Уплотнение и обезвоживание осадка сточных вод

Кучерова Л.В., Аракчеева C.B.

УПЛОТНЕНИЕ И ОБЕЗВОЖИВАНИЕ ОСАДКА СТОЧНЫХ ВОД

В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно - бытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век в связи с резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.

В существующих схемах очистки сточных вод образуется два вида осадков - сырой осадок первичных отстойников и избыточный активный ил. Первый имеет влажность 93-95%. Смесь этих осадков направляется на обезвоживание. Учитывая большую влажность избыточного активного ила, его предварительно уплотняют.

Уплотнение осадка сточных вод - технологический процесс снижения содержания воды в осадке сточных вод для увеличения его плотности. Применяют гравитационное и флотационное уплотнение. Для гравитационного уплотнения применяют радиальные и вертикальные отстойники со скребковыми устройствами. Гравитационному уплотнению подвергаются избыточный активный ил, биопленка из вторичных отстойников на станции с биофильтрами и сброженные осадки из метатенков после их промывки. Продолжительность уплотнения в зависимости от вида осадков составляет 9—30 ч. Уплотненный осадок имеет влажность 95-—95,5%. Напорная флотация применяется для уплотнения активного ила. Флотаторы -— круглые или прямоугольные в плане сооружения, оборудованные скребками для удаления сфлотированного и донного осадка и устройством для насыщения воздухом иловой смеси. Прямоугольные флотаторы обычно бывают ступенчатыми. Насыщение ила или рабочей жидкости воздухом производят с помощью компрессора или эжекцией атмосферного воздуха во всасывающую трубу центробежного насоса.

Обезвоживание и утилизация осадков сточных вод

Большое разнообразие состава и свойств образующихся при очистке осадков сточных вод практически исключает создание и использование каких-либо универсальных способов обезвоживания.

Образующиеся при очистке сточных вод осадки условно классифицируют на следующие основные категории: минеральные, органические осадки и избыточный активный ил. Наиболее легко обезвоживаются минеральные осадки и гораздо труднее органические осадки и избыточный активный ил. Технологические схемы обработки и последующего обезвоживания органического осадка и избыточного активного ила включают, как правило, следующие стадии предварительное уплотнение, обезвоживание, термическую сушку (сжигание). Перед обезвоживанием органические осадки можно сбраживать или стабилизировать, а также кондиционировать термореагентной обработкой.

Методы обезвоживания избыточного активного ила и осадков сточных вод.

На стадии предварительного уплотнения активного ила наибольшее распространение получили отстаивание и флотация Преимущества флотационного сгущения суспензии активного ила: простота аппаратурного оформления способа; незначительная продолжительность процесса; удовлетворительные показатели сгущения суспензии активного ила (ступень сгущения 3,0-5,0) ; не требуется предварительная реагентная обработка.

Достаточно широкое распространение получила напорная флотация для уплотнения избыточного активного ила. Сущность ее заключается в насыщении воды воздухом со значительным пересыщением им. что обеспечивается созданием избыточного давления в течение некоторого времени. При снижении давления до атмосферного начинают выделяться мельчайшие пузырьки воздуха, которые и флотируют содержащиеся в воде частицы примесей.

При использовании такого метода для обезвоживания избыточного активного ила микробную биомассу можно сгустить в 305 раз. Такую степень сгущения следует считать хорошей при достаточно простом аппаратурном оформлении процесса напорной флотации. Однако потери микробной биомассы с осветленной иловой водой при сгущении активного ила напорной флотацией в некоторых случаях сравнительно большие.

Для уменьшения потерь микробной биомассы и повышения степени сгущения в исходную суспензию активного ила перед флотацией иногда добавляют реагенты, например растворы

электролитов или полиэлектролитов.

Интенсификация процесса флотации достигается также введением ПАВ в сгущаемую суспензию активного ила.

Исследования показали, что одним из эффективных методов предварительного уплотнения активного ила является также электрофлотация. Степень сгущения активного ила электрофлотацией составляет 3-5 при исходной концентрации 0,6-1,0% абсолютно сухих веществ, а энергозатраты составляют около 1-2 кВт. ч на 1 м3 исходной суспензии. Наибольшее влияние на процесс электрофлотации оказывает плотность тока.

Для повышения степени извлечения биомассы активного ила следует вводить в исходную суспензию минеральные коагулянты или синтетические флокулянты.

Высокоэффективным методом сгущения осадков сточных вод и избыточного активного ила является центрефугирование. Преимущества способа - простота, экономичность и низкая влажность сгущенного продукта; недостаток - большой унос твердой фазы с осветленной жидкостью (фугатом), что приводит к необходимости дополнительной стадии очистки фугата, например сепарированием.

Для обезвоживания осадков сточных вод и избыточного активного ила наиболее эффективны непрерывнодействующие, осадительные горизонтальные центрифуги со шнековой выгрузкой осадка Преимущество этих центрифуг - высокая производительность при низком удельном расходе энергии и массе. Недостатки - невысокая степень сгущения осадка, а также быстрый износ шнека и ротора.

Всесторонние исследования безреагентного центрифугирования осадков сточных вод и избыточного ила, показали возможность практического использования этого способа. Исследован новый способ обработки избыточного активного ила, включающий центрифугирование суспензии активного ила, отбираемой из вторичных отстойников. Для повышения эффективности центрифугирования применяют различные химические реагенты, в частности синтетические флокулянты. Обработка флокулянтами катионного типа позволяет повысить эффективность задержания сухого вещества до 95-99 %.

Использование центрифуг для механического обезвоживания осадков первичных отстойников представляет собой один из перспективных способов, особенно при применении флокулянтов. Высокая степень сгущения твердой фазы может быть достигнута на тарельчатых сепараторах. Известно, что эффективность сгущения суспензии активного ила с использованием сепараторов существенно зависит от предварительной термореагентной обработки. Эффективность режима термореагентной подготовки суспензии активного ила к сгущению проверена в промышленных условиях.

После уплотнения (сгущения) дальнейшее обезвоживание суспензии активного ила достигается выпариванием и сушкой или одной сушкой. Для сушки избыточного активного ила и осадков сточных вод можно рекомендовать распылительные сушилки, непрерывные сушилки струйного типа и сушилки с инертным псевдоожиженным носителем. Поскольку концентрированная иловая суспензия имеет высокую вязкость, перед сушкой ее целесообразно предварительно подогреть. Если же биомасса в дальнейшем будет использоваться в качестве кормовой добавки, то необходима тепловая обработка.

ЛИТЕРАТУРА

1. Приложение к СНиП 2.04.02 - 84

2. Журнал. «Водоснабжение. Санитарная техника», 2007-2009

Алексеева Г.П., Мозговая Е В.

ПЛАСТИКОВЫЕ ТРУБЫ

Стальные трубы еще совсем недавно безраздельно царили в сфере инженерных систем для внутреннего холодного и горячего водоснабжения. Со временем становилось понятно, что пришло время других материалов: более долговечных и надежных, безопасных и многофункциональных. А все перечисленные потребности могли обеспечить полимеры, которые в последние десятилетия прошлого века прочно вошли в нашу жизнь и решили многие проблемы. Пластиковые трубы прежде