Обработка осадков, выделенных при очистке природных и сточных вод. Куралесин А.В., Бахметьев А.В

Введение

Вобщей проблеме очистки природных и сточных вод обработка осадков представляет собой наиболее сложный и еще окончательно не решенный вопрос. Если сточные воды после надлежащей очистки вновь возвращаются в кругооборот (в водоем или на повторное использование), то выделенные в процессе очистки осадки постоянно накапливаются и проблема их размещения и удаления с каждым годом становится все более острой. В особенности это относится к органическим осадкам станций биологической очистки городских и производственных сточных вод.

Проще с минеральными осадками природных и сточных вод, не содержащих ионов тяжелых металлов, они обезвоживаются, а затем увозятся и складируются в специально отведенных местах. Суммарный объем осадков составляет 0,6-1 % общего объема очищаемых сточных вод при соотношении осадков первичных отстойников к избыточному активному илу (для городских сточных вод) 1: (0,8-2) по объему и 1:(0,1-1) по сухой массе.

Висходном виде осадки представляют собой источник загрязнения окружающей среды. Поэтому необходимо не только обеззараживать и обезвреживать осадки, но и решать вопросы удаления их с территории очистных сооружений и последующей утилизации. Цель обработки осадков сточных вод – получение продукта, свойства которого обеспечивают возможность уменьшения его объема и утилизации либо сведения к минимуму ущерба, наносимого окружающей среде.

Внастоящем учебном пособии приведены основные положения разработки раздела «Обработка осадков» проектов «Подготовка воды» и «Очистка сточных вод», которые являются завершающей стадией этих проектов.

Особенно это касается проектов очистки бытовых и производственных сточных вод, поскольку без решения вопроса об утилизации или ликвидации осадков при сбросе их, например «на рельеф», вопрос эффективности очистки сводится к нулю, так как при этом осадки дождевыми потоками смываются в водоемы, присутствующие в осадках соли и ионы тяжелых металлов вместе с дождевыми и талыми водами проникают в подземные горизонты и загрязняют подземные воды, делая их непригодными для использования.

Впособии приведены типы основных сооружений для подготовки осадков к утилизации или захоронению, а также представлены нормативные и справочные данные для расчета этих сооружений.

3

1. Свойства осадков и общая схема их обработки

Некоторые осадки имеют малую концентрацию. Для ее повышения, например избыточного активного ила перед его дальнейшей обработкой, рекомендуется осуществлять его уплотнение (сгущение) в сооружениях и оборудовании различных типов (гравитационные, механические либо флотационные уплотнители и т.п.). Содержание сухого вещества перед подачей ила в метантенки должно быть не менее 4,5 %. Принципиальная схема процессов обработки осадков приведена на рис. 1.

Исходный осадок

Уплотнение

Стабилизация

Кондиционирование

Обезвоживание

Рис. 1. Схема процессов обработки осадков [1, с. 435]

Обобщенные показатели осадков городских очистных сооружений даны в табл. 1 [1]

4

Таблица 1 Показатели осадков станций очистки городских сточных вод

Пользуясь данными табл. 1, зная количество человек, проживающих в населенном пункте, определяется общее количество осадка и подбирается оборудование для его обработки.

5

2.Состав сооружений по обработке осадков сточных вод

Втабл. 2 приведен состав сооружений обработки осадков для станций различной производительности.

Таблица 2

Рекомендации по выбору состава сооружений

по обработке осадков сточных вод

Окончание табл. 2

3. Обработка осадков сооружений малой производительности

При небольшой производительности очистных сооружений обычно используют для очистки сточных вод септики, двухъярусные отстойники, осветлители. Их достоинство в том, что осадок в них сбраживается в анаэробных условиях и после дополнительной подсушки на иловых площадках практически пригоден к использованию в качестве удобрения.

Септики, двухъярусные отстойники и осветлители-перегниватели

Септики являются комбинированными сооружениями, в которых происходит осветление сточной воды и сбраживание (перегнивание) выпавшего осадка (рис. 2). Септики обычно применяют при очистке небольших количеств сточных вод (до 25 м3/сут), поступающих от отдельно стоящих зданий или группы зданий. Последующей ступенью очистки сточной воды являются поля подземной фильтрации, песчано-гравийные фильтры, фильтрующие траншеи или колодцы.

7

Рис. 2. Септики [1, с. 450]

Взвешенные вещества, содержащиеся в сточной воде, в ыпадают в осадок, накапливающийся на дне септика. Осадок представляет со бой частицы преимущественно органического происхождения. Под действием анаэробных микроорганизмов органическ ая часть осадка превращается в газы и минеральные соединения.

Полный расчетный объем септика следует принимать равным 3- суточному притоку при расходе сточных вод до 5 м3/сут, и не менее 2,5- суточному при расходе более 5 м3/сут. Влажность осадка, сброженного в септике, составляет 90 %.

Взависимости от расхода сточных вод принимают: однокамерные септики - при расходе до 1 м3/сут; двухкамерные - при расходе до 10 м3/сут; трехкамерные - при расходе свы ше 10 м3 /сут.

Вдвухкамерных сеп тиках объем первой камеры следу ет принимать равным 0,75, а в трехкамерны х - 0,5 расчетного объема. При этом объем второй и третьей камер надлежит принимать по 0,25 расчетного объема. Эти септики выполняют из сборного ж елезобетона.

Двухъярусные отст ойники служат для осветления сто чных вод, уплот-

нения и сбраживания вып авшего осадка (рис. 3). Они примен яются на станциях пропускной способностью до 10 тыс. м3/сут.

8

Рис. 3. Парный двухъярусный отстойник с двумя желоба ми [1, с. 454]: 1 - распределительный лоток; 2 - выгрузочная иловая труба;

3 - осадочный желоб; 4 - выгрузочно-загрузочная щель; 5 - камера сбраживания осадка

Данные для подбора двухъярусных отстойников предста влены в табл. 3.

Таблица 3

Основным недостатком двухъярусных отстойников является большой объем иловой части, что существенно увеличивает стоимость сооружения. Большая глубина отстойников делает невыгодным их применение при высоком уровне грунтовых вод.

Осветлители-перегниватели являются комбинированным сооружением, состоящим из осветлителя с естественной аэрацией, концентрически располагаемого внутри перегнивателя (рис. 4).

Осветлители следует проектировать в виде вертикальных отстойников с внутренней камерой флокуляции, с естественной аэрацией за счет разности уровней воды в распределительной чаше и осветлителе.

Сточные воды по лотку 1 подаются в центральную трубу 2, к концу которой прикреплен отражательный щит.

Напор воды 0,6 м, обусловленный разностью отметок уровня жидкости на входе в трубу и в осветлителе, обеспечивает скорость движения в трубе 0,5-0,7 м/с, необходимую для засасывания воздуха из атмосферы. Воздушная смесь из трубы 6 поступает в камеру флокуляции, где сточная вода находится в течение 20 мин, затем направляется в отстойную камеру, проходя образовавшийся взвешенный слой. Продолжительность пребывания в отстойной камере не менее 70 мин.

Осадок, выпавший на дно осветлителя, по трубе 12 направляется в приемный резервуар насосной станции, откуда насосом по напорному трубопроводу подается в верхнюю зону перегнивателя, в которой осадок подвергается сбраживанию. Для предупреждения образования корки в камере сбраживания осадок периодически перемешивается. Основные размеры осветлителей приведены в табл. 4.

Таблица 4

Основные размеры осветлителей-перегнивателей

10