Утилізація осадів стічних вод обробка, стабілізація, ліквідація

При проведенні процесів очищення стічних вод відбувається утворення різних опадів. Вони містять велику кількість елементів і речовин, які при грамотному використанні, можуть нести суттєву користь. Але перед продуктивним застосуванням, опади потрібно привести у відповідний якісний стан. Для вирішення цього завдання застосовуються різні заходи підготовки та обробки.

Утилізація осаду стічних вод необхідно для екологічної безпеки

Після того як проведена якісна обробка осаду, його властивості приведені до потрібних параметрах, він може бути утилізований. Обробка і утилізація осадів стічних вод має істотне значення для екології і вимагає детального розгляду.

Опади стоків: що це таке?

Опади стічних вод (ОСВ) - тверді речовини і елементи, що виникають під час відстоювання та очищення в накопичувачах, відстійниках, аеротенках, метатенка, інших резервуарах видалення забруднень стічних рідин.

В процесі видалення забруднень утворюються опади загальним обсягом від 0,5 до 10% від початкового кількості вступників рідких речовин.

Відкладення з твердою структурою (до 2/3 або 4/5 від загальної кількості) - в основному органічні елементи (жири, білки і вуглеводи). Близько 15-20% становлять поживні грунтові компоненти.
Рідкі відкладення. Такі опади містять бактерії, віруси, грибки, яйця паразитичних черв'яків.

Залежно від концентрації структурних з'єднань виділяються три основних види осадових утворень: з переважно мінеральним складом, з переважанням органічних складових, комплексні.

ОСВ поділяються на шість груп, в залежності від джерела надходження:

великі тверді опади, обрані гратами;
елементи, що відклалися в песколовках;
важкі відходи з резервуарів первинного відстоювання;
донні відкладення з резервуарів з флокулянтами (речовини, під дією яких у рідинах утворюються пухкі пухкі агрегати) і коагулянтами (речовини, що викликають в рідинах згущення, злипання в великі структури твердих речовин);
відпрацьований мул з аеротенків;
відпрацьована плівка з біофільтрів.

ОСВ з решіток, пісковловлювачів і первинних відстійників мають незмінені структури. Відкладення з інших блоків очистки мають змінену структуру і склад в результаті впливу і обробки біологічними і хімічними реагентами.

Два основних напрямки використання опадів стоків:

Застосування в якості органо-мінеральних добрив.
Як сировинної елемент для вироблення тепла при спалюванні.

ОСВ містять велику кількість поживних елементів, необхідних для культивованої рослинності. Крім того, в суміш включені мікроелементи, що робить їх цінність порівнянної з органічними добривами, які традиційно застосовуються для поліпшення параметрів і характеристик шару землі під вирощування с / г культур.

Другорядними напрямками сучасного застосування осадових елементів є:

шлак і зола від спалювання осв служать складовим елементом при виробництві численних найменувань виробів, призначених для будівництва;
опади використовуються в якості сорбенту (речовини, що використовуються для виборчого поглинання газів) в каналізаційних колекторах;
відновлення ділянок виснажених земель.

Осад стічних вод має в своєму складі важкі метали

Головним недоліком опадів є те, що в їх склад входять важкі метали. Такі опади ефективно застосовуються при виробництві кількох видів цегли і цементних розчинів. Додавання осадових порід з металами підвищує міцність і схвативаемость.

При попаданні в системи очищення, велика частина відстійних частинок формується в резервуарах первинного відстоювання. Осадові елементи також утворюються в блоках біологічного (повітряного і безповітряного) видалення забруднюючих елементів.

Отстоенная шар з аеротенків (киснева очищення) можна застосовувати для підвищення корисних характеристик ділянок за містом і на дачі. А ось в метатенка (без повітря) осідають речовини занадто токсичні. Вони непридатні як засіб підвищення властивостей ґрунтів і вимагають переробки.

Технологічний цикл обробки осадів рідин:

Надходження вихідних відстоїв.
Ущільнення.
Стабілізація: зброджування або анаеробна обробка.
Зневоднення: природна і термічна сушка, фільтрація в вакуумних і вібраційних камерах, центрифугах.
Кондиціонування: реагентному, теплова, заморожуюча, поліелектролітних, полікоагуляціонная обробка.
Ліквідація: спалювання, окислення, концентрація в накопичувачах, виведення в грунтові порожнечі, транспортування на звалища.
Утилізація: с / г добрива, виробництво продукції для будівельних цілей, сорбентів, виділення і відновлення металів.

Обробка і стабілізація

Обробка осадів стічних вод включає наступні процедури:

згущення: видаляється до 60% всієї вологи, обсяг відстоїв зменшується на 50%;
ущільнення;
стабілізація;
кондиціонування.

Основна мета обробки видалення рідини і отримання шламу (осад з найдрібніших частинок, перероблених забруднювачів). Найбільш поширений і простий спосіб зневоднення - сушка на майданчиках. Але для того щоб обробляти ОСВ цим методом потрібні великі площі землі. Цей метод малоефективний.

На етапах згущення і ущільнення відбувається виведення всієї вільної вологи. Ці методи є первинними при обробці осадових елементів.

вібраційна;
відцентрова;
гравітаційна;
флотаційна;
фільтраційна;
змішана.

Найбільш простий і дешевий спосіб ущільнення, який використовується в очисних системах всюди - гравітаційний. Для його реалізації застосовуються вертикальні і радіальні резервуари відстоювання. Процес ущільнення займає від кількох годин до кількох діб. Для додання більш високих темпів застосовуються коагулянти, що містять хлорне залізо, нагріті до температури в 90 градусів.

При флотационном методі застосовуються бульбашки повітря. До них прилипають різні елементи і піднімаються на поверхню. Утворюється плівка, яку досить просто видалити. Метод ефективний і керований, за рахунок простого регулювання кількості подаваного кисню в рідину. При відцентровому методі застосовуються циклони і центрифуги.

В аеротенках відбувається стабілізація осадів стічних вод

У септиках, аеротенках, метатенка і певних типах відстійників відбувається стабілізація осадів стічних вод. Під цим найменуванням мається на увазі процес розщеплення складно структурних речовин органіки на прості складові: H2O, CH4, CO2.

Після завершення процесів в кисневих і без кисневих умовах, осад втрачає здатність до загнивання, тобто стабілізується. Процес стабілізації необхідний для руйнування компонентів органіки стоків.

До методів стабілізації відносяться: сушка відпрацьованого мулу на спеціально обладнаних ділянках, застосування опадів в якості поживних елементів для грунту. На промислових підприємствах для стабілізації застосовується анаеробне розкладання органіки в аеротенках. Розпад і окислення біологічних елементів відбувається протягом 7-10 діб.

В якості методів кондиціонування застосовуються способи: теплової обробки, послідовного заморожування і відтавання, електрокоагуляцію, опромінення радіоактивним випромінюванням. Кондиціювання потрібно для руйнування природної структури органіки і збільшення показників віддачі рідини при проведенні інших заходів.

Цей процес, який застосовується в промисловості із застосуванням реагентів, є дорогою процедурою. На реалізацію цієї процедури йде до 40% всіх витрат на обробку опадів. З цієї причини активно впроваджуються інші способи обробки: теплова, заморожуюча, електрокоагуляція.

ліквідація

Ліквідація проводиться в випадках, коли неможливо або нерентабельно, з фінансової точки зору, здійснити утилізацію або інші процедури ефективного їх застосування. Для ліквідації використовуються різні методи. Вибір способу залежить від складу відстоїв, особливостей переробного підприємства або очисної станції.

Спалювання - максимально ефективний спосіб, швидкого і малозатратного зменшення обсягів ОСВ з ефективним знезараженням.
Регенерація (виділення і відновлення певних елементів) ОСВ на підприємствах машинобудування.
Скидання рідин в накопичувачі і закачування в спеціальні грунтові порожнечі. Ці методи відносяться до другорядних способам ліквідації.
Природна тривала переробка і зберігання опадів на спеціальних полігонах.

Утилізація

Перед утилізацією, осади стічних вод проходять процес компостування. Під цим поняттям маються на увазі процеси природного біолого-температурного процесу розщеплення опадів органіки під дією аеробних мікроорганізмів.

Метою компостування є стабілізація, знезараження і підготовка речовин до використання в якості добрив на сільськогосподарських угіддях. Цей процес супроводжується виділенням тепла, яке при грамотному підході також може ефективно використовуватися.

Компостування відмінно справляється з завданнями мінімізації витрати палива на знезараження і підвищення показників санітарії та гігієни.

Компостування передбачає проходження двох фаз:

Фаза, активного розвитку мікроорганізмів. Тривати від 5 до 20 діб. Процес супроводжується підвищенням в середовищі температури до 75-80 градусів. Самі опади знезаражуються, їх обсяг істотно зменшується.
Формування компосту. Супроводжується активним розвитком мікроорганізмів в температурної середовищі до 50 градусів.
Тривалість періоду може зайняти від 15 днів до півроку.

Найважливішим фактором процедури компостування є постійна подача свіжого кисню, для підтримки сприятливого середовища, що розвиваються мікроорганізмів. Застосовується три основних способи компостування:

Обов'язковою процедурою утилізації є знезараження стоків. Усунення з ОСВ небезпечних мікроорганізмів, вірусів і бактерій проводиться різними способами:

Термічним (спалювання, сушіння та підігрів).
Хімічним (реагенти).
Біотемпературним (отримання компосту).
Біологічним (очищення за допомогою рослин, грибів і мікроорганізмів).
Фізичним (високочастотні хвилі, електричний струм, радіаційне випромінювання, ультразвук, ультрафіолет).

Після компостування і знезараження ОСВ використовуються в сільському господарстві в якості поживних елементів азото-фосфорної спрямованості. При розміщенні в землі вони минерализуются, і органіка перетворюється в сполуки придатні для поглинання рослинами.

Опади відмінно підходять для відновлення поверхневих шарів землі, виснажених в результаті сільськогосподарської діяльності. Добрива ОСВ активно застосовуються при підготовці грунтів, які були переведені з промислового призначення в сільськогосподарське. Склад компосту активно відновлює верхній родючий шар ґрунту.

Добрива з ОСВ містять велику кількість мінеральних мікроелементів. Кожен з елементів має істотне значення для росту і розвитку сільськогосподарських культур в різних умовах вирощування. Потрібна концентрація цих речовин сприяє прискоренню процесів розвитку рослин, підвищення стійкості багатьох видів.

Недолік призводить до порушення обмінних процесів. Так, мідь підвищує ступінь дозрівання зернових рослин, вирощуваних на болотистих і піщаних місцевостях. Марганець потрібен для активного зростання буряка, кукурудзи. Плодові рослини і виноград болісно реагують на недолік заліза і цинку. Конюшини, бобів, гороху, овочів необхідний доступ борсодержащих добрив.

Ряд видів перероблених опадів використовується у вигляді кормових добавок на об'єктах тваринництва. Продукти переробки осадів активно використовуються як сировина для виробничих процесів і отримання теплової енергії в промислових масштабах.

Сучасним і ефективним способом утилізації є піроліз. Під цим поняттям розуміється процес переробки речовин, до складу яких входить вуглеводень, в спеціальних умовах (високотемпературне вплив, вакуумний простір без доступу кисню).

При певних умовах проведення піролізу можливо без використання стороннього палива, так як сухий осад здатний створити потрібні термічні умови самостійно.

В результаті піролізу виходить напівкокс - розсипається порошок чорного кольору. Такий напівкокс активно використовується в різних виробничих галузях. Він ефективний як паливо.

До переваг піролізу, як засоби утилізації, варто віднести наступні фактори:

Відсутність великої кількості золи і низький рівень забруднень атмосфери.
Мінімальна потреба споживання паливних ресурсів.
Керованість процесом.
Ефективність, незалежно від вступників обсягів.
Можливість обладнання піролізних установок на очисних спорудах.
Головний недолік устаткування реакторів для піролізу - підвищена вибухонебезпечність. Такі загрози вимагають істотних заходів контролю при обладнанні та ретельного протипожежного контролю при експлуатації.