Иловые площадки и сооружения для механического обезвоживания осадка, его термической сушки и сжигания
Иловые площадки, служащие для обезвоживания осадков, представляют собой спланированные земельные участки, разделенные на карты земляными валиками (рис. К-38).
Рис. К-38. Иловые площадки
1 -дорога; 2 - сливной лоток; 3 - иловый лоток; 4 - дренажный колодец: 5 - дренажная труба; 6 - съезд на карту: 7 -шиберы; 8 - щит у лотка
Осадок влажностью 90-97 %, чаще всего 97 % (сброженный осадок из метантенков), периодически разливают на отдельные карты размером (10-40) (60-120) м и подсушивают. Высота слоя осадка, напускаемого на карту за один раз, составляет 0,2-0,25 м. Подсушенный осадок имеет влажность 75-80 %.
Иловые площадки устраивают обычно на естественном основании при глубине залегания подземных вод не менее 1,5 м от поверхности карт. При недостатке территории, а также при залегании подземных вод на глубине менее 1,5 м на площадках устраивают трубчатый дренаж. Трубы укладывают в канавы, заполненные щебнем или гравием с крупностью частиц 2-6 см. Расстояние между дренажными канавами принимают равным 6-8 м. Минимальная глубина канавы - 0,6 м, уклон - 0,003.
Подсушенный осадок используют в качестве удобрения.
Для сбора осадка применяют скрепер или бульдозер. Собранный осадок грузят в автомобили с помощью экскаватора. В зимнее время замерзший осадок раскалывают на глыбы и вывозят на поля.
В зимний период осадок намораживается, при этом под намораживание отводится 80 % площади, а 20 % предназначается для использования в период весеннего таяния намороженного осадка. Высота слоя намораживания должна быть на 0,1 м менее высоты ограждающих валиков.
Выделившуюся иловую воду собирают и перекачивают на очистные сооружения. Количество иловой воды оставляет 30-50 % объема обезвоживаемого осадка.
Для сушки осадка на иловых площадках, особенно на крупных очистных станциях, требуются большие земельные площади. В связи с этим в последнее время находит все большее распространение механическое обезвоживание осадка: вакуум-фильтрование, центрифугирование и фильтр-прессование. Метод механического обезвоживания осадка выбирают с учетом его физико-химических свойств.
Вакуум-фильтр (рис. К-39) представляет собой горизонтальный цилиндрический барабан, обтянутый капроновой или хлорвиниловой фильтрующей тканью.
Рис. К-39. Барабанный вакуум-фильтр
1 – барабан; 2 – корыто; 3 – секции; 4 – коллектор; 5 – распределительная головка; 6 – канал, соединяющий с вакуумом; 7 – канал, соединяющий с давления; 8 – нож; I – зона фильтрации (вакуум); II – зона сушки (вакуум); III – нейтральные зоны; IV – зона отдувки осадка (повышенное давление)
Барабан, разделенный на несколько секций и частично погруженный в корыто со сброженным осадком, медленно вращается. В секциях его, погруженных в корыто, вакуумнасосом создается вакуум, в результате чего осадок прилипает к фильтрующей ткани, а вода, пройдя через эту ткань, попадает внутрь барабана, откуда отводится по трубе. Осадок отделяется от ткани ножом. Для облегчения съема осадка в зоне расположения ножа компрессором создается повышенное давление. Обезвоженный осадок имеет влажность 78-80 %.
Рис. К-40. Схема вакуум-фильтровальной установки
1 – барабанный вакуум-фильтр; 2 – вакуум-насос; 3 – рессивер; 4 – воздуходувка; 5 – насос для перекачки фильтрата; 6 – транспортер; 7 – бункер обезвоженного осадка
В последние годы для обезвоживания осадка сточных вод все шире применяются непрерывно действующие осадительные горизонтальные центрифуги со шнековой разгрузкой обезвоженного осадка. Влажность обезвоженного осадка составляет 50-80%.
Рис. К-41. Схема устройства центрифуги типа ОГШ
1 - труба для подачи осадка; 2 - отверстия для выгрузки фугата; 3 - бункер для сбора фугата; 4 - отверстия для поступления осадка в ротор; 5 - бункер для сбора кека; 6 - ротор; 7 - полый шнек; 8 - отверстия для выгрузки кека
Схема устройства центрифуги показана на рис. К-41. Основными ее элементами являются конический ротор со сплошными стенками и шнек с полым валом. Ротор и шнек вращаются в одну сторону, но с разными скоростями. Под действием центробежной силы твердые частицы отбрасываются к стенкам ротора и вследствие разности частоты вращения ротора и шнека перемещаются к отверстиям в роторе, через которые обезвоженный осадок попадает в бункер кека. Образовавшаяся в результате осаждения твердых частиц жидкая фаза (фугат) отводится через отверстия, расположенные с противоположной стороны ротора.
Для обезвоживания осадка применяются также фильтр-прессы, например, типа ФПАКМ (рис. К-42).
Рис. К-43. Схема фильтр-пресса
1 – опорная плита; 2 – фильтровальные плиты; 3 – нажимная плита; 4 – фильтровальная лента; 5 – вертикальные опоры; 6 – привод нажимной плиты; 7 – подача осадка и сжатого воздуха; 8 – подача воды на диафрагмы; 9 – отвод фильтрата; 10 – ножи; 11 – бункер обезвоженного осадка; 12 – промывка ленты
Фильтр состоит из нескольких фильтровальных плит и фильтрующей ткани, протянутой между ними. Фильтровальные плиты с помощью привода и нажимной плиты могут перемещаться по вертикальным опорам. При перемещении вверх фильтр закрывается (собирается), а при перемещении вниз – раскрывается (показано на рисунке).
Каждая фильтровальная плита разделена глухой горизонтальной перегородкой на две части: нижнюю с эластичной резиновой диафрагмой и верхнюю, с перфорированной крышкой, на которой располагается фильтровальная ткань.
Фильтровальные плиты
5 - подающий коллектор; 11-перфорированиая перегородка; 12 - поддон; 13 - глухая горизонтальная перегородка; 14 - нижняя открытая часть; 15 - диафрагма; 16 - коллектор для отвода фильтрата
Рабочий цикл фильтр-пресса состоит из следующих операций: закрытия (сборки) фильтра, загрузки осадком, отжима, просушки, раскрытия фильтра и выгрузки обезвоженного осадка.
При сборке фильтра плиты плотно прижимаются друг к другу и образуют рабочие камеры, соединенные коллекторами. Камеры заполняются осадком, который располагается над фильтровальной тканью под диафрагмой. Затем в пространство над диафрагмой подают воду под давлением 1,2 МПа (12 кгс/см2), диафрагма растягивается и отжимает из осадка влагу, которая проходит через фильтровальную ткань и отводится через коллектор 9. После отжима в не которых случаях производят просушку осадка воздухом.
Для разгрузки фильтр раскрывается, включается привод передвижения фильтровальной ткани, ножами 10 обезвоженный осадок срезается в бункеры 11. Одновременно с выгрузкой осадка при перемещении фильтровальной ткани в камере 12 происходит ее промывка.
Для термической обработки осадка существует несколько аппаратов: сушилки барабанного типа, пневматические сушилки, сушилки с кипящим слоем.
Рис. К-44. Барабанная сушилка
1 - топка; 2,4 - загрузочная и выгрузочная камеры; 3 - барабан
Барабанная сушилка (рис. К-44 ) состоит из сушильного барабана 3, топки 1 и загрузочной 2 и выгрузочной 4 камер. При частоте вращения барабана 0,5-4 мин-1 подсушиваемый осадок медленно передвигается к выгрузочной камере. Подаваемые в барабанную сушилку газы имеют температуру 700-800 ºС. Выходящие газы имеют температуру 250 ºС и могут использоваться для подогрева осадка в скрубберах или теплообменниках. После термической сушки влажность осадка составляет 30-35 %, и его можно использовать в качестве удобрения.
Для сжигания осадка применяются печи различной конструкции. Принципиальная схема многоподовой печи приведена на рис. К-45 .
Рис. К-45. Схема многоподовой печи для сжигания осадка
1 - корпус печи; 2 - огнеупорный под; 3 - загрузочное устройство; 4 - вращающийся вал: 5 - скребковые мешалки; б - рециркуляционный трубопровод; 7 - отверстие для выгрузки золы; 8 - воздуходувка
Корпус печи выполнен в виде стального цилиндра диаметром 1-7 м, внутренняя поверхность которого футерована огнеупорным материалом.
К вертикальному вращающемуся валу над каждым подом прикреплены радиальные скребковые мешалки. Осадок подается на верхний под, перемешивается мешалками, сдвигается ими к центральному отверстию пода и попадает на лежащий ниже под. Перемещение осадка по этому поду идет в противоположном направлении. На следующий под осадок попадает через кольцевое отверстие, расположенное на периферии пода. В средней зоне печи осадок сгорает. Воздух нагнетается воздуходувкой через вал. По рециркуляционному трубопроводу нагретый до 200 ºС воздух возвращается в зону сгорания. На нижних подах зола охлаждается и выгружается в зольный бункер.