19. Обработка и утилизация осадков сточных вод

Назначение сооружений обработки осадков состоит в подготовке их к удалению с территории очистных сооружений для дальнейшего использования или ликвидации. Обработка осадков сточных вод, образующихся в процессе очистки, заключается в снижении их влажности и уменьшении объема; а также обеззараживания.

Основными методами обработки осадков являются:

- гравитационные уплотнители избыточного активного ила и сырого осадка;

- анаэробное сбраживание или аэробная стабилизация;

- промывка и уплотнение сброженного осадка;

- полимерное кондиционирование;

- механическое обезвоживание;

- депонирование;

- естественная сушка (аварийные иловые площадки).

Загрязнения, задерживаемые решетками, вывозят с территорий станций очистки либо дробятся и обрабатываются совместно с осадками из отстойников. Песок из песколовок обезвоживается на песковых площадках и также вывозится или отмывается oт органических загрязнений, затем подсушивается и используется в планировочных работах. Все образующиеся при очистке сточной воды осадки подвергаются биологической обработке — сбраживанию анаэробными микроорганизмами (без доступа воздуха), что обеспечивает стабилизацию, препятствующую дальнейшему загниванию. Этот процесс осуществляется в метантенках, работающих в термофильном (температура 50-53°С) или мезофильном режиме (температура 30-33°С). В процессе минерализации органического вещества осадка в метантенках образуется биогаз, состоящий в основном из метана (70%,) и углекислого газа (30%), водяных паров и примесей других газов. Стабилизация осадков в аэробных условиях производится в аэробном минерализаторе.

Выгружаемый из метантенков осадок подвергается промывке очищенной сточной водой с последующим уплотнением. Целью этой операции является улучшение водоотдающих свойств осадка за счёт отмывки от наиболее мелких (коллоидных) частиц, образующихся при сбраживании. Уплотнённый осадок насосами подаётся на сооружения механического обезвоживания, перед которым осуществляется кондиционирование осадков с применением органических флокулянтов.

Дальнейшее снижение влажности осадков называют обезвоживанием и достигают в аппаратах механического действия - вакуум-фильтрах, фильтр-прессах, центрифугах. Возможна подсушка осадка в естественных условиях на иловых площадках. Для получения из обезвоженных осадков гумуса или удобрений проводят компостирование или вермикультивирование (переработка осадков красными калифорнийскими червями).

В настоящее время существует много технологических процессов утилизации осадков и получения из осадков бытовых и близких к ним по составу сточных вод важных продуктов и энергетических ресурсов. Активный ил представляет наибольшую ценность как органическое удобрение, особенно богат азотом и усваиваемыми фосфатами. Минеральная часть осадков представлена в основном соединениями кальция, кремния, алюминия, железа, бора, кобальта, марганца, меди, молибдена, цинка и др. Микроудобрения, содержащие медь, повышают урожайность зерновых культур. Марганец способствует повышению урожайности сахарной свеклы и кукурузы. Недостаток железа и цинка приводит к нарушениям жизнедеятельности плодовых растений и хлопчатнику.

Разработаны технологии получения кормов из избыточного активного ила, являющимся белково-витаминным продуктом. Из активного ила можно получить технический витамин В₁₂, важнейшие аминокислоты.

Из активного ила методом пиролиза можно получить активированный уголь для использования его как сорбента или в качестве полупродукта для лечебных целей. Жировые вещества, содержащиеся в активном иле, целесообразно использовать для получения консистентных смазок.

При сбраживании органогенных осадков образуется горючий биогаз -метан, который используют в целях получения тепловой энергии. Высококачественный газ метан можно использовать для автотранспорта как заменитель бензина. На крупных станциях аэрации можно получить четыреххлористый углерод, растворители, пластмассы, этиловый спирт, газ для сварки и многие другие товары.