Обработка и утилизация осадка сточных вод

Состав и свойства образующегося осадка

В процессе очистки сточной жидкости выделяется осадок, состоящий из твердой фазы и воды. Количество осадка в первичных отстойниках при очистке бытовых сточных вод составляет 0,8 л на 1 человека в сутки при влажности осадка 95%. Дополнительно некоторое количество осадка получается при биохимической очистке сточных вод.

Твердая фаза осадка бытовых сточных вод состоит в основном из органических веществ (60...80%). Основными его компонентами являются углеводы, жироподобные и белковые вещества, составляющие в сумме 80...85%. Остальные 20...15% представляют собой лигнино-гумусовый комплекс. Сырой осадок содержит ценные вещества – азот, фосфор, калий. Он легко загнивает и является очень опасным в санитарном отношении, так как в нем содержатся многочисленные и разнообразные виды бактерий и вирусов, а также яйца гельминтов. Азот, фосфор и калий при использовании свежего осадка в виде удобрений плохо усваиваются растениями.

При задерживании осадка в отстойниках в течение длительного периода он загнивает с выделением газов и всплывает, что нарушает процесс отстаивания, поэтому осадок необходимо своевременно удалять из отстойников и подвергать обезвоживанию и обезвреживанию.

В зависимости от технологической схемы очистки возможно выделить несколько видов осадка:

  • – осадок (отбросы) с решеток;
  • – осадок (песок) из песколовок;
  • – осадок из первичных отстойников ("сырой" осадок);
  • – осадок из первичных отстойников с коагулянтами или флокулянтами;
  • – избыточный активный ил после биологической очистки в аэротенках;
  • – избыточная биопленка после биологической очистки в биофильтрах;
  • – активный ил с коагулянтами или флокулянтами;
  • – смеси осадка и ила.

Загрязнения сточных вод могут переходить в осадок, не изменяя своего химического состава и структуры (осадок с решеток, из песколовок, из первичных отстойников), и с изменением состава и структуры (избыточный активный ил или избыточная биопленка, осадок после реагентной обработки воды и т.п.).

Объем образующегося в процессе очистки осадка в зависимости от принятой технологической схемы составляет 0,5...10% объема сточной воды.

Активная реакция среды в осадке колеблется в пределах 6...8, температура – 12...20 °С. Во всех видах осадка (кроме отбросов с решеток и осадка из песколовок) содержится 90...99% жидкости, которая состоит из свободной (60...70%), коллоидно связанной (20...30%) и гигроскопической (4...10%) воды. Свободная вода отделяется от осадка простой фильтрацией или отжимом, коллоидно связанная вода может быть частично переведена в свободную при коагуляции или флокуляции или при термической обработке. Гигроскопическая вода удаляется только при сжигании осадка. Удаление из осадка только свободной воды недостаточно для того, чтобы осадок приобрел влажность, при которой его можно транспортировать на плоских поверхностях (менее 83%), и необходимо, как правило, удалять еще до 30% коллоидно связанной воды.

Влажность отбросов, снимаемых с решеток, составляет 80%, объемная масса 750 кг/м3. Осадок, задерживаемый в песколовках, состоящий в основном из минеральных частиц (песка), имеет зольность от 70 до 90%, влажность около 60%, объемную массу 1500 кг/м3.

Осадок из первичных отстойников представляет собой студенистую массу и отличается большой неоднородностью состава, что обусловлено разнообразием условий эксплуатации очистных сооружений и канализуемого объекта. В осадке находятся частицы размерами 5... 10 мм и менее 1 мкм. Бо́льшую часть осадка составляют органические вещества (60...70%), в нем содержатся соединения железа, алюминия, кремния, кальция, магния, калия и т.д. Осадкок может содержать токсичные и канцерогенные вещества, в том числе соли тяжелых металлов, синтетические ПАВ и др. Содержание этих веществ определяется наличием в хозяйственно-бытовых сточных водах примесей производственных стоков. Из-за большого количества органического вещества осадкок из первичных отстойников быстро загнивает. Средняя влажность осадка первичных отстойников 93...95%.

Размеры частиц активного ила не превышают 3 мм, а основная масса частиц (98%) имеет размер менее 1 мм. Избыточный активный ил и избыточная биопленка состоят в основном из органического вещества, количество которого в зависимости от режима работы сооружений колеблется от 65 для аэротенков полного окисления до 75% для высоконагружаемых сооружений. Влажность активного ила, удаляемого из вторичных отстойников, довольно высока: после аэротенков – 99,2...99,7, после биофильтров – 96...96,5%.

Осадок в значительной степени загрязнен патогенными бактериями, яйцами гельминтов, цистами простейших, поэтому опасен в санитарно-эпидемиологическом отношении и требует обеззараживания.

Как очевидно из показателей влажности, в осадке содержится большое количество воды, основная часть которой находится в связанном состоянии, поэтому он обладает плохой водоотдачей. При загнивании осадка увеличивается количество коллоидных и мелкодисперсных частиц, что ведет к дальнейшему ухудшению водоотдачи.

Степень распада органического вещества при аэробной стабилизации значительно меньше, чем при анаэробных процессах, но оставшаяся часть достаточно стабильна. После аэробной стабилизации осадок уплотняют в отстойниках за 5... 15 ч до влажности 96...98%. При стабилизации бактерии Coli гибнут на 95%, но яйца гельминтов не исчезают, поэтому осадок после аэробной стабилизации нуждается в обеззараживании.

Структура осадка, сброженного в анаэробных условиях (в метантенках, двухъярусных отстойниках и других сооружениях анаэробного сбраживания), мелкая и однородная, цвет почти черный или темно-серый. Осадок отличается высокой текучестью, выделяет запах сургуча или асфальта. В метантенках распад осадка сопровождается выделением большого количества газа – метана, весьма ценного для использования.

Способность осадка отдавать воду характеризуется величиной удельного сопротивления фильтрованию, которая для осадка первичных отстойников составляет, как правило, (200...400) • 1010 см/г, хотя колебания этой величины велики – (30... 1000) • 1010 см/г. Удельное сопротивление активного ила выше, колеблется от 75 • 1010 до 8000 • 1010 см/г и быстро возрастает с увеличением его концентрации. Удельное сопротивление смеси осадка первичных отстойников и активного ила ниже, чем удельное сопротивление только активного ила.

Показатель удельного сопротивления используют при расчете оборудования для обезвоживания осадка. Для вновь строящихся очистных сооружений данных об удельном сопротивлении нет, и следует пользоваться указаниями нормативных документов; при реконструкции существующих сооружений для обработки осадка совершенно необходимо определить этот показатель.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >