21.Совместная очистка бытовых и промышленных сточных вод. Обработка осадков сточных вод.

Из тетради.В ряде случаев производственные сточные воды сбрасываются в городскую канализацию, где происходит смешение с бытовыми сточными водами. Полученную смесь очищают на единых очистных сооружениях.

Предъявляется ряд требований. Они не должны:

1. Нарушать работу сетей и сооружений

2. Содержать более 500 мг/л взвешенных и всплываемых веществ;

3. Не должны содержать вещества, которые способны засорять трубы, оказывать разрушающее действие на материал труб и элементы сооружения канализации;

4. Содержать вещества в концентрации, препятствующей биологической очистке сточных вод или сбросу их в водоем (с учетом эффективности очистки);

5. Иметь температуру выше 40°С;

6. Не допускаются залповые сбросы концентрированных производственных сточных вод в канализацию, а также сточных вод, содержащих в своем составе радиоактивное, токсическое и бактериальное загрязнения.

Ряд условий, предъявляемых к смеси бытовых и производственных сточных вод, направляемых на совместную очистку: температура – 6…30°С, pH – 6,5-8,5.

Общая концентрация растворимых солей в этой смеси не должны превышать 10 г/л, а величина БПК – 500-1000 мг/л (в зависимости от типа применяемых сорружений биологической очистки).

Допустимая концентрация тяжелых металлов в сточных водах не должны превышать: Cd – 0,1 мг/л, Cu – 0,5 мг/л, Ni – 0,5 мг/л, Pb – 0,1мг/л, Hg – 0,005 мг/л, Zn – 1 мг/л.

Из интернета. В процессе биохимической очистки в первичных и вторичных отстойниках образуются большие массы осадков: осадки в основном минерального состава; осадки в основном органического состава; смешанные осадки, содержащие как минеральные, так и органические вещества.

В процессе биохимической очистки в первичных и вторичных отстойниках образуются большие массы осадков: осадки в основном минерального состава; осадки в основном органического состава; смешанные осадки, содержащие как минеральные, так и органические вещества.

Для обработки и обезвреживания осадков используются различные технологические процессы.

Уплотнение активного ила. Уплотнение осадков связано с удалением свободной влаги и является необходимой стадией всех технологических схем обработки осадков. При уплотнении удаляется в среднем 60 % влаги и масса осадка сокращается в 2,5 раза. Наиболее трудно уплотняется активный ил. Влажность активного ила составляет 99,2-99,5 %. Для уплотнения используют гравитационный, флотационный, центробежный и вибрационный методы.

Гравитационный метод уплотнения является наиболее распространенным и применяется для уплотнения избыточного активного ила и сброженных осадков. Он основан на оседании частиц дисперсной фазы. В качестве илоуплотнителей используют вертикальные или радиальные отстойники.

Флотационный метод уплотнения осадков основан на прилипании частиц активного ила к пузырькам воздуха и всплывании вместе с ними на поверхность. Для образования пузырьков воздуха может быть использован метод напорной флотации, вакуум-флотации, электрофлотации и биологической флотации (за счет развития и жизнедеятельности микроорганизмов при подогреве осадка до 35-55°С).

Наибольшее распространение на практике получила напорная флотация. При этом в осадок активного ила подается определенное количество воды, предварительно насыщенной воздухом под давлением до 0,4 МПа. При снижении давления выделяется растворенный воздух в виде мелких пузырьков. Схема уплотнения ила флотацией показана на рис.6.28, а схема флотационного уплотнителя - на рис.6.29.

Рабочую жидкость подают по трубопроводам в нижнюю часть распределительного устройства. Сфлотированный ил собирают скребком, выполненным в виде спирали Архимеда, в периферийный лоток. Расход воздуха на уплотнение составляет 50-60 л/м³. Влажность уплотненного ила достигает 94,5-95 %.

Сгущение активного ила проводят в гидроциклонах, центрифугах и сепараторах.

Стабилизация осадков. Этот процесс проводят для разрушения биологически разлагаемой части органического вещества на диоксид углерода, метан и воду. Стабилизацию ведут при помощи микроорганизмов в анаэробных и аэробных условиях. В анаэробных условиях проводится сбраживание в септиках, двухъярусных отстойниках, осветлителях-перегнивателях и метантенках. Септики и отстойники используют на установках небольшой производительности.

Высокая влажность и большое содержание белка в активном иле приводят к низкому выходу газа при анаэробном сбраживании. Исходя из этого, выгоднее в метантенках сбраживать один сырой осадок из первичных отстойников, а активный ил подвергать аэробной стабилизации. Аэробная стабилизация заключается в продолжительной обработке ила в аэрационных сооружениях с пневматической, механической или пневмомеханической аэрацией. В результате такой обработки происходит распад (окисление) основной части биоразлагаемых органических веществ (до С0₂, Н₂0 и NH₃). Оставшиеся органические вещества становятся неспособными к загниванию, т.е. стабилизируются. Расход кислорода на процесс стабилизации приблизительно равен 0,7 кг/кг органического вещества.

Аэробную стабилизацию можно проводить и для смеси осадков из первичного отстойника и избыточного активного ила. Эффективность процесса аэробной стабилизации зависит от его продолжительности, интенсивности аэрации, температуры, состава и свойств окисляемого осадка.

Стабилизацию можно проводить по двум схемам (рис.6.30). В схеме на рис.6.30, а в стабилизатор подают уплотненный избыточный активный ил, а стабилизированный осадок поступает на последующую обработку. В схеме на рис.6.30, б в стабилизатор подают избыточный ил из вторичных отстойников. Из стабилизаторов осадок поступает в уплотнитель. Часть осадка возвращают в стабилизатор.

Кондиционирование осадков. Этот процесс предварительной подготовки осадков перед обезвоживанием или утилизацией проводят для снижения удельного сопротивления и улучшения водоотдающих свойств осадков вследствие изменения их структуры и форм связи воды. От условий кондиционирования зависит производительность аппаратов обезвоживания, чистота отделяемой воды и влажность обезвоженных осадков. Кондиционирование проводят реагентными и безреагентными способами.

При реагентной обработке осадка происходит коагуляция - процесс агрегации тонкодисперсных и коллоидных частиц. В качестве коагулянтов используют соли железа, алюминия [FeS0₄, Fe₂ (S0₄) ₃, FeCl₃, A1₁ (S0₄) ₃] и известь. Эти соли вводят в осадок в виде 10% -х растворов. Могут быть также использованы отходы, содержащие FeCl₃, A1₂ (S0₄) ₃ и др. Наиболее эффективным является применение хлорного железа совместно с известью. Доза хлорного железа составляет 5-8 %, извести 15-30 % (от массы сухого вещества осадка).

Вместо коагулянтов можно использовать и флокулянты. Для осадков с высоким содержанием органических веществ (25-50 %) целесообразно использовать только ка-тионные флокулянты; для осадков с зольностью 55-65 % следует комбинировать ка-тионные и анионные флокулянты; для осадков 65-70 % рекомендуют анионные флокулянты.

В осадок флокулянты вводят в виде растворов концентрацией 0,01-0,5 % по активной части. Доза флокулянта при обезвоживании осадков фильтрованием 0,2-1,5 %, при центрифугировании 0,15-0,4 % (на сухое вещество).

К безреагентным методам обработки относятся тепловая обработка, замораживание с последующим отстаиванием, жидкофазное окисление, электрокоагуляция и радиационное облучение.

Для обработки осадка на малых очистных сооружениях применяют в основном двухъярусные отстойники, двухъярусные септики и аэробное сбраживание. Двухъярусный отстойник может быть цилиндрической или прямоугольной формы с коническим или пирамидальным днищем. В верхней части сооружения находятся отстойные желоба, в нижней — иловаякамера. Отстойные желоба используются как горизонтальные отстойники. В них выпадает из воды вследствие небольшой скорости ее движения большая часть взвешенных и незначительная часть коллоидных веществ. Внизу осадочного желоба по всей его длине устраивается щель, через которую выпадающий осадок попадает вниз в иловую камеру, а продукты дгниения, выделяющиеся при гниении осадка, не попадают в осветленную воду, так как нижние грани отстойного желоба перекрывают одна другую на 0,15 м.

Двухъярусные отстойники применяют обычно для малых и средних очистных станций производительностью до 10 тыс. м3 в сутки. Выпавший в иловую камеру осадок сбраживается под воздействием гнилостных анаэробных бактерий, которые расщепляют сложные органические вещества (жиры, белки, - углеводы) первоначально до кислот жирного ряда, а в дальнейшем разрушают их до конечных более простых продуктов: газов метана, углекислоты и частично сероводорода.

Процесс перегнивания осадка происходит длительное время (60—180 дней). После распада органического вещества в осадке на 40—50% он считается технически созревшим, легко отдает влагу при сушке и не зловонен. Перегнивание осадка зависит также от состава сточной воды. Осадок бытовых вод хорошо перегнивает.

Септики — это отстойники, в которых одновременно происходят осветление и сбраживание сточной воды и длительное хранение и перегнивание выпавшего ила. Осадок хранится от 6 до 12 месяцев, в результате чего выпавший осадок, имевший органическую структуру, под влиянием накопившихся в нем анаэробных микроорганизмов разрушается, нерастворимые органические вещества превращаются в газообразный продукт и в растворимые минеральные соединения. Сточная вода в септиках в течение 2—4 суток осветляется и подвергается воздействию анаэробных бактерий.

Аэробное сбраживание органических осадков хозяйственно-фекальных и промышленных сточных вод в аэротенках отстойниках с длительной аэрацией осадков, поступающих из первичных и вторичный отстойников, широко применяется на очистных станциях в США, Франции, Финляндии, Японии и др. По опытным данным Академии коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова аэрация осадка может быть пневматическая с распределением воздуха дырчатыми трубами или с помощью механических аэраторов. Длительность аэрации активного ила принимается 7 суток, а смеси активного ила с осадком из первичных отстойников - 10 суток.