30. Оборудование для биохимической переработки отходов: назначение, классификация, принцип работы, критерии выбора и обоснования конструкции оборудования

В биохимической утилизации твердых отходов и осадков сточных вод (ОСВ) три основных направления, а именно:

аэробное или анаэробное сбраживание в метантеках;

сушка и переработка осадка и шламов сточных вод на иловых или песковых площадках;

биохимическое окисление в биобарабанах.

Преимущественно данное оборудование применяется для переработки ОСВ, поскольку эти отходы отличаются значительной влажностью, широким диапазоном загрязняющих веществ в составе ОСВ, концентрацией, временным интервалом и объемным расходом образования (поступления) на очистные сооружения. Кроме того, другие методы не позволяют по экономическим и экологическим соображениям (стоимости переработки, токсичности, многостадийности обработки, сезонности поступления ОСВ, условий обезвреживания и прочее) их применять так широко, как биохимическую переработку.

Преимуществом всех трех направлений является то, что ОСВ после обеззараживания можно использовать в ряде отраслей народного хозяйства, например как удобрение, компонент в строительном производстве, получении полимерных материалов и прочее.

Анаэробного сбраживания — одноступенчатое и двух- или мно­гоступенчатое сбраживание, основным видом оборудования в которых выступают метантенки различной конструкции и назначения. Они имеют продолжи­тельность сбраживания 30—50 сут и работают практичес­ки без перемешивания с небольшим подогревом. В этих условиях в них достигаются довольно глубокий рас­пад органического вещества загру­жаемого осадка, хорошее расслоение осадка и его уплотне­ние в нижней части резервуара, а также появляется возможность отделения иловой воды и уменьше­ния объемов осадков

В современном развитии техно­логии сбраживания можно выде­лить два направления:

1) усовершенствование или ин­тенсификация традиционной технологии сбраживания с совмеще­нием в одном реакторе всех стадий процесса;

2) новые технологии, основан­ные на использовании особеннос­тей микроорганизмов, участвующих в каждой из четырех основных ста­дий процесса брожения, а также их требований к условиям среды.

Иловые площадки (ИП) пред­назначены для естественного обез­воживания и биохимической стаби­лизации осадков, образующихся на очистных канализационных станци­ях.

Известны различные типы ИП, классифицируемых в зависимости от технологии процесса подсушки осадка и от вида устраиваемого ос­нования: на естественном основа­нии (без дренажа, с дренажем), на искусственном основании (песчано-гравийном, асфальтобетонном), с отстаиванием и поверхностным уда­лением иловой воды, иловые пло­щадки-уплотнители и др.

Технология подсушки осадка на ИП разделяется на два этапа: удаление иловой воды, способной фильтроваться через основание карт или отстаиваться; естественное под­сыхание осадка в результате испа­рения. Дальнейшее его хранение па ИП нецелесообразно, так как при этом происходит дображивание осадка и увеличение его зольности.

В зависимости от степени использования природных процессов - площадки естественного обезвоживания и сушки и интенсивного обезвоживания и сушки.

При плотных и водонепроницаемых грунтах устраиваются иловые площадки на естественном основании с трубчатым дренажом, укладываемом в дренажные канавы. Наибольшее распространение получили иловые площадки на естественном основании каскадного типа с отстаиванием и поверхностным удалением иловой воды. После заполнения карт иловой площадки осадком и слива отделившейся иловой водой дальнейшее обезвоживание осадка осуществляется путем испарения с поверхности оставшейся влаги.

Характерной особенностью площадок естественного природного цикла является их полная зависимость от климатических факторов. При проектировании и эксплуатации таких площадок особенно необходимо учитывать эти факторы для получения желаемого результата – обезвоженного осадка определенной влажности.

Иловые площадки с искусственным дренажом проектируются с целью получения чистого фильтрата и повышения скорости обезвоживания.

Биотермические барабаны

На всех отечественных мусороперерабатывающих заводах процесс аэробного биотермического компо­стирования (это природный аэробный процесс, когда при доступе кислорода (в отличие от гниения) происходит разложение органических отходов под воздействием почвенных бактерий) ведется в биотермичес­ких барабанах, представляющие сварные стальные ци­линдры, установленный на двух или трех роликоопорах с уклоном в сторону разгру­зочного устройства.

В загрузочной части корпуса приваре­ны полосы в виде шнека для луч­шего извлечения материала из за­грузочной головки. Разгружают ма­териал через разгрузочное устройство, оборудованное сегментным затвором.

Для сокращения теплопотерь поверхность биобарабанов покрыва­ют теплоизоляционными плитами (пенопластом).

На заводах применяется защищенная патентом комплексная технология переработки твердых коммунальных отходов (ТКО) без использования сжигания (сортировка, биокомпостирование, термопиролиз). Это позволяет предприятию производить и реализовать компост, вторичное сырье: черный и цветной металлолом, макулатуру, стеклобой, текстиль, а также очищенную крошку из отходов полиэтилена и ПЭТ, пирокарбон.

Таким образом, можно сделать вывод, что практически для всех ОСВ, а также и некоторых видов ТБО наиболее предпочтительнее остается на настоящий момент времени биохимическая обработка, которая позволяет по своим показателям получить дополнительную прибыль при условии соблюдения всех экологических требований.