Тема 7. Поводження з осадами, що утворюються при очищенні стічних вод.

При різних засобах очищення стічних вод, як правило, утворюються осади. На відміну від стічних вод, які після очищення транспортуються по каналізаційній мережі, осади залишаються в очисних спорудах, потребують видалення і подальшого поводження з ними.

Обсяги осадів, що утворюються під час очищення стічних вод, сягають: при механічних методах очистки – 1-3 %, при фізико-хімічних – 0-2 %, при біологічних 1-2 % від витрати води, що очищається.

При утворенні, осади являють собою пульпу вологістю 97-98 %.

Головна мета поводження з осадами – перетворення їх у корисні продукти, вилучення з них речовин для подальшого використання або заховання (складування) з мінімальною шкодою для оточуючого середовища.

Першим етапом поводження з осадами є їх зневоднення. Для видалення вологи застосовуються механічні і теплові методи.

Механічні методи, що забезпечують видалення фізично зв’язаної води, це:

• відстоювання – дозволяє знизити вологість до 90 %;

• центрифугування або пресування – забезпечує зниження вологості до 65-70 %.

Подальше зниження вологості осадів досягається висушуванням в природних умовах або штучним чином.

Другий етап поводження з осадами – їх транспортування для утилізації або заховання. Автотранспортом перевозяться осади, зневоднені до вологості 70 %, що мають вигляд вологого піску.

Подальше поводження з осадами визначається їх складом і токсичністю.

7.1. Мулові осади.

Мулові осади складаються з відпрацьованого мулу, який за допомогою мулососів видаляється з дна аеротенків та вторинних відстійників, а також надлишків активного мулу, що видаляється з аеротенків.

Загальний обсяг мулових осадів, що утворюється на спорудах біологічної очистки, становить до 2 % від обсягу стічних вод, що очищаються. До мулових осадів можуть додаватися мінеральні осади, що видаляються з первинних відстійників.

Вологість мулових осадів становить 97-98%.

Обробка мулових осадів відбувається на мулових майданчиках, в аеробних стабілізаторах та в метантенках.

Мулові майданчики влаштовуються на вирівняних ділянках з незначним ухилом (0,004-0,08) у вигляді окремих карт площею від 0,25 до 2 га, співвідношення ширини до довжини 1:2. При значних ухилах місцевості карти розташовуються каскадом. Карти огороджуються земляними валками заввишки 1,0-1,5 м, завширшки 0,7-2,0 м для проїзду автотранспорту.

У випадках, коли допускається фільтрація мулових вод в ґрунт та при рівнях ґрунтових вод більше 1,5 м, мулові майданчики будуються без протифільтраційного екрану. В інших випадках дно мулових майданчиків має асфальтобетонне покриття та дренаж. В залежності від пори року мулові осади перебувають на майданчиках декілька місяців. За цей час відбувається їх компостування та сушіння. Під час компостування мул позбавляється від хвороботворних мікроорганізмів, зокрема гельмінтів та їх яєць. Висушений мул, якщо в ньому немає надмірного вмісту важких металів, використовується як органічне добриво.

Загальна площа мулових майданчиків, як правило, значно перевищує площу самих очисних споруд, тому на спорудах продуктивністю 50 тис. м³/добу і більше з метою пришвидшення оберту мулових майданчиків здійснюється попередня обробка мулових осадів в аеробних стабілізаторах та в метантенках.

Аеробні стабілізатори являють собою аеротенки, куди подаються надлишки активного мулу та відпрацьований мул. Протягом декількох діб (від 2 до 12 при температурі близької до 20°С) в ці аеротенки надходить стисле повітря без подачі стічних вод або інших носіїв живлення мікроорганізмів. За таких «голодних» умов активний мул окислює власну протоплазму та протоплазму відпрацьованого мулу. Оброблена таким чином мулова маса зменшується в об’ємі і швидше віддає воду під час витримки її на мулових майданчиках.

Метантенки – це споруди, призначені для анаеробного зброджування мулових осадів при підвищених температурах (33-53°С).

Метантенки застосовуються при продуктивності очисних споруд 100 тис. м³/добу і більше.

Метантенк являє собою герметичну циліндричну споруду, виготовлену з залізобетону або з цегли, з конусоподібним металевим дахом (рис. 4.32). Діаметр метантенка 3-4 м, співвідношення діаметру до висоти 0,8:1. Кількість метантенків на очисних спорудах – не менше двох.

Метантенки є апаратами періодичної дії. Після завантаження мулу у середину метантенка по трубах, що розташовані на дні та внутрішній поверхні циліндричної частини, подається гаряча вода. Можлива також подача в метантенки гострої пари. Процес анаеробного зброджування мулу триває 5-10 годин.

Рис. 4.32 – Метантенк

1 – трубопровід для випорожнення метантенка; 2 – трубопровід для вивантаження збродженого осаду; 3 – паровий інжектор; 4 – газопровід; 5 – труба для випуску газу до атмосфери; 6 – смотровий люк; 7 – пропелерний змішувач; 8 – переливна труба; 9 – трубопроводи для видалення мулової води; 10 – трубопровід для завантаження свіжого осаду й активного мулу; 11 – паропроводи.

Під час анаеробного зброджування здійснюється деструкція органічних речовин з видаленням метану, який накопичується у горловині конусоподібної частини метантенку і далі надходить до котельні на спалювання. Котельня забезпечує метантенки гарячою водою та парою.

За умови вибухобезпечності метантенки на 3/4 занурюються у землю.

Під час зброджування мулу на 2-3 % знижується його вологість і відповідно його об’єм. Оброблений мул легше віддає воду і тому більш здатний до висушування та механічного зневоднення. Механічне зневоднення мулових осадів застосовується на очисних спорудах продуктивністю 500 тис. м³/добу та більше.

Для механічного зневоднення мулу використовуються вакуум-фільтри, фільтр-преси, центрифуги. При механічному зневодненні вологість мулу зменшується до 80-85 %.

Звільнена мулова вода подається в голову споруд біологічної очистки.

Знезараження та дегельмінтизація зневоднених таким чином осадів відбувається в установках термічної обробки мулу при температурі до 60°С протягом 20 хвилин або в польових умовах шляхом складування зневодненого мулу в буртах заввишки 2,5-3,0 м на бетонних або асфальтових майданчиках. Тривалість природного компостування складає декілька місяців.

В останні роки на загальноміських очисних спорудах все частіше впроваджуються установки по виробництву з відпрацьованого мулу біогазу. Мул, що залишається після отримання біогазу, використовується як органічне добриво.

При значних обсягах мулових осадів можливо після механічного зневоднення застосування термічної сушки, яка за декілька хвилин забезпечує зниження вологості мулу до 30-40 %. З такою вологістю мул направляється для використання як органічне добриво (рис. 4.33).

Рис. 4.33 – Апарат для термічного сушіння мулу

В м. Харкові на Диканівських очисних спорудах розроблена технологія виробництва з осушеного мулу дизельного палива, яке за якістю відповідає вимогам існуючих стандартів.

Рис. 4.34 – Установка по виробництву дизпалива з відпрацьованого мулу