Утилизация и ликвидация осадков сточных вод

Осадки сточных вод, скапливающиеся на очистных сооружениях, представляют собой водные суспензии с объемной концентрацией полидисперсной твердой фазы от 0, 5 до 10%. Поэтому прежде чем направить их на ликвидацию или утилизацию, их подвергают предварительной обработке для получения шлама, свойства которого обеспечивают возможность его или ликвидации с наименьшими затратами энергии и загрязнениями окружающей среды. Технологический цикл обработки осадков сточных вод, представленный на рис. 73, включает в себя все виды обработки, ликвидации и утилизации.

Рис. Схема технологического цикла обработки осадков сточных вод

Уплотнение осадков сточных вод является первичной стадией их обработки. Наиболее распространены гравитационный и флотационный методы уплотнения. Гравитационное уплотнение осуществляется в отстойниках-уплотнителях; флотационное – в установках напорной флотации. Применяются также центробежное уплотнение осадков в циклонах и центрифугах. Перспективно вибрационное уплотнение путем фильтрования осадка через фильтрующие перегородки или с помощью погруженных в осадок вибраторов.

Стабилизация осадков используется для разрушения биологически разлагаемой части органического вещества, что предотвращает загнивание осадков при длительном хранении на открытом воздухе (сушка на иловых площадках, использование в качестве сельскохозяйственных удобрений и т.п.). Для стабилизации осадков промышленных сточных вод применяют в основном аэробную стабилизацию – длительное аэрирование осадков в сооружениях типа аэротенков, в результате чего происходит распад основной части биологически разлагаемых веществ, подверженных гниению.

Кондиционирование осадков проводят для разрушения коллоидной структуры осадка органического происхождения и увеличения их водоотдачи при обезвоживании. В промышленности применяют в основном реагентный метод кондиционирования с помощью хлорного железа и извести. Стоимость такой обработки составляет до 40% стоимости всех затрат при обработке осадка, поэтому разрабатываются более экономичные методы: тепловая обработка, замораживание и электрокоагуляция.

Обезвоживание осадков сточных вод предназначено для получения шлама с объемной концентрацией твердой фазы до 80%. Эту операцию осуществляют в основном путем сушки на иловых площадках. Однако из-за дефицита земельных участков применяют и другие методы сушки: фильтрованием на нутч- и фильтр-прессах, термической сушкой и др.

Ликвидация осадков сточных вод применяется в тех случаях, когда утилизация оказывается невозможной или экономически нерентабельной. Сжигание – один из наиболее распространенных методов ликвидации таких осадков. Предварительно обезвоженные осадки органического происхождения имеют теплотворную способность 167800 – 21000 кДж/кг, что позволяет поддерживать процесс горения без использования дополнительных источников теплоты. Осадки сжигают на станциях очистки сточных вод в многоподовых, циклонных печах, а также печах кипящего слоя.

На рис. 74. представлена схема установки с использованием теплоты, полученной от сжигания осадков. Дымовые газы, образующиеся при сжигании твердых отходов в печи 1 с температурой 900-1000^оС, поступают в камеру 3 для сжигания осадка сточных вод, в которой навстречу потоку дымовых газов с помощью насоса-дозатора 12, компрессора 13 и распределителя 2 подается осадок в распыленном состоянии. В камере 3 капли осадка подогреваются, подхватываются потоком дымовых газов, сгорают и поднимаются в верхнюю зону камеры. Температура дымовых газов в верхней зоне камеры за счет испарения влаги, содержащейся в осадках, снижается до 750-800^оС. В этой же зоне происходит дезодорация паров воды. Дымовые газы, содержащие минеральные частицы осадка, золу и пары воды, поступают в теплообменник. Одновременно из бака 4 в канал теплообменника 5 подается уплотненный осадок с влажностью 93-95%, который подсушивается до 84-89% и поступает в бак 10, оборудованный шнеком 11 для размельчения и подачи осадка к насосу-дозатору 12. Дымовые газы, охлажденные в теплообменнике до температуры 300-350^оС, поступают в фильтр 6, откуда отсасываются вентилятором 8 через трубу 7 в окружающую среду. Твердые частицы, осаждающиеся на фильтре, поступают в сборник 9, откуда периодически удаляются.

Установки такого типа не вызывают загрязнение окружающей среды, просты в эксплуатации. Они позволяют обезвреживать органические отходы с влажностью до 60% и объемным содержанием механических примесей до 10%.

К временным мероприятиям по ликвидации осадков относятся: сброс жидких осадков в накопители и закачка в земляные пустоты. Регенерация методов – один из способов утилизации осадков сточных вод на многих предприятиях. Основными методами регенерации металлов являются вакуумная кристаллизация и нейтрализация.

Рис 74. Схема установки для сжигания осадков сточных вод и твердых отходов:

1 – печь; 2 – распылитель осадка; 3 – камера для сжигания осадков; 4 – бак для уплотненного осадка; 5 – теплообменник; 6 - воздушный фильтр; 7 – труба дымовых газов; 8 – вентилятор; 9 – сборник шлама; 10 – промежуточный бак; 11 – шнек для измельчения и подачи осадка; 12 – насос-дозатор; 13 – компрессор.