Переработка шлама

Результатом работы любых очистных сооружений является очищение воды и получение излишних производственных отходов (ранее растворенных в производственных стоках) или шлама - твердые вещества различного происхождения. В отдельных случаях шлам имеет чисто биологическое происхождение и может идти в дальнейшую переработку и использование. В необработанном состоянии он биологически активен, имеет очень высокую потребность в кислороде (так как основа его органические вещества и бактерии). Шлам также, как правило, содержит патогенные организмы.

Шлам, при отсутствии его последующей переработки, для любого предприятия является, как правило, проблемой, суть которой в том, что он требует утилизации. Данный процесс несет дополнительные затраты на присвоение класса опасности, вывоз на полигон и является, по сути, источником загрязнения окружающей среды.

Современный взгляд на очистку сточных вод изменяет отношение и к продуктам очистки стоков – шламу. Сегодня шлам может выступать как ценное сырье и является источником снижения затрат на работу очистных сооружений. Одно из направлений экономической оптимизации работы локальных очистных сооружений – глубокая дальнейшая переработка шлама с получением таких продуктов как электроэнергия, теплоэнергия, сырье для производства кормов (мясокостная мука), удобрений для применения в сельском хозяйстве.

Отходы агломерационного производства. В агломерационном производстве 90-95% шламов и пыли образуется при удалении пыли из пылевых мешков газовых коллекторов и вентиляционных систем, аппаратов сухой и мокрой очистки отходящих газов, при гидравлической уборке помещений и промывке трубопроводов. Остальные 5-10% шлама поступает от других отделений агломерационных фабрик: корпусов подготовки шихты, обжига известняка, складов, вагоноопрокидывателей и т.п., где источниками образования шламов являются главным образом вентиляционные системы, рассыпанные шихтовые материалы и отложения пыли на стенах и оборудовании. Шламы от очистки и промывки оборудования и трубопроводов, а также гидравлической уборки помещений поступают в систему периодически и неравномерно. Шламы агломерационных фабрик принадлежат к группе относительно богатых железом, по основным химическим компонентам они близки к агломерационной шихте. Основным направлением рационального использования шламов аглофабрик является утилизация их в качестве добавки к агломерационной шихте. Это обусловлено сходством химических составов шламов и агломерационной шихты и возможностью использования непосредственно на аглофабрике вблизи источников образования шлама.

Необходимым условием успешной утилизации шламов является правильная их подготовка. Основные процессы, предшествующие использованию шламов - сгущение, фильтрование, термическая сушка. Использование влажных шламов без специальных установок затрудняет их транспортирование, загрязняет территорию завода, оборудование и помещения. Кроме того, шлам повышенной влажности плохо смешивается с аглошихтой, ухудшает процесс спекания и снижает прочность агломерата.

Оптимальная для утилизации влажность шламов 8-9%. Механические методы обезвоживания шламов - фильтрование и центрифугирование - обеспечивают влажность шламов 15-25%.

Дальнейшее уменьшение влажности обычно достигается термической сушкой в сушильных барабанах. Понижения влажности после механического обезвоживания можно также добиться смешиванием его с сухими железосодержащими продуктами (горячим возвратом аглофабрик, колошниковой пылью) и негашеной известью (в том числе отходами извести с обжиговых печей), которые имеются на многих металлургических предприятиях. Наиболее эффективная технологическая схема механического обезвоживания шламов аглофабрики характеризуется разделением шлама на две - три фракции, каждая из которых обезвоживается отдельно на аппаратах различного типа. Обычно наиболее крупная фракция обезвоживается в классификаторах, фракция средней крупности - на ленточных вакуум-фильтрах и наиболее мелкая фракция - на вакуум-фильтрах. Это связано со значительной полидисперсностью шлама аглофабрик. Примером служит схема обезвоживания шламов, обезвоживания шламов агломерационного производства.

Чаще для обезвоживания шламов аглопроизводства применяют следующие аппараты: гидроциклоны и спиральные классификаторы, радиальные сгустители, ленточные и дисковые вакуум-фильтры.

За рубежом шлам аглофабрик также используется в основном в качестве добавки к аглощихте. Основными мероприятиями по повышению уровня использования шламов аглофабрик следует считать улучшение качества проектирования объектов, сокращение сроков строительства, введение в эксплуатацию корпусов подготовки шламов к утилизации.

Рассмотрим пример переработки шлама для получения биогаза для собственных нужд предприятия и органического удобрения для дальнейшего использования в сельском хозяйстве.

Являясь органическим по природе, шлам содержит полезные питательные вещества, такие как азот, фосфор и комплекс важных микроэлементов, потому утилизация его не всегда рациональна и экономически неправильна. Жидкие отходы и шлам используются для удобрения и орошения почвы в сельском хозяйстве. Например, около 60%  шлама и ила, произведенного в Великобритании (после необходимой обработки), возвращается на фермы. Такое использование отходов после очистки стоков регулируется государственным контролем и соответствующими кодексами законов. Вырабатываемый при обработке шлама и ила в реакторах сбраживания газ может использоваться для нужд предприятия.

Применение специального оборудования, позволяет производить из биогаза электроэнергию, которую можно направить на уменьшение потребления электроэнергии из сетей энерго-снабжающих организаций.

Часто наиболее ценным является не производство самого биогаза, а глубокая переработка шлама, который затем используется при производстве кормов и органических удобрений для нужд самого предприятия или для реализации на сторону.

В одной из следующих статей мы расскажем более подробно про шлам, подвергшийся химической обработке и нехимический шлам, биогазовую установку и уровне ХПК, начиная с которого биогазовая установка становится рентабельной.

Контрольные вопросы:

- Дайте определение понятию шлам.

- Что является необходимым условием успешной утилизации шламов?

- Какие сооружения применяют для обезвоживания шламов?

- Поясните принцип переработки шлама.

- Какие проблемы возникают при переработке шламов?