Утилізація осадів стічних вод: стабілізація і обробка

Будь стічні води перед їх скиданням у водойми або грунт повинні проходити очищення. Ступінь очищення стоків перед скиданням повинна становити не менше 95-98 %. Сьогодні використовуються різні методики очищення стоків. Вибір методу залежить від складу стічних вод, їх походження (господарсько-побутові або промислові). Однак при застосуванні будь-якого методу очищення утворюються осади стічних вод. Залежно від використовуваної методики очищення осад від стоків може використовуватися в якості добрива або повинен утилізуватися.

  • Поняття осаду
  • Склад
  • Характеристики
  • Обробка осадових відкладень

Поняття осаду

осад стічних вод це

Під час очищення стоків утворюється осад, який складається з води і твердих складових

Під час очищення стоків утворюється осад, який складається з води і твердих складових. Осад від побутових стоків може накопичуватися у двох резервуарах очисної споруди:

  • Велика частина осаду накопичується в первинному відстійнику. Зазвичай його обсяг дорівнює 0,8 л в день від однієї людини при вологості не менше 95 %.
  • В резервуарі, де використовуються біохімічні методи очищення стоків, тобто аеробна та анаеробна очистка, також скупчується невелика кількість щільних нашарувань. Осад, що утворюється після аеробного очищення, можна використовувати для удобрення садів і городів. Що стосується анаеробної очистки, то речовина на дні камери не можна застосовувати як добриво з-за його токсичності. У цьому випадку необхідно виконувати процес утилізації осадів стічних вод.

Увага: в залежності від використовуваної технології очищення обсяги осадових відкладень від виробничих або побутових стоків становлять від 0,5 до 10 % від їх загального обсягу.

Склад

осади стічних вод

Тверді складові відкладень на дні – це органічні речовини, які займають 60-80 % від загального обсягу

Тверді складові відкладень на дні – це органічні речовини, які займають 60-80 % від загального обсягу. Головними компонентами є жирові складові, білкові елементи і вуглеводи. Вони займають 80-85 відсотків від усього обсягу органічних речовин. Решта – це лигнино-гумусові компоненти.

Основні види осадових відкладень:

  • з мінеральним складом;
  • з органічними складовими;
  • змішані.

У складі сирих відкладень на дні очисних камер є такі корисні речовини, як азот, калій і фосфор. Хоч ці компоненти і можуть служити добривами, вони досить погано засвоюються рослинами.

Сирі відкладення дуже швидко загнивають і можуть бути небезпечними в плані санітарії, адже в них присутні віруси, гриби, бактерії і яйця гельмінтів. Якщо такі речовини надовго залишаться у відстійниках і камерах очисної споруди, то вони швидко викликають загнивання відкладень з виділенням газів. В результаті опади стічних вод можуть спливати на поверхню у відстійнику і порушувати процеси відстоювання. Саме тому вчасно повинна виконуватися ліквідація осадів стічних вод, тобто вычищение їх з камери, зневоднення і знезараження.

Осад від виробничих і побутових стоків може поділятися на кілька видів залежно від використовуваного методу очищення:

  • осадові відкладення з решіток;
  • піщані відклади з пісковловлювачів;
  • важкі відходи з первинних відстійників (сирий осад);
  • донні відкладення з відстійників з флокулянтами і коагулянтами;
  • активний мул з камер біологічного очищення в аеротенках;
  • біологічна плівка з біофільтрів;
  • активний мул, в складі якого присутні флокулянти та коагулянти;
  • суміш активного мулу і важких складових стоків.

Важливо: осадові компоненти без змін структури і хімічного складу утворюються на решітках, в песколовках і первинних відстійниках. Суміші із зміненою структурою і складом – це активний мул, біоплівка і відкладення після обробки води хімічними реагентами (очищення промислових стоків).

Характеристики

осад стічних вод

На 90-99 % осадові відкладення складаються з гігроскопічної, вільної і колоїдно зв'язаної води

Опади після очищення стоків від промислових підприємств або стічних вод господарсько-побутового походження мають такі характеристики:

  1. Реактивність середовища в активній фазі – 6-8.
  2. Температура середовища – 12-20°С.
  3. На 90-99 % осадові відкладення складаються з гігроскопічної, вільної і колоїдно зв'язаної води. Щоб відокремити вільну воду від важких складових, знадобиться проста переробка – фільтрація або віджимання. Щоб перевести колоїдно зв'язану воду у вільну, необхідно використовувати методи термічної обробки, флокуляції або коагуляції. Гігроскопічна рідина видаляється тільки в процесі спалювання осадових відкладень.
  4. Вологість відходів, що видаляються з решіток, дорівнює 80 %, а їх об'ємна маса становить 750 кг на кубометр. Вологість відкладень з пісковловлювачів дорівнює 60 %, зольність – 70-90 %, а їх об'ємна маса становить 1500 кг на кубометр.
  5. Вологість осаду з первинної камери-відстійника складає 93-95 %. На 60-70 відсотків він складається з органічних складових. З-за великого вмісту органіки відкладення швидко загнивають. Крім них у складі відкладень присутні сполуки кремнію, заліза, алюмінію, магнію, кальцію, калію і т. д. Важкі відходи стоків від виробничих підприємств можуть містити канцерогенні і токсичні речовини, синтетичні ПАР, солі важких металів.
  6. Методи аеробного очищення сприяють тому, що вологість активного мулу дуже висока – 99,2-99,8 % в аеротенках і 96-96,5 % в біофільтрах. Якщо аеробне очищення виконувалася в аеротенках повного окиснення, то концентрація органіки становить 65 %. Аеробне очищення в высоконагружаемом спорудженні дає осад з концентрацією органіки 75 %.
  7. Осадові відклади, що утворилися в результаті бродіння в анаеробних умовах метантенків, двох'ярусних відстійників та інших очисних споруд, що відрізняються однорідністю і дрібною структурою. Їх колір темно-сірий або чорний. Відкладення досить текучі і мають запах асфальту чи сургучу. Розпад осадових відкладень супроводжується виділенням метану.

Якщо виконується аеробна біологічна стабілізація осадів стічних вод, то ступінь розпаду органіки значно нижче, ніж при анаеробних процесах, але залишилися відклади відрізняються стабільністю. Після цього ущільнення осаду протікає за 5-15 год, а його вологість знижується до 96-98 %. Після аеробної стабілізації яйця гельмінтів не гинуть, тому відходи потребують додаткового знезаражування.

Для характеристики осаду дуже важлива його здатність віддавати воду. Так, після зброджування в аеробних умовах вода в осаді перебуває у зв'язаному вигляді, тому відкладення мають погану водовіддачу. При загниванні ці властивості відкладів ще більше погіршуються.

Важливо: здатність осадових відкладень віддавати воду залежить від величини питомого опору фільтруванню. Цей показник важливий при підборі обладнання, яке буде використовуватися для знезараження стоків від підприємств і відходів господарсько-побутового походження.

Обробка осадових відкладень

осади стічних вод це

Зазвичай зневоднення осадових відкладень здійснюється на мулових майданчиках або з використанням механічних методів

Обробка осадів стічних вод від підприємств і стоків побутового характеру починається зі стадії згущення або ущільнення. На цьому етапі відбувається видалення вільної вологи. Дана стадія є необхідною для всіх технологічних схем очищення. Під час згущення видаляється близько 60 відсотків вільної води. У результаті обсяг відкладень зменшується більш ніж в 2 рази. Для ущільнення застосовують такі методики:

  • вібраційна;
  • відцентрова;
  • гравітаційна;
  • флотаційного;
  • фільтрування;
  • комбіновані методи.

Гравітаційна методика підходить для ущільнення зброджених осадів та активного мулу. Це досить проста і економічна методика. Для реалізації методу застосовуються радіальні і вертикальні відстійники. Час процедури залежить від характеристик відкладень і становить 5-24 ч. Для прискорення процесу застосовують коагулювання з використанням хлорного заліза, нагрівання до 90 градусів, ущільнення з іншими видами відкладень або перемішування.

Флотаційного методика заснована на тому, що частки активного мулу можуть прилипати до повітряних бульбашок і спливати на поверхню. Швидкість процесу вище, ніж при використанні гравітації. Процесом легко керувати, збільшуючи або зменшуючи подачу повітря. Найчастіше використовується напірна флотація.

обробка осадів стічних вод

Для розкладання складних органічних сполук на воду, метан і діоксид вуглецю використовується стабілізація

Для розкладання складних органічних сполук на воду, метан і діоксид вуглецю використовується стабілізація. Цей процес протікає в анаеробних і аеробних умовах:

  1. Анаеробні умови створюються в септиках, освітлювачах, двоярусних відстійниках і спеціальних метантенках. При цьому септики і відстійники підходять для малих об'ємів стічних вод, тобто для приватного використання. Для великих об'ємів стоків застосовують метантенки.
  2. Аеробна стабілізація протікає в аеротенках. Вона заснована на тривалому аерірованія мулу. Ця методика простіше, ніж анаеробне зброджування. Вона відрізняється простотою, відсутністю виділення вибухонебезпечних газів, стійкістю і невеликими витратами. Після розпаду біорозкладаних органічних компонентів інша частина речовин втрачає здатність до загнивання, тобто осад стабілізується.

Для поліпшення механічного зневоднення осадові відкладення необхідно підготувати. Для цього використовується кондиціонер. При цьому змінюється форма і структура зв'язку води.

Важливо: для виконання кондиціонування можуть використовувати реагентні та безреагентные методики.

При реагентної методикою в якості коагулянтів використовують вапно, алюміній і солі заліза. Поряд з коагулянтами застосовують і флокулянти. Безреагентна методика передбачає:

  • теплову обробку;
  • заморожування і відтавання;
  • радіаційне опромінення;
  • електрокоагуляцію.

Зазвичай зневоднення осадових відкладень здійснюється на мулових майданчиках або з використанням механічних методів. Мулові майданчики – це ділянки території з земляними валами по краях. Тут процес зневоднення протікає дуже повільно, зате методика досить проста і не вимагає великих експлуатаційних витрат.

Механічні методи зневоднення здійснюються з використанням:

  • вакуум-фільтрів;
  • фільтруючих пресів;
  • центрифуг;
  • виброфильтров.

Також застосовується термічна обробка опадів, яка полягає в їх сушінні. Для цього використовують топкові гази, пари або гарячого повітря. У методиці задіяні сушарки різних конструкцій.

Найбільш перспективний напрям в утилізації осадових відкладень – піроліз. Це процес переробки речовин, які містять вуглець, за допомогою нагрівання без доступу кисню при високих температурах. Після піролізу утворюється порошок, який можна використовувати в промисловості, утилізують як паливо або застосовувати для отримання фосфору і азоту. Первинний дьоготь, що утворюється при піролізі, після фракційної розгонки дозволяє отримати карбонові кислоти, парафін, феноли, органічні підстави, коксову пил.

Додано: 10-04-2017, 04:32
0

Схожі статті


Наверх