CC BY
9
ИЗ ПРАКТИКИ
Новое в области утилизации осадка сточных вод1
В конце 1936 г. в Могдэне (Англия) пущена в эксплоатацию новая станция аэрации, являющаяся одной из крупнейших в мире. Она получает сточные воды от населения в 1 млн. человек из двух районов западной часта пригородов Лондона. Схема очистки сточных вод здесь сводится к следующему.
На территории очистных сооружений сточные воды пропускаются сначала через решетки, отделяющие крупные примеси, затем через песколовки, выделяющие самые тяжелые части осадка, которые в дальнейшем могли бы мешать работе отстойников. После такой грубой предварительной очистки воды спускаются в отстойники для выделения главной массы осадка — органических веществ в твердой фазе (в Англии применяются двухстепенные отстойники: первые сепарируют наиболее тяжелые фракции, вторые — тонкие).
Освобожденные от грубых примесей и от осадка стоки поступают в аэротэнки и, наконец, проходят последнее сооружение, известное у нас под названием «вторичный отстойник» (в данном случае — третий отстойник) для выделения активного .ила. Осветленная, очищенная вода затем выпускается в Темзу.
Крупные отбросы, задерживаемые решетками, поступают в дробилку, где измельчаются и спускаются обратно в канал, идущий к песколовке.
Далее происходит процесс промывания песка, собираемого в большом количестве в связи с общесплавной системой канализации Лондона. Даже ливневые воды, пропускаемые через песколовки, несут много песка. После промывания песок используется на различные нужды, в частности, на неответственные строительные работы и подсыпку. Таким образом, песок здесь же утилизируется.
Следующее сооружение — илоуплотнители для осадка. Сюда подается осадок из первого и второго отстойников, а также излишек активного ила из третьего отстойника. Илоуплотнитель подготовляет осадок для последующей нагрузки в метантанке с целью уничтожения главной массы органических веществ.
Извлечение газа из осадка — один из характерных процессов в технике утилизации. После брожения в первой ступени метантанков осадок подается во вторую ступень их, где брожение заканчивается, и потом отводится на сушильные площадки. Просушенный осадок представляет собой удобритель и распределяется среди окрестного населения. Таким образом, утилизируется и газ, образующийся в процессе брожения, и остаток от осадка. >
Следующий момент очистки — отстойник большой емкости, предназначенный для спуска ливневых вод. Это специфическая особен-
' По докладу заслуженного деятеля; науки и техники проф. С. Н. Строганова на пленуме декадника профессорско-преподавательского состава медицинских вузов при Центральном институте усовершенствования врачей в Москве в конце января 1938 г. и по его же сообщению на конференции во Всесоюзном институте коммунальной санитарии и гигиены. Составил Д. Розенберг.
ность английских станций аэрации, рассчитанных на обработку сточных вод общесплавной канализации. Во время ливня главная масса воды направляется через сооружения грубой предварительной очистки и через этот отстойник, минуя основные сооружения станции, и затем выпускается непосредственно в реку. После ливня нормальная работа всех сооружений станции быстро восстанавливается.
В общей системе очистных сооружений немаловажное значение имеет и регенератор активного ила, восстанавливающий очиститель, ную способность отработанного ила, выделяемого из третьего отстойника.
Только что вступившая в эксплоатацию Люблинская станция аэрации (Москва) рассчитана на очистку 300 000 м® сточной воды в сутки, т. е. стоков от 1,5 млн. человек (в полтора раза больше, чем Могдэнская). По своей мощности она, пожалуй, крупнейшая в мире, так как даже самые крупные станции Ныо-Йорка и Чикаго обслуживают лишь 1,2—1,3 млн. жителей.
Головные сооружения Люблинской станции в общем такие же, как в Могдэне (решетки с дробилками и песколовки). Далее идут жироуловители (их нет на Могдэнской станции), затем одноступенные отстойники (в Могдэне — двухступен-ные).
Ббльшая часть сооружений станции изготовлена из железобетона, покрытого слоем торкрета. На первичных отстойниках впервые применены илоскребки «Дора». В грабельном помещении произведен монтаж решеток, изготовленных на заводе «Красный металлист».
Сточные воды поступают в отстойники для выделения главной массы осадка. Освобожденные от грубых примесей, жиров и осадка стоки проходят через аэро-тэнки, рассчитанные на полную очистку. После этого они направляются во вторичный отстойник, предназначенный для выделения активного ила. Последняя стадия очистки стоков — хлорирование перед выпуском их в Москва-реку (заграничные станции аэрации, как правило, не хлорируют очищенных вод перед спуском их в водоемы). |
Так же как и в Магдэне, здесь имеются площадки для сушки песка. Последний используется главным образом на территории станции для нужд планировки, а также на подсыпку полей орошения.
Жироловки здесь (как в американских и германских установках) введены для облегчения собирания и удаления всплывающих на поверхность различных легких веществ, в особенности жиров и масел. Собранные в жироловке отбросы поступают в салотопку, где под действием пара расплавляются и превращаются в утилизационный жир, из которого вырабатываются технические мыла. В настоящее время такой метод практикуется на двух московских очистных станциях.
В первом метантэнке происходит выделение газа при брожении, во втором — процесс газообразования заканчивается. Осадок после брожения искусственно высушивается; у англичан для этой цели служат сушильные площадки, у нас предполагается механическое обезвоживание осадка с помощью вакуум-фильтров и в последующем' — термическая сушка, как это делается во многих крупных американских станциях.
На новейших очистных станциях Союза ССР осадок широко утилизируется. В процессе брожения осадка можно собирать много газа, о чем говорит опыт московских и харьковских очистных сооружений — примерно по 15 — 16 л в сутки с одного человека, обслуживаемого станцией. Когда же для метанового брожения применяется и активный ил из вторичных отстойников, то количество газа возрастает до 20—25 л на человека в сутки. Таким образом, Люблинская станция должна ежедневно давать десятки миллионов кубических метров газа, состоящего из 60—70% метана и 30—40% углекислоты. Теплотворная способность 1 м3 эт.их газов около 5 300 калорий.
В настоящее время все английские и американские крупные станции применяют газы брожения для двигателей внутреннего сгорания, а выхлопные газы — для обогревания метантэнков. Станция аэрации в Могдэне эксплоатирует мощные двигатели, работающие на газах брожения осадка. Наша Люблинская станция оборудуется такими же двигателями внутреннего сгорания. В газах брожения содержится углекислота, которая несколько осложняет работу этих двигателей.
Трест Мосочиствод и Институт холода поставили вопрос об использовании углекислоты газов брожения осадка для получения сухого льда. Институт холода спроектировал специальный завод ло производству сухого льда из газов брожения. Согласно проекту, Люблинская станция сможет обеспечить выпуск 6 ООО т сухого льда в год по отпускной цене около 300 рублей за тонну (цена тонны такого же льда, производимого из антрацита на заводах Москвы и Харькова, составляет около 500 руб.). Такого вида утилизации углекислоты за границей еще нигде нет; в иностранной литературе упоминается лишь об использовании газов брожения для получения твердой углекислоты.
Помимо этого, возможно технологическое применение метана. Крекирование метана может дать очень ценное сырье для разного рода синтезов, в частности, метан пригоден для получения хлороформа и формалина.
Осадок, получаемый при брожении в метантанках, можно применять в качестве удобрения.
Люблинская станция даст дешевый и ценный продукт для удобрения примерно 4 ООО га. Однако агрономы и в особенности гигиенисты относятся скептически к использованию осадка в этих целях, опасаясь переноса яиц гельминтов обратно в город. Переход очистных станций на термофильное брожение при температуре выше 40—50°, по-видимому, уничтожит эту опасность. В Америке такой осадок широко применяется как удобрение.
В связи с большой влажностью осадка представляется необходимым его предварительное просушивание с доведением содержания влаги до 10%.
В настоящее время в технике высушивания осадка, по литературным данным, достигнуты значительные успехи. Применяется сушка в атмосфере газов при •температуре до 600—800° или перегретого пара при температуре около 700°.
В сухом веществе осадок содержит азота не больше 3°/о и фосфора от 1 Уг до 5*/о (калия в нем нет); остальное количество составляет углерод, который не является удобрительным элементом.
В направлении утилизации углерода из осадка интересные работы проведены проф. Е. В. Раковским (Химический институт имени Менделеева) и Н. М. Поповой (лаборатория треста Мосочиствод). Проф. Раковским был предложен прием полукоксования, г. е. сухой перегонки осадка при 500—600°. В процессе этой работы совершенно неожиданно из осадка был получен чрезвычайно ценный продукт — кислоты жирного ряда, которые в технике носят название монталовых и входят в состав горного воска. В настоящее время они импортируются« в Союз ССР. Осадок дает ббльшее количество монталовых кислот, чем торф или бурый уголь.
При полукоксовании 100 т свежего осадка получается 47 т полукокса, 26 т дегтя, 14 т первичного газа и ряд других продуктов. В процессе дальнейшей лереработки 100 т сухого вещества образуется около 1 т парафинов, входящих в состав монталовых кислот, значительное количество карбоновых кислот, около 60 т полукокса, обладающего известной теплотворной способностью, около 3 т воска и ряд других продуктов. Кроме того, образуется газ швелевания, содержащий около 12°/о сероводорода и отличающийся значительной теплотворной способностью. Наконец, получается гудрон, который при полукоксовании используется ,в качестве топлива.
Далее, в процессе работы были обнаружены некоторые неиспользованные при технологической переработке отходы: так, в иловой воде, остающейся после брожения осадка, содержится много азота; он же имеется в значительном количестве в подсмольной воде (образующейся в процессе полукоксования) в удобном для последующего извлечения виде. Согласно произведенным подсчетам при рациональной постановке дела можно извлечь примерно 75°/о общего количества азота, находящегося в осадке. Этого достаточно для удобрения 4 000 га посевной ллощади.
Использование сероводорода и серы для получения на месте окислов серы в виде сернистого газа, необходимого для очистки продуктов швелевания, выдвигает вопрос о получении на месте же серной кислоты. Годовая потребность в ней для переработки осадков составляет 500 т.
Из 500 т серы можно извлечь до 1 500 т серной кислоты. Кроме того, наличие серной кислоты позволяет получить сернокислотный аммоний и другие нгоб-.ходимые ценные продукты.
Техника полукоксования полностью освоена нашей химической промышленностью. В этом отношении технология очистки сточных вод встретит благоприятную почву для своего развития. Здесь остается преодолеть еще одну трудную фазу—термическую сушку. Если она будет правильно разрешена, — а для этого есть все предпосылки,— то Люблинская и другие станции аэрации крупных городов Союза смогут наиболее эффективно с технологической точки зрения утилизировать отходы сточных вод.
Наряду с этим необходимо разрешить вопрос .о более целесообразном с экономической точки зрения использовании жиров и сала, собираемых журоуловителями и в стадии предварительной очистки стоков.
В настоящее время сама очищенная вода с успехом используется для полива площадей культурных растений и для нужд сельского хозяйства, в частности, в местностях с засушливым климатом (Индия, некоторые местности Калифорнии). Кроме того, такую воду после хлорирования спускают в пруды при парках, используют для фонтанов, водопадов, а также для всевозможных декоративных целей. Биологически очищенная сточная вода пригодна для разведения рыб. Ею можно питать и котлы, работающие для нагревания ме-тантэнков. При этом установлено, что очищенная вода долго не дает накипи на трубах.
На Люблинской станции аэрации намечается нагревание метан-тэнков паром.
В Калифорнии, испытывающей недостаток во влаге, очищенная сточная вода используется в некоторых районах для паровозов.
В текущем году на Люблинской станции будут проведены опыты использования очищенной сточной воды для питания паровых котлов.
Наконец, очищенная вода пригодна для санитарно-технических целей. Так, в высокогорных курортах Калифорнии, в связи с недостатком водопроводной воды, сточные воды после полной аэрации дополнительно подвергаются коагулированию, хлорированию .и затем поступают обратно в сеть для обслуживания всевозможных канализационных приборов. Многократное использование очищенных вод имеет также место и в других странах Западной Европы.
Доц. Н. Б. АКОПЯН (Ереван)
Камера биотермической обработки твердых
отбросов Еревана
Из Санитарно-бактериологического института НКЗдрава Армянской ССР
(дир. Н. Б. Акопян)
Результаты опытов по биотермической обработке твердых городских отбросов Еревана в камере Беккари, построенной нами в 1934 г., привели нас к заключению, что этот способ обезвреживания и утилизации твердых отбросов является вполне приемлемым для Еревана Тем не менее в процессе опытов выявлен ряд зависящих от конструкции самой камеры недочетов, устранением которых мы и занялись-путем разработки нового проекта с учетом местных условий (рельефа, климата), состава отбросов города и т. д.
1 См. журнал «Гигиена и санитария», № 9—10, 1937 г.
