Для инженерно-технических работников

Водоснабжение, канализация и газоснабжение

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Подготовку осадков для обезвоживания проводят с целью увеличения влагоотдачи коагуляцией, флокуляцией, реагентно-тепловой и тепловой обработкой.

Коагуляция. Обычно частицы осадков городских сточных вод имеют отрицательный заряд, ^-потенциал их растет по абсолютному значению при длительном хранении и уплотнении. Изо-электрическая точка органических осадков находится в области рН = 4-г-б.

Введение коагулянтов FeCl3, AIC13, FeS04 способствует сдвигу рН в кислую область и нейтрализации ^-потенциала. Этого можно достигнуть также путем введения кислоты и коагулянта либо одной кислоты. Белковые системы в осадке самопроизвольно коагулируют при рН = 4ч-5. Весьма [сложно предсказать заранее условия коагуляции и дозировку реагентов. Условия устанавливаются экспериментально на лабораторном стенде.

Определяя скорость уплотнения либо изменение удельного сопротивления осадка фильтрации, находят оптимальные дозы реагентов и условия хлопьеобразования.

Сбраживание осадков в метантенках повышает рН иловой воды до 8—8,5 за счет гидратной и карбонатной щелочности, отодвигая систему от изоэлектрической точки. Сброженные осадки промывают технической (очищенной) водой, удаляя избыток щелочности и тонкодисперсные частицы, обладающие высоким зарядом. Промывка снижает затраты реагентов, но оказывает неблагоприятное воздействие на очистку сточных вод, увеличивая дополнительные загрязнения по БПК и неосаждающимся взвесям на аэротенках; тем самым инициируется повышенный прирост ила. Высокое содержание аммонийного азота (600—800 мг/л) в иловой воде также увеличивает содержание азота в поступающих стоках, причем весьма существенно (на 6—8 мг/л при обычной его концентрации 25—30 мг/л). В условиях жесткого нормирования качества очищенной воды возврат промывных вод и проведение промывки в целом нежелательны.

Усредненные дозы хлорного железа составляют 1,5—3 % для сырого осадка первичных отстойников и 3—4 % для сброженного, 6—9 % — для избыточного уплотненного активного ила и 3—5 % — для сырой смеси. Коагуляция неуплотненных продуктов снижает расход реагентов. Сброженная и промытая смесь осадков требует добавки 4—6 % хлорного железа по сухому веществу осадка.

Упрочнение (сжатие) сформировавшихся хлопьев коагулянта и повышение водоотдачи осадков наблюдается при введении извести. Частицы извести образуют механическую структуру (скелет) осадка, пластичность его снижается, лучше проходит фильтрация и отжим воды прессованием. Усредненные дозы извести принимают равными 6—10 и 17—25 % соответственно для сырых осадков первичных отстойников и избыточного ила, 9—13 % для сырой и 12—20 % для сброженной промытой смеси осадков. В совокупности влияющие факторы сведены в формулу И. С. Туровского по определению дозы коагулянта D (%)

Коэффициент К отражает свойства коагулянта и осадка при их взаимодействии. В случае использования одного коагулянта — хлорного железа для сырых и сброженных осадков К. = 0,25. В сочетании коагулянта с известью значение К — 0,25 для сброженных осадков и К = 0,30 для сырых, включая избыточный активный ил.

Сернокислый алюминий уступает хлорному железу в интенсивности снижения удельного сопротивления и продуцирует кек повышенной влажности.

Флокулянты возможно подавать дробно — 50 % на стадии уплотнения и 50 % на обезвоживании либо полностью на стадии подготовки к обезвоживанию. Подробные рекомендации по приготовлению и дозированию флокулянтов приведены в методических  указаниях   [10].

Камерой хлопьеобразования в схемах вакуум-фильтрации является корыто фильтра, снабженное мешалкой. Такой камеры нет в пресс-фильтрах, а должны быть предусмотрены соответствующие мероприятия по хлопьеобразованию и защите хлопьев от разрушения при транспорте скоагулированного осадка.

Реагентно-тепловая обработка. Относительно быстрое и существенное снижение удельного сопротивления фильтрации сырых осадков достигается при снижении рН до изоэлектрическои точки и упрочнении хлопьев осадка тепловой обработкой. Избыточное введение кислоты приводит к перезарядке частиц и ухудшению влагоотдачи. Более рационально вести процесс с меньшими дозами кислоты, не достигая изоэлектрическои точки, а формирование и упрочнение хлопьев производить добавкой коагулянтов и тепловой обработкой. Таким образом, возможный вариант обработки сырых осадков будет включать добавку кислоты (серной, как наиболее дешевой) для понижения рН до 4,5-Ь-5 с одновременным введением хлорного железа либо железного купороса, нагрев осадка в течение 2—3 мин до температур 65—80 °С. За счет тепловой обработки рН смеси повышается в среднем на единицу. Нейтрализацию   осадка   ведут  добавкой   извести   (при   вакуум-фильтровании), частью иловой воды либо сброженной смеси после метантенков (при центрифугировании и пресс-фильтровании). Для нагревания осадка возможно использовать спиральные либо трубчатые («труба в трубе») теплообменники, пароэжекционные установки. Получаемый кек имеет рыхлую структуру, его общий объем сокращается на 30 % за счет понижения влажности (по сравнению с реагентной обработкой). Тепловая обработка гарантирует обеззараживание и дегельминтизацию кека и иловой воды.

Реагентно-тепловая обработка сброженной смеси требует повышенного расхода кислоты на нейтрализацию гидратно-карбонат-ной щелочности. В этом случае применяют меры по снижению щелочности путем промывки осадка очищенной водой либо технологию минерализации осадков, например, путем одновременного сбраживания и аэробной стабилизации различных потоков. Возможны и другие варианты ликвидации вредного воздействия аэробного сбрасывания на влагоотдачу осадков, основанных на использовании отходов промышленности.

Тепловая обработка. Общеизвестная схема тепловой обработки осадка при температуре 190—210 °С требует больших затрат энергии, продуцирует значительное количество вторичных растворенных загрязнений в иловой воде — до 8—10 г/л по ВПК, предъявляет высокие требования к надежности и безопасности работы оборудования. Большей гибкостью обладают схемы двухступенчатого подогрева с промежуточным отделением иловой воды. Учитывая наличие высоконапорного оборудования и повышенных температур, эксплуатацию установок ведут по специальным инструкциям, разрабатываемым применительно к каждому объекту  (очистной  станции).