3. Природне зневоднення осадів стічних вод на мулових майданчиках. Типи мулових майданчиків

Найбільш поширеним методом збезводнення осаду є сушка його на мулових майданчиках різних конструкцій. Застосовують мулові майданчики на природній основі з дренажем і без дренажу, на штучній дренуючій основі, на асфальтобетонній основі з дренажем, а також каскадні мулові площадки з відстоюванням і поверхневим видаленням мулової води, площадки–ущільнювачі, площадки з механічним видаленням осаду або будь–якої іншої конструкції.

Механізм дії мулових майданчиків у основному зводиться до таких процесів:

• ущільнення осаду й видалення рідкої фази з поверхні;

• фільтрація рідкої фази через шар осаду й видалення її за допомогою дренажної системи;

• випаровування рідини з вільної поверхні осаду.

Залежно від конструкції площадки та властивостей осаду вказані процеси можна поєднувати один з одним.

Мулові майданчики складаються з карт, оточених з усіх боків валиками. Розміри карт і число випусків визначають виходячи з вологості осаду і способу прибирання після підсихання. Число карт – не менше 4. Робоча глибина карт – 0,7–1,0 м; висота захисних валиків на 0,3 м вище за робочий рівень осаду на карті.

Осад, розлитий по картах, підсушується переважно за рахунок випаровування води. Частина води профільтровується через дренаж або в грунт (на природній основі). Підсушений осад згрібають бульдозером або скрепером, завантажують у автомашини і відвозять на подальшу утилізацію. Вологість підсушеного осаду складає близько 75%. На мулових майданчиках влаштовують дороги з пандусами для з'їзду на карти автотранспорту і засобів механізації.

Площа мулових майданчиків залежить від кількості осаду, його характеру і кліматичних умов.

У світовій практиці мулові площадки використовують на станціях малої продуктивності; на очисних спорудах середньої і великої продуктивності перевагу віддають механічному зневодненню осадів.

Якщо ґрунт добре фільтрує воду (пісок, супісок) і ґрунтові води знаходяться на великій глибині, мулові майданчики влаштовують на природних ґрунтах. При неглибокому заляганні ґрунтових вод (до 1,5 м) необхідно передбачати пониження їх рівня або застосовувати мулові майданчики на штучній асфальтобетонній основі з дренажем.

Рис. 11.2 – Мулові майданчики:

1 – кювет захисної канави; 2 – дорога; 3 – зливний лоток;

4 – бруски, що підтримують розвідний лоток; 5 – розвідний лоток;

6 – дренажний колодязь; 7 – збірна дренажна труба; 8 – дренажний шар;

9 – дренажні труби; 10 – з'їзд на карту; 11 – дренажна канава;

12 – шибери; 13 – щит під зливним лотком; К–1 – К–5 – колодязі

Розміри карт мулових майданчиків у залежності від місцевих умов для великих станцій приймають від 200 до 400 м² і більше.

Корисну площу мулових майданчиків, м², визначають за формулою:

, (11.1)

де W – кількість осаду, м³/доб, що надходить на мулові майданчики;

h – навантаження осаду на мулові майданчики, м³/(м²рік);

К – кліматичний коефіцієнт.

3. Механічне зневоднення осадів стічних вод

Зневоднення осадів стічних вод на мулових майданчиках для очисних споруд середньої і великої продуктивності часто виявляється неможливим через відсутність вільних земельних площ. Тому на таких станціях застосовують механічне зневоднення осадів на вакуум–фільтрах, фільтр–пресах, центрифугах або інших апаратах.

До переваг механічного зневоднення осаду можна віднести: велику потужність, скорочення виробничої площі за рахунок відмови від мулових майданчиків; ліквідація неприємних запахів; зменшення кількості обслуговуючого персоналу; відсутність впливу кліматичних факторів на процес зневоднення; можливість автоматизації всього комплексу споруд на очисній станції.

Механічне зневоднення осаду здійснюють за допомогою фільтр–пресів, центрифуг і вакуум–фільтрів. При цьому вологість осаду (кека) після зневоднення зменшується до 75–80 %.

Осади міських стічних вод, що підлягають механічному зневодненню, попередньо оброблюють (промивають зброджений осад), коагулюють хіміч–ними реагентами.

При фільтруванні відбувається процес відділення твердих частинок від рідини при різниці тиску над фільтрувальним середовищем і під ним. Фільтруючим середовищем на барабанних вакуум–фільтрах і фільтрпресах є фільтрувальна тканина і шар осаду, що налипає на тканину в процесі фільтрування. Первинне фільтрування відбувається через тканину, в порах якої тверді частинки осаду затримуються і створюють додатковий фільтрувальний шар. Цей шар у міру фільтрування збільшується і є головним фільтруючим середовищем, а тканина служить лише для підтримки фільтруючого шару. В зоні фільтрування осад фільтрується під дією вакууму (в барабанних вакуум–фільтрах), а на фільтрпресах – під тиском.

Зброджений осад, вивантажуваний з метантенка, перед подачею на механічне зневоднення піддають промивці технічною водою протягом 15–20 хв. з розрахунку 2–4 м³ води на 1 м³ осаду і продувають повітрям в об'ємі 0,5 м³ на 1 м³ суміші осаду і води. Потім цю суміш направляють у мулозгущувачі, де протягом 12–24 годин ущільнюється осад і видаляється вода. Мулова вода, що містить до 1,5 г/л завислих речовин і БПК до 900 мг/л, прямує на очисні споруди, а ущільнений осад (кек) вологістю 94–96% перед подачею на механічне зневоднення піддають коагуляції. Осад після такої обробки має нижчий питомий опір і значно легше віддає воду. Реагенти вводять безпосередньо перед подачею осаду на механічне зневоднення (перед фільтрпресами, центрифугами).

Для зневоднення значної кількості осаду в економічному й технічному відношенні доцільно застосовувати вакуум–фільтри (барабанні, дискові або стрічкові). Найбільш розповсюдженими є барабанні вакуум–фільтри постійної дії загального призначення типу БОУ.

Вакуум–фільтри являють собою горизонтально розташований циліндричний барабан, покритий фільтруючою тканиною. Барабан повільно обертається на цапфах і занурений приблизно на 1/3 у корито, в яке завантажують осад, що зневоднюють.

Перевагами методу центрифугування є простота, економічність і керованість процесом. Центрифугування осадів здійснюють з застосуванням флокулянтів або без них. При використанні флокулянтів осад після зневоднення (кек) має меншу вологість; рідка фаза, що утворюється при центрифугуванні (фугат), має менше забруднення.

Однак центрифуги швидко зношуються, якщо в осаді містяться абразивні домішки, в тому числі пісок. Тому необхідно в схемі механічного очищення стічних вод, осади яких передбачається обробляти на центрифугах, приймати грати з шириною прозорів 5,2 мм для більш ретельної затримки забруднень.

У порівнянні з вакуум–фільтрами, за початковими рівними умовами, після обробки на фільтр–пресах утворюються осади з меншою вологістю.

На відміну від центрифуг стрічкові фільтр–преси не піддаються абразивному зношуванню при підвищеному вмісті піску в осаді.

Залежно від складу, властивостей та температури осадів і флокулянта, що застосовують, остаточна вологість кеку на виході фільтр–преса складає 65–74%.

Питання для самоперевірки

1. На яких спорудах станції очищення стічних вод утворюються осади?

2. Дайте характеристику якісних властивостей осадів стічних вод.

3. Яке основне завдання обробки осадів стічних вод?

4. Назвіть основні стадії обробки осадів стічних вод.

5. З якою метою здійснюють ущільнення осадів? Які осади піддають ущільненню?

6. Для чого осади стічних вод піддають стабілізації?

7. Які типи споруд застосовують для механічного зневоднення осаду?

8. Чи можливе використання центрифуг без флокулянтів?

9. Які переваги мають фільтр–преси у порівняні з вакуум–фільтрами або

декантерами?