Реконструкция участка обработки осадков очистной станции канализации г. Челябинска (стр. 8 из 20)

В последние годы метод сжигания находят все большее применение для ликвидация производственных шламов ряда предприятий химической, нефтеперерабатывающей, угольной отраслей промышленности и осадков городских очистных станций.

При сжигании происходит полное окисление органических веществ осадков и образование стерильного остатка — золы, которая может быть использована в качестве присадочного материала при подготовке осадка к обезвоживанию. Это позволяет снизить расход химических реагентов.

Проектирование новых и реконструкцию существующих комплексов для обработки осадков на очистных станциях и установках рекомендуется выполнять применительно к унифицированным производительностям очистных установок и станций, а также к местным условиям и требованиям, к степени обработки и утилизации осадка [4].

2.2.5 Утилизация осадков бытовых сточных вод

Осадки, выделяемые при очистке сточных вод городов и населенных мест с малой долей неочищенных производственных стоков, по химическому составу относятся к ценным органо-минеральным смесям.

Возможно использование осадков станций аэрации в качестве удобрения непосредственно после процессов их обработки. Кроме этого осадки являются сырьем для получения многих видов продукции промышленного производства. В настоящее время существует много технологических процессов получения из осадков бытовых и близких к ним по составу сточных вод важных продуктов и энергетических ресурсов.

Осадки городских сточных вод целесообразно использовать главным образом, в сельском хозяйстве в качестве азотно-фосфорных удобрений, содержащих необходимые для развития растений микроэлементы и органические соединения. Попадая в почву, осадок минерализуется, при этом биогенные и другие элементы переходят в доступные для растений соединения.

3. Выбор и обоснование технологической схемы обработки осадков

По сегодняшний день в осадке, который получается после обработки коммунальных сточных вод, самыми опасными факторами являются:

- запахи, сопровождаемые биологической нестабильностью;

- присутствие человеческих патогенов;

- присутствие токсичных веществ (тяжелых металлов);

- присутствие ксенобиотков (хлорированные углеводы, пестициды и т.д.);

- присутствие веществ, способствующих размножению насекомых, червей и грызунов.

В процессе очистки стоков и обработки ила, по возможности только такие химикаты следует применять, которые легко доступны в регионе и дешёвые.

В ходе обработки осадков стабилизация должна достигаться анаэробным сбраживанием. Возникающий биогаз необходимо утилизировать.

При обработке ила необходимо действовать таким образом, чтобы количество возникающего и вывозимого осадка было чем меньше, концентрация выше, и чтобы не испарялись из осадков неприятные запахи.

Объекты, издающие неприятные запахи, необходимо накрыть и вытянутый загрязнённый воздух очистить в биофильтрах.

Задачей способов обработки (технологической схемы) является такая трансформация осадка, чтобы в меньшей мере нагружать окружающую среду не угрожать здоровью людей, и не влиять отрицательно на воду, почву и растительность.

Можно отметить, что задача снижения содержания вредных веществ в осадке имеет два направления:

- снижение вредных, способных к аккумуляции, веществ в осадке путём строгого ограничения их содержания в сточной воды (данное ограничение, в настоящее время, распространяется только на тяжёлые металлы, а ксенобиотические органические загрязнители почти бесконтрольно могут попадать в сточную воду и оттуда в осадок).

- обработка осадка таким способом, чтобы содержание вредных веществ в обработанном осадке было меньше чем в исходном, сыром осадке.

Дальнейшее естественное требование, чтобы все это было недорого, не загрязнялась окружающая среда, оборудование работало надежно.

С технико-технологической точки зрения обработки осадка выбирается тот метод, который в данной среде предоставляет лучшее решение проблемы размещения осадка.

Рассматриваются три варианта размещения осадка:

- сельскохозяйственное использование, где критической точкой является наличие вредных веществ;

- складирование, где обеспечение необходимой площади является весьма трудной задачей;

- сжигание, для которого необходимо дорогостоящее оборудование, возникает проблема очистки дымовых газов, размещение золы, считающейся опасным отходом.

Обработка, предшествующая складированию, служит для того, чтобы осадок:

- занимал наименьшую площадь;

- на занимаемой территории не вызывал эпидемические и экологические проблемы.

Обработка осадка, предшествующая складированию обычно включает:

- уплотнение образующихся осадков;

- анаэробная стабилизация уплотненного осадка;

- обезвоживание стабилизированного ила; [7]

Предлагаемая система обработки осадков показана на рисунке 15.

3.1 Сгущение сырого осадка и избыточного ила

Любая схема технологи обработки осадка начинается с его сгущения.

В различных технологиях обработки осадка, сгущение имеет экономический характер. Значительное снижение количества ила (до 15 – 30 %) позволяет снизить размеры технологического оборудования и объектов обработки осадков, одновременно снизив инвестиционные расходы.

Сгущение должно проводиться быстро, чтобы предотвратить процессы гниения. Попадание в атмосферу запахов может снижаться дозировкой щелочных реагентов (например, гидрата извести).

Для сгущения осадка используются гравитационные сгустители и механические сгустители, работающие по разным принципам. Сегодняшняя практика обработки избыточного ила однозначно отдаёт предпочтение механическому сгущению:

- смешивание сырого и избыточного активного ила в предварительных отстойниках (производство смешанного ила) часто сопровождается всплытием ила, ухудшающим эффективность обработки.

- в процессе гравитационного сгущения ила, в сгустителе ил часто занимает одновременно верхние и нижние слои и препятствует отбору водной фазы.

- в случае гравитационного сгущения смешанного осадка и ила концентрация недостаточно высокая и поэтому значительно увеличивается гидравлическая нагрузка на метантенки.

Избыточный ил труднее поддаётся сгущению и склонен к всплытию. На практике имеются хорошо зарекомендовавшее себя оборудование разных принципов действия, которое решает проблему раздельного сгущения избыточного ила.

Рисунок 11 – Предлагаемая схема обработки осадков

Декантировочные центрифуги непрерывного действия с горизонтальной осью, применяемые для обезвоживания ила, пригодны и для сгущения ила. Однако опыт последнего времени показывает, что их применение сопровождается высоким расходом электроэнергии и высокими инвестиционными расходами.

Более выгодными инвестиционными и эксплуатационными характеристиками обладает оборудование, работающее по принципу фильтрации. Механические сгустители могут иметь разное конструктивное исполнение:

- Барабанные сгустители, в которых поверхность вращающегося барабана является фильтрующей поверхностью.

- Ленточные системы, похожие на ленточные фильтр-прессы, используемые для обезвоживания, но имеющие значительно более простую механическую конструкцию.

В качестве фильтрующей поверхности в обеих системах используется полимерная ткань, схожая с фильтром ленточных фильтр-прессов. Барабанные машины часто оснащаются металлическим фильтрами, похожими на вращающиеся барабанные тонкие решётки.

Пористость фильтрующей поверхности должна составлять 0,2 – 0,5 мм. Из этого следует, что хлопья ила должны быть крупнее прозора фильтра. Поэтому сгущение ила возможно только после предварительной дозировки полиэлектролита.

В основном пористость фильтрующей поверхности определяет гидравлическую нагрузку и нагрузку по сухому веществу. Чем пористее фильтр, тем больше на него нагрузка. Однако увеличение водопропускной способности фильтров (увеличение отверстий или увеличение прозора) ограничено, потому что чем грубее поверхность, тем больше твёрдой массы илостного характера проходит через неё.

Гидравлическая нагрузка и нагрузка по сухому веществу данного сгустителя находятся в обратной зависимости. Чем ниже концентрация исходного ила, тем меньше нагружаемость сгустителя по сухому веществу.

Количество дозировки полиэлектролита перед сгущением ила зависит от показателей осаждаемости и обезвоживаемости ила. На практике очистных сооружений при благоприятных условиях потребность полиэлектролита составляет около 4-5 г/кг, а в случае плохо осаждаемого ила это значение может достичь 10 г/кг.

Сгустители фильтрующего типа должны регулярно промываться водой под напором. Для промывки используется вода без содержания взвешенных веществ (вода

после сгустителя, очищенная сточная вода, водопроводная вода).

Механическое сгущение сырого осадка считается нецелесообразным по следующим причинам:

- сырой ил без добавления полиэлектролита эффективно сгущается в традиционных гравитационных сгустителях. Содержание сухого вещества в иле составляет 4 - 6%, таким образом, ил соответствует условиям сбраживания.

- трудно и дорого предотвращать возникновение неприятного запаха в процессе механического сгущения.

- повышенное содержание жира в иле приводит к более частому засорению поверхности фильтра.

С учётом всего этого выбираем механическое сгущение избыточного ила с предварительным полиэлектролитным кондиционированием. Аппарат для сгущения барабанного типа.