Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Обработка осадков

.pdf
Скачиваний:
69
Добавлен:
15.02.2015
Размер:
1.17 Mб
Скачать

1

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ВОДНЫХ КОММУНИКАЦИЙ

Н.В. Растрыгин

Охрана вод Сооружения для обработки осадков сточных вод

Методические указания к выполнению курсового проекта

Санкт–Петербург

2005

2

УДК 628.33

ББК

Рецензент:

Доцент Н.В. Растрыгин

Растрыгин Н.В. Охрана вод. Сооружения для обработки осадков сточных вод: Методические указания к выполнению курсового проекта.-

СПб: СПГУВК, 2005 – 129 с.

Представлены методики расчета и схемы основных типов сооружений для обработки осадков сточных вод.

Предназначены для студентов гидротехнического факультета, обучающихся по специальности 320600 – "Комплексное использование и охрана водных ресурсов" в качестве методических указаний к курсовому проекту, выполняемому в рамках дисциплины «Охрана вод», а также могут быть использованы при выполнении курсовой работы по дисциплине «Экология техногенных объектов» и дипломных проектов по специализации 320605 «Защита и восстановление природных и техногенных комплексов».

Могут быть рекомендованы студентам других факультетов при изучении дисциплин природоохранного направления.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Санкт-Петербургского государственного университета водных коммуникаций.

УДК 628.33

ББК

©Н.В. Растрыгин, 2005

©Санкт-Петербургский государственный университет водных коммуникаций, 2005

3

Содержание

Введение………………………………………………………………..4 1. Уплотнение осадка………………………………………………………5

1.1.Вертикальные уплотнители…………………………………………6

1.2.Радиальные уплотнители…………………………………………..20

1.3.Флотационные уплотнители……………………………………….29

2. Сбраживание осадка…………………………………………………...53

2.1.Метантенки…………………………………………………………54

2.2.Аэробные стабилизаторы…………………………………………..65 3. Механическое обезвоживание осадка………………………………...80

3.1.Вакуум-фильтры……………………………………………………81

3.2.Фильтры-прессы……………………………………………………91

3.3.Система промывки осадка…………………………………………96

3.4.Реагентное хозяйство при обезвоживании осадка фильтрованием……………………………………………………..99

3.5.Центрифуги………………………………………………………..104 4. Сушка осадка………………………………………………………….109

4.1.Иловые площадки…………………………………………………110

4.2.Сушилки……………………………………………………………118

5. Обеззараживание осадка……………………………………………..122

6. Кондиционирование осадка………………………………………….124

7. Сжигание осадка……………………………………………………...126

8. Хранение и складирование осадка…………………………………..128

Список литературы………………………………………………………129

4

Введение

Осадок, образующийся при очистке сточных вод (сырой осадок из песколовок и первичных отстойников, избыточный активный ил, флотоконцентрат и др.) должен подвергаться обработке с целью обезвреживания, снижения его влажности и объема. Компоновку технологической схемы (выбор методов обработки осадка и сооружений, в которых они реализуются, а так же последовательность этапов обработки) следует осуществлять с учетом местных условий (климатических, геологических, гидрогеологических, градостроительных, агротехнических и пр.), эффективности утилизации самого осадка и попутных продуктов (например, метана, выделяющегося в процессе анаэробного сбраживания) его переработки, складирования неутилизируемых компонентов и очистки отделяемой воды на основе физико-химических и теплофизических характеристик осадка и способности его к водоотдаче.

Состав указанной схемы определяется сочетанием нескольких из нижеприведенных методов:

-уплотнение (сгущение);

-сбраживание (стабилизация);

-механическое обезвоживание;

-сушка;

-обеззараживание;

-компостирование;

-кондиционирование;

-сжигание;

-складирование и хранение;

-утилизация.

5

При разработке технологии обработки осадков городских и близких к ним по составу производственных сточных вод надлежит, в первую очередь, предусматривать (при наличии соответствующего заключения контролирующих органов) их использование в качестве органоминеральных удобрений. Кроме того, при необходимом обосновании допускается совместно перерабатывать обезвоженные осадки с твердыми бытовыми отходами на территории канализационных очистных сооружений или мусороперерабатывающих заводов.

1. Уплотнение осадка

Уплотнение предназначено для повышения концентрации сухого вещества осадка за счет удаления из него значительной части несвязанной воды. Применяется, как правило, в качестве первой ступени обработки сырых осадков сточных вод и избыточного активного ила, кроме того, для концентрирования сброженных осадка и избыточного активного ила, по отдельности или совместно.

В настоящее время различают гравитационное уплотнение и флотационное уплотнение (сгущение). Первое реализуется в вертикальных и радиальных уплотнителях, конструкция и принцип действия которых аналогичны соответствующим отстойникам, используемым при очистке сточных вод. Второе – во флотационных уплотнителях (сгустителях).

Гравитационные уплотнители наиболее эффективны для обработки тяжелых структурированных легко уплотняемых осадков и активных илов

снизким иловым индексом, а флотационные – плохоуплотняемых осадков

свысоким содержанием мелких частиц и активных илов с высоким иловым индексом. Окончательный же выбор способа уплотнения следует осуществлять на основе технико-экономических расчетов.

6

Применение уплотнителей в технологических схемах обработки осадка сточных вод в значительной степени позволяет уменьшить объем сооружений и затраты энергии, необходимые для последующей его обработки, и, следовательно, снизить капитальные и эксплуатационные вложения в комплекс канализационных очистных станций.

1.1.Вертикальные уплотнители

Взависимости от назначения вертикальные уплотнители (рис. 1) рассчитываются по максимальному часовому притоку сырого осадка, избыточного активного ила или их смеси. При этом, максимальный расход сырого осадка принимается в соответствии с режимом работы сооружений очистки сточных вод, в которых он образуется (песколовок, отстойников,

флотаторов и т.д.) В общем случае его можно определить по формуле, м3/ч,

qoc =

Voci

,

(1)

 

 

toci

 

где: Voci – объем осадка, накапливаемого в i – сооружении очистки сточных вод с учетом режима его работы, м3;

toci – продолжительность выгрузки осадка, из i – го сооружения toc = 0,5…2,0 ч.

7

 

 

Dл

 

 

Dтр

h3

bл

∆h

hл

Hл

 

 

hв

 

 

D'тр

 

 

dтр

 

hтр

 

h1

 

 

 

 

hp

 

 

dр

H

hз

dщ

 

70

 

 

 

h'з

h2

 

 

 

 

hос

 

 

α

 

 

dос

 

 

d2

 

 

D

 

Рис. 1. Схема вертикального уплотнителя

8

Максимальный часовой расход избыточного активного ила от аэротенков определяется по каждой ступени биологической очистки в отдельности, м3/ч,

Pmax jQ ,

(2)

qилj =

24C j

 

здесь: Pmaxj – максимальное содержание избыточного активного ила для аэротенков в j –й ступени, г/м3;

Q – суточный расход сточных вод, м3/сут;

Сj – концентрация уплотняемого избыточного активного ила, выходящего из отстойников рассматриваемых аэротенков, г/м3.

Максимальное содержание избыточного активного ила, г/м3,

P

= K

mj

P ,

(3)

max j

 

j

 

при чем: kmj – коэффициент месячной неравномерности прироста активного ила для аэротенков j –й ступени, kmj=1,15…1,2;

Pj – прирост активного ила для аэротенков j –й ступени, г/м3. Прирост активного ила, г/м3,

9

P

=

106 P

 

,

(4)

 

1 j N

 

j

 

 

qииj

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

где: P1j – прирост активного ила для одного из рассматривемых аэротенков, т/ч (принимается из расчета отстойников к этому аэротенку); quuj – расход избыточного активного ила, отводимого из

отстойников указанного аэротенка, м3/ч;

Nj – количество рабочих аэротенков в рассматриваемой ступени биологической очистки сточных вод.

В общем случае максимальный часовой приток уплотняемого осадка, м3/ч,

n

N

qmax = ∑qoci +

qилj , (5)

i=1

j=1

при этом: n – число сооружений очистки сточных вод, в которых образуется осадок предусматриваемый к совместной обработке;

i – порядковый номер сооружения;

N – количество ступеней биологической очистки сточных вод с использованием аэротенков;

j – порядковый номер ступени биологической очистки сточных

вод.

10

Усредненная влажность смеси сырых осадков и избыточных активных илов, %,

 

n

N

 

 

qociW1i + qилjW1 j

 

W = i=1

j=1

, (6)

1

n

N

 

 

qoci + qилj

 

 

i=1

j=1

 

где: W1i – влажность сырого осадка от i – го сооружения очистки сточных вод, %,

W1j – влажность избыточного активного ила от аэротенков j – й ступени, %.

Глубина рабочей части уплотнителя, м,

h1 =3,6vt ,

(7)

здесь: v – скорость движения жидкости в уплотнителе, U0,1 мм/c (обычно, U=0,05…0,07 мм/с);

t – продолжитльность уплотнения осадка, ч (табл. 1 и 2, рис. 1) Примечание. Глубина рабочей части вертикального уплотнителя

должна быть не более 3,8 м. Если это условие не выполняется, следует применить радиальные уплотнители.