Обработка осадков сточных вод

В процессе биохимической очистки в первичных и вторичных от- стойниках образуются осадки, которые подлежат обработке и утилиза- ции. В общем случае обработка осадков производственных сточных вод состоит из следующих стадий: уплотнение или сгущение, стабили- зация, кондиционирование, обезвоживание, обезвреживание, ликвида- ция, обеззараживание, утилизация. Типовые процессы, применяемые для обработки осадков сточных вод, приведены на рис.17.8.

Осадки можно подраз- делить на три группы: в ос- новном минерального со- става, в основном орга- нического состава и сме- шанные.

Как правило, осадки сточных вод представляют собой труднофильтруемые суспензии. Во вторичных отстойниках в осадке нахо- дится в основном избыточ-

Рис.17.8. Схема процессов обработки осадков сточных вод

первичного отстойника.

ный активный ил, объем которого в 1,5-2 раза боль- ше, чем объем осадка из

Переработка осадка начинается со стадии уплотнения (сгуще-

ния), которая связана с удалением свободной влаги и является необхо-

димой стадией всех технологических схем обработки осадков. При уп- лотнении в среднем удаляется 60 % свободной влаги и масса осадка сокращается в 2,5 раза. Для уплотнения осадка используют гравитаци- онный, флотационный, центробежный и вибрационный методы, а так- же фильтрование или комбинации перечисленных методов.

Гравитационное уплотнение применяют для избыточного актив- ного ила и сброженных осадков, оно отлчается простотой и экономич- ностью. В качестве илоуплотнителей используют вертикальные или радиальные отстойники. Продолжительность уплотнения зависит от свойств осадка и составляет от 4 до 24 ч. Уплотненные осадки имеют влажность 85-97 %. Для интенсификации процесса используют коагу- лирование с хлорным железом, перемешивание стержневыми мешал- ками, совместное уплотнение различных видов осадков, нагревание до 80-90 оС.

Флотационный метод уплотнения осадков основан на прилипании частиц активного ила к пузырькам воздуха и всплывании вместе с ни- ми на поверхность. Продолжительность процесса меньше, чем при гра- витационном уплотнении, возможно регулировать процесс, изменяя подачу воздуха. Наибольшее распространение для уплотнения получи- ла напорная флотация. Остальные методы уплотнения осадков прме- няются значительно реже.

Стабилизация осадков проводится для разрушения биологически разрушаемой части органического вещества на диоксид углерода, ме- тан и воду. Процесс ведут в аэробных или анаэробных условиях. В анаэробных условиях сбраживание проводится в септиках, двухъярус- ных отстойниках, осветлителях-перегнивателях и метантенках. Септи- ки и отстойники применяются только при небольших производитель- ностях. Наиболее широкое распространение получили метантенки. Аэробная стабилизация заключается в продолжительном аэрировании ила в аэрационных сооружениях типа аэротенков-стабилизаторов. Этот процесс проще анаэробного сбраживания, отличается простотой, ус- тойчивостью, взрывобезопасностью, малыми капитальными затратами. Недостаток - высокие энергетические затраты. В результате аэробной стабилизации происходит распад (окисление) основной части биораз- лагаемых органических веществ до СО2, Н2О и NH3. Оставшиеся орга- нические вещества теряют склонность к загниванию, т.е. стабилизиру- ются.

Кондиционирование осадков заключается в изменении структу- ры и формы связи воды, благодаря чему осадок лучше обезвоживается, т.е. это процесс подготовки осадков к механическому обезвоживанию. Кондиционирование проводят реагентными и безреагентными метода-

ми. При реагентной обработке осадков происходит коагуляция - про- цесс агрегации тонкодисперсных и коллоидных частиц. При этом обра- зуются крупные хлопья, изменяется форма связи влаги с осадком и улучшаются его водоотдающие свойства. В качестве коагулянтов ис- пользуют соли железа и алюминия, а также известь. Вместе с коагу- лянтами применяют и флокулянты.

К безреагентным методам относится тепловая обработка, замора- живание с последующим оттаиванием, электрокоагуляция и радиаци- онное облучение. Более широко применяется тепловая обработка, про- водимая в герметическом резервуаре типа автоклава. Процесс ведут при температуре 150-200 оС в течение 0,5-2 ч. Осадок после тепловой обработки быстро уплотняется, приобретает хорошие водоотдающие свойства, хорошо обезвоживается на вакуум-фильтрах.

Обезвоживание осадков осуществляется на иловых площадках и механическим способом. Иловые площадки представляют собой уча- стки земли, окруженные земляными валами. Они занимают большие территории, процесс обезвоживания продолжителен, но они просты, имеют малые эксплуатационные затраты.

Механическое обезвоживание осадков производится на вакуум- фильтрах, фильтр-прессах, центрифугах, виброфильтрах. Чаще всего применяют фильтры различных конструкций и центрифуги. Из фильт- ров наибольшее распространение нашли вакуум-фильтры, на них мож- но обрабатывать практически любые виды осадков. Достоинством цен- трифугирования является простота, экономичность и управляемость процессом.

Термическая обработка осадков заключается в их сушке. В ка- честве сушильного агента прменяют топочные газы, перегретый пар или горячий воздух, наиболее часто - дымовые газы при температуре 500-800 оС. Используют сушилки различных конструкций: барабанные, многоподовые, ленточные, с кипящим слоем, распылительные и др.

Технологическая схема переработки оадков состоит из комбина- ции различных методов переработки. Выбор технологической схемы является сложной инженерно-экономической и экологической задачей.