Зневоднювання й утилiзацiя опадiв стiчних вод

Велика розмаïтiсть складу й властивостей опадiв, що утворяться при
очищеннi, стiчних вод практично виключає створення й використання
яких-небудь унiверсальних способiв зневоднювання
Опади, що утворяться при очищеннi стiчних вод, умовно класифiкують на
наступнi основнi категорiï: мiнеральнi, органiчнi опади й надлишков
активний iл. Найбiльше легко збезводнюються мiнеральнi опади й набагато
сутужнiше органiчнi опади й надлишкова активний iл. Технологiчна схеми
обробки й наступного зневоднювання органiчного осаду й надлишкового
активного мулу включають, як правило, що випливають стадiï —
попереднє ущiльнення, зневоднювання, термiчне сушiння
(спалювання). Перед зневоднюванням органiчнi опади можна сбраживать або
стабiлiзувати, а також кондиционировать термореагентной обробкою.
Для зниження вологостi опади, у тому числi й надлишков активний iл,
ущiльнюють.
На стадiï попереднього ущiльнення активного мулу найбiльше
поширення одержали вiдстоювання й флотацiя. Переваги флотационного
згущення суспензiï активного мулу:
простота апаратурного оформлення способу;
незначна тривалiсть процесу;
задовiльнi показники згущення суспензiï активного мулу (щабель
згущення 3, 0-5,0);
не потрiбно попередня раегентная обробка.
Досить широке поширення одержала напiрна флотацiя для ущiльнення
надлишкового активного мулу. Сутнiсть ïï полягає в
насиченнi води повiтрям зi значним пересищением ïм, що
забезпечується створенням надлишкового тиску протягом деякого
часу. При зниженнi тиску до атмосферного починають видiлятися дрiбнi
пухирцi повiтря, якi й флотируют частки, що втримуються у водi, домiшок.
При використаннi такого методу для зневоднювання надлишкового активного
мулу мiкробну бiомасу можна згустити в 305 разiв. Такий ступiнь згущення
варто вважати гарноï при досить простому апаратурному оформленнi
процесу напiрноï флотацiï. Однак втрати мiкробноï бiомаси
iз проясненоï иловой водою при згущеннi активного мулу напiрною
флотацiєю в деяких випадках порiвняно бiльшi.
Для зменшення втрат мiкробноï бiомаси й пiдвищення ступеня згущення
у вихiдну суспензiю активного мулу перед флотацiєю iнодi додають
реагенти, наприклад розчини електролiтiв або полiелектролiтiв.
Iнтенсифiкацiя процесу флотацiï досягається також введенням
УПАВШИ в згет суспензию, що, активного мулу.
Дослiдження показали, що одним з ефективних методiв попереднього
ущiльнення активного мулу є також електрофлотация. Ступiнь
згущення активного мулу електрофлотацией становить 3-5 при вихiднiй
концентрацiï 0, 6-1,0% абсолютно сухих речовин, а енерговитрати
становлять бiля 1-2 квт. год на 1 м3 вихiднiй суспензiï. Найбiльший
вплив на процес електрофлотации робить щiльнiсть струму.
Для пiдвищення ступеня витягу бiомаси активного мулу варто вводити у
вихiдну суспензiю мiнеральнi коагулянти або синтетичнi флокулянти.
Високоефективним методом згущення опадiв стiчних вод i надлишкового
активного мулу є центрефугирование. Переваги способу —
простота, економiчнiсть i низька вологiсть згущеного продукту; недолiк
— велике вiднесення твердоï фази iз проясненою рiдиною
(фугатом), що приводить до необхiдностi додатковоï стадiï
очищення фугата, наприклад сепаруванням.
Для зневоднювання опадiв стiчних вод i надлишкового активного мулу
найбiльш ефективнi непреривнодействующие, осадительние горизонтальнi
центрифуги зi шнековим вивантаженням осаду. Перевага цих центрифуг
— висока продуктивнiсть при низькiй питомiй витратi енергiï й
масi. Недолiки — невисокий ступiнь згущення осiдання, а також
швидке зношування шнека й ротора.
Всебiчнi дослiдження безреагентного центрифугирования опадiв стiчних вод
i надлишкового мулу, показали можливiсть практичного використання цього
способу. Дослiджено новий спосiб обробки надлишкового активного мулу, що
включає центрифугирование суспензiï активного мулу, що
вiдбирається iз вторинних вiдстiйникiв
Для пiдвищення ефективностi центрифугирования застосовують рiзнi хiмiчнi
реагенти, зокрема синтетичнi флокулянти. Обробка флокулянтами катiонного
типу дозволяє пiдвищити ефективнiсть затримки сухоï речовини
до 95-99 %. Використання центрифуг для механiчного зневоднювання опадiв
первинних вiдстiйникiв являє собою один з перспективних способiв,
особливо при застосуваннi флокулянтiв.
Високий ступiнь згущення твердоï фази може бути досягнута на
тарiлчастих сепараторах.
Вiдомо, що ефективнiсть згущення суспензiï активного мулу з
використанням сепараторiв iстотно залежить вiд попередньоï
термореагентной обробки. Ефективнiсть режиму термореагентной пiдготовки
суспензiï активного мулу до згущення перевiрена в промислових
умовах.
Технологiчна схема зневоднювання активного мулу з попередньоï
термореагентной обробкою, ущiльненням напiрною флотацiєю й з
наступним згущенням у центрифугах i сепараторах представляється
перспективноï й практичноï.
Для кондицiювання активного мулу й опадiв первинних вiдстiйникiв i
iнтенсифiкацiй процесу згущення можна використовувати поряд з тепловою й
реагентной обробкою й iншi способи, наприклад з додаванням золи, зокрема
отриманоï вiд спалювання опадiв стiчних вод. Практичний i науковий
iнтерес представляє флокуляционно-вiдцентровий спосiб згущення
суспензiй.
Досить мiцнi пластiвцi утворяться в биосуспензиях, у тому числi й у
суспензiï активного мулу, при проведеннi комплексноï обробки.
Один з найбiльш ефективних способiв такоï обробки — аеробна
стабiлiзацiя суспензiï активного мулу з термореагентной обробкою.
Слiд зазначити, що термореагентная обробка не тiльки пiдсилює
утворення агрегатiв часток квазитвердой фази биосуспензии, але й
приводить до знешкодження одержуваного надалi готового продукту, що
досить важливо при використаннi бiомаси мiкроорганiзмiв як кормова
добавка. Iнодi високий ефект флокуляцiï досягається тiльки
при аеробнiй стабiлiзацiï й термообробки суспензiï.
Пiсля ущiльнення (згущення) подальше зневоднювання суспензiï
активного мулу досягається випарюванням i сушiнням або одним
сушiнням. Для сушiння надлишкового активного мулу й опадiв стiчних вод
можна рекомендувати распилительние сушарки, безперервнi сушарки
струминного типу й сушарки з iнертним псевдоожиженним носiєм.
Оскiльки концентрована иловая суспензiя має високу в'язкiсть,
перед сушiнням ïï доцiльно попередньо пiдiгрiти. Якщо ж
бiомаса надалi буде використовуватися як кормова добавка, то необхiдно
теплову обробку.
Установка для сушiння мулу з коагулянтами
Процес здiйснюється в такий спосiб.
Продукт, що збезводнюється, спочатку надходить у вакуум-фiльтр, а
потiм у двухвальний змiшувач 2, де перемiшується з висушеним
матерiалом з розрахунку 1:1. Вологiсть сумiшi становить 45-50 %. Долее
сумiш подається в сушарку вихрового шару 9, заповнену iнертною
насадкою, у якостi якоï використовується галька або цементний
клiнкер iз частками розмiром 5-6 мм.
Теплоносiєм i псевдоожижающим агентом є розведенi повiтрям
димовi гази температурою 500 ос. Генератором димових газiв служить
топлення 10, у якiй спалюють або мазут, або природний газ.
Температура псевдоожиженного шаруючи пiдтримується на рiвнi 100-
120 ос . Вологий матерiал контактує з iнтенсивно, що рухаються
частками, збезводнюється, подрiбнюється й разом з газами, що
вiдходять, направляється в систему циклонiв. Пiсля першого й
другого щаблiв очищення в прямоточному циклонi 4 сухий продукт надходить
у двухвальний змiшувач, а iнша частина разом iз сухими частками з
батарейного циклона 5 подається в збiрник готового продукту 6.
Тиск димових газiв пiд газорозподiльними ґратами
пiдтримується бiля 4-5 кПа.
Кiлькiсть завантажувального шламу приблизно вiдповiдає масi
iнертних часток. Робоче навантаження при сушiннi паст в апарату,
постаченому мiшалкою, становить 6-8 кг/год; вологiсть суспензiï
активного мулу пiсля висушування приблизно 3-5 %; втрати суспензiï
в сушарцi iз псевдоожиженним шаром близько 4%, а в распилительной 9 %.
Використання опадiв стiчних вод i активного мулу
Утилiзацiя опадiв стiчних вод i надлишкового активного мулу часто
пов'язана з використанням ïх у сiльському господарствi як добриво,
що обумовлено досить бiльшим змiстом у них бiогенних елементiв. Активний
iл особливо багатий азотом i фосфорним ангiдридом, такими, як мiдь,
молiбден, цинк.
Як добриво можна використовувати тi опади стiчних вод i надлишков
активний iл, якi попередньо були пiдданi обробцi, що гарантує
наступну ïх незагниваемость, а також загибель патогенних
мiкроорганiзмiв i яєць гельмiнтiв.
Найбiльш ефективним способом зневоднювання вiдходiв, що утворяться при
очищеннi стiчних вод, є термiчне сушiння. Перспективнi
технологiчнi способи зневоднювання опадiв i надлишкового активного мулу,
що включають використання барабанних вакуум-фiльтрiв, центрифуг, з
наступним термiчним сушiнням i одночасною грануляцiєю дозволяють
одержувати продукт у виглядi гранул, що забезпечує одержання
незагниваючi й зручного для транспортування, зберiгання й внесення в
ґрунт органоминерального добрива, що мiстить азот, фосфор,
мiкроелементи.
Поряд з достоïнствами одержуваного на основi опадiв стiчних вод i
активного мулу добрива варто враховувати й можливi негативнi наслiдки
його застосування, пов'язанi з наявнiстю в них шкiдливих для рослин
речовин зокрема отрут, хiмiкатiв, солей важких металiв i т.п. У цих
випадках необхiдний строгий контроль змiсту шкiдливих речовин у готовому
продуктi й визначення придатностi використання його як добриво для
сiльськогосподарських культур.
Витяг iонiв важких металiв i iнших шкiдливих домiшок зi стiчних вод
гарантує, наприклад, одержання нешкiдливоï бiомаси
надлишкового активного мулу, яку можна використовувати як кормова
добавка або добрива.У цей час вiдомо досить багато ефективних i досить
простих в апаратурному оформленнi способiв витягу цих домiшок зi стiчних
вод. У зв'язку iз широким використанням осаду стiчних вод i надлишкового
активного мулу як добриво виникає необхiднiсть в iнтенсивних
дослiдженнях можливого впливу присутнiх у них токсичних речовин (
зокрема важких металiв) на рiст i нагромадження ïх у рослинах i
ґрунтi.
Становить iнтерес практика використання опадiв стiчних вод у ФРН. По
санiтарних мiркуваннях у ФРН допускається використання як добриво
тiльки незагниваючих, стабiлiзованих опадiв стiчних вод, термiчно
висушених, компостируваних i пастеризованих. Пастеризацiя опадiв
полягає в ïхньому нагрiваннi до 65-70 ос протягом 20-30 мiн,
що приводить до знищення в яєць гильминтов i патогенних
мiкроорганiзмiв. Бiльше високий ефект пастеризацiï
досягається при нагрiваннi осаду до 80-90 ос iз наступним
витримуванням протягом 5 хв. У випадку утворення бiльших обсягiв опадiв
стiчних вод, що мiстять солi важких металiв, через що ïх не можна
використовувати як добриво, очевидно, доцiльно використовувати iншi
шляхи утилiзацiï, наприклад, спалювання опадiв.
У ФРН також запропонований спосiб спалювання активного мулу з одержанням
замiнникiв нафти й кам'яного вугiлля. Пiдраховано, що при спалюваннi 350
тис. т активного мулу можна одержати паливо, еквiвалентне 700 тис.
барелiв нафти й 175 тис. т вугiлля [ 1 барель — 159 л.]
Одним з переваг цього методу є те, що отримане паливо зручне
зберiгати. У випадку спалювання активного мулу видiлювана енергiя
витрачається на виробництво пари, що негайно
використовується, а при переробцi мулу в метан потрiбнi додатковi
капiтальнi витрати на його зберiгання.
Важливе значення також мають методи утилiзацiï активного мулу,
пов'язанi з використанням його як флокулянт для згущення суспензiй,
одержання з активного вугiлля адсорбенту як сировина для одержання лад
матерiалiв i т.д.
Проведенi токсикологiчнi дослiдження показали можливiсть переробки сирих
опадiв i надлишкового активного мулу в цементному виробництвi.
Щорiчний прирiст бiомаси активного мулу становить наскiльки мiльйонiв
тонн. У зв'язку iз цим виникає необхiднiсть у розробцi таких
способiв утилiзацiï, якi дозволяють розширити спектр застосування
активного мулу.
Висновок
Захист водних ресурсiв вiд виснаження й забруднення i ïхнього
рацiонального використання для потреб народного господарства —
одна з найбiльш важливих проблем, що вимагають невiдкладного рiшення. У
Росiï широко здiйснюються заходи щодо охорони навколишнього
Середовища, зокрема по очищенню виробничих стiчних вод.
Одним з основних напрямкiв роботи з охорони водних ресурсiв є
впровадження нових технологiчних процесiв виробництва, перехiд на
замкнутi (безстiчнi) цикли водопостачання, де очищенi стiчнi води не
скидаються, а багаторазово використовуються в технологiчних процесах.
Замкнутi цикли промислового водопостачання дадуть можливiсть повнiстю
лiквiдувати скида_ стiчних вод у поверхневi водойми, а свiжу воду
використовувати для поповнення безповоротних втрат.
У хiмiчнiй промисловостi намiчене бiльше широке впровадження
маловiдходних i безвiдхiдних технологiчних процесiв, що дають найбiльший
екологiчний ефект. Велика увага придiляється пiдвищенню
ефективностi очищення виробничих стiчних вод.
Значно зменшити забруднення води, що скидається
пiдприємством, можна шляхом видiлення зi стiчних вод коштовних
домiшок, складнiсть рiшення цих завдань на пiдприємствах
хiмiчноï промисловостi складається в рiзноманiттi
технологiчних процесiв i одержуваних продуктiв. Слiд зазначити також, що
основна кiлькiсть води в галузi витрачається на охолодження.
Перехiд вiд водяного охолодження до повiтряного дозволить скоротити на
70-90 % витрати води в рiзних галузях промисловостi. У цьому зв'язку
вкрай важливими є розробка й впровадження новiтнього встаткування,
що використовує мiнiмальну кiлькiсть води для охолодження.
Iстотний вплив на пiдвищення водооборота може зробити впровадження
високоефективних методiв очищення стiчних вод, зокрема хiмiчний^-хiмiчних-хiмiчнi-фiзико-
хiмiчних, з яких одним з найбiльш ефективних є застосування
реагентiв. Використання реагентного методу очищення виробничих стiчних
вод не залежить вiд токсичностi присутнiх домiшок, що в порiвняннi зi
способом бiохiмiчного очищення має iстотне значення. Бiльше широке
впровадження цього методу як у сполученнi з бiохiмiчним очищенням, так i
окремо, може деякою мiрою вирiшити ряд завдань, пов'язаних з очищенням
виробничих стiчних вод.
У найближчiй перспективi намечается впровадження мембранних методiв для
очищення стiчних вод.
На реалiзацiю комплексу мер по охоронi водних ресурсiв вiд забруднення й
виснаження у всiх розвинених краïнах видiляються асигнування, що
досягають 2-4 % нацiонального доходу орiєнтовно, на прикладi США,
вiдноснi витрати становлять (в %) : охорона атмосфери 35,2 % , охорона
водойм — 48,0, лiквiдацiя твердих вiдходiв — 15,0, зниження
шуму -0,7, iншi 1,1. Як видно iз приклада, бiльша частина витрат —
витрати на охорону водойм, Витрати, пов'язанi з одержанням коагулянтiв i
флокулянтiв, частково можуть бути зниженi за рахунок бiльше широкого
використання для цих цiлей вiдходiв виробництва рiзних галузей
промисловостi, а також опадiв, що утворяться при очищеннi стiчних вод,
особливо надлишкового активного мулу, якiм можна використовувати як
флокулянт, точнiше биофлокулянта.
Таким чином, охорона й рацiональне використання водних ресурсiв —
це одне з ланок комплексноï свiтовоï проблеми охорони природи
Список лiтератури
1. Алфьорова А.А., Нечаєв А.П. Замкнутi системи водного
господарства промислових пiдприємств, комплексiв i районiв М.:
Стройиздат 1987 2. Проблеми розвитку безвiдхiдних виробництв Б.Н.
Ласкорин, Б.В. Громов, А.П. Циганков, В.Н. Сенин М.: Стройиздат 1985
2. Кафаров В.В. Принципи створення безвiдхiдних хiмiчних виробництв М.:
Хiмiя 1984
3. Беспамятнов Г.П.,Кротiв Ю.А. Гранично припустимi концентрацiï
хiмiчних речовин у навколишнiм середовищi Л.: Хiмiя 1987.
4. Абрамович С.Ф. Раппорт Я.Д. Тенденцiï розвитку водопостачання
мiст за рубежем. Огляд М.: ВНИИИС 1987
5. Туровский И.С. Обробка опадiв стiчних вод М.: Стройиздат 1984
6. Жукiв А.И. Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д. Методи очищення виробничих
стiчних вод М.: Стройиздат.
7. Евилович А.З. Утилiзацiя опадiв стiчних вод М.: Стройиздат 1989
8. А.Г. Банникiв , А.К. Рустамов, А.А Вакулина Охорона природи М.:
Агропромиздат 1987
10 П.И. Капинос, Н.А. Панесенко Охорона природи Киïв: Вища школа
1991
9. Охорона навколишнього природного Середовища За редакцiєю Г.В.
Дуганова Киïв: Вища школа 1990
10. Комплексне використання й охорона водних ресурсiв. За
редакцiєю О.А. Юшманова М.: Агропромиздат 1985
11. Методи охорони внутрiшнiх вод вiд забруднення й виснаження За
редакцiєю И.К. Гавич М.: Агропромиздат 1985
12. Охорона виробничих стiчних вод i утилiзацiя опадiв За
редакцiєю В.Н. Соколова М.: Стройиздат 1992
Список лiтератури
13. Алфьорова А.А., Нечаєв А.П. Замкнутi системи водного
господарства промислових пiдприємств, комплексiв i районiв М.:
Стройиздат 1987
14. Проблеми розвитку безвiдхiдних виробництв Б.Н. Ласкорин, Б.В.
Громов, А.П. Циганков, В.Н. Сенин М.: Стройиздат 1985
15. Кафаров В.В. Принципи створення безвiдхiдних хiмiчних виробництв М.:
Хiмiя 1984
4. Беспамятнов Г.П.,Кротiв Ю.А. Гранично припустимi концентрацiï
хiмiчних речовин у навколишнiм середовищi Л.: Хiмiя 1987.
5. Абрамович С.Ф. Раппорт Я.Д. Тенденцiï розвитку водопостачання
мiст за рубежем. Огляд М.: ВНИИИС 1987
6. Туровский И.С. Обробка опадiв стiчних вод М.: Стройиздат 1984
7. Жукiв А.И. Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д. Методи очищення виробничих
стiчних вод М.: Стройиздат.
8. Евилович А.З. Утилiзацiя опадiв стiчних вод М.: Стройиздат 1989 9.
А.Г. Банникiв , А.К. Рустамов, А.А Вакулина Охорона природи М.:
Агропромиздат 1987
10 П.И. Капинос, Н.А. Панесенко Охорона природи Киïв: Вища школа
1991
9. Охорона навколишнього природного Середовища За редакцiєю Г.В.
Дуганова Киïв: Вища школа 1990
10. Комплексне використання й охорона водних ресурсiв. За
редакцiєю О.А. Юшманова М.: Агропромиздат 1985
11. Методи охорони внутрiшнiх вод вiд забруднення й виснаження За
редакцiєю И.К. Гавич М.: Агропромиздат 1985
12. Охорона виробничих стiчних вод i утилiзацiя опадiв За
редакцiєю В.Н. Соколова М.: Стройиздат 1992