45. Кондиционирование осадков

Это методы для улучшения влагоотдающих СВойств. Методы:

1. Химические.

2. Механические.

До недавнего времени самый эффективный метод- ВВедение минеральных реагентов. Наиболее эффективное для осадков – хлорное железо, но это страшный яд. Хуже работают соли алюминия. самый эффективный метод кондиционирования – нагревание(термическое кондиционирование с нагреванием осадка). При этом снижается гидрофильность частиц и происходит отделение всей свободной и связанной воды. При введении полимеров (флокулянтов) дает лишь незначительное выведение связанной воды. Хотя все зависит от вида осадка и его свойств. При обработке осадка важно:

1. Вводят двойную дозу солей железа или алюминия. Это для органических осадков.

2. Если осадки гидрофильные, то соли тяжелых металлов не применяются, качественный метод ВВедение извести.

Вообще уходят от использования минеральных реагентов,

1.их сложно хранить и от них много осадка (90%от них-в осадок).

2.портят центрифуги абразивным износом

Чаще используют флокулянты(полимеры). Необходимо предусматривать реагентное хозяйство с качественным перемешиванием. Дозы выбирают по испытаниям.

Катионные хороши для преимущественно органических осадков. Полиэлектролиты могут подходить для обезвоживания на ленточные фильтр-прессы, они способствуют дренажу, но для центрифуг нужны тока с большой молекулярной массой осадка. Полиэлектролиты перекачиваются винтовыми насосами.

Анионные полиэлектролиты применяют на осадках с содержанием минеральных составляющих. Анионные полиэлектролиты применяют от 0,3кг до 3кг/тонну осадка. Обрабатывать осадки смешанные – минеральные с органическими выгодно, получаются осадки с высокой агрономической ценностью, они лучше обезвоживаются, но больше объем.

Применяют либо порошковые полиэлектролиты, они готовятся на станции. Разводить растворы в течении 2-3 дней, поэтому полиэлектролиты не запасают. Иногда их привозят в эмульсиях. На станции раствор разбавляется, созревает в течении 20 мин. При медленном перемешивании.

При обезвоживании на ЦФГ полиэлектролит ВВодится прямо в трубу подачи осадка на входе в аппарат. Для инициирования процесса хлопьеобразования достаточно энергии хлопьеобразования центрифуги. В ЛФП производится подача в бак небольшого размера с перемешиванием, время флокуляции около 1 минуты. Если ленточные фильтры упрощенной конструкции, то подача флокулянта также через трубу через циклонный смеситель. При фильтр прессах применяется разный ВВод полиэлектролита:

1. До или после насоса на фильтр пресс.

2. Или в реактор или трубопровод.

Термическое кондиционирование: Самый эффективный способ. Нагревание осадка происходит. Нагревают осадок при температуре 180-205град. Диапазон 30мин – 2часа, при давлении 1,2-2 Мпа греют. Для подогрева осадка в реактор подают острый пар. Обработанный осадок стерилен, легко уплотняется, происходит распад органических веществ, их растворение и переход твердой фазы осадка в жидкую, также изменение структуры осадка, их зольности и частично меняется химический состав. Тепловой обработке подвергаются как сброженные, так и сырые осадки. Приводит к необратимой трансформации структуры осадка. Существенно снижает сопротивление. Снижается гидрофильность осадка(способность к поглощению влаги из окружающей среды.). Одновременно протекают 2 процесса: выделение в осадок ВВ, растворенные вещества переходят в осадок. Жиры относительно стабильны и не разрушаются. При термической обработке растворяется до 40 % органики, выделяется межчастичная жидкость с БПК от 3 до 6тыс. Самые высокие результаты получаются при обработке необработанных осадков. Также выделяется в раствор азот в виде аммония. Фосфор и металлы остаются.

Преимущества термического кондиционирования:

1. Улучшение структуры осадка

2. Безреагентный метод

3. Высокое содержание сухого вещества в кеке после фильтр-прессов. Влажность осадка остается 50%. Осадки стерилизованы(обеззаражены).

4. Возможность использования биогаза.

5. Стабильность получаемых результатов, они мало зависят от качества осадков.

Минусы термического кондиционирования:

1. Жидкость выходит с большой нагрузкой по БПК, в итоге сильное увеличение нагрузки на ос. Большое содержание азота в воде. В таком составе ХПК в СВ и соединения, которые выделяются могут оказывать ингибирующее действие на системы.

2. Обильное выделение запахов, в т.ч. не в самом аппарате, а воняют осадки.

3. Необходимость чистки поверхности теплообменников. Нельзя осадки с кальцием обрабатывать.

4. Это дорогой, энергоемкий метод.

Есть 2е схемы подачи тепловой энергии в аппарат: (1) подача острого пара прямой инжекцией в реактор

П- парогенератор

- - - - подача пара

------- - подача осадка

(2) подача тепловой энергии непрямого обмена с неиспаряющимся теплоносителем. Тут используется два контура и два теплообменника.

- - - - - - контур масла.

Сам реактор – стальная колонна, верх часть реактора – пространство для пара, пар на сжигание идет. Работа автоматизирована, очень энергоемкая, очень редко используют установку, в основном на малых расходах.

Если теплообмен обеспечен достаточный, то расходы энергии следующие: при прямой (1 схема) 60-90кВт/ч*м3 осадка. При непрямой (2 схема) 40-70 кВт/ч*м3 осадка.

Методы эффективны, когда реактор более 30м³ и осадок сброжен.

В силу высоких затрат на инвестиции и эксплуатационных затрат следующие методы неэффективны:

1. Замораживание и размораживание. Вода переход в СВободное состояние и ее легко отфильтровать наиболее эффективно этот метод работает при гидрофильных осадках(плохо отдают влагу). Метод требует больших энергетических расходов.

2. Метод с введением наполнителей(введение сухих веществ). Улучшается когезия осадка. ВВодят мел, кору, листву и другие присадки. Метод позволяет отказаться от реагентов. Используют наполнители, которые являются отходами. Если обработка минеральных осадков вместе с органическими эффективна, то присадки работают хорошо. Наполнители также можно ВВодится в уже обезвоженный кек. Цели: искусственное увеличение сухого вещества в осадке, снижение коэффициента сжимаемости осадка, при этом добавляется зола в осадок.

3. Кондиционирование с помощью электроосмоса. 2 процесса: предварительная флокуляция, затем сам электроосмос. За счет электрического поля отбирает воду из капилляров. Такой метод разработан специально для огнеупорных осадков. Снижает сухое вещество на 5-10%. Метод ограничен в применении из-за дороговизны. Метод находится на стадии разработки и испытаний.

4. Д обавление инертных материалов для обезвреживания токсичных отходов. Применяется сочетание материалов. Например, портландцемент, силикат натрия, органические смолы, шлаки и тд. Это не собственно метод кондицонирования, после этого осадок не обезвоживается, а затвердевает. Вещества уже не вымываются из осадка. Применяется для обработки токсичных осадков на специфических предприятиях (радиоактивные осадки).

Тепловая обработка осадка: 1-дробилка, 2-резервуар осадка, 3-насос, 4- теплообменник, 5-реактор, 6-устройство для снижения давления, 7-уплотнитель