СПОСОБ КРУГЛОГОДИЧНОГО ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ОСАДКОВ МУНИЦИПАЛЬНЫХ СТОЧНЫХ ВОД НА ИЛОВЫХ ПЛОЩАДКАХ
METHOD FOR ALL-YEAR DECANTATION OF MUNICIPAL SEWAGE SLUDGE ON SLUDGE BEDS

Изобретение относится к обработке сточных вод, в частности к способам обработки осадков сточных вод на иловых площадках.
Проблема обезвоживания и утилизации осадков сточных вод очистных сооружений составляет основную технологическую сложность в процессах очистки сточных вод.
С учетом постоянно возрастающих объемов осадка на очистных сооружениях городов все более актуальным становится выбор технологии обработки осадков, позволяющей минимизировать их объемы и массы.
Существуют два основных направления решения данной проблемы:
- механическое обезвоживание;
- обезвоживание осадков сточных вод на иловых площадках.
Механическое обезвоживание с использованием современных синтетических флокулянтов позволяет быстро обезвоживать любые виды осадков сточных вод (сырые и сброженные осадки, уплотненные избыточные илы и их смеси), не зависит от климатических условий, обеспечивает сокращение объемов и площадей для хранения и последующей переработки кека и возможность утилизации кека в печах сжигания на месте. Различные типы оборудования для механического обезвоживания обеспечивают получение осадка влажностью 70-80%.
При всех перечисленных достоинствах механического обезвоживания оно имеет ряд недостатков:
- большие энергетические и эксплуатационные затраты по обслуживанию машин и содержанию цеха с мощной вентиляцией;
- необходимость высококвалифицированных кадров для обслуживания машин;
- большие затраты на автотранспорт по вывозу кека до полигонов хранения или до участков его переработки;
- большие дозы флокулянтов (4,5-7,0 кг/т сухих, в зависимости от вида и влажности осадков) и большое количество воды питьевого качества для их разведения.
Интерес к методам механического обезвоживания осадков и их интенсивное развитие в последние годы не снижает роли иловых площадок, которые для большинства ОСК России до сих пор являются как основными, так и резервными сооружениями для обезвоживания и подсушки осадков. По-видимому, они будут применяться и в ближайшем будущем.
СНиП 2.04.03-85 (п.6.386) требует при проектировании механического обезвоживания осадка предусматривать аварийные иловые площадки на 20% годового количества осадка.
Иловые площадки экономичны и по строительным и по эксплуатационным затратам: минимальное потребление энергетики для работы насосов по перекачке осадков и иловой воды; минимальный штат обслуживающего персонала и т.д. Однако они требуют большого количества земельных площадей; процессы обезвоживания осадков идут медленно, иногда годы (в зависимости от климатических условий);
обезвоживание за счет испарения и подсушка происходят в основном в летние периоды; степень обезвоживания достигает не более 87-92% влажности, а это практически не транспортируемые осадки.
Отсутствие решений по вывозу и размещению осадка приводит к нарушению режимов эксплуатации площадок, предусмотренных проектом, их переполнению и возникновению потребности в дополнительных территориях.
Интенсификация работы иловых площадок возможна путем внедрения и комбинирования различных технологических приемов обезвоживания осадка. Среди этих приемов можно отметить предварительное аэробное кондиционирование осадков, обработка их высокомолекулярными флокулянтами, естественное замораживание и оттаивание.
Известен способ обезвоживания осадков сточных вод на иловых площадках с использованием катионного флокулянта ВПК-402 [В.А.Слипченко, В.М.Удод, Г.М.Котляр. Кондиционирование осадков сточных вод катионными флокулянтами. Химия и технология воды, 1991, №5 с.446-447].
При проведении натурных испытаний способа 0,5% раствор флокулянта ВПК-402 дозировали насосом технической воды и подавали в напорный трубопровод насоса, перекачивающего осадок на иловые поля.
Технология обезвоживания осадка по этому способу следующая:
перед напуском анаэробно-сброженного осадка на иловую площадку закрывают задвижку на выпуске дренажных вод. После двухчасового отстаивания и расслоения осадка открывают задвижку и отводят иловую воду.
Обезвоженный осадок подсыхает в естественных условиях до влажности 75-80%. Осадок, обработанный флокулянтом, в течение нескольких часов разделяется на твердую и жидкую фазы. Через двое суток открывают задвижку на дренажном трубопроводе и дальнейшее наполнение площадки осадком, обработанным флокулянтом, и отвод иловой воды производят одновременно в течение 8 суток.
3
2
Влажность сфлокулированного осадка за 9 суток снижается с 97,3% до 87%, а объем осадка уменьшается в 4 раза, разовая нагрузка на иловую площадку глубиной 1,5 м увеличивается до 4 м/м.
При хорошо работающем дренаже в условиях второй и третьей климатических зон (южные районы России) осадок подсушивается на иловых площадках за 3-4 недели до влажности 75%.
Недостатком технологии является многостадийность процесса, требующая постоянного участия и наблюдения персонала. Влажность обезвоженного осадка, равная 87%, не позволяет транспортировать его автотранспортом. Подсушивание осадка до влажности 75% зависит от климатических условий и возможно только в южных районах. Для северных регионов и районов с повышенной влажностью такой способ неэффективен, т.к. осадок влажностью 75% едва ли может быть получен к концу летнего сезона.
Одним из технологических приемов, оказывающих существенное влияние на интенсивность обезвоживания осадка, является замораживание. Наблюдения за работой иловых площадок свидетельствуют о том, что после зимнего промораживания и весеннего таяния обезвоживание осадка на иловых площадках идет более интенсивно. Использование этого явления позволяет значительно интенсифицировать процесс обезвоживания осадков в естественных условиях.
Нагрузка на иловые площадки, работающие по методу замораживания и оттаивания, зависит от климатических условий данного района и должна с запасом гарантировать полное промораживание осадка на всю его глубину.
Необходимость соответствия слоя налива осадка глубине промерзания при данной температуре воздуха изучена Веригиной Е.В. и описана в ее работе «Интенсификации работы иловых площадок» [автореферат диссертации, Москва, 2000, с.14-15].
При высоте налива, превышающей глубину промерзания, под слоем замерзшего осадка сохраняется незамерзший сброженный осадок с плохими водоотдающими свойствами. При оттаивании незамерзший осадок смешивается с талой водой и сводит до минимума результаты замораживания. Предлагается, в соответствии с мировой практикой, связывать глубину промерзания с климатическим фактором, равным сумме абсолютных значений отрицательных среднесуточных температур воздуха за период устойчивого мороза. Опытным путем определены оптимальные режимы замораживания - минус 5-10°С.
Правила технической эксплуатации систем и сооружений коммунального водоснабжения и канализации [Государственный комитет РФ по строительству и жилищно-коммунальному комплексу, Москва, 2000, с.94-95] обязывают при эксплуатации площадок замораживания соблюдать ряд требований, среди которых названы и следующие:
- необходимо соблюдать равномерное распределение напускаемого осадка по секциям площадок, предназначенных для весеннего и летне-осеннего периода;
- высота слоя осадка на площадке не должна превышать глубину его промерзания в зимний период;
- не допускать высоту слоя напуска более 0,1 метра и напуска очередного слоя до промерзания предыдущего слоя осадка;
- осуществлять выпуск оттаявшей воды из каждой площадки послойно, контролируя содержание взвешенных веществ в воде у водовыпусков и не допуская взмучивания уплотнившегося осадка.
Эти ограничения усложняют практическое использование способа обезвоживания осадков сточных вод замораживанием в условиях очистных сооружений, особенно в городах Сибири. Контролировать высоту каждого слоя осадка и высоту слоя напуска на площадке в условиях морозов, иногда до минус 40°С, очень сложно.
Ограничение общей высоты слоя осадка на площадке, которая не должна превышать глубину его промерзания в зимний период, требует увеличения количества задействованных площадок.
Ограничение высоты слоя осадка и требование наносить каждый последующий слой только после промерзания предыдущего усложняет работу очистных сооружений. Распределять равномерно тонкие слои по поверхности площадки затруднительно. Если суточный объем осадка превышает объем осадка в слое высотой 0,1 м, приходится производить напуск несколько раз в сутки или использовать накопители осадка.
Период таяния льда в естественных условиях - процесс постепенный, длительный, зависит от климатических условий и длится в различных климатических зонах от 1 до
2-х месяцев. Необходимо, чтобы конструкция иловых площадок обеспечивала отвод иловой воды с поверхности по мере таяния верхних слоев льда, чтобы избежать длительного контакта жидкости с твердой фазой, исключить фильтрацию через скоагулированный слой осадка основной массы воды и сохранить качество талой воды.
Обеспечить выполнение этого условия достаточно сложно. На практике это осуществляется установкой, например, фильтрующих колодцев различной конструкции. При этом количество колодцев (иногда 10-15) должно обеспечивать быстрый, но спокойный отвод воды с поверхности, иначе талой воде приходится проходить большое расстояние до водоотвода, преодолевая при этом значительные гидравлические сопротивления, а это, в свою очередь, приводит к увеличению скорости при подходе к водосливу и способствует увеличению выноса взвешенных частиц.
Это значительно усложняет конструкцию иловой площадки, требует постоянного наблюдения за ее работой, снижает эффективность зимнего обезвоживания осадков.
Известен способ обезвоживания осадков сточных вод в зимних условиях на иловой площадке размером 25×60 м с хорошо фильтрующим песчаным основанием, оборудованным системой дренажных труб, а также имеющей несколько колодцев типа «монах» с переменным водосливом для отвода воды с поверхности [Обзоры по межотраслевой тематике. Совершенствование и эксплуатация сооружений и оборудования для очистки сточных вод и воздуха от вредных загрязнений, Москва, ГОСИНТИ, 1970, с.23-24].
Способ включает подачу осадка на площадку, гравитационное обезвоживание его с отводом воды через фильтрующее основание, замораживание, оттаивание, удаление надыловой воды, подсушку осадка в естественных условиях.
На площадку перед началом зимнего периода заливают термофильно сброженный осадок первичных отстойников влажностью 97% слоем 80 см. К моменту наступления морозов часть свободной влаги отфильтровывается через основание; оставшийся 30-сантиметровый слой осадка влажностью 94,7-95,0% полностью промерзает. На поверхности образуется слой чистого льда толщиной около 20 см, а вся твердая фаза концентрируется в слое толщиной 8-10 см.
В процессе весеннего таяния льда вода отводится через водослив колодца-«монаха», а после того, как подтает основание площадки, отвод воды происходит одновременно через водослив и дренирующий слой в основании площадки. К моменту завершения таяния льда на площадке остается слой осадка толщиной около 8 см со средней влажностью ~88%. Осадок после оттаивания подсыхает и к концу мая его влажность равна ~80%. Для более эффективного обезвоживания осадка после его замораживания и оттаивания по этому способу необходимо на каждой площадке устанавливать по нескольку колодцев-«монахов», которые должны располагаться на противоположных сторонах площадки, чтобы сократить пробег воды от самых удаленных точек площадки.
К недостаткам способа можно отнести высокую (80%) влажность обезвоженного и подсушенного осадка. Но даже такую влажность невозможно получить в более глубоких иловых площадках, а по СНиПу 2.04.03-85 (п.6.393) допускается предусматривать иловые площадки-уплотнители рабочей глубиной до 2 м.
Необходимость установки нескольких водосливных колодцев увеличивает монтажные и эксплуатационные затраты, т.к. каждый из них требует контроля и ухода. Длительный цикл обезвоживания заметно снижает эффективность использования площадки.
Увеличение глубины промерзания осадка на иловых площадках может быть достигнуто также путем периодической уборки снега или путем срезки и удаления верхних наиболее чистых слоев льда.
Толщина срезаемых слоев зависит от климатических условий и выбирается в соответствии с технико-экономическим расчетом. На практике срезку проводят после образования слоя льда толщиной 15-30 см. В течение холодного периода проводят 3-5 циклов срезки льда [Обзоры по межотраслевой тематике. Совершенствование и эксплуатация сооружений и оборудования для очистки сточных вод и воздуха от вредных загрязнений, Москва, ГОСИНТИ, 1970, с.24].
Такой способ обезвоживания осадков осуществим только при условии полного промерзания осадка в иловой площадке, требует значительных эксплуатационных затрат, работы персонала в зимних условиях и может быть использован только на очистных сооружениях малой производительности. Несмотря на перечисленные недостатки, способ и в настоящее время используется на некоторых очистных сооружениях.
Увеличить общую глубину промерзания осадка позволяет тонкослойное намораживание. Этот способ применяется для увеличения нагрузки на иловые площадки в районах, где глубина промерзания не превышает 0,5-0,7 м [В.М.Любарский, Интенсификация обезвоживания осадков сточных вод путем предварительного замораживания и оттаивания, Москва, 1963, с.8].
Такой способ значительно усложняет технологию обработки осадка. Наибольшие трудности при этом вызывает распределение осадка тонким слоем при достаточно низких температурах. Кроме того, при тонкослойном намораживании увеличивается период таяния осадка и затрудняется поверхностный отвод талой воды, поэтому количество слоев не должно превышать 3-4.
По мнению авторов, прототипом заявляемого изобретения является технология круглогодичного обезвоживания осадков муниципальных сточных вод, описанный в работах Данилович Д.А., Козлов М.Н., Аджиенко В.Е., Эпов А.Н., Веригина Е.Л. «Перспективные технологии в области обработки осадков сточных вод», Водоснабжение и санитарная техника. 1996, №1, с.12-14 или Веригина Е.Л., «Интенсификации работы иловых площадок», автореферат диссертации, Москва, 2000, с.17-18.
Технология включает раздельное уплотнение, сушку и намораживание осадка на картах специальной конструкции:
картах-уплотнителях, картах-накопителях и картах намораживания и сушки.
На первой стадии осадок уплотняется в глубоких площадках-уплотнителях с глубиной налива 6-8 м и поверхностным отводом надыловой воды. Заполнение площадок-уплотнителей производится в результате нескольких последовательных циклов: налив-отстаивание-слив надыловой воды. Время уплотнения равно 15 суткам. Уплотненный осадок из нижних слоев, имеющий влажность около 92%, периодически самотеком выпускается на площадки вымораживания специальной конструкции.
Намораживание уплотненного осадка производится многократным наливом слоями толщиной 0,2 м, обеспечивая общую высоту слоя намороженного осадка 1,25 м.
Рекомендуется сгребание подмерзшего осадка бульдозером. Талая вода весной стекает с площадок за счет предусмотренного на них уклона поверхности и отводится через систему водосливов. По мере таяния осадок сгребается в бурты и насыпи. В буртах продолжается обезвоживание осадка за счет фильтрации воды через боковую поверхность бурта.
Сушка уплотненного осадка проводится с мая по сентябрь в слое не более 1,25 м путем периодического напуска тонких слоев толщиной 0,2-0,3 м и ворошения подсыхающего осадка специальной техникой. Затем большая часть площадок освобождается от подсушенного осадка путем его сгребания в бурты и насыпи для предотвращения обводнения атмосферными осадками в период вывозки.
Технология позволяет получить обезвоженный осадок влажностью 55-70%.
Использование этого способа на практике затруднено, особенно в условиях Сибири с морозами до минус 20-30°С и выше.
Необходимость перед замораживанием уплотнять осадок в течение 15 суток, ограничение влажности осадка, наличие глубоких площадок-уплотнителей и нескольких площадок вымораживания специальной конструкции, сгребание подмерзшего осадка бульдозером делают способ практически не выполнимым в условиях сибирских Водоканалов.
Для подачи самотеком уплотненного осадка влажностью 92% уплотнители и площадки замораживания должны находиться рядом, что не всегда выполнимо в условиях действующих очистных сооружений.
Площадки-уплотнители с глубиной налива 6-8 м могут работать только в теплое время года или должны находиться в отапливаемом помещении.
Известно, что при предварительном уплотнении осадков перед подачей на иловые площадки не следует стремиться к снижению влажности исходных осадков ниже 95% из-за трудностей транспортирования уплотненных осадков по трубам на значительные расстояния и равномерного распределения их по поверхности иловых площадок. Поэтому подача осадка влажностью 92% равномерным слоем толщиной 0,2-0,3 м в зимний период практически невозможна.
Использование нескольких типов площадок, связанных между собой конструктивно и технологически, а также многостадийность и длительность процесса, требуют значительных земельных площадей, строительных, монтажных и эксплуатационых затрат.
Предлагаемое изобретение решает задачу повышения эффективности использования иловой площадки путем интенсификации процесса обезвоживания осадка, в том числе в зимних условиях.
6
Для достижения указанного технического результата в способе круглогодичного обезвоживания осадков муниципальных сточных вод, включающем гравитационное уплотнение осадка, его послойное замораживание, оттаивание, отвод талой воды и подсушку осадка в естественных условиях, все стадии обезвоживания осадка осуществляют в одной иловой площадке, в которую подают сфлокулированный осадок, при этом используют флокулянт, содержащий полиэтиленоксид с молекулярной массой не менее 1·10.

При обезвоживании предлагаемым способом подача осадка на площадку производится по мере его накопления при непрерывном отводе иловой воды, а для флокуляции осадка может быть использован флокулянт «Сибфлок».
Предлагается проводить все стадии процесса обезвоживания осадка (уплотнение, замораживание, оттаивание и подсушка) в одной площадке, что исключает из технологического процесса площадки-уплотнители, специальные площадки для сушки, не требует устройств для ворошения осадка. Это приводит к сокращению земельных площадей, экономии строительных, монтажных и эксплуатационных затрат, сокращению обслуживающего персонала.
Для подачи на иловую площадку уже сфлокулированного осадка флокулянт подается в напорный или всасывающий трубопровод насоса, перекачивающего осадок на иловые поля. Процесс флокуляции осадка начинается уже во время транспортирования осадка по напорному трубопроводу, поэтому иловая вода отделяется одновременно с напуском осадка. Процесс отделения иловой воды усиливается за счет влияния полиэтиленоксида, входящего в состав флокулянта.
Высокомолекулярный полиэтиленоксид с молекулярной массой более 1 млн является одним из наиболее эффективных агентов, снижающих гидравлическое сопротивление трения воды и других водных сред. Осадок при введении в него флокулянта, содержащего высокомолекулярный полиэтиленоксид, приобретает свойства «скользкой воды».
При подаче такого осадка на площадку он хорошо растекается по поверхности намороженного ранее слоя и даже в условиях низких температур до замерзания успевает выделить большую часть иловой воды. Высота слоя не ограничивается нормативными данными и может быть любой, в зависимости от объема разового напуска накопленного осадка.
Особенность флокулянтов на основе полиэтиленоксида состоит в том, что обработанные им осадки структурируются, образуя стабильную пространственную систему сквозных каналов и пустот, сохраняющую свои свойства при вторичном смачивании. Именно этот эффект позволяет достигать результатов, сравнимых с результатами механического обезвоживания в любых климатических зонах страны: для холодного климата (µ≤1,0-0,7) и тем более жаркого (µ≥1,2-1,6).
Высокая степень водоотдачи сфлокулированного осадка и непрерывный отвод иловой воды обеспечивают максимальное обезвоживание осадка на площадке до замерзания.
Благодаря антифризным свойствам полиэтиленоксида температура замерзания осадка несколько понижается и твердые частицы в сфлокулированном осадке под действием гравитации успевают опуститься вниз. В оставшемся на площадке слое осадка твердые частицы концентрируются внизу слоя, а вверху - иловая вода, которая при замерзании превращается в лед.
До полного промерзания слоя происходит обезвоживание осадка и при непрерывном отводе воды оставшийся слой имеет минимальную высоту, что позволяет увеличить количество слоев осадка и общую глубину промерзания.
Непрерывный отвод иловой воды необходим и в случае недостаточно низких температур, когда осадок на площадке не промерзает к моменту очередного напуска. Обезвоживание осадка в этом случае идет особенно интенсивно.
В качестве водоотводящих устройств могут использоваться колодцы типа «монах», шиберы, шандоры и т.д., способные отводить отделившуюся иловую воду до ее промерзания.
На практике хорошо зарекомендовали себя устройства для отвода иловой воды с прорезями по патентам РФ №33113 и №51382. В основе работы этих устройств для отделения и отвода иловой воды лежит процесс механического процеживания, так называемое поверхностное фильтрование, при котором отделяются все примеси, превышающие размеры прорезей фильтрующей поверхности. Эти устройства обеспечивают отведение воды с любого уровня заполненной площадки и успешно работают до полного промерзания осадка. Поэтому при использовании предлагаемого способа подачу осадка возможно производить по мере его накопления вне зависимости от объема и состояния накопившегося осадка, уже находящегося в площадке.
Таким образом, совокупность отличительных признаков, характеризующих предлагаемое изобретение, обеспечивает повышение эффективности использования иловой площадки путем интенсификации процесса обезвоживания осадка, в том числе в зимних условиях, что расширяет технологические возможностей иловых площадок, позволяет оптимизировать затраты на обезвоживание осадка сточных вод и снизить влажность и объем получаемого кека.

При реализации способа возможно использовать флокулянт торговой марки «Сибфлок», который создан и производится фирмой «Экохим», г.Новосибирск. Флокулянт содержит высокомолекулярный полиэтиленоксид и успешно применяется при обезвоживании осадков муниципальных сточных вод.

Нижеследующие примеры подтверждают эффективность и практическую применимость предлагаемого способа и использования флокулянта «Сибфлок» при его осуществлении.
Пример 1
3
В г.Стрежевой, Томской области (45 тыс.чел.) обезвоживание осадка сточных вод производится на иловых площадках с бетонным основанием, размером 36×9×2,0 м, рабочий объем V≈500 м, с верхним напуском осадка и отводом иловой воды через шиберные устройства. Объем разового напуска осадка в сутки примерно 30 м влажностью 97,5%.
Промышленные испытания в условиях сильных морозов до минус 40°С с использованием Сибфлока проводились в 2004-2005 гг.

Напуск сфлокулированного осадка (доза флокулянта - 1,5 кг/т сухих) производился ежесуточно слоем, примерно равным 0,1 м. Основная масса иловой воды, отделившейся при воздействии флокулянта, успевала уйти через шиберные устройства до полного промерзания слоя осадка. Оставшийся слой имел толщину (высоту) до 0,05 м (при температурах ниже минус 20-30°С) или до 0,03 м (при температурах ниже минус 10-20°С). Это объясняется действием флокулянта «Сибфлок», обладающего свойствами «скользкой воды» и антифризными свойствами.
При промораживании этого слоя осадка процессы структурирования влаги обеспечивали дальнейшее обезвоживание осадка по классической схеме: твердые частицы - внизу слоя, а вверху - лед. В течение суток этот слой промерзал, и на него наливали следующий слой осадка.
3
В течение трех месяцев было залито 2721,6 м. После оттаивания и подсушки осадок имел среднюю влажность 67%, содержание взвешенных в иловой воде - менее 0,5 г/ л.
Расчеты показывают, что в этих условиях удалось уплотнить осадок в 12 раз вместо 1,2 раз по СНиП 2.04.03-85 (климатический коэффициент µ=0.8).
Пример 2
На очистных сооружениях г.Павлодара (Республика Казахстан) с населением более 300 тыс.чел. промышленные испытания в зимних условиях были проведены в 2005-2006 гг. Ранее на этих очистных сооружениях использовалась технология выпиливания и удаления льда с осадком.

3
Для работы по предлагаемой технологии обезвоживания осадка с флокулянтом «Сибфлок» была подготовлена иловая площадка размером 110×35×1,6 м с общим объемом - 5,7 тыс.м на асфальтном (бетонном) основании, в которой установили устройство для обезвоживания сфлокулированных осадков с прорезями по патенту РФ №33133. Выпуски осадка расположены на противоположной стороне площадки.
3
Сырой осадок и избыточный активный ил накапливались в двух емкостях, перемешивались воздухом. Ежесуточный объем смеси влажностью 98,0-98,5% составлял примерно 1,1 тыс.м.
3
3
Для подачи флокулянта была смонтирована установка эжекторного типа с двумя рабочими баками по 1,5 м каждый. Рабочий раствор готовился путем разбавления товарного 50% раствора до концентрации 0,5% (10 кг 50% флокулянта на 1 м воды). Доведение до рабочей концентрации (0,1%) осуществлялось за счет эжекции при подаче технической воды по трубопроводу и одновременном поступлении в него 0,5% раствора флокулянта в расчетном количестве.

Марка флокулянта «Сибфлок» и его ориентировочная доза для флокулирования смеси сырого осадка первичных отстойников и избыточного активного ила были определены на основании лабораторных испытаний. Установленная норма расхода флокулянта на тонну сухих веществ - 1,5 кг. Полученный 0,1% раствор подавался непосредственно в трубопровод откачки смеси из емкости в течение дневной смены (4-5 часов) на иловую площадку, слоем примерно 0,3 метра.
До полного промерзания слоя осадка основная масса отделившейся иловой воды успевала уйти. Оставшийся слой имел в зависимости от температуры высоту 0,1-0,15 м,
3
3
Заполнение иловой площадки было начато в конце января в условиях низких температур (минус 47°С) и через 18 дней после подачи на площадку 14,7 тыс.м было остановлено из-за промерзания системы отведения иловой воды. Содержание сухих веществ в этом объеме составило 314,387 тонн. Объем иловой воды, поступивший с иловой площадки, составил 9240,2 м. Расчет производился по производительности насоса на дренажной насосной станции.
3
В июле слой обезвоженного шлама имел высоту около 20 см, а объем примерно 700 м, т.е. в этих условиях удалось уменьшить объем осадка в 21 раз. Средняя влажность шлама составила 46%.
3
От начала заполнения до очистки площадки прошло менее 5 месяцев. Потребовалось всего пять смен на очистку иловой площадки, а затем начали повторное ее заполнение. К концу декабря удалось залить еще 31 тыс.м шлама при постоянном отведении иловой воды через водоотводящее устройство с прорезями.
3
Таким образом, суммарный объем шлама, залитый в одну иловую площадку, составил более 45 тыс.м, то есть 8 объемов при средней влажности обезвоженного осадка 70%.
Описанные примеры практического применения способа обезвоживания осадков сточных вод с использованием флокулянта на основе высокомолекулярного полиэтиленоксида в условиях Сибири позволяют сделать вывод, что комбинация флокуляции, замораживания, фильтрации и естественного подсушивания позволяют обезвоживать осадки до влажности 70% и менее. При этом не существует ограничений, о которых говорилось в известных аналогах и прототипе.
Небольшие конструктивные доработки позволяют обезвоживать осадки зимой на любых типах существующих иловых площадок, где предусмотрен отвод иловой воды в голову процесса, при любых системах отведения иловой воды независимо от вида осадков, подлежащих обезвоживанию, их объема и способа подачи на площадку: непрерывной подаче в крупных городах или периодической - в городах с населением от нескольких десятков тысяч до сотен тысяч человек.
Затраты на внедрение и последующее использование предлагаемого способа минимальны по сравнению с затратами на известные и широко распространенные способы обезвоживания.
Использование способа позволяет увеличить нагрузку на иловые площадки до 12-15 раз по сравнению с нормативной и в 3-4 раза сократить необходимое количество иловых площадок, по сравнению с традиционным замораживанием, в том числе за счет исключения из процесса специальных площадок гравитационного уплотнения осадка.
Достоинствами технологии являются:
- возможность круглогодичного обезвоживания осадка на иловых площадках даже в Сибири и на Севере страны;
- возможность получения обезвоженного осадка влажностью менее 70% при качестве иловой воды от 0,08 до 0,8 г/л при сокращении расходов на обезвоживание осадков по сравнению с механическим обезвоживанием;
- заполнение иловых площадок до 3-5 раз с последующим уплотнением еще в 2-3 раза и, следовательно, сокращение площадей по сравнению с традиционными методами естественного обезвоживания;
- возможность адаптации технологии к любым иловым площадкам, имеющим отвод иловой воды;
- возможность обезвоживания любых видов осадков: сброженные, сырые, стабилизированные, уплотненный и неуплотненный активный ил, смеси в любых соотношениях осадков и илов, осадки любой влажности, с любым количеством песка и т.д.;
- экономия воды питьевого качества, электроэнергии, тепла, транспортных расходов, материалов, финансов и людских ресурсов.
Опытные и промышленные испытания предлагаемой технологии, проведенные на очистных сооружениях ряда городов Сибири (Новокузнецк, Кемерово, Дивногорск, Стрежевой), а также в г.Павлодар (Республика Казахстан), позволяют сделать вывод о том, что иловые площадки могут успешно использоваться как высоко эффективные технологические сооружения по обезвоживанию любых типов осадков и их смесей в любых соотношениях.