tehnologi_epta / 2tehn

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

Вдвухкамерных септиках объем первой камеры следует принимать равным 0,75, а в трехкамерных — 0,5 расчетного объема. При этом объем второй и третьей камер надлежит принимать по 0,25 расчетного объема. Эти септики выполняют из сборного железобетона.

Перегнивший осадок, хранящийся на дне камер септиков, периодически выгружается и вывозится ассенизационными автомашинами. При необходимости обеззараживания сточных вод, выходящих из септика, устраивают камеру для контакта обеззараживающего агента со сточной водой. Размеры камеры в плане принимают не менее 0,75×1 м.

Двухъярусные отстойники служат для осветления сточных вод, уплотнения и сбраживания выпавшего осадка. Они применяются на станциях пропускной способностью до 10 тыс. м3/сут.

Отстойники представляют собой резервуары цилиндрической или прямоугольной в плане формы. В верхней части сооружений расположены проточные желоба, в которых происходит осветление сточной воды, а в нижней части находится камера сбраживания выпавшего осадка.

Рис. Схема двухъярусного отстойника:

1 – желоба для осветления сточных вод; 2 – щель; 3 – нейтральный слой; 4

– септическая камера; 5 – трубопровод для удаления осадка

Осадочные желоба, по которым протекает сточная вода, выполняют функции горизонтального отстойника, и в них происходит выпадение

оседающих взвешенных веществ. Выпавший осадок сползает по наклонным стенкам нижней часта желоба в щель шириной 0,15 м и поступает в иловую камеру. Нижние грани желоба должны перекрывать одна другую примерно на 0,15 м, чтобы всплывающие при перегнивании частицы ила и пузырьки газа не попадали в осадочный желоб.

Устройство щели частично предотвращает возможность заражения осветленной воды продуктами разложения. Впуск воды в осадочный желоб и выпуск из него выполняют также, как и в горизонтальных отстойниках: в виде водосливных и сборных лотков на всю ширину желоба. В начале осадочной части устанавливают входную полупогруженную доску для равномерного распределения воды по всему сечению, а в конце — выходную для задерживания на поверхности воды всплывающих частиц.

Глубину осадочных желобов принимают 1,2-2,5 м. Сброженный ил удаляют из септической камеры снизу (как в вертикальных отстойниках) через иловую трубу диаметром 200 мм под гидростатическим напором 1,5-1,8 м, считая от центра отверстия иловой трубы до уровня воды.

Осадок, попавший в иловую камеру двухъярусного отстойника, под воздействием анаэробных микроорганизмов минерализуется в мезофильных условиях по двухстадийному процессу, чем существенно отличается от процесса сбраживания в септиках. Первая фаза — кислое брожение, в результате которого сложные органические вещества (белки, жиры и углеводы) расщепляются до кислот жирного ряда. Затем процесс переходит во вторую фазу — метановое брожение, являющуюся при правильной эксплуатации отстойника постоянной. Продуктами этой фазы минерализации являются метан, диоксид углерода и частично сероводород. Распад органических веществ при сбраживании осадка в двухъярусных отстойниках принимают 40%.

Влажность выгружаемого осадка в среднем 90-92%.Продолжительность отстаивания принимают 1,5 ч.Эффективность задержания взвешенных веществ в желобах составляет 40 – 50%. Скорость движения воды в них назначают 4-7 мм/с.

Нейтральный слой между иловой камерой и щелью желоба принимают равным 0,5 м, возвышение борта двухъярусного отстойника над поверхностью воды – также 0,5 м.

В конструктивном отношении двухъярусные отстойники различают по очертанию в плане, числу желобов и числу иловых камер. По очертанию в плане эти отстойники могут быть круглые и прямоугольные.

Двухъярусные отстойники могут быть железобетонные или кирпичные. Наиболее распространены железобетонные. Кирпичные отстойники могут применяться только для малых установок.

Осветлители-перегниватели. В Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете разработана конструкция осветлителя-перегнивателя, являющегося комбинированным сооружением, состоящим из осветлителя с естественной аэрацией, концентрически располагаемого внутри перегнивателя.

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.

Рис. Осветлитель-перегниватель:

1 – подающий лоток; 2 – центральная труба; 3 – отражательный щит; 4 – камера флокуляции; 5 – зона отстаивания (осветлитель); 6 – сборный периферийный лоток; 7 – отводящая труба осветленной воды; 8 – иловая труба; 9 – камера для сбраживания осадка (перегниватель); 10 – труба для удаления сброженного осадка; 11 и 12 – лоток и труба для удаления корки; 13 – илораспределительная труба

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 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.

Удельная суточная нагрузка хозяйственно-бытовых сточных вод на 1 м3 осветлителей-перегнивателей

Расчетное снижение концентрации загрязняющих веществ по взвешенным веществам – до 70% и по БПКП0ЛН – до 15%.

Осветлители-перегниватели обладают рядом преимуществ. Разделение зон осветления и сбраживания исключает попадание осадка в очищенную воду, а перемешивание осадка в иловой камере способствует более интенсивному течению процесса минерализации.

В осветлителях-перегнивателях возможно загнивание сточных вод, что ухудшает качество очищенной воды.

Метантенки. Метантенки – сооружения, предназначенные для стабилизации осадков, отделяемых в процессах очистки сточных вод. Одновременно в зависимости от принятой технологии в той или иной степени обеспечивается обеззараживание осадков. Биохимический процесс стабилизации осуществляется в анаэробных условиях и представляет собой разложение органического вещества осадков в результате жизнедеятельности сложного комплекса микроорганизмов до конечных продуктов, в основном метана и диоксида углерода.

Биохимия и микробиология анаэробного метанового сбраживания сложнее, чем аэробных процессов. Согласно современным представлениям анаэробное метановое сбраживание включает четыре взаимосвязанные стадии, осуществляемые разными группами бактерий.

1.Стадия ферментативного гидролиза осуществляется быстрорастущими факультативными анаэробами, выделяющими экзоферменты, при участии которых осуществляется гидролиз нерастворенных сложных органических соединений с образованием более простых растворенных веществ. Оптимальное значение рН для развития этой группы бактерий находится в интервале 6,5-7,5.

2.Стадия кислотообразования (кислотогенная) сопровождается выделением летучих жирных кислот, аминокислот, спиртов, а также водорода и углекислого газа. Стадия осуществляется быстрорастущими, весьма устойчивыми к неблагоприятным условиям среды гетерогенными бактериями.

3.Ацетатогенная стадия превращения ЛЖК, аминокислот и спиртов в уксусную кислоту осуществляется двумя группами ацетатогенных бактерий. Первая группа, образующая ацетаты с выделением водорода из продуктов предшествующих стадий, называется ацетатогенами, образующими водород.

4.Метаногенная стадия, осуществляемая медленнорастущими бактериями, являющимися строгими анаэробами, весьма чувствительными к изменениям условий среды, особенно к снижению pH менее 7,0-7,5 и температуры. Разные группы метаногенов образуют метан двумя путями: расщеплением ацетата и восстановлением диоксида углерода. По первому пути образуется 72% метана, по второму 28%.

Все стадии анаэробного сбраживания имеют важное значение, однако очевидно, что последующие стадии не могут начаться, пока для них не будут подготовлены условия предыдущим ходом процесса. Поскольку ацетогены и особенно метаногены имеют более низкие скорости роста по сравнению с гидролитическими бактериями и более чувствительны к условиям процесса, то стадия образования метана оказывается существенно зависимой от этих условий.

Эффективность процесса анаэробного сбраживания оценивается по степени распада органического вещества, количеству и составу образующегося биогаза, которые, в свою очередь, определяются химическим составом осадка, а также такими основными технологическими параметрами процесса, как доза загрузки метантенка, температура, концентрация загружаемого осадка. Кроме того, существенную роль играют такие факторы, как режим загрузки и выгрузки осадка, система его перемешивания и др.

В органическом веществе основную часть (до 80%) составляют жиры, белки и углеводы. Именно за счет их распада образуется все количество выделяющегося биогаза, в том числе 60-65% за счет распада жиров, остальные 40-3 5% приходятся примерно поровну на долю углеводов и белков. Отсюда следует, что при сбраживании осадков первичных отстойников, содержащих больше жиров, образуется больше газа, чем при сбраживании активного ила, в котором больше белков. Даже при очень длительной продолжительности пребывания осадка в метантенке указанные компоненты органического вещества распадаются не полностью. Имеется максимальный предел сбраживания и, следовательно, максимальный выход газа с единицы распавшегося вещества, которые существенно различны у жиров, белков и углеводов. Различен и состав выделяющегося газа.

Пределы распада не зависят от температуры, но скорости распада каждого компонента с повышением температуры возрастают.

Диапазон температур, при котором возможно образование метана в анаэробных микробных процессах, довольно широк. В природе метан образуется при температурах от 0 до 97°С. Различают три основные температурные зоны жизнедеятельности микроорганизмов: психрофильная – до 20°С; мезофильная – от 20 до 40°С; термофильная – от 50 до 70°С. В каждой зоне биохимические процессы осуществляют свои адаптированные ассоциации микроорганизмов. При переходе от психрофильных температур к мезофильным и далее к термофильным период адаптации к каждому режиму обычно заканчивается за 10-20 суток, благодаря тому, что, например, мезофильное сообщество всегда включает до 10% термофильных микроорганизмов, а психрофильное – такое же количество мезофильных.

Наибольшее практическое применение в обогреваемых метантенках нашли два температурных режима: мезофильный (32-35°С) и термофильный (52-55°С).

Процесс брожения необходимо осуществлять при выбранном оптимальном температурном режиме, даже кратковременное нарушение которого, особенно в сторону снижения температуры, приводит к торможению стадии метаногенеза, накоплению кислот за счет активной работы более устойчивых гидролитических организмов, нарушению трофических связей и процесса в целом.

Температурный режим сбраживания тесно связан со временем пребывания осадка в метантенке или суточной дозой загрузки метантенка по объему (%), а также количеством органического вещества загружаемого осадка на единицу рабочего объема метантенка (кг/м3). Если максимальный распад органического вещества, как указывалось выше, зависит только от его химического состава, то с уменьшением продолжительности сбраживания, т.е. с повышением дозы загрузки, распад органического вещества и выход газа снижаются при всех температурных режимах. В зоне термофильных температур это снижение происходит медленнее, чем в зоне мезофильных температур. Отсюда следует, чем выше доза загрузки, тем выше преимущества температурного процесса по степени распада и выходу газа (до определенной максимальной величины, равной 20-22 при t = 53-55°С и 14-16% при t = 32-35°С).

В связи с этим термофильный режим сбраживания, в основном применяемый в нашей стране, имеет преимущества перед мезофильным, т.к. позволяет уменьшить объемы метантенков, кроме того, обеспечивает глубокое обеззараживание осадков не только от поточной микрофлоры, но и от гельминтов. Однако, недостатком термофильного сбраживания является низкая водоотдающая способность сброженного осадка, что требует его промывки при последующем механическом обезвоживании. В свою очередь, мезофильный режим сбраживания не обеспечивает обеззараживания осадка, требует больших объемов метантенков, но позволяет получить сброженный осадок, лучше поддающийся последующему обезвоживанию.

Эксплуатация метантенков требует организации четкого и постоянного контроля за основными показателями процесса брожения. К этим показателям относятся: – выход и состав биогаза, в котором обычно содержится 60-65% метана, 32-35% диоксида углерода, а также некоторые количества водорода, сероводорода, азота и др.; – степень распада органического вещества; – содержание летучих жирных кислот, аммонийного азота и щелочность иловой жидкости; – влажность и зольность загружаемого и сброженного осадка; – рН.

Конструкции метантенков. Метантенки представляют собой герметичные вертикальные резервуары с коническим или плоским днищем, выполненные из железобетона или стали.

В настоящее время разработаны типовые проекты метантенков полезным объемом 500-4000 м3 и диаметром 10-20 м. Для крупных очистных станций разработаны индивидуальные проекты метантенков с полезным объемом

6000-8000 м3.

Уровень осадка поддерживается в узкой горловине метантенка, что позволяет повысить интенсивность газовыделения на единицу поверхности бродящей массы и предотвратить образование плотной корки.

Метантенк: 1 – подача осадка; 2 – паровой инжектор; 3 – выпуск сброженного осадка; 4 – опорожнение метантенка; 5

– теплоизоляция; б – система сбора и отвода газа; 7 – циркуляционная труба; 8 – уровень осадка

Аэробные стабилизаторы. Аэробная стабилизация осадков СВ – процесс окисления эндогенных и экзогенных органических субстратов в аэробных условиях. Аэробная стабилизация осадков проводится обычно в сооружениях типа аэротенков глубиной 3-5 м. Отстаивание и уплотнение аэробно стабилизированного осадка следует проводить в течение 1,5-5 ч в отдельно стоящих илоуплотнителях или в специально выделенной зоне внутри стабилизатора. Влажность уплотненного осадка 96,5-98,5%.

16.Свойства осадков сточных вод применительно к процессам механического обезвоживания и сушки. Связь схем обезвоживания с показателями осадка.

Осадки сточных вод это суспензии, в которых дисперсной фазой являются твердые частицы органического и минерального происхождения, а дисперсионной средой - вода с растворенными в ней веществами.

Свойства суспензии во многом зависят от содержания в ней воды. Общее влагосодержание в осадках принято определять понятием "влажность".

Влажность - содержание массы воды в 100 кг осадка, выраженное в процентах:

Формы связи влаги. Величина влажности не позволяет оценить в достаточной мере возможность, условия и степень удаления влаги из осадка. Это обусловлено сложностью его структуры и особенностями распределения в ней воды. Однако только направленным воздействием на структуру осадка можно обеспечить эффективность процессов его обезвоживания.

Наиболее полная классификация форм связи влаги с твердыми частицами предложена акад. П.А.Ребиндером. В основе классификации лежит энергия связи, которую необходимо затратить для выделения воды из состава структуры. Применительно к осадкам сточных вод и методам их обработки эта классификация может быть представлена в форме табл. 15.4.

В структуре осадка влага может находиться в форме свободной воды, в физико-механической связи с твердыми частицами, а также в физико-химической и химической формах связи.

Свободная влага имеет наименьшую энергию связи со структурой осадка и легко может быть из него удалена. Физико-механически связанная влага - это капиллярная вода, вода смачивания и структурная влага. Физико-химической связью удерживается адсорбционная и осмотическая влага, а химически связанная вода, входящая в состав веществ, не выделяется даже при термической сушке осадков.

Механическими методами обезвоживания осадков, а также естественной сушкой их на иловых площадках удаляется большая часть свободной воды. Физико-механическая связь нарушается вследствие выпаривания или удаления влаги под давлением в аппаратах, которые развивают давление, большее капиллярного, и разрушают структурные связи. Сила капиллярной связи зависит в основном от радиуса капилляров: для капилляров с радиусом 10~8, 10~6 и 10~5 м эта сила равна соответственно 15; 0,15 и 0,015 МПа.

Вакуум, при котором обезвоживаются на вакуум-фильтрах осадки сточных вод, составляет в среднем 0,053- 0,066 МПа (400-500 мм рт. ст.). При данном вакууме теоретическим пределом удаления влаги вакуумфильтрацией будет удаление влаги макрокапилляров с радиусом более 5-10"6 м. Однако практически всю эту воду вакуум-фильтрацией удалять нецелесообразно, так как скорость водоотдачи капиллярной влаги

относительно мала.

Центрифугированием или фильтр-прессованием, при которых возможно нарушение более прочных видов связи, можно добиться удаления части связанной влаги. Это

подтверждается опытами по обезвоживанию осадков городских сточных вод на фильтр-прессах и центрифугах, где отфильтрованный осадок имеет более низкую влажность по сравнению с его влажностью после вакуум-фильтрации.

Для изучения форм связи влаги с частицами твердой фазы наибольшее распространение получил метод изотермической сушки, предложенный М.Ф. Казанским. Этот метод основан на изучении кинетики сушки образца осадка при температуре 105° С и постоянном контроле влажности. В результате измерений получают зависимости, имеющие характерный вид.

Зависимости интенсивности сушки осадков от их влажности:

1 - сырой осадок из первичных отстойников; 2 - сброженная смесь сырого осадка и активного ила; 3 - уплотненный активный ил

Типичная кривая состоит из четырех участков. На участке (а-б) происходит прогревание осадка, интенсивность сушки быстро возрастает, однако испаряется лишь небольшое количество свободной воды. На участке (б-в) интенсивность сушки остается постоянной, удаляется основная масса свободной воды и в несколько раз уменьшаются объем и масса осадка. На участке (в-г), характеризующем удаление физикомеханически связанной влаги, наблюдается прямолинейная зависимость снижения интенсивности сушки осадка от его влажности. Это снижение происходит вследствие расходования части энергии на преодоление сил связи воды с твердыми частицами. На участке (г-д) снижение интенсивности от влажности осадка приобретает криволинейный характер, что обусловливается возрастающей затратой энергии на преодоление сил связи воды с твердыми частицами.

Наибольшее практическое значение имеет интервал (б-г), на протяжении которого выделяется основная масса воды.

Активный ил, в отличие от осадков других типов, изменяет свои свойства при уплотнении. Он обладает высокой структурообразующей способностью, вследствие чего уплотнение приводит к иммобилизации свободной воды, то есть с увеличением концентрации активного ила часть свободной воды переходит в коллоидно-связанную. На рис. 15.2 видно, что в уплотненном иле и сброженном осадке содержится больше трудноудаляемой воды, чем в сыром осадке.

В общем случае положение критических точек влажности позволяет оценить влияние на водоотдачу осадков различных методов обработки, а также выбирать наиболее эффективные методы подготовки осадков к механическому обезвоживанию.

При удалении из осадков свободной воды зависимость объема осадка W от его концентрации С может быть определена по формуле:

По соотношению свободной и связанной воды можно установить предел применяемости формулы (15.3). Для осадков городских сточных вод в зависимости от их свойств эта формула справедлива при снижении влажности в среднем до 70-85%.

Способность осадков к обезвоживанию под действием механических сил характеризуется показателями влагоотдачи: удельным сопротивлением фильтрации, сжимаемостью, индексом центрифугирования.

Удельное сопротивление фильтрации осадка определяют как сопротивление, оказываемое движению фильтрата через слой кека, отложившийся на 1 м2 поверхности фильтра и содержащий 1 кг сухого вещества.

Общие законы, определяющие процесс фильтрования через фильтрующую поверхность, приводят к следующему основному выражению:

Интегрирование этой зависимости при условии постоянства давления дает уравнение вида:

где Т- период фильтрования, с; w - объем фильтрата, полученный за период т, м3; μ- динамическая вязкость, Па с; С' - масса твердой фазы кека, отлагающегося на фильтре при получении единицы объема фильтрата, кг/м3; F - площадь фильтра, м2; р - разность давления, Па; r - удельное сопротивление фильтрации, м/кг.

Величина удельного сопротивления фильтрации характеризует способность осадка к влагоотдаче при обезвоживании методами фильтрования под действием вакуума или давления. Уменьшение величины этого показателя соответствует улучшению влагоотдачи.

Сжимаемость осадка. С увеличением перепада давления поры в структуре осадка уменьшаются, вызывая возрастание сопротивления фильтрации. Коэффициент сжимаемости осадка связан с удельным сопротивлением фильтрации и давлением фильтрования следующим выражением:

где r1; и r - значения удельного сопротивления фильтрации при разности давлений фильтрования p1 и р соответственно.

Скорость фильтрования будет увеличиваться, оставаться постоянной или уменьшаться при увеличении р, в соответствии с тем, будет ли значение Sменьше, равно или больше единицы.

Для многих видов органических осадков существует "критическое давление", выше которого поры кека сужаются настолько, что фильтрация становится невозможной. На рис. 15.3 приведены схемы структур различных типов осадков.

В качестве критерия, характеризующего водоотдачу осадка в центробежном поле предложен индекс центрифугирования Jc, м3 /кг, определяемый по формуле:

Схемы структур различных типов осадков: а - легко фильтрующийся осадок; б - осадок с высоким удельным сопротивлением; в - сжимаемый осадок

Увеличение эффективности обезвоживания осадка центрифугированием достигается при величине индекса менее 6-8.

17. Назначение и методы кондиционирования осадков сточных вод, их сравнительная оценка.

Изобретение относится к очистке сточных вод, а именно к способам обработки осадков бытовых и .городских сточных вод, а-также осадков

-сточных вод целлюлозно-бумажных комбинатов, мясо-молочного производства, предприятий пищевой промышленности и т п

Известен способ кондиционирования осадков вод с помощью неорганических коагулянтов s сочетании с известью. При такой обработке происхо-дит коагуляция — процесс агрегации тонкодисперсных и коллоидных частиц, образование крупных хлопьев с разрывом сольватных оболочек и изменением форм связи влаги. В качестве неорганических коагулянтов приме-. няют соли железа, алюминия и известь, которые вводят в обрабатываеьий осадок в виде 10%-ных растворов. Наиболее эффективным является хлорное железо, применяемое обычно в сочетании с известью. Доза хпорного железа в среднем равна 5-;8%, извести — 15т

АЮЗОВ (на сухое вещество обрабатываемого осадка) (1). . -Недостатками способа являются его дороговизна и сложность, что обусловлено большими дозами применя. емких реагентов, нх дефицитностью и коррозионностойкостью, поскольку активная реакция среды (рН кондиционированного осадка ) лежит в пределах 10-12.

Известен способ кондиционирования с помощью органическихфлокулянтовполиэлектролнтов. При обработке исрп пользуют катионные, анионные и неионныефлокулянты. В качестве фдокулянта чаще применяют полнакриламид (OAA }. Выбор типа флокулянта при этом производится по составу сточных вод Г2 ).

Этот способ в ряде случаев обладает более высокой эффективностью, поскольку обезвоживание идет достаточно глубОко.

Однако количество дорогостоящих полиэлектролнтов велико, обеэвоженный осадок имеет высокую влажность (например, при дальнейшей обработке на вакуум-фильтре он обеспечивает влажность только около 85%), а выбор дозы и -вида флокулянта произволен, что,увеличнвает затраты на обработку и утилизацию осадков на очистных станциях.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности н достигае994444 мому результату является способ кондиционирования осадков, включающий обработку их неорганическими И органическими реагентами .(комбинированное воздействие минерального агента (хлорида железа, сульфата железа, 5 извести и др.) и синтетических коагу. лянтов, например ПАЛ). Способ позво-. ляет преобразовывать твердые вещества суспензии в массу практически сферических частиц 3). )0

Недостатком способа является низкая эффективность процесса очистки иэ-за неоптимальности режима кондиционирования и произвольности выбора типа флокулянта и его доз. Это 15 обусловлено неоптимальностью выбора режима кондиционирования

.вследствие неполного учета физико-химических процессов. протекающих при коагуляцин,а следовательно, неадекватностью показателя свойств осадка, выбираемого в качестве показателя процесса очистки, Так при использовании для контроля рН среды не эффективно, поскольку для разных коагулянтов опт |мум процесса наступает при различных рН и отсутствует жесткая зависимость между этой величиной и оптимумом.

В последнем случае процесс очистки происходит в кислой среде, оборудование подвергается коррозии, что увеличивает затраты на очистку, Все это требует

использования большого количества дорогостоящих и дефицитных неорганических и органических реагентов. 35

Цель изобретения — повышение эффективности процесса путем снижения содержания взвешенных веществ в фильтрате и влажности осадка и уменьшение количества вводимых реагентов. 40

Цель достигается тем, что согласно способу кондиционированйя осад ков с очных вод осадок обрабатывают неорганической солью металла до не« личины коллоидного заряда (-3)4 - (+3) мг-экн/л и перед флокуляцией его нагревают до 65 85 С.

Предпочтительно осадок нагренать в течение 0,2-20 мин.

Выбор в качестве показателя 50 качества процесса кондиционирования величины коллоидного заряда и снижение его неорганической солью металла до величины (-3)- (+3)мг-экв/л объясняется тем, что при этом процесс коагуляции идет наиболее быстро в результате обеспечения превосходства сил притяжения между ксллоидными частицами осадка над силами отталкивания, вызванными наличием заряда.

Последующий подогрев осадка в течение 0,2-20 мин до 65-8 Р С обеспечивает быструю коагуляцию осадка. Флокуляцию коагулированного осадка производят для получения компактных прочных хлопьев осадка, что спо65 собствует дальнейшей эффективной работе вакуум-фильтров, пресс-фильтров и иловых площадок при его обезвоживании.

На чертеже приведена зависимость коллоидного заряда осадка от дозы соли металла (по оси ординат отложена величина коллоидного заряда в условных единицах, а по оси абсцисс величина дозы соли металла в условных о единицах

Способ осуществляют следующим образом.

Определяют величину коллоидного заряда осадка, например, методом.коллоидного титрования. Затем по чертежу и величине коллоидного заряда находят дозу неорганической "оли металла, обеспечивающую снижение величины коллоидного заряда до (-3)(+3) мг-экв/л. При этом в качестве соли металла используют хлорид железа, сульфат железа и т.п. Найденную дозу соли.металла вводят в осадок и перемешивают. После этого осуществляют подогрев осадка в течение

0,2-20 мин до 65-854С Затем вводят флокулянт. Флокуляцию осуществляют либо непосредственно после нагрева, либо после охлаждения осадка до

35-45ОС. Последнее определяется только видом используемого устройства, конструкцией аппарата для дальнейшей обработки осадка и возможностью их работы при 65-85ОС. Вид флокулянта выбирают исходя из величины коллоидного заряда, измеренного после подогрева осадка. Если коллоидный заряд равен (-3)-(-0,1 ) мг-экв/л, то выбирают катионные полиэлектролиты, если (-0,1)-{+0,1) мг-экв/л, то неионные электролиты, если (+0,1 )(+3) мг-экн/л, то анионные полиэлектролиты. При осуществлении контроля процесса по коллоидному заряду и работе не при фиксированной неличине заряда, а н диапазоне исключаются жесткие требования к флокулянту, обладающему различным ионным зарядом, поэтому н качестве флокулянта можно использовать техническийполиакриламид.

18.Оборудование для механического обезвоживания осадков сточных вод. Технологический контроль процесса и характеристика обезвоженных осадков.

Оборудование для механического обезвоживания применяется следующее: вакуум – фильтры; фильтр – прессы; центрифугирование. Также существуют такие методы как термосушка, сжигание, гравитационное уплотнение и естественная сушка. Данное оборудование или методы применяются в зависимости от формы связи влаги в осадках.

Существуют несколько форм влаги в осадках:

1.Свободная влага: часть воды находится в осадке и не связана с его структурой.

2.Физико – механически влага: вода, содержащаяся в поровом пространстве структуры осадка («губка»).

3.Физико – химически влага: влага, входящая в структуру гидрозолей и микропор осадка (гелевая структура, холодец)

4.Химическая влага: вода, входящая в состав химической структуры осадка (CuSO4*6H2O - кристаллогидраты) свободной и физико – механически связанной формах влаги.

Естественная сушка применяется при свободной и физико – механически связанной формах влаги. Гравитационное уплотнение только при свободно связанной форме влаги. Вакуум – фильтрование при свободной и физико – механически связанной формах влаги. Фильтр – прессование при свободной и физико

– механически связанной формах влаги, а также при физико-химической форме связи влаги. Центрифугирование может применятся при свободной и физико – механически связанной формах влаги. Термосушка при физико – механически и физико – химически связанных формах влаги. Сжигание при физикохимически и химически связанных формах влаги.

Касательно характеристики обезвоженных осадков. Существует ряд показателей характеризующих обезвоженный осадок:

1.Влажность осадка – содержание воды в 100 граммах осадка.

2.Удельное сопротивление фильтрации, определяемое по формуле:

r = 2*P*F2*b /M* c;

где Р – давление фильтрования; F – площадь поверхности фильтра; b – пок – ль интенсивности влагоотдачи; м – динамическая вязкость фильтрата; с – содержание твердой фазы в осадке;

Существует специальная установка для определения удельного сопротивления, которая состоит из воронки Бюхнера с перфорированной диафрагмой; колбы Бунзена; U - образного манометра (ртутный вакуумметр); каплеотделителя; вакуум – насоса;

3.Сжимаемость – способность осадков отдавать влагу при оказывании на него давлении.

4.Индекс центрифугирования.

Теоретические основы процесса фильтрования осадков.

При фильтровании происходит процесс отделения твѐрдых частиц от жидкости при разности давления над фильтрующей средой и под ней. Фильтрующей средой на барабанных вакуум-фильтрах и фильтр-прессах являются фильтровальная ткань и слой осадка, налипающего на ткань в процессе фильтрования.

Первоначально фильтрование происходит через ткань, в порах которой твѐрдые частицы осадка задерживаются и создают добавочный фильтрующий слой. Этот слой по мере фильтрования увеличивается и является главной фильтрующей средой, а ткань служит лишь для поддержания фильтрующего слоя. При фильтровании жидкость протекает через пористую массу и образуется слой осадка (кека); при увеличении слоя кека уменьшается скорость протекания жидкости (фильтрата).

Вакуум-фильтры для обезвоживания осадков. На них можно обрабатывать практически любые виды осадков. Различают обычные барабанные, барабанные со сходящим полотном, дисковые и ленточные вакуум-фильтры.

Барабанный вакуум-фильтр - вращающийся горизонтально расположенный барабан, частично погружѐнный в корыто с осадком. Барабан имеет две боковые стенки: внутреннюю сплошную и наружную