CC BY
599
УДК 628.2; 628.3 О.В. Музыченко
МУЗЫЧЕНКО Ольга Владимировна - старший преподаватель кафедры инженерных систем, зданий и сооружений Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток). Е-шаД: [email protected] © Музыченко О.В., 2012
Современные методы обработки осадков сточных вод
Отмечается обострение проблем, связанных с очисткой сточных вод и возникшая в связи с этим необходимость реконструкции действующих очистных сооружений и освоения современных технологий обработки осадков. Рассматривается применение декантера Флоттвег.
Ключевые слова: сточные воды, классы осадков, обработка осадков, шнековые центрифуги, декантер Флоттвег.
Modern methods of treatment sewage sludge. Olga V. Muzychenko - School of Engineering (Far Eastern Federal University, Vladivostok).
There is the growing problems associated with wastewater treatment and arose in connection with the need for reconstruction of existing treatment facilities and the development of modern technologies for processing precipitation. The application of Flottweg decanter.
Key words: wastewater, rainfall classes, processing deposits, screw centrifuge, decanter Flottweg.
Проблемы, связанные с загрязнением воды, в последние годы существенно обострились. Обработка осадков, образующихся при очистке практически любых сточных вод, является одной из наиболее технологически сложных и самой дорогостоящей частью очистных комплексов. В нее включаются кондиционирование и обезвоживание осадков; подготовка их к дальнейшей переработке (обеззараживание, сушка, окус-кование и др.); собственно переработка (утилизация, уничтожение, накопление и др.); кондиционирование и использование высвобождающейся воды и т.п. [2]. В связи с этим необходима модернизация, реконструкция действующих очистных сооружений и замена устаревших процессов по обработке осадка новыми.
В зависимости от условий формирования и особенностей отделения воды различают осадки первичные и вторичные [5].
К первичным осадкам относятся грубодисперсные примеси, которые находятся в твердой фазе и выделены из воды такими методами механической очистки, как процеживание, седиментация, фильтрация, флотация, осаждение в центробежном поле; ко вторичным - примеси, первоначально находящиеся в воде в виде коллоидов, молекул ионов, которые в процессах биологической или физико-химической очистки воды либо обработки первичных осадков образуют твердую фазу.
Для каждого класса осадков рекомендованы высокоэффективные процессы и аппараты, обеспечивающие экономически оправданную комплексную технологию их обработки [1].
На очистных станциях в значительном количестве скапливается осадок, задерживаемый на решетках, в первичных и вторичных отстойниках.
Грубые осадки (отбросы) задерживаются на решетках, тяжелые осадки (песок, обломки отдельных минералов, кирпич, уголь, битое стекло и т.п.) - в песколовках; плавающие осадки всплывают в отстойниках или задерживаются в жироловках; сырые осадки (студенистая, вязкая суспензия с кисловатым запахом и содержанием органического вещества 75-80%) задерживаются первичными отстойниками; активный ил (биоценоз микроорганизмов и простейших, после биологической очистки в аэротенках представляющий собой хлопьевидную массу бурого цвета) - вторичными отстойниками [3].
В сыром виде осадок имеет ряд отрицательных свойств: плохо сохнет, издает неприятный запах, опасен в санитарном отношении. В связи с этим на современных очистных станциях он обрабатывается в специальных сооружениях - перегнивателях, вследствие чего теряет гнилостный запах, приобретает однородную зернистую структуру и при сушке хорошо отдает влагу.
Существуют три вида сооружений по обработке осадка:
1) септики;
2) двухъярусные отстойники; развитием этой конструкции являются осветлители-перегниватели;
3) метантенки.
Сброженный в них осадок можно использовать в качестве удобрения, так как он содержит азот, фосфор и калий. Кроме того, в процессе брожения осадков получается метан, который сама станция использует как топливо. Однако прежде чем использовать осадок, необходимо понизить его влажность, которая составляет 94-97%.
Один из простых и дешевых способов подсушивания осадка естественным путем - это обезвоживание его на иловых площадках, но для очистных станций средней и большой пропускной способности устройство иловых площадок часто оказывается невозможным из-за отсутствия свободных земельных площадей
[4].
Для сгущения и обезвоживания осадков, образующихся в различных стадиях очистки сточных вод, применяются декантеры. На отечественном рынке хорошо зарекомендовали себя декантеры Флоттвег с флоку-лянтами.
Декантер Флоттвег представляет собой шнековую центрифугу с цельнометаллическим корпусом. Конструктивные особенности шнека в данном декантере создают в конической части корпуса дополнительный эффект прессования. Чем больше времени находится осадок внутри барабана, тем эффективнее результаты его разделения. Это обеспечивается благодаря экстремально низкому дифференциальному числу оборотов шнека.
Осадок подается во входную камеру шнека через впускную трубу, которая располагается по оси декан-тера. Далее через распределительные отверстия в корпусе шнека шлам после предварительного щадящего ускорения в тангенциальном направлении попадает в конусно-цилиндрический барабан, который вращается с числом оборотов, выбираемым в зависимости от характера выполняемой задачи. Внутри барабана шлам ускоряется до полной окружной скорости. Твердые частицы осадка под действием центробежных сил осаждаются на внутренней поверхности барабана.
Для улучшения водоотдачи и усиления эффекта очистки при обезвоживании, а иногда и при сгущении осадка, в декантер через смесительную трубу вводятся флокулянты (полиэлектролиты). Флокулянт интенсивно смешивается с осадком во входной камере. Флоккулы шлама образуются непосредственно перед попаданием осадка в зону очистки барабана, что приводит к оптимальному расходу полиэлектролитов.
Декантеры бывают двух- и трехфазные. Соответственно, первые служат для простого обезвоживания перерабатываемого сырья (т.е. разделяют жидкость на воду и механические примеси), вторые дополнительно разделяют жидкую фазу на две составляющие, например нефть и воду. Скорость вращения центрифуг - от 2 до 5 тыс. об./мин. Это обеспечивает высокую эффективность разделения.
Достоинством осадительных шнековых центрифуг является механизация выгрузки осадка из ротора и непрерывность работы. Это позволяет автоматизировать технологический процесс, полностью исключив ручной труд. В некоторых технологических процессах можно обойтись без расходных материалов (коагулянтов, флокулянтов), что снижает эксплуатационные затраты.
Таким образом, на сегодняшний момент механическое обезвоживание осадков на центрифугах, а также вакуум-фильтрах, фильтрах-прессах является оптимальным методом их переработки, в особенности для больших городов с развитой инфраструктурой, где использование процессов естественной сушки осадков нерационально как с экономической, так и экологической точек зрения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алексеев В.И., Винокурова Т.Е., Пугачев Е.А. Проектирование сооружений переработки и утилизации осадков сточных вод с использованием элементов компьютерных информационных технологий: учеб. изд. М.: Ассоциации строительных вузов, 2003. 176 с.
2. Алексеев Л.С. Контроль качества воды: учебник. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: ИНФРА-М, 2007. 160 с.
3. Обработка и удаление осадков сточных вод: в 2 т. / пер. с англ. Т. А. Карюхиной, И.Н. Чурбановой, И.Х. Заена. М.: Стройиздат, 1997. 236 с.
4. Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод. Изд. 3-е М.: Стройиздат, 1985. 256 с.
5. Яковлев С.В., Воронов Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод: учеб. изд. М.: Ассоциации строительных вузов, 2004. 704 с.
