Kontrola procesa pročišćavanja prirodnih voda. Metode obrade kanalizacijskog mulja, primijenjena postrojenja

najveći ekološki problem Zemlje ZND - kontaminacija njihovog teritorija otpadom. Posebno zabrinjava otpad koji nastaje u procesu pročišćavanja gradskih otpadnih voda – kanalizacijski mulj i kanalizacijski mulj (u daljnjem tekstu SS).

Glavna specifičnost takvog otpada je njihova dvokomponentna priroda: sustav se sastoji od organskih i mineralnih komponenti (80 odnosno 20% u svježem otpadu i do 20 i 80% u otpadu nakon dugotrajno skladištenje). Prisutnost teških metala u sastavu otpada određuje njihov IV razred opasnosti. Najčešće se ove vrste otpada skladište na otvorenom i ne podliježu daljnjoj preradi.

Na primjer, Do sada je u Ukrajini akumulirano više od 0,5 milijardi tona WWS, čija je ukupna površina za skladištenje približno 50 km 2 u prigradskim i urbanim područjima.

Nepostojanje u svjetskoj praksi učinkovitih metoda zbrinjavanja ove vrste otpada i rezultirajuće pogoršanje ekološke situacije (zagađenje atmosfere i hidrosfere, odbacivanje zemljišnih površina za odlagališta otpada za odlaganje otpada) ukazuju na važnost pronalaženja novih pristupa i tehnologije za uključivanje WWS-a u gospodarski promet.

U skladu s Direktivom Vijeća 86/278/EEC od 06/12/1986 "O zaštiti okoliša, a posebno tla pri korištenju otpadnog mulja u poljoprivredi" u zemljama Europske unije 2005. godine, WWS su korišteni na sljedeći način: 52% - u poljoprivredi, 38% - spaljeno, 10% - skladišteno.

Pokušaj Rusije da prenese inozemno iskustvo izgaranja WWS-a na domaće tlo (izgradnja postrojenja za spaljivanje otpada) pokazao se neučinkovitim: volumen čvrste faze smanjen je za samo 20% uz istovremeno ispuštanje velike količine plinovitih otrovnih tvari i produkata izgaranja. u atmosferski zrak. U tom smislu, u Rusiji, kao iu svim drugim zemljama ZND-a, njihovo skladištenje ostaje glavni način rukovanja WWS-om.

PERSPEKTIVNA RJEŠENJA

U procesu traženja alternativnim načinima zbrinjavanja WWS-a provođenjem teoretskih i eksperimentalne studije i pilot testiranjem, dokazali smo da je rješenje ekološkog problema – eliminacija nagomilanih količina otpada – moguće njihovim aktivnim uključivanjem u gospodarski promet u sljedećim industrijama:

radovi na cesti(proizvodnja organo-mineralnog praha umjesto mineralnog praha za asfalt beton);
građenje(proizvodnja izolacije od ekspandirane gline i učinkovite keramičke opeke);
poljoprivredni sektor(proizvodnja visokohumusnih organsko gnojivo) .

Eksperimentalna implementacija rezultata rada provedena je u nizu poduzeća u Ukrajini:

pločnik prostora za skladištenje teške opreme MD PMK-34 (Lugansk, 2005.), dionica obilaznice oko Luganska (na pikcima PK220-PK221+50, 2009.), pločnik ulice. Malyutin u antracitu (2011.);

USPUT

Rezultati promatranja stanja i kvalitete površine ceste ukazuju na njezine dobre performanse, nadmašujući tradicionalne analoge u nizu pokazatelja.

proizvodnja pilot serije učinkovitih lakih keramičkih opeka u tvornici cigle u Lugansku br. 33 (2005.);
proizvodnja biohumusa na bazi WWS u postrojenjima za pročišćavanje Luganskvoda LLC.

KOMENTARI NA INOVACIJU UPOTREBE WWS-a U IZGRADNJI CESTA

Analizirajući naše stečeno iskustvo u zbrinjavanju otpada u području cestogradnje, možemo istaknuti sljedeće: pozitivnih bodova:

Predložena metoda recikliranja omogućuje uključivanje velikog tonažnog otpada u područje velike tonaže industrijska proizvodnja;
prelaskom OSV-a iz kategorije otpada u kategoriju sirovina određuje se njihova potrošačka vrijednost - otpad dobiva određenu vrijednost;
u ekološkom smislu, otpad IV razreda opasnosti postavlja se u kolovoz, čija asfaltno betonska površina odgovara IV razredu opasnosti;
za proizvodnju 1 m 3 asfaltbetonske mješavine može se odložiti do 200 kg suhog WWS-a kao analoga mineralnog praha kako bi se dobio kvalitetan materijal koji odgovara regulatorni zahtjevi na asfalt beton;
ekonomski učinak usvojenog načina zbrinjavanja odvija se kako u području cestogradnje (smanjenje cijene asfaltnog betona) tako i za poduzeća Vodokanala (spriječavanje plaćanja za zbrinjavanje otpada i sl.);
u razmatranom načinu zbrinjavanja otpada tehnički, ekološki i ekonomski aspekti su dosljedni.

Problemski trenuci vezano uz potrebu:

suradnja i koordinacija različitih odjela;
široka rasprava i odobrenje stručnjaka za odabranu metodu zbrinjavanja otpada;
razvoj i implementacija nacionalnim standardima;
izmjene i dopune Zakona Ukrajine od 05.03.1998. br. 187/98-VR “O otpadu”;
razvoj tehničkih specifikacija za proizvode i certificiranje;
izmjene i dopune građevinskih propisa i propisa;
priprema apela Kabinetu ministara i Ministarstvu zaštite okoliša sa zahtjevom za razvoj učinkovitih mehanizama za provedbu projekata zbrinjavanja otpada.

I na kraju, još jedna problematična točka - ne može sam riješiti ovaj problem.

KAKO POJEDNOSTAVITI ORGANIZACIJSKE TOČKE

Na putu širokog korištenja razmatranog načina zbrinjavanja otpada javljaju se organizacijske poteškoće: nužna je suradnja između različitih odjela s različitim vizijama svojih proizvodnih zadataka – komunalnih poduzeća (u ovom slučaju Vodokanala – vlasnika otpada) i organizacija cestogradnje. Pritom neminovno imaju niz pitanja, uklj. ekonomske i pravne, kao što su “Treba li nam?”, “Je li to skup mehanizam ili isplativ?”, “Tko bi trebao snositi rizike i odgovornost?”

Nažalost, ne postoji zajedničko shvaćanje da se opći ekološki problem - zbrinjavanje otpadnih voda (u biti otpada iz društva nakupljenog od strane komunalnih poduzeća) - može riješiti uz pomoć javnih komunalnih poduzeća u cestogradnji uključivanjem takvog otpada u popravak i izgradnja javnih cesta. Odnosno, cijeli se proces može provesti unutar jednog komunalnog odjela.

BILJEŠKA

Koji je interes svih sudionika u procesu?
1. Industrija cestogradnje prima sediment u obliku analoga mineralnog praha (jedna od komponenti asfaltnog betona) po cijeni znatno nižoj od cijene mineralnog praha i proizvodi visokokvalitetni asfalt betonski kolnik po nižoj cijeni.
2. Poduzeća za pročišćavanje otpadnih voda zbrinjavaju nagomilani otpad.
3. Društvo dobiva kvalitetne i jeftinije cestovne površine uz poboljšanje ekološke situacije na području svog prebivališta.

Uzimajući u obzir činjenicu da se zbrinjavanjem sanitarnih voda rješava važan ekološki problem od nacionalnog značaja, u ovom slučaju država bi trebala biti najzainteresiraniji sudionik. Stoga je pod pokroviteljstvom države potrebno izraditi odgovarajući pravni okvir koji bi zadovoljio interese svih sudionika u procesu. Međutim, to će zahtijevati određeni vremenski interval, koji u birokratskom sustavu može biti prilično dug. Istodobno, kao što je već spomenuto, problem nakupljanja oborina i mogućnost njegovog rješavanja u izravnoj je vezi s komunalnom industrijom, stoga se ovdje mora riješiti, što će drastično skratiti vrijeme svih odobrenja, a popis potrebnu dokumentaciju suziti na standarde odjela.

VODOKANAL KAO PROIZVOĐAČ I POTROŠAČ OTPADA

Je li suradnja poduzeća uvijek potrebna? Razmotrimo mogućnost zbrinjavanja akumuliranih otpadnih voda izravno od strane poduzeća Vodokanala u svojim proizvodnim aktivnostima.

BILJEŠKA

Vodokanal poduzeća nakon radovi na popravci na cjevovodnim mrežama dužan obnoviti oštećeno kolovoz, što se ne radi uvijek. Dakle, prema rezultatima naše približne prosječne godišnje procjene obujma takvih radova u regiji Lugansk, ti se volumeni kreću od 100 do 1000 m 2 pokrivenog područja, ovisno o lokalitetu. S obzirom da je struktura velika poduzeća, kao što je Luganskvoda LLC, uključuje desetke naselja, površina obnovljenih premaza može doseći desetke tisuća četvornih metara, za što su potrebne stotine kubičnih metara asfaltnog betona.

Potreba za uklanjanjem otpada, čija svojstva omogućuju dobivanje visokokvalitetnog asfaltnog betona kao rezultat njegovog odlaganja, i, što je najvažnije, mogućnost njegove uporabe u popravku poremećenih cesta glavni su razlozi. za moguću primjenu razmatranog načina zbrinjavanja otpada od strane poduzeća Vodokanal.

Treba napomenuti da su WWS postrojenja za pročišćavanje u različitim naseljima slični po svom pozitivnom utjecaju na asfalt beton, unatoč određenim razlikama. kemijski sastav.

Na primjer, Asfaltni beton modificiran oborinama u Lugansku (Luganskvoda LLC), Čerkasiju (Proizvodno udruženje Azot) i Kijevvodokanalu ispunjava zahtjeve DSTU B V.2.7-119-2003 „Mješavine asfaltnog betona i asfaltnog betona za ceste i aerodrome. Specifikacije" (u daljnjem tekstu - DSTU B V.2.7-119-2003) (Tablica 1).

Hajdemo raspraviti. 1 m 3 asfalt betona ima prosječnu težinu od 2,2 tone.Unošenjem 6-8% sedimenta kao zamjene za mineralni prah u 1 m 3 asfalt betona može se odložiti 132-176 kg otpada. Uzmimo prosječnu vrijednost od 150 kg/m 3 . Dakle, s debljinom sloja od 3-5 cm, 1 m 3 asfaltnog betona omogućuje vam stvaranje 20-30 m 2 površine ceste.

Kao što znate, asfaltni beton se sastoji od drobljenog kamena, pijeska, mineralnog praha i bitumena. Vodokanali su vlasnici prve tri komponente kao umjetnih tehnogenih naslaga: drobljenog kamena - zamjenjivo punjenje biofiltera; pijesak i nataloženi sediment su otpad s nalazišta pijeska i mulja (slika 1.). Za pretvaranje ovog otpada u asfalt beton (korisno odlaganje) potrebna je samo jedna dodatna komponenta - cestovni bitumen, čiji je sadržaj samo 6-7% planirane proizvodnje asfaltnog betona.

Postojeći otpad (sirovine) i potreba za izvođenjem sanacijskih i restauratorskih radova uz mogućnost korištenja tog otpada temelj su za stvaranje specijaliziranog poduzeća ili lokacije u sklopu Vodokanala. Funkcije ove jedinice bit će:

priprema asfaltbetonskih komponenti iz postojećeg otpada (stacionarno);
proizvodnja asfaltne mješavine (mobilna);
polaganje smjese u kolnik i njeno zbijanje (mobilno).

Bit tehnologije pripreme sirovinske komponente asfalt betona - mineralnog (organo-mineralnog) praha na bazi WWS - prikazana je na Sl. 2.

Kako slijedi iz sl. 2, sirovina (1) - sediment sa odlagališta s udjelom vlage do 50% - prethodno se prosije kroz sito s veličinom oka od 5 mm (2) kako bi se uklonili strani ostaci, biljke i rahle grudice. Prosijana masa se suši (u prirodnom ili umjetni uvjeti) (3) do sadržaja vlage od 10-15% te se dovodi na dodatno prosijavanje kroz sito s otvorom 1,25 mm (5). Po potrebi se može izvršiti dodatno mljevenje gruda mase (4). Dobiveni praškasti proizvod (mikropunilo je analog mineralnog praha) pakira se u vrećice i skladišti (6).

Slično se priprema drobljeni kamen i pijesak (sušenje i frakcioniranje). Obrada se može obaviti na specijaliziranom mjestu koje se nalazi na području postrojenja za pročišćavanje, koristeći improviziranu ili posebnu opremu.

Razmotrite opremu koja se može koristiti u fazi pripreme sirovina.

vibrirajući zasloni

Za prosijavanje WWS-a koriste se vibrirajuća sita raznih proizvođača. Dakle, vibrirajući zasloni mogu imati sljedeće karakteristike: “Podesiva brzina vrtnje vibracijskog pogona omogućuje vam promjenu amplitude i frekvencije vibracija. Hermetički dizajn omogućuje korištenje vibrirajućih sita bez sustava aspiracije i uz korištenje inertnih medija. Sustav raspodjele materijala na ulazu u vibrirajuća sita omogućuje korištenje 99% površine sita. Vibrirajuća sita su opremljena sustavom ožičenja podijeljene klase. Završna zamjena zaslonskih površina. visoka pouzdanost, jednostavno postavljanje i prilagodbu. Brza i jednostavna zamjena palube. Do tri površine sijanja .

Ovdje su glavne karakteristike vibrirajućeg zaslona VS-3 (slika 3):

dimenzije - 1200 × 800 × 985 mm;
instalirana snaga - 0,5 kW;
napon napajanja - 380 V;
težina - 165 kg;
produktivnost - do 5 t / h;
veličina oka sita - bilo koja na zahtjev;
cijena - od 800 dolara.

Sušilice

Za sušenje rasuti materijal- tlo-tlo (sediment) i pijesak - u ubrzanom načinu rada (za razliku od prirodno sušenje) predlaže se korištenje bubnjeva za sušenje SB-0,5 (slika 4), SB-1,7 itd. Razmotrite princip rada takvih sušilica i njihove karakteristike (tablica 2).

Kroz spremnik za utovar mokri materijal se dovodi u bubanj i ulazi u unutarnju mlaznicu koja se nalazi duž cijele duljine bubnja. Mlaznica osigurava jednoliku raspodjelu i dobro miješanje materijala po dijelu bubnja, kao i njegov bliski kontakt sa sredstvom za sušenje tijekom izlijevanja. Kontinuirano miješajući, materijal se kreće prema izlazu iz bubnja. Osušeni materijal se uklanja kroz komoru za pražnjenje.

Komplet za isporuku: sušilica, ventilator, upravljačka ploča. U sušilicama SB-0,35 i SB-0,5 električni grijač je ugrađen u konstrukciju. Vrijeme proizvodnje - 1,5-2,5 mjeseci. Trošak takvih sušilica je od 18,5 tisuća dolara.

Mjerači vlage

Za kontrolu sadržaja vlage u materijalu mogu se koristiti različite vrste mjerača vlage, na primjer VSKM-12U (slika 5.).

Donesimo tehnički podaci takav mjerač vlage:

Raspon mjerenja vlažnosti - od suhog stanja do pune zasićenosti vlagom (stvarni rasponi za određene materijale navedeni su u putovnici uređaja);
relativna greška mjerenja - ± 7% izmjerene vrijednosti;
dubina kontrolne zone od površine - do 50 mm;
kalibracijske ovisnosti za sve materijale koje kontrolira uređaj pohranjuju se u nepromjenjivu memoriju za 30 materijala;
odabrana vrsta materijala i rezultati mjerenja prikazuju se na dvorednom zaslonu izravno u jedinicama vlažnosti s razlučivosti od 0,1%;
trajanje jednog mjerenja nije duže od 2 s;
trajanje indikacija držanja - ne manje od 15 s;
univerzalno napajanje: autonomno od ugrađene baterije i od mreže ~ 220 V, 50 Hz preko mrežnog adaptera (ujedno je i punjač);
dimenzije elektroničke jedinice - 80 × 145 × 35 mm; senzor — Æ100×50 mm;
ukupna težina uređaja - ne više od 500 g;
puni vijek trajanja - najmanje 6 godina;
cijena - od 100 dolara.

BILJEŠKA

Prema našim izračunima, organizacija stacionarne točke za pripremu agregata za asfalt beton zahtijevat će opremu u iznosu od 20-25 tisuća dolara.

Proizvodnja asfalt betona s OSV punilom i njegovo polaganje

Razmotrite opremu koja se može koristiti izravno u procesu proizvodnje asfalt betona s OSV punilom i njegovog polaganja.

Mala tvornica za miješanje asfalta

Za proizvodnju asfaltbetonskih smjesa od proizvodnog otpada Vodokanala i njihovu uporabu u pločnik predlaže se najmanji kapacitet od mogućih kompleksa - mobilna tvornica asfalta (mini-APC) (slika 6.). Prednosti takvog kompleksa su niska cijena, niski operativni troškovi i troškovi amortizacije. Male dimenzije postrojenja omogućuju ne samo njegovo praktično skladištenje, već i energetski učinkovito trenutačno pokretanje i proizvodnju gotovog asfalt betona. Istovremeno, proizvodnja asfaltnog betona obavlja se na mjestu polaganja, zaobilazeći fazu transporta, koristeći mješavinu visoke temperature, koja osigurava visok stupanj zbijenosti materijala i izvrsnu kvalitetu asfaltno betonskog kolnika. .

Trošak mini-montažnog postrojenja kapaciteta 3-5 tona/sat iznosi 125-500 tisuća dolara, a kapaciteta do 10 tona/sat - do 2 milijuna dolara.

Evo glavnih karakteristika mini-ABZ kapaciteta 3-5 t / h:

izlazna temperatura - do 160 °S;
snaga motora - 10 kW;
snaga generatora - 15 kW;
volumen spremnika bitumena - 700 kg;
volumen spremnika za gorivo - 50 kg;
snaga pumpe za gorivo - 0,18 kW;
snaga bitumenske pumpe - 3 kW;
vlast ispušni ventilator- 2,2 kW;
snaga motora skip dizalice - 0,75 kW;
dimenzije - 4000 × 1800 × 2800 mm;
težina - 3800 kg.

Osim toga, za provedbu cijelog ciklusa radova na proizvodnji i polaganju asfalt betona potrebno je kupiti kontejner za transport vrućeg bitumena i mini klizalište za polaganje asfalta (slika 7.).

Vibracijski tandem cestovni valjci težine do 3,5 tone koštaju 11-16 tisuća dolara.

Dakle, cijeli kompleks opreme potrebne za pripremu materijala, proizvodnju i ugradnju asfalt betona može koštati oko 1,5-2,5 milijuna dolara.

NALAZI

1. Primjenom predložene tehnološke sheme riješit će se problem zbrinjavanja otpada kanalizacijske stanice svojim uključivanjem u gospodarski promet na lokalnoj razini.

2. Implementacija načina zbrinjavanja otpada koji se razmatra u članku omogućit će dovođenje vodnih poduzeća u kategoriju malootpadnih poduzeća.

3. Korištenjem WWS-a u proizvodnji asfaltnog betona može se proširiti popis usluga koje Vodokanal pruža (mogućnost sanacije unutarkvartnih cesta i prilaza).

Književnost

Drozd G.Ya. Iskorištavanje mineraliziranog kanalizacijskog mulja: problemi i rješenja // Priručnik ekologa. 2014. broj 4. S. 84-96.
Drozd G.Ya. Problemi u području pročišćavanja nataloženog kanalizacijskog mulja i metode za njihovo rješavanje // Vodoopskrba i vodoopskrba. 2014. broj 2. S. 20-30.
Drozd G.Ya. Nove tehnologije zbrinjavanja mulja - put do postrojenja za obradu otpadnih voda s malo otpada // Vodoochistka. Obrada vode. Opskrba vodom. 2014. broj 3. S. 20-29.
Drozd G.Ya., Breus R.V., Bizirka I.I. Taloženi mulj iz gradske kanalizacije. Koncept recikliranja // Lambert Academic Publishing. 2013. 153 str.
Drozd G.Ya. Prijedlozi za uključivanje deponiranog otpadnog mulja u gospodarski promet // Mater. Međunarodni kongres "ETEVK-2009". Jalta, 2009. C. 230-242.
Breus R.V., Drozd G.Ya. Metoda za korištenje sedimenata iz lokalnih otpadnih voda: Patent za model jezgre br. 26095. Ukrajina. IPC CO2F1 / 52, CO2F1 / 56, CO4B 26/26 - br. U200612901. Prim. 12/06/2006. Objavljeno 09.10.2007. Bik. broj 14.
Breus R.V., Drozd G.Ya., Gusentsova E.S. Asfalt-beton sumish: Patent za coris model br. 17974. Ukrajina. IPC CO4B 26/26 - br. U200604831. Prim. 03.05.2006. Objavljeno 16.10.2006. Bik. broj 10.

Postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda: pitanja rada, ekonomija, rekonstrukcija

Uredba Vlade Ruske Federacije od 01.05.2015. br. 3 "O izmjenama i dopunama određenih akata Vlade Ruske Federacije u oblasti zbrinjavanja voda": što je novo?

U udžbeniku su istaknuti načini utvrđivanja učinkovitosti postrojenja za pročišćavanje i pročišćavanje vode, kao i postrojenja za obradu mulja. Razmatraju se metode i tehnologije laboratorijske i proizvodne kontrole kakvoće prirodnih, slavinskih i otpadnih voda. Treće izdanje udžbenika pod istim nazivom izašlo je 2004. godine.
Za učenike građevinskih tehničkih škola koji studiraju na specijalnosti 2912 "Vodovod i kanalizacija".

OCJENA KVALITETE PRIRODNE, PIĆE I TEHNIČKE VODE.
Izvori vodoopskrbe u većini regija Ruske Federacije su površinska voda rijeke (akumulacije) i jezera, na koje otpada 65-68% ukupnog unosa vode. Ispod je ocjena kakvoće vode u njima, ovisno o nekim karakterističnim pokazateljima sastava: pH, salinitet (sadržaj soli), tvrdoća, sadržaj suspendiranih i organskih tvari, kao i fazno dispergirano stanje.

Usporedba procijenjenih i stvarnih pokazatelja sastava vode u izvorima Ruska Federacija, može se uočiti prevlast mekih i vrlo mekih, kao i nisko i srednje mineraliziranih voda u njegovom azijskom dijelu i sjevernim regijama, t.j. preko većeg dijela zemlje. Prodorno zagađenje vodena tijela nečistoća antropogenog i tehnogenog podrijetla, uočena posljednjih godina, posljedica je dotoka nepročišćenih i nedovoljno pročišćenih otpadnih voda, kućanskih i industrijskih, otopljenih i oborinskih voda iz slivnih područja.

SADRŽAJ
UVOD
POGLAVLJE 1. TEHNOLOŠKA KONTROLA PROCESA PRIRODNIH I INDUSTRIJSKIH VODA.»
1.1. Procjena kvalitete prirodnih, pitkih i tehnička voda
1.2. Laboratorijska i proizvodna kontrola kvalitete vode u sustavima opskrbe pitkom i industrijskom vodom
1.3. Kontrola procesa predobrade vode, koagulacije, taloženja, filtriranja
1.4. Kontrola procesa dezinfekcije vode
1.5. Kontrola procesa fluoriranja, defluoriranja, deferrizacije vode, uklanjanja mangana
1.6. Kontrola procesa obrade stabilizacijske vode. Uklanjanje plina: kisik, sumporovodik
1.7. Kontrola procesa omekšavanja, desalinizacije i desalinizacije vode
1.8. Upravljanje hidrokemijskim načinom rada cirkulacijskih sustava za opskrbu rashladnom vodom
1.9. Kontrola procesa hlađenja vodom
1.10. Vježbe i zadaci
ODJELJAK 2. TEHNOLOŠKA KONTROLA PROCESA PROČIŠĆAVANJA OTPADNIH VODA
2.1. Opće odredbe
2.2. Klasifikacija otpadnih voda. Vrste kontaminanata i metode za njihovo uklanjanje
2.3. Upravljanje procesima mehaničkog pročišćavanja otpadnih voda
2.4. Praćenje rada postrojenja za aerobno biološko pročišćavanje otpadnih voda
2.5. Kontrola procesa naknadne obrade i dezinfekcije otpadnih voda
2.6. Kontrola procesa obrade mulja. Procesi fermentacije metana i kontrola rada digestora
2.7. Praćenje rada postrojenja za odvodnjavanje i sušenje mulja
2.8. Kontrola procesa pročišćavanja industrijskih otpadnih voda i metoda za izdvajanje štetnih tvari iz njih
2.9. Kontrola destruktivnih metoda Pročišćavanje industrijskih otpadnih voda
2.10. Vježbe i zadaci
ZAKLJUČAK
KNJIŽEVNOST.

Besplatno preuzimanje e-knjiga u prikladnom formatu, gledajte i čitajte:
Preuzmite knjigu Kontrola kvalitete vode, Aleksejev L.S., 2009 - fileskachat.com, brzo i besplatno.

Preuzmite djvu
Ovu knjigu možete kupiti u nastavku najbolja cijena na popustu uz dostavu po cijeloj Rusiji.

Obrada i odlaganje kanalizacijskog mulja vrlo je akutan problem za velike gradove u svim visokorazvijenim zemljama. Tijekom procesa pročišćavanja, suspendirane krutine sadržane u otpadnoj vodi talože se u postrojenjima za mehaničku obradu.

Količina sirovog sedimenta izravno ovisi o sadržaju suspendiranih čestica u vodi i kvaliteti čišćenja: što je kvaliteta čišćenja veća, to se više stvara sediment.

Na postrojenjima za pročišćavanje s biološkom obradom, osim sirovog mulja, nastaje i aktivni mulj čija količina u odnosu na suhu tvar može doseći 50% ukupnog volumena mulja.

Mulj se mora prethodno obraditi prije odlaganja.

Svrha obrade- smanjenje vlažnosti i volumena sedimenta, neugodnog mirisa, broja patogenih mikroorganizama (virusa, bakterija i sl.) i štetnih tvari; smanjenje troškova prijevoza i osiguranje krajnje uporabe prihvatljive za okoliš.

Za tretman oborina grade se posebni objekti:

metatankovi;

aerobni stabilizatori,

razne instalacije za odvodnjavanje i sušenje,

muljna mjesta.

Metatenki - to su hermetički zatvoreni spremnici, u kojima anaerobne bakterije u termofilnim uvjetima (t o \u003d 30 - 43 o C) fermentiraju sirovi ostatak u primarnim i sekundarnim taložnicima. Tijekom fermentacije oslobađaju se plinovi: CH 4 , vodikH 2 , ugljični dioksidCO 2 , amonijakNH 3 itd. koji se potom mogu koristiti u razne svrhe.

Aerobni stabilizatori - to su rezervoari u kojima je organski dio dugotrajno mineraliziran aerobnim mikroorganizmima uz stalno pročišćavanje zraka. Obrađeni mulj se skladišti u muljnim ležištima, a zatim se koristi kao gnojivo.

Skladišteni sedimenti koji sadrže soli teških metala, kontaminirani patogenom mikroflorom, jajima helminta, virusima, predstavljaju opasnost za okoliš i zahtijevaju izvanredan pristup načinu smještaja i zbrinjavanja.

Migracija štetnih tvari u podzemne vode. Sama ležišta mulja i odlagališta mogu biti izvori štetnih emisija u atmosferu. Do emisije plinova dolazi i iz tla bivših odlagališta otpada, odlagališta otpada i tijekom transporta otpada.

Volumen i priroda onečišćenja atmosfere ovise o parametrima tehnološkog procesa obrade oborina i o temperaturnom režimu.

Za velike količine oborina koriste se dvije kategorije metoda: termičko sušenje i spaljivanje. Toplinsko sušenje čuva organsku tvar koja se koristi kao gnojivo. Kada se sedimenti spaljuju, organske tvari se pretvaraju u plinovite produkte.

U većini zemalja postoji trend rasta količine spaljenog mulja. Glavni pokretač je rast cijena zemljišta, što razvoj novih tehnologija čini isplativijim i ekološki učinkovitijim od širenja površina odlagališta.

Goruće oborine

Goruće oborine primjenjuje se ako ne podliježu drugim vrstama obrade i zbrinjavanja. 25% mulj koji nastaje u postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda koristi se u poljoprivredi, 50% postavljena na odlagalištima i u blizini 25% je spaljena.

Trenutno se pročišćavanje otpadnih voda provodi na postrojenjima za pročišćavanje prema klasičnoj shemi potpune biološke obrade, u kojoj nastaje mješavina sirovog mulja iz primarnih taložnika i viška aktivnog mulja.

Taloženje- ovo je nedezinficirana mokra (do 99,7%) masa koja sadrži do 70% organskih tvari.

Redoslijed operacija za obradu mulja je sljedeći:

predobrada na rešetkama;

miješanje mulja iz primarnih taložnika s aktivnim muljem i cijeđenje smjese na tanke rešetke;

obrada reagensom - flokulantom i dehidracija na središnjim prešama;

transport dehidriranog mulja do spalionica;

izgaranje u pećima "Pyrofluid" s fluidiziranim slojem pijeska.

Otpadne vode

Postrojenje za pročišćavanje otpadnih voda

sediment

pepeo

Suspenzije koje se oslobađaju iz otpada i otpadnih voda tijekom njihove mehaničke, biološke i fizikalno-kemijske (reagensne) obrade su sedimenti.

Svojstva sedimenata preporučljivo je podijeliti na ona koja karakteriziraju njihovu prirodu i strukturu, kao i ona koja određuju njihovo ponašanje u procesu dehidracije.

Utjecaj početne kvalitete vode na učinak dezinfekcije	Pogoršava se rast zamućenja, boje i pH	U prisutnosti organskih tvari u vodi, baktericidni učinak se ne mijenja.	Kako se koncentracija suspendiranih tvari povećava, baktericidna aktivnost se smanjuje.	S povećanjem koncentracije suspendiranih krutina, temperature i sastava soli,	Prisutnost suspendiranih krutina dramatično smanjuje učinak dezinfekcije.	Ne utječe
Utjecaj na organoleptička svojstva vode	Poboljšava: oksidira fenole u proizvode koji nemaju klorofenolne mirise	Pogoršava: miris joda, koji nestaje nakon 40-50 minuta	Poboljšava: Uklanja mirise	Ne utječe	Ne utječe	Poboljšava: eliminira miris
Razdoblje nakon akcije	Dan ili više ovisno o dozi			90-150 dana ovisno o dozi		Ne djeluje na Escherichia coli
Vrijeme dekontaminacije, min					Odmah
Metoda	Kloriranje	jodiranje	Ozoniranje	Tretman ionima srebra	UV tretman	Gama zračenje

konstantna masa. U tekućim sedimentima približno je blizu koncentraciji suspendiranih krutih tvari određenoj filtracijom ili centrifugiranjem.

U hidrofilnim organskim sedimentima ovaj pokazatelj je često blizak sadržaju organskih tvari i karakterizira sadržaj dušičnih tvari.

Elementarni sastav posebno je važan za organske sedimente, prvenstveno u pogledu pokazatelja kao što su sadržaj: ugljika i vodika za određivanje stupnja stabilizacije ili utvrđivanje ukupne kiselosti; dušik i fosfor za procjenu vrijednosti gnojiva u sedimentu; teški metali itd.

Za anorganske sedimente često je korisno odrediti sadržaj soli Fe, Mg, Al, Cr, Ca (karbonata i sulfata) i Si.

Toksičnost. Metali sadržani u industrijskom otpadnom mulju (bakar, krom, kadmij, nikal, cink, kositar) su otrovni. Imaju sposobnost izazivanja raznih vrsta bioloških učinaka u ljudskom tijelu – općetoksičnih, mutagenih i embriotoksičnih. Stupanj toksičnosti i opasnosti od raznih metala nije isti i može se procijeniti po Srednje smrtonosne doze za laboratorijske životinje. Eksperimentalni rezultati pokazuju da su krom i kadmij najotrovniji za životinje.

Prema trenutno prihvaćenim maksimalno dopuštenim koncentracijama, koje uz toksičnost uzimaju u obzir i kumulativna svojstva tvari, najveću opasnost za javno zdravlje predstavljaju kadmij, krom i nikal; manje opasni su bakar i cink.

Sedimenti iz uređaja za pročišćavanje otpadnih voda galvanske industrije koji sadrže okside teških metala pripadaju četvrtoj klasi opasnosti, odnosno tvarima male opasnosti.

Formiranje mulja željenih svojstava započinje odabirom onih metoda čišćenja koje pružaju mogućnost recikliranja ili sigurnog skladištenja mulja, smanjujući troškove njihove dehidracije i sušenja.

Mogućnost sigurnog skladištenja kanalizacijskog mulja određena je sljedećim karakteristikama i svojstvima mulja: prividnom viskoznošću i pripadajućom fluidnošću mulja, kao i prirodom vode sadržane u mulju.

Prividna viskoznost i povezana fluidnost sedimenata mogu se smatrati mjerom intenziteta sila odnosa između čestica. Također omogućuje procjenu tiksotropnog karaktera taloga (sposobnost precipitata da formira gel u mirovanju i da se vrati u fluidnost čak i uz lagano miješanje). Ovo svojstvo je vrlo važno za procjenu sposobnosti mulja za prikupljanje, transport i pumpanje.

Muljna smjesa nije Newtonova tekućina jer je utvrđena viskoznost vrlo relativna i ovisi o primijenjenom posmičnom naprezanju.

Priroda vode sadržane u sedimentu. Ova voda je zbroj slobodne vode, koja se lako može ukloniti, i vezane vode, uključujući koloidnu vodu hidratacije, kapilarnu vodu, staničnu vodu i kemijski vezanu vodu. Izolacija vezane vode zahtijeva znatan trud. Na primjer, stanična voda se odvaja samo toplinskom obradom (sušenjem ili spaljivanjem).

Približna vrijednost ovog omjera može se dobiti termogravimetrijski, tj. crtanjem krivulje gubitka mase uzorka zbijenog sedimenta pri konstantnoj temperaturi i obradom u relevantnim uvjetima. Točka u kojoj se termogram lomi može se odrediti konstruiranjem ovisnosti K = f (5"), gdje je V- brzina sušenja, g/min; S - Sadržaj suhe tvari u uzorku,% (slika 2.6).

Omjer između slobodne i vezane vode odlučujući je čimbenik u procjeni sposobnosti odvodnje mulja.

Od sl. 2.6 može se vidjeti da prva kritična struja određuje količinu vode koja se može ukloniti iz mulja uz konstantnu brzinu sušenja (faza 1), te predstavlja sadržaj suhe tvari u mulju nakon gubitka slobodne vode. Zatim se uklanja vezana voda: prvo, do točke S2 s linearnim odnosom između smanjenja brzine sušenja i povećanja sadržaja suhe tvari (faza 2), a zatim s oštrijim smanjenjem brzine smanjenja brzine sušenja (faza 3).

Ti čimbenici uključuju: sposobnost brtvljenja; otpornost; numeričke karakteristike stišljivosti mulja pod utjecajem povećanja tlaka (stišljivost mulja); određivanje maksimalnog postotka suhe tvari u mulju pri zadanom tlaku.

Sposobnost zbijanja utvrđuje se analizom sedimentacijske krivulje za sediment. Ova krivulja je nacrtana na temelju laboratorijsko istraživanje u posudi opremljenoj sporodjelujućom mješalicom. Krivulja karakterizira stupanj odvajanja mase sedimenta u posudi ovisno o vremenu zadržavanja u njoj.

Najvažniji pokazatelj sposobnosti kanalizacijskog mulja da odvaja vlagu je otpornost. Vrijednost otpora (g) je generalizirajući parametar i određuje se formulom

gdje je P tlak (vakuum) pri kojem se talog filtrira; F- površina filtriranja; ri je viskoznost filtrata; SA - masa čvrste faze taloga taloženog na filter nakon primitka jediničnog volumena filtrata;

Ovdje je t trajanje filtracije; V- količina istaloženog.

Vlažnost. Ovaj parametar uzima u obzir promjene u sastavu i svojstvima mulja tijekom njihove obrade i skladištenja.

Kompresibilnost sedimenta. Kako pad tlaka raste, pore kolača nestaju i otpornost na filtraciju raste. Faktor kompresije mulja (S) određena formulom

gr2 -gr{

Lgp2-lgi?" (2-5)

gdje su r, i r2 otpornost sedimenta, izračunata prema formuli (2.3), respektivno, pri tlaku />, i R2.

Brzina filtracije vode će se povećati, ostati konstantna ili smanjiti kako se P povećava, ovisno o tome je li vrijednost S manja, jednaka ili veća od jedan.

Netopljive kristalne tvari obično je teško komprimirati (5 blizu 0 ili< 0,3). Суспензии с гидрофильными частицами имеют высокую сжимаемость (5>0,5, dostižući, a ponekad i preko 1,0).

Za mnoge vrste organskog mulja postoji čak i "kritični pritisak" iznad kojeg se pore kolača zatvaraju u tolikoj mjeri da drenaža postaje nemoguća. Na primjer, za mulj gradske kanalizacije, filtracija tlaka iznad 1,5 MPa gotovo je neučinkovita. Zbog toga se vjeruje da postupno povećanje tlaka ima neku prednost u odgađanju zbijanja kolača.

Maksimalni sadržaj suhe tvari u mulju pri zadanom tlaku. Vlaga u oborinama može biti u kemijskim, fizikalno-kemijskim i fizikalno-mehaničkim vezama s čvrstim česticama, kao i u obliku slobodne vlage. Što je više vezane vlage u sedimentu, to se više energije mora utrošiti da se ona ukloni. Povećanje vodonosnosti oborine postiže se preraspodjelom oblika vezivanja vlage s čvrstim česticama prema povećanju slobodne i smanjenju vezane vlage različitim metodama obrade.

Istraživanja ovisnosti koeficijenta filtracije oborina o njihovoj vlažnosti pokazala su da se smanjenjem vlažnosti oborina smanjuju i vrijednosti koeficijenta filtracije. Istodobno se mogu uočiti određene vrijednosti vlažnosti oborina, ispod kojih koeficijent filtracije malo ovisi o vlažnosti. Za hidroksidni mulj otpadnih voda iz postrojenja za galvanizaciju, it
leži u području od 67-70%, a za sedimente nakon galvanske koagulacije obrade otpadnih voda - u području od 50-55%.

Snaga. Korištenje jednog kriterija vlažnosti za predviđanje kapaciteta skladištenja mulja otpadnih voda nije dovoljno. Stoga se za procjenu mogućnosti skladištenja sedimenata koriste njihove karakteristike čvrstoće - posmična čvrstoća i nosivost, toksičnost, ispiranje, vlaga, stabilnost (snaga) i filtrabilnost.

Mogućnost pranja. Teški metali se nalaze u sedimentima u obliku hidroksida ili slabo topljivih soli, kao što su karbonati, fosfati, kromati, sulfidi itd. Korištenje literaturnih podataka o topljivosti metalnih spojeva u vodi ne omogućuje određivanje razreda opasnosti oborina. s dovoljnom točnošću, budući da se tijekom skladištenja sedimenata odvijaju složeni kemijski procesi. Pouzdaniji podaci mogu se dobiti ispitivanjem kanalizacijskog mulja za ispiranje.

Količina ispranog onečišćenja ovisi o mnogim čimbenicima. U pogledu faznog sastava, kanalizacijski mulj se može okarakterizirati kao kristalna stanica s topivim i polutopivim sastojcima i porama ispunjenim tekućinom. Tekuća faza sedimenata sadrži sedimentne količine teških metala i otopljenih soli u obliku aniona SO4, SG, CO2“ itd. Tijekom skladištenja sedimenata dolazi do fizičkog i kemijskog starenja metalnih hidroksida, uslijed čega se desorbiraju kationi. a anioni prelaze u tekuću fazu, pH vrijednost se smanjuje, a sadržaj soli povećava, što pridonosi smanjenju produkata topljivosti hidroksida. Kada su izloženi talogu tekućine za ispiranje, otapaju se polutopivi spojevi, poput gipsa, koji također dovodi do povećanja saliniteta tekuće faze. Ako tekućina za ispiranje sadrži anhidride kiselina (sumporne, ugljične, dušične), pH vrijednost također se smanjuje.

Eksperimentalno određivanje ispiranja sedimenta provodi se u statičkim i dinamičkim uvjetima. Bit statičke studije je namakanje uzoraka sedimenta u destiliranoj vodi bez miješanja i mijenjanja vode, nakon čega slijedi praćenje sadržaja lužne komponente u vodi tijekom 6-12 mjeseci. Dinamički pokus omogućuje pohranu uzoraka u prirodnim uvjetima na posebno opremljenim mjestima, gdje su izloženi svim vrstama vanjskih atmosferskih utjecaja (kiša, smrzavanje itd.). Ispiranje elementa kontrolira se kako u uzorcima vode uzetim s mjesta, tako i gubitkom u sedimentu tijekom pokusa (6-12 mjeseci ili više).

Prinos vode sedimenata uvelike ovisi o veličini njihove čvrste faze. Što su čestice manje, to je lošiji prinos oborine. Organski dio sedimenta brzo trune, a povećava se broj koloidnih i finih čestica, što rezultira smanjenjem gubitka vode.

Na sl. Slika 2.7 prikazuje tipičan tok procesa koji se koristi za obradu kanalizacijskog mulja.

Moderna tehnička sredstva može se postići bilo koji stupanj smanjenja vlage.

Trenutno se koriste četiri metode zbijanja i zgušnjavanja sedimenata (vidi sliku 2.7): gravitacija, flotacija, zgušnjavanje u centrifugalnom polju i filtracija.

Gravitacijsko zbijanje je najčešća metoda zbijanja sedimenta. Jednostavan je za korištenje i relativno jeftin. Vrijeme zbijanja se postavlja eksperimentalno i može biti vrlo različito - od 2 do 24 sata ili više.

Kako bi se smanjilo trajanje zbijanja, dobio sediment s manjim sadržajem vlage i smanjilo uklanjanje suspendiranih krutina iz kompaktora, koriste se različite metode: miješanje tijekom zbijanja, cikličko zgušnjavanje, koagulacija, zbijanje spojeva. razne vrste precipitacijske i termogravitacijske metode.

Kod miješanja mulja tijekom zbijanja dolazi do djelomičnog razaranja kontinuirane prostorne strukture mulja. Lopatice miješalice, razmičući međusobno rastrgane dijelove strukturiranog mulja, stvaraju uvjete za nesmetano oslobađanje slobodne vlage, prethodno zarobljene i zadržane prostornom strukturom mulja. Sporo miješanje pridonosi konvergenciji pojedinih čestica sedimenta, što dovodi do njihovog zgrušavanja uz stvaranje krupnih agregata koji se intenzivnije zbijaju pod djelovanjem vlastite mase.

Na sl. 2.8 prikazana je ovisnost stupnja zgušnjavanja sedimenta o trajanju i brzini miješanja u štapnoj mješalici.

Maksimalni učinak zbijanja postignut je pri brzinama miješanja kraja lopatica mješalice od 0,04 m/s, a sadržaj suspendiranih krutina u pročišćenoj vodi nije prelazio 50 mg/dm3.

Ciklično zgušnjavanje provodi se uzastopnim akumuliranjem zgusnutog mulja iz nekoliko ciklusa zgušnjavanja uz polagano miješanje štapnom miješalicom i ispumpavanje bistre vode nakon svakog ciklusa zgušnjavanja. Učinkovitost cikličkog procesa zgušnjavanja može se objasniti činjenicom da se s povećanjem hidrostatskog tlaka, određenog brojem uzastopnih ciklusa zgušnjavanja mulja, i sporim mehaničkim miješanjem intenzivnije nego s jednim punjenjem, uočava sekundarna flokulacija u prethodnom koagulirani mulj, što dovodi do utezanja pahuljica i ubrzanja promaje zbijanja.

Povećanje hidrostatskog tlaka gornjih slojeva zgusnutog sedimenta prema podložnim dovodi do deformacije strukture sedimenta, što je popraćeno prijelazom dijela vode vezane u flokulentne strukture sedimenta u slobodnu vodu koja se uklanja. filtracijom kroz porni prostor zadebljanog sloja sedimenta.

Kao koagulansi koriste se različiti mineralni i organski spojevi. U sustavu upravljanja reagensima kvaliteta otopina reagensa (željezovog klorida i vapna) kontrolira se koncentracijom aktivnog sredstva u njima. Neophodna je pažljiva kontrola otopina reagensa, jer njihov višak ne poboljšava filtrabilnost sedimenata, dok u isto vrijeme prekomjerna potrošnja oskudnih tvari povlači nerazumno povećanje troškova rada.

U metodi termografskog zbijanja talog se zagrijava. Tijekom zagrijavanja dolazi do uništenja hidratacijske ljuske oko čestice sedimenta, dio vezane vode prelazi u slobodnu vodu, te se time poboljšava proces zbijanja. Optimalna temperatura za zagrijavanje aktivnog mulja iz otpadnih voda iz postrojenja za hidrolizu je 80-90°C. Nakon zagrijavanja od 20-30 minuta, nakon čega slijedi zadržavanje mulja i zbijanje, njegova vlažnost se smanjuje sa 99,5 na 96-95%. Ukupno vrijeme obrade je 50-80 minuta.

Flotacija. Prednost ove metode je što se njome može upravljati promjenom parametara u hodu. Nedostaci metode su veći operativni troškovi i nemogućnost nakupljanja velike količine taloga u kompaktoru.

Obično se koristi impeler, električna i tlačna flotacija. Potonji je najrašireniji.

Pri projektiranju flotacijskog kompaktora propisano je specifično opterećenje suhom tvari od 5-13 kg / (m2 x h) i hidrauličko opterećenje manje od 5 m3 / (m2 x h); uzima se koncentracija zbijenog taloga: bez polielektrolita 3-4,5% po suhoj tvari, uz korištenje polielektrolita 3,5-6% u skladu s dozom polielektrolita i opterećenjem.

Volumen akumulatora mulja treba izračunati nekoliko sati, jer nakon tog vremena mjehurići zraka napuštaju mulj i on ponovno dobiva normalnu specifičnu težinu.

Filtracijska brtva. Filtracija se najčešće koristi kao metoda mehaničke dehidracije mulja, a rijetko se koristi za njihovo zgušnjavanje. Uobičajene su sljedeće vrste modernih filtera za brtvljenje: bubanj filter, bubanj cjedilo i spremnik za filter.

Za anaerobnu digestiju obično se koriste dva temperaturna režima: mezofilni na temperaturi od 30-35°C i termofilni na temperaturi od 52-55°C.

Kontrola procesa metanske fermentacije uključuje sustav mjerenja i analize krutih, tekućih i plinovitih faza. Mjerenje količine ulaznih oborina i aktivnog mulja po volumenu omogućuje izračunavanje dnevne doze punjenja digestora volumnom D u%. Ukupni volumen digestora uzima se kao 100%. Volumen ulaznih oborina dnevno, izražen kao postotak ukupnog volumena digestora, je volumetrijska doza opterećenja objekta. Ova vrijednost se može izraziti ili kao postotak ukupnog volumena digestora ili u udjelima jedinice njegovog volumena, tj. u m3 sedimenta po 1 m3 volumena dnevno. Na primjer, ako je doza D \u003d 8%, onda je druga verzija izraza za ovu vrijednost 0,08 m3 / (m3 x dan).

Pretpostavlja se da se tijekom procesa fermentacije ne mijenjaju volumen sedimenta i ukupna količina vode koja ulazi u digestor. Dakle, u računovodstvu se zanemaruje količina vlage koja ulazi s pregrijanom parom (koristi se za zagrijavanje fermentirane mase), a također se gubi s uklonjenim fermentacijskim plinovima.

Najmanje 1-2 puta tjedno za nadolazeći i digestirani mulj provode se analize za određivanje njihove vlažnosti i pepela. Poznavajući sadržaj vlage i pepela početnih sedimenata, kao i D, nije teško izračunati dozu punjenja digestora korištenjem bezpepelne tvari Dbz. Ova vrijednost, mjerena u kilogramima tvari bez pepela po 1 m3 volumena konstrukcije dnevno, slična je opterećenju po jedinici volumena određenom za aerotankove. Ovisno o vrsti napunjenih sedimenata i njihovim karakteristikama u pogledu sadržaja vlage i pepela, vrijednost D63 uvelike varira: za mezofilni način fermentacije od 1,5 do 6 kg/(m3 x dan), a za termofilni način - od 2,5 do 12 kg / (m3 x dan).

Tijekom rada digestora kemijska analiza sedimenata na sadržaj plinotvornih komponenata, kao i fosfata, tenzida i ukupnog dušika obično se obavlja jednom u tromjesečju (manje od jednom mjesečno). Analiza je napravljena od prosječnih uzoraka prikupljenih tijekom razdoblja istraživanja. Koriste se osušeni precipitati preostali nakon određivanja sadržaja vlage.

Obračun količine fermentacijskih plinova provodi se kontinuirano pomoću uređaja za automatsku registraciju. Kemijska analiza sastava plinova obavlja se jednom u desetljeću ili mjesečno. Određuje se CH4, H2, CO2, N2 i 02. Ako je proces stabilan, tada sadržaj H2 - produkta prve faze fermentacije - ne smije prelaziti 2%, sadržaj CO2 ne smije biti veći od 30-35% . U ovom slučaju kisik bi trebao biti odsutan, jer je ovaj proces strogo anaeroban. Prisutnost kisika se otkriva samo zbog nepoštivanja potpune izolacije instrumenata koji se koriste za analizu od atmosferskog zraka. Količina metana je obično 60-65%, dušika - ne više od 1-2%. Ako se uobičajeni omjeri u sastavu plinova mijenjaju, razloge treba tražiti u kršenju režima fermentacije.

Duboke i dugotrajne promjene u sastavu plinova, izražene u smanjenju postotka metana i povećanju sadržaja ugljičnog dioksida, mogu biti dokaz kiseljenja digestora, što će nužno utjecati na kemijski sastav digestora. intersticijske vode. U njemu će se u velikim količinama pojaviti produkti kisele faze, posebice niže masne kiseline (LFA), uz istovremeno smanjenje alkalnosti intersticijske vode, što je, osim NFA, određeno sadržajem karbonatnih i hidrokarbonatnih spojeva.

U tom slučaju dolazi do oštrog pada prinosa plina po jedinici volumena napunjenog sedimenta i pada pH vrijednosti na 5,0. U plinovima kiselog vrenja pojavljuje se sumporovodik H2S, metan CH4 se smanjuje, a koncentracija ugljičnog dioksida CO2 jako raste. Sve je to popraćeno stvaranjem pjene i nakupljanjem guste kore unutar digestora.

U stabilnom režimu fermentacije sadržaj SFA u intersticijskoj vodi je na razini 5-15 mg-eq/dm3, a lužnatost je 70-90 mg-eq/dm3. Zbroj svih organskih kiselina određuje se kroz ekvivalent octene kiseline, a lužnatost kroz ekvivalent bikarbonatnog iona.

Kemijski sastav intersticijske vode određuje se 1-3 puta tjedno (prema rasporedu za određivanje vlažnosti sedimenata). U intersticijskoj vodi, osim toga, odredite sadržaj dušika u amonijevim solima, koji se pojavljuje kao rezultat razgradnje proteinskih komponenti. Pri normalnom radu digestora koncentracija dušika amonijevih soli u intersticijskoj vodi je od 500 do 800 mg/dm3.

Analizom i mjerenjima napravljen je niz proračuna, na temelju kojih se određuju D i D63, postotak razgradnje nepepelne tvari oborine P63 (obračunava se promjenama vlažnosti i sadržaja pepela) , kao i izlaz plina Rg, izlaz plina iz 1 kg napunjene suhe tvari i 1 kg fermentirane bezpepelne tvari i potrošnja pare po 1 m3 sedimenta.

Razlozi za kršenje normalne fermentacije mogu biti: visoka doza punjenja digestora svježim muljem, oštra fluktuacija temperature i utovar nečistoća koje se ne mogu probaviti u digestor. Pod utjecajem ovih uzroka dolazi do inhibiranja aktivnosti mikroorganizama koji proizvode metan i smanjenja intenziteta procesa fermentacije mulja.

Računovodstvo rada digestora provodi se u obliku danom u tablici. 2.17.

Tijekom puštanja u rad, prije svega, provjerava se nepropusnost digestora, prisutnost sigurnosni ventili, kao i prisutnost i rad uređaja za miješanje; Skreće se pozornost na mogućnost nastanka iskrenja zbog mogućeg grebanja čeličnih rotirajućih dijelova na stacionarne dijelove konstrukcija.

Tablica 2.17

Izvod mjesečnog obračuna rada digestora

Za automatiziranu kontrolu tehnoloških parametara pogonskih digestora koriste se sljedeći uređaji.

1. Uređaji za praćenje plinske kontaminacije prostora i signaliziranje protueksplozijskog (do 2%) sadržaja plinova u zraku. Senzor signalnog uređaja postavljen je na zid u sobi za injektiranje, a pokazni uređaj je ugrađen na upravljačkoj ploči, koji se može ukloniti sa senzora na udaljenosti do 500 m. Kada se izvanredna koncentracija metana u do zraka se automatski uključuje ventilator za nuždu i zvučni (svjetlosni) signal nužde.

2. Uređaj za kontrolu temperature mulja. Uključuje primarni uređaj - toplinski otpor od bakra ili platine u rukavcu ugrađenom u spremnik digestora i sekundarni uređaj na upravljačkoj ploči.

3. Za mjerenje protoka plina iz digestora kao primarni pretvarač koristi se membranski ili zvonasti mjerač diferencijalnog tlaka, a kao sekundarni registrator. Količina ispuštenog plina bilježi se dnevno.

Osim toga, tipični dizajn digestora predviđa mjerenje temperature plina u plinovodima iz svakog digestora i mjerenje tlaka plina.

Kontrola procesa fermentacije metana provodi se radi postizanja sljedećih ciljeva:

Smanjenje trajanja probave kada se postigne zadani stupanj propadanja kako bi se smanjio volumen struktura, a posljedično i kapitalni troškovi;

Povećanje količine bioplina koji se oslobađa tijekom procesa fermentacije kako bi se njime smanjili troškovi zagrijavanja samih digestora i dodatno dobile druge vrste energije;

Povećanje sadržaja metana u bioplinu radi povećanja njegove kalorijske vrijednosti i učinkovitosti korištenja;

Postizanje dobrih svojstava zbijanja i otpuštanja vode digestiranog mulja kako bi se smanjili troškovi postrojenja za njegovo odvodnjavanje.

Glavni zadatak obrade kanalizacijskog mulja je dobivanje konačnog proizvoda čija svojstva omogućuju korištenje u interesu Nacionalna ekonomija ili minimizirati štetu uzrokovanu okoliš. Tehnološke sheme koje se koriste za provedbu ovog zadatka vrlo su raznolike.

Tehnološki procesi obrade otpadnog mulja na svim postrojenjima za mehaničku, fizikalnu, kemijsku i biološku obradu mogu se podijeliti u sljedeće glavne faze: zbijanje (zgušnjavanje), stabilizacija organskog dijela, kondicioniranje, dehidracija, toplinska obrada, recikliranje vrijednih proizvoda ili uklanjanje sedimenata (shema 2) .

Slika 5 - Faze i metode obrade kanalizacijskog mulja

Zbijanje oborina

Zbijanje mulja povezano je s uklanjanjem slobodne vlage i nužna je faza u svim tehnološkim shemama obrade mulja. Tijekom zbijanja u prosjeku se uklanja 60% vlage, a masa sedimenta se smanjuje za 2,5 puta.

Za zbijanje se koriste gravitacijske, filtracijske, centrifugalne i vibracijske metode. Gravitacijsko zbijanje je najčešće. Temelji se na taloženju čestica dispergirane faze. Kao zgušnjivači mulja koriste se vertikalni ili radijalni taložnici.

Zbijanje aktivnog mulja, za razliku od zbijanja sirovog mulja, popraćeno je promjenom svojstava mulja. Aktivni mulj kao koloidni sustav ima visoku strukturnu sposobnost, zbog čega njegovo zbijanje dovodi do prijelaza dijela slobodne vode u vezano stanje, a povećanje sadržaja vezane vode u mulju dovodi do pogoršanja gubitka vode.

Primjenom posebnih metoda obrade, primjerice, obradom kemijskim reagensima, moguće je postići prijelaz dijela vezane vode u slobodno stanje. Međutim, značajan dio vezane vode može se ukloniti samo isparavanjem.

Stabilizacija mulja

Anaerobna stabilizacija

Anaerobna digestija je glavna metoda zbrinjavanja mulja iz gradskih otpadnih voda. Fermentacija se naziva metanskom fermentacijom, jer kao rezultat razgradnje organske tvari u sedimentima nastaje metan kao jedan od glavnih proizvoda.

Biokemijski proces fermentacije metana temelji se na sposobnosti zajednica mikroorganizama da tijekom svog životnog djelovanja oksidiraju organske tvari kanalizacijskog mulja.

Industrijska metanska fermentacija provodi se širokim spektrom bakterijskih kultura. Teoretski se razmatra fermentacija sedimenata, koja se sastoji od dvije faze: kisele i alkalne.

U prvoj fazi kiselog ili vodikovog vrenja složene organske tvari sedimenta i mulja najprije se hidroliziraju u jednostavnije pod djelovanjem ekstracelularnih bakterijskih enzima: bjelančevine do peptida i aminokiselina, masti do glicerola i masne kiseline, ugljikohidrati - do jednostavnih šećera. Daljnje transformacije ovih tvari u bakterijskim stanicama dovode do stvaranja krajnjih produkata prve faze, uglavnom organskih kiselina. Više od 90% formiranih kiselina su maslačna, propionska i octena kiselina. Nastaju i druge relativno jednostavne organske tvari (aldehidi, alkoholi) i anorganske tvari (amonijak, sumporovodik, ugljični dioksid, vodik).

Kiselu fazu fermentacije provode obični saprofiti: fakultativni anaerobi poput mliječne kiseline, propionske kiseline i strogi (obvezni) anaerobi poput maslačne, acetonobutilne, celulozne bakterije. Većina bakterijskih vrsta odgovornih za prvu fazu fermentacije stvaraju spore. U drugoj fazi alkalne ili metanske fermentacije od krajnjih produkata prve faze nastaju metan i ugljična kiselina kao rezultat vitalne aktivnosti bakterija koje stvaraju metan – obveznih anaeroba koji ne nose spore, vrlo osjetljivih na uvjete okoline. .

Metan nastaje kao rezultat redukcije CO 2 ili metilne skupine octene kiseline:

gdje je AH 2 organska tvar koja služi kao donor vodika za bakterije koje stvaraju metan; obično su to masne kiseline (osim octene) i alkoholi (osim metila).

Mnoge vrste bakterija koje stvaraju metan oksidiraju molekularni vodik koji nastaje u kiseloj fazi.Tada reakcija stvaranja metana ima oblik:

Mikroorganizmi koji koriste octenu kiselinu i metil alkohol provode sljedeće reakcije:

Sve ove reakcije izvori su energije za bakterije koje proizvode metan, a svaka od njih je niz uzastopnih enzimskih transformacija polaznog materijala. Sada je utvrđeno da vitamin B 12 sudjeluje u procesu stvaranja metana, kojemu se pripisuje glavna uloga u prijenosu vodika u energetskim redoks reakcijama kod bakterija koje stvaraju metan.

Vjeruje se da su brzine transformacije tvari u kiseloj i metanskoj fazi jednake, stoga uz stabilan proces fermentacije nema nakupljanja kiselina - proizvoda prve faze.

Proces fermentacije karakterizira sastav i volumen oslobođenog plina, kvaliteta intersticijske vode i kemijski sastav digestiranog mulja.

Nastali plin se uglavnom sastoji od metana i ugljičnog dioksida. Tijekom normalne (alkalne) fermentacije, vodik kao produkt prve faze može ostati u plinu u volumenu ne većem od 1-2%, budući da ga koriste bakterije koje stvaraju metan u redoks reakcijama energetskog metabolizma.

Sumporovodik H 2 S koji se oslobađa tijekom razgradnje proteina praktički ne ulazi u plin, jer se u prisutnosti amonijaka lako veže s raspoloživim ionima željeza u koloidni željezni sulfid.

Krajnji produkt amonifikacije proteinskih tvari, amonijak, veže se s ugljičnom kiselinom i tvori karbonate i bikarbonate, koji uzrokuju visoku lužnatost intersticijske vode.

Ovisno o kemijskom sastavu sedimenata tijekom fermentacije, oslobađa se od 5 do 15 m 3 plina na 1 m 3 sedimenta.

Brzina procesa fermentacije ovisi o temperaturi. Dakle, pri temperaturi sedimenta od 25 - 27 ° C, proces traje 25 - 30 dana; na 10°C, njegovo trajanje se povećava na 4 mjeseca ili više. Kako bi se ubrzala fermentacija i smanjio volumen potrebnih objekata za to, koristi se umjetno zagrijavanje mulja na temperaturu od 30 -35 ° C ili 50 - 55 ° C.

Normalan proces metanske fermentacije karakterizira blago alkalna reakcija medija (pH? 7.b), visoka alkalnost intersticijske vode (65-90 mg-eq/l) i nizak sadržaj masnih kiselina (do 5–12 mg-eq/l). Koncentracija amonijevog dušika u intersticijskoj vodi doseže 500 - 800 mg/l.

Poremećaj procesa može biti posljedica preopterećenja postrojenja, promjene temperaturni režim, unos otrovnih tvari s sedimentom i sl. Poremećaj se očituje nakupljanjem masnih kiselina, smanjenjem lužnatosti intersticijske vode i padom pH. Volumen dobivenog plina naglo se smanjuje, u plinu se povećava sadržaj ugljične kiseline i vodika, produkta kisele faze fermentacije.

Bakterije koje stvaraju kiselinu odgovorne za prvu fazu fermentacije otpornije su na bilo koju vrstu nepovoljni uvjeti, uključujući preopterećenje. Sedimenti koji ulaze u fermentaciju uvelike su zasijani njima. Bakterije koje se brzo razmnožavaju i stvaraju kiseline povećavaju sposobnost asimilacije bakterijske mase i tako se prilagođavaju povećanim opterećenjima. U tom slučaju se povećava brzina prve faze, a u mediju se pojavljuje velika količina masnih kiselina.

Bakterije metana se vrlo sporo razmnožavaju. Vrijeme generiranja nekih vrsta je nekoliko dana, pa nisu u mogućnosti brzo povećati broj kultura, a njihov sadržaj u sirovom sedimentu je neznatan. Čim se iscrpi neutralizatorska sposobnost fermentirajuće mase (rezerva alkalnosti), pH naglo pada, što dovodi do smrti bakterija koje stvaraju metan.

Od velike važnosti za normalnu fermentaciju mulja je sastav otpadnih voda, posebice prisutnost u njima takvih tvari koje inhibiraju ili paraliziraju vitalnu aktivnost mikroorganizama koji provode proces fermentacije mulja. Stoga bi se pitanje mogućnosti zajedničkog pročišćavanja industrijskih i kućanskih otpadnih voda trebalo rješavati u svakom pojedinačnom slučaju, ovisno o njihovoj prirodi i fizikalno-kemijskom sastavu.

Prilikom miješanja otpadnih voda iz kućanstava s industrijskim otpadnim vodama potrebno je da mješavina otpadnih voda ima pH = 7 - 8 i temperaturu ne nižu od 6 °C i ne višu

30°C. Sadržaj otrovnih ili štetnih tvari ne smije prelaziti granicu dopuštena koncentracija za mikroorganizme koji rastu u anaerobnim uvjetima. Primjerice, kada je udio bakra u sedimentu veći od 0,5% suhe tvari mulja, usporavaju se biokemijske reakcije druge faze procesa fermentacije, a ubrzavaju se reakcije kisele faze. Pri dozi natrijevog hidroarsenita od 0,037% masene tvari bez pepela svježeg sedimenta usporava se proces razgradnje organske tvari.

Za preradu i fermentaciju sirovog mulja koriste se tri vrste objekata: 1) septičke jame (septičke jame); 2) dvoslojni taložnici; 3) digestori.

U septičkim jamama voda se bistri, a sediment koji je ispao iz nje istovremeno trune. Septičke jame se trenutno koriste na postajama s malom propusnošću.

U dvoslojnim taložnicima, taložni dio je odvojen od truležne (septičke) komore koja se nalazi u donjem dijelu. Razvoj dizajna dvoslojnog taložnika je taložnik-razlagač.

Za obradu mulja trenutno se najviše koriste digestori koji služe samo za fermentaciju mulja uz umjetno zagrijavanje i miješanje.

Probavljeni mulj ima visoka vlažnost zraka(95 - 98%), što ga otežava korištenje u poljoprivredi za gnojivo (zbog teškoća kretanja s konvencionalnim vozila bez mreža za distribuciju tlaka). Vlažnost je glavni čimbenik koji određuje količinu sedimenta. Stoga je glavni zadatak obrade mulja smanjiti njegov volumen odvajanjem vode i dobivanjem prenosivog proizvoda.