Обработка, обезвреживание и использование осадков и илов

На канализационных очистных сооружениях задерживается значительное количество осадков и илов, содержащих минеральные и органические вещества. В основном это осадок первичных отстойников и активный ил или биопленка, образующиеся в сооружениях биологической очистки, а также дробленые отбросы с механических решеток. Общий объем осадков составляет обычно 1...1.5 % от общего объема сточной жидкости, подаваемой на очистные сооружения (для производственных сточных вод эта величина достигает 30%). Осадок, поступающий из первичных отстойников, имеет влажность до 95 %, в значительной степени насыщен микроорганизмами (в том числе патогенными), содержит яйца гельминтов.

Активный ил, поступающий из вторичных отстойников, имеет высокую влажность (до 99,7 % при очистке в аэротенках и до 96,5 % при очистке на биофильтрах) и может быть заражен яйцами гельминтов. В сыром неперегнившем виде осадок и ил опасны в санитарном отношении, издают неприятный запах и плохо сохнут.

В таком виде осадок непригоден для перевозки, плохо усваивается растениями.

Основные задачи современной технологии обработки осадков и илов -превращение их в продукт, не вызывающий загрязнения окружающей среды, а также утилизация ценных компонентов.

Осадок, поступающий из первичных отстойников, обычно сбраживают в искусственных условиях в метантенках.

Метантенк (рис. 14.6) (рис. для ознакомления, запоминать не надо) — резервуар, в котором происходит сбраживание (перегнивание) осадка в искусственных условиях. С целью интенсификации процесса осадок подогревается. Распад органических веществ в метантенке происходит в анаэробных условиях при температуре около 33 °С (мезофильное брожение) или при температуре около 53 °С (термофильное брожение). По конструкции метантенки подразделяют на два типа — с жестким незатопляемым перекрытием и с плавающим перекрытием. Осадок в метантенке перемешивается насосом или другим способом, подогрев осуществляется острым паром. В зависимости от химического состава осадок при сбраживании выделяет от 5 до 16 м³ газа метана (на 1 м³ осадка). На крупных станциях газ очищается, собирается в газгольдеры и используется на нужды отопления и подогрева осадка в метантенке.

Сброженный в метантенке осадок имеет высокую влажность и трудно транспортируем. Обычно осадок после обработки в метантенках подсушивают на иловых площадках или обезво­живают и термически сушат в специальных цехах.

Иловые площадки представляют участки земли, разбитые на карты с бортами, с искусственным или без искусственного основания, хорошо спланированные и имеющие дренаж. Площадь одной карты — от 0,25 до 2 га. Осадок, выходящий из метантенка, имеет влажность 95...97,5 %, а после подсушки на площадках — 70..75 %. На каждый 1 м² иловой площадки выгружается 1...2,5 м³ влажного осадка. Размеры земельных участков, отводимые под иловые площадки, зависят от производительности очистных сооружений.

При отсутствии необходимых площадей сброженный осадок обезвоживают в искусственных условиях на специальных вакуум-фильтрах или фильтрпрессных установках. Перед искусственным обезвоживанием осадок обрабатывают специальными химическими веществами — коагулянтами и флокулянтами (соли железа, алюминия, известь, синтетические флокулянты и т. п.). Эта обработка улучшает процесс водоотдачи и значительно интенсифицирует процесс обезвоживания.

После обезвоживания осадок подсушивают в специальных сушильных печах и дробят. Влажность сухого осадка составляет 20...35 %, что значительно улучшает условия его перевозки и хранения. Он является ценным удобрением, содержит все нужные для растений питательные вещества. Реализация осадка как удобрения может покрыть 40...60 % всех расходов на сооружение и эксплуатацию очистных сооружений.

Избыточный активный ил, поступающий на обработку после вторичных отстойников, по своему химическому и гранулометрическому составу отличается от осадка первичных от­стойников. Ил обладает высокой влажностью (до 99,7 %) и перед обработкой обычно уплотняется до 95...96 %, после чего либо сбраживается в метантенках вместе с осадком, либо подвергается аэробной стабилизации, осуществляемой в сооружениях типа аэротенка.

Сущность аэробной стабилизации состоит в аэробном окислении биоло гически доступных органических веществ ила и в самоокислении бактериальной массы. Аэробной стабилизации могут подвергаться как ил, так и осадок из первичных отстойников.

Сжигание осадков производят в тех случаях, когда утилизация невозможна или нецелесообразна. С экономической точки зрения сжигать целесообразно только обезвоженные осадки. Разработан и построен ряд конструкций печей для сжигания осадка: печи кипящего слоя, многоподовые печи, барабанные и т. п. Отводимые от установок для сжигания газы перед выбросом в атмосферу должны очищаться от вредных включений.

Обеззараживание осадка производится в том случае, если его сбраживание производилось в мезофильном режиме, если производилась лишь аэробная стабилизация или если осадок не обрабатывался совсем (сырой осадок). Обеззараживанию подвергают осадок в жидком виде, после подсушивания на иловых площадках или после его механического обезвоживания.

С целью обеззараживания осадок следует прогревать при 60 °С с выдерживанием не менее 20 мин.

Рекомендуется для обезвоженных осадков применять биотермическую обработку (компостирование) в полевых условиях. Компостирование следует производить в смеси с бытовыми отходами, торфом, опилками при влажности смеси не более 70 %.

Установлено, что обеззараживание такими методами сделает осадок безопасным в бактериальном отношении и освободит его от яиц гельмин­тов.