Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Очистные сооружения канализации. Обработка, обезвоживание и обеззараживание осадка городских сточных вод. Учебное пособие
.pdf
hi – нагрузка на иловые площадки; принимается по [1,
1
20 12
= =
9,9
100
табл. 64] в зависимости от принятой конструкции иловой площадки.
k2 – коэффициент, учитывающий устройство оградительных
валиков и дорог. Принимается в зависимости от производительности ОСК в пределах 1,2–1,4 (меньшие значения для крупных
станций, большие – для станций небольшой производительности
(от 0,5 тыс. м3/сут)).
df – доза катионного флокулянта. Принимается равной 2–
7 кг/т сухого вещества осадка (большая доза при обезвоживании
активного ила, меньшая – сырого осадка).
7.2. Расчет фильтр-прессов
Исходные данные:
• сухое вещество осадка Aос = 10 т/сут;
• влажность осадка Рос = 96 %;
• объем осадка Qос = 250 м3/сут;
• суточный расход поступающей на очистку сточной жид-
кости Q
= 50000 м3/сут;
сут
• концентрация взвешенных веществ в сточной жидкости,
поступающей на очистку, Cen = 200 мг/л;
• БПК
сточной жидкости, поступающей на очистку,
пол
250 мг/л.
Т
РЕБУЕМОЕ КОЛИЧЕСТВО ФИЛЬТР-ПРЕССОВ
N
250
fp
⋅
шт.
К монтажу принимается один фильтр-пресс, который будет
работать немного больше 12 часов в сутки.
М
АССА ОБЕЗВОЖЕННОГО ОСАДКА (КЕКА
) при эффекте за-
держания твердых частиц осадка 99 %
10 99
A⋅= =
кек
81
т/сут
О
39,6
250 39,6 210,4
= − =
0,1
10
200 202
0,12
10
250 252, 4
БЪЕМ ОБЕЗВОЖЕННОГО ОСАДКА
W⋅= =
k
1 (100 75)
⋅ −
К
ОЛИЧЕСТВО ФИЛЬТРАТА
9,9 100
, возвращаемого для повторной
влажностью 75 %
3
м
/сут
очистки в голову очистных сооружений,
Q
фильт
М
АССА ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ
, возвращаемых с фильтратом на
м
3
/сут
повторную очистку в голову сооружений, при концентрации
взвешенных веществ в фильтрате 450 мг/л
210,4 450
С
A
= =
фильт
Ф
АКТИЧЕСКАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
⋅
6
т/сут
в
поступающей на очистку сточной жидкости с учетом сброса
фильтрата в голову сооружений
6
f
C⋅= + =
en
М
АССА ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
0,1 10
50000 213,1
+
мг/л
, возвращаемых с
фильтратом на повторную очистку в голову сооружений, при
значении БПК
Ф
АКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ
фильтрата 550 мг/л
пол
A
L
фильт
210,4 550
= =
⋅
6
БПК
т/сут
в поступающей на очист-
ПОЛ
ку сточной жидкости с учетом сброса фильтрата в голову сооружений
f
L⋅= + =
en
0,12 10
210,4 50000
6
мг/л
+
82
П
2376
2
21968
10 4 40
= ⋅ =
ЛОЩАДЬ ПЛОЩАДКИ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ КЕКА
39,6 120
F⋅= =
кек
2
м
Принимается асфальтобетонная площадка с размерами в
плане 49×49 м. С одной стороны площадки находится лоток для
сбора дренажной воды и ее отвода в производственную канализацию площадки ОСК.
П
ЛОЩАДЬ АВАРИЙНЫХ ИЛОВЫХ КАРТ
250 73 1,3
F
i
⋅ ⋅
= =
1,2 0,9
⋅
2
м
К строительству принимается восемь карт, каждая размером
в плане 38×74 м. Площадки приняты на естественном основании
и без дренажа.
Р
АСХОД КАТИОННОГО ФЛОКУЛЯНТА
А
fk
кг/сут
83
8. ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ОСАДКА
Обеззараживание осадка предусматривается для уничтожения патогенных микроорганизмов, в том числе и яиц гельминтов.
Существует два принципиально отличных метода обеззараживания: термический и реагентный. При термическом методе осадок
прогревается до температуры 50–350 °С. Чем выше температура,
тем меньше продолжительность обеззараживания. Термическое
обеззараживание может происходить в метантенках, дегельминтизаторах и сушилках.
Обеззараживание в метантенках возможно только при термофильном режиме сбраживания осадка (Т
= 50–55 °С). Обез-
сбр
зараживание в дегельминтизаторах (приложение 8) происходит за
счет прогревания инфракрасными лучами осадка, медленно перемещающегося на транспортерной ленте. Осадок находится под
действием инфракрасных лучей в течение 30 мин и прогревается
до температуры 60–65 °С. За счет частичного испарения воды
влажность прогреваемого осадка может снижаться на 2–5 °С. В
сушилках (приложение 9) осадок прогревается до температуры
650–750 °С, поэтому высушенный осадок относится к стерильным осадкам.
Термическим способом обеззараживания является в том числе жидкофазное окисление осадка, которое происходит в реакторах при температуре 120–350 °С и давлении 3–15 атм.
При реагентном обеззараживании применяются овицидные
препараты «ПУРОЛАТ-БИНГСТИ» и «ТИАЗОН». Препараты
могут вводиться как в сточную жидкость, например в приемную
камеру, так и в осадок до подачи его на обработку, т.е. перед
аэробным или анаэробным сбраживанием.
Существуют две теории, объясняющие механизм воздействия овицидного препарата «ПУРОЛАТ-БИНГСТИ» на яйца гельминтов. Согласно одной из них препарат при соприкосновении с
оболочкой яйца гельминта растворяет его липидную оболочку, через образовавшиеся отверстия сточная жидкость поступает в яйцо
и зародыш погибает. Согласно другой теории овицидный препарат
84
стимулирует преждевременное вылупление из яйца зародыша, ко-
( )
,
10
а
+ ⋅
кг/сут
10
торый, попадая в неблагоприятные для него условия, погибает, а
если и не погибает, то такой зародыш не дает потомства.
Доза вводимого препарата в осадок составляет 0,042 г/т,
продолжительность контакта препарата с осадком не менее 8 ч.
Рабочая концентрация товарного препарата 25 %. Поставляется
потребителю в жидком виде; стоимость препарата 5000 руб. за
1 л. К достоинствам этого препарата относится доступность, простота применения, небольшой расход при высоком эффекте обеззараживания. Основным недостатком является возможное угнетение препаратом жизнедеятельности бактерий в аэротенках или
метантенках.
Исходные данные для определения требуемого количества
овицидного препарата «ПУРОЛАТ-БИНГСТИ»:
• сухое вещество сырого осадка первичных отстойников
A
= 11,68 т/сут;
mud
• сухое вещество уплотненного избыточного активного ила
Ai = 12,27 т/сут.
A A
=
mud i
3
А
ПБ
где а – доза препарата, 0,042 г/т.
(11,68 12,27) 0,042
А
= =
ПБ
+ ⋅
3
0,001
Компостирование осадка также относится к одному из методов обеззараживания. Суть метода состоит в смешении сырого,
сброженного в мезофильных условиях или стабилизированного
осадка с наполнителем. Наполнителем может служить торф,
опилки, древесная стружка, измельченные листья, бумага, домовой мусор или солома, рубленые веточки, барда спиртовых заводов или пивоваренных компаний, твердые отходы производства
предприятий пищевой промышленности.
Обезвоженный осадок смешивается с наполнителем, как
правило, в соотношениях 0,5:1, 1:1, 1:2 и укладывается в кучи-
85
гряды (размеры по верху 2 м, по низу примерно 5 м). Высота кучи не превышает 2 м. Поверхность кучи уплотняется, но не трамбуется (для исключения высыхания компостируемой смеси и потерь тепла из кучи). Оптимальная влажность компостируемого
осадка 80 %. Наличие питательного субстрата (наполнитель)
обеспечивает протекание аэробных процессов окисления органических веществ с выделением большого количества тепла. В кучах разогрев за счет тепла экзотермических реакций может происходить до 75–80 °С. На сельскохозяйственных полях наблюдались случаи, когда солома в кучах самовоспламенялась.
На торфокомпостных площадках присутствует три вида
осадка: сырой, сброженный в мезофильных условиях или стабилизированный осадок, а также их смесь с наполнителем и зрелый
осадок. При формировании компостных куч зрелый осадок используется для затравки, ускоряющей процессы компостирования. Продолжительность процесса компостирования зависит от
многих факторов: от вида осадка и наполнителя, природноклиматических условий и периода года, когда происходит закладка торфокомпостной кучи. Летом процесс компостирования
завершается за 1,5–2 мес, зимой за 3–6 мес. Осадок после компостирования освобожден от патогенных микроорганизмов и яиц
гельминтов и может использоваться в качестве органоминерального удобрения для сельскохозяйственных культур или садовопаркового хозяйства.
86
9. ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ ОСАДКА
Обезвреживание осадка заключается в удалении из осадка
ионов тяжелых металлов, поступивших на очистные сооружения
с неочищенными или недостаточно очищенными производственными стоками. Наличие ионов тяжелых металлов является сдерживающим фактором в использовании осадка городских сточных
вод в качестве органоминерального удобрения. В настоящее время способы обезвреживания осадка городских сточных вод активно исследуются учеными.
Известно два принципиально отличных метода обезвреживания осадка: биологический и реагентный.
К биологическим методам относится извлечение ионов тяжелых металлов методом многократного севооборота, т.е. выращивания сельскохозяйственных культур на иловых площадках, заполненных осадком. При этом из почвы извлекаются ионы металлов, являющиеся для растений макро- и микроэлементами. Собранный урожай (корневища, листья, стебли, плоды)
сжигается. Благодаря получению небольшой массы золы увеличивается концентрация ионов тяжелых металлов. Зола подлежит
захоронению.
Реагентный метод отличается тем, что в осадке, подкисленном до рН 4–4,5, ионы тяжелых металлов из твердых частиц
трансформируются в иловую воду, которую отделяют и подвергают очистке известными методами: осаждением или сорбцией.
Технологические схемы подготовки осадка городских сточных
вод к использованию в качестве органоминерального удобрения
проходят экспериментальную апробацию.
87
10. УТИЛИЗАЦИЯ ОСАДКА
Осадок городских сточных вод относится к сбалансированным, высокоэффективным органоминеральным удобрениям. По
своим свойствам он приравнивается к конскому или коровьему
навозу, пригоден для удобрения злаковых, овощных и плодовоягодных культур, а также может успешно использоваться в озеленении садово-паркового хозяйства населенных пунктов. Тем не
менее утилизация осадка сегодня является одной из актуальных
проблем, существующих в области очистки городских сточных вод.
На функционирующих городских очистных сооружениях канализации накопилось огромное количество осадка (на территории иловых площадок), который не может применяться в качестве органоминерального удобрения по двум причинам: в осадке
содержатся патогенные микроорганизмы, в том числе и яйца
гельминтов, или в осадке присутствуют в недопустимо больших
количествах ионы тяжелых металлов и других канцерогенных
веществ. Первую проблему можно, хотя и достаточно сложно,
решить путем обеззараживания осадка химическими или термическими методами. Освободить же осадок от ионов тяжелых металлов – задача крайне сложная и в настоящий момент практически неразрешимая.
За рубежом осадок сжигается и зола используется в качестве
наполнителя при строительстве автомобильных дорог. В Японии,
Южной Корее и Китае осадок применяется при устройстве искусственно создаваемых территорий. В Средней Азии органический осадок брикетируют и используют в качестве низкосортного
топлива. Осадок может применяться для изготовления строительных материалов: облегченного кирпича, керамзита; раньше
он использовался в производстве фильтросных пластин и труб,
предназначенных для распределения воздуха в аэротенках.
В Европе почти 70 % образующегося на ОСК осадка применяют в качестве органоминерального удобрения при выращивании сельскохозяйственных культур. Осадок вводят через каждые
5 лет. Зарубежные специалисты считают, что растениям необхо-
88
димы все присутствующие в осадке ионы металлов, в том числе
тяжелых. Ограничения в использовании в сельском хозяйстве
всего образующегося осадка связаны с недостатком площадей
сельхозугодий.
Активный ил спиртовых заводов или пивоваренных компаний пригоден для производства кормовых добавок для молодняка
животных и птиц. Основой кормовых добавок является активный
ил с добавлением дрожжей. Образующийся на локальных очистных сооружениях канализации гидролизных заводов активный
ил, обладающий высоким содержанием витамина роста (В12), –
это сырье для получения белвитамина, который также может
служить добавкой в корма животных или птиц. Активный ил этих
предприятий относится к чистому сырью, так как он не содержит
патогенных микроорганизмов и яиц гельминтов. В довоенный
период отечественными учеными проводились исследования по
изучению влияния активного ила на качество меха пушных
зверьков, результаты были обнадеживающими. В послевоенный
период работы в этом направлении практически прекратились.
Перспективными направлениями утилизации осадка считаются
строительство и сельское хозяйство.
89
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Данное учебное пособие предназначено для закрепления
теоретических знаний, полученных студентами в процессе обучения; также оно будет полезно при проектировании очистных
сооружений канализации. В пособии приведены рекомендации и
алгоритмы расчета основных сооружений обработки и обезвоживания осадка городских сточных вод.
В учебном пособии выделено 10 глав, включающих расчет
сооружений уплотнения, сгущения, анаэробного сбраживания,
аэробной стабилизации, обезвоживания, обеззараживания и обезвреживания осадка городских сточных вод.
В приложениях приведены технические характеристики современных сооружений и оборудования обработки осадка.
Обращаем внимание читателей, что в учебном пособии даются ссылки на СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети
и сооружения» [1] как основной источник технических расчетов. В настоящее время взамен этого документа зарегистрирован СП 32.13330.2012 [10], отражающий лишь общие представления о системе водоотведения.
Авторы учебного пособия считают, что рекомендации (в том
числе и расчетные формулы), приведенные в СНиП 2.04.03-85
«Канализация. Наружные сети и сооружения», апробированные
ими в течение 30 лет на функционирующих очистных сооружениях канализации и подтвердившие высокую степень сходимости
расчетных данных с производственными, наиболее полно отвечают потребностям проектировщиков, поэтому авторы до сих пор
используют и будут применять в дальнейшем при проектировании не только городских, но и локальных очистных сооружений
канализации рекомендации СНиП 2.04.03-85. На этом основании
в учебном пособии даются ссылки не на актуализированный вариант, а на СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения».
СП 32.13330.2012 можно использовать только в качестве
дополнительного источника специальной технической литературы, поскольку он не несет инженерной нагрузки и с его помощью
невозможно качественно запроектировать комплекс по очистке
сточных вод.
90
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]