добавляют в цементные растворы, строительные смеси. С помощью их восстанавливают истощенные земли.

Утилизация золы, полученной при моно сжигании осадка

Зола, при моно сжигании, содержит большое количество фосфора, биогенных организмов. Поэтому золу используют для сельскохозяйственных нужд, а также в качестве альтернативных энергоносителей. Моно зола, полученная от сжигания стоков цементных заводов, применяется при изготовлении стройматериалов.

Использование осадков сточных вод в сельском хозяйстве

Обработанные осадки сточных вод используют, как органоминеральное удобрение. Они содержат необходимые питательные вещества, микроэлементы. Использование такого удобрения позволяет улучшить параметры и характеристики сельхозугодий.

Вывоз осадков сточных вод на полигоны ТБО

Осадок, который не подходит для дальнейшего применения, вывозят на свалки ТБО. Там он применяется для рекультивации мусора. Для этого подходит любой осадок, кроме жидкого.

Законодательство стран европейского союза и России в сфере обработки осадков сточных вод

В странах ЕС действуют строгие правила в сфере обработки осадков сточных вод. Для стран европейского союза действуют единые директивы и регламенты. Законы ЕС устанавливают способы обработки, требования к утилизации, сжиганию. Законодательная база России также постепенно приводится в соответствие с требованиями этих директив.

В ЕС предусмотрено ужесточение требований директив. Поэтому некоторые требования внутри союза могут различаться. Например, в Нидерландах осадки в сельском хозяйстве и озеленении не используются. Поэтому все остатки здесь сжигаются. В Финляндии компостированные остатки разрешено использовать при озеленении городов. В Греции осадок вывозят на полигоны, а в России собирают в илонакопителях.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Kottec/ автор статьи
Загрузка ...
Утилизация и переработка мусора
Adblock
detector