A természetes víztisztítási folyamatok szabályozása. Szennyvíziszap kezelési módszerek, alkalmazott létesítmények

legnagyobb ökológiai probléma FÁK-országok - területük hulladékkal való szennyeződése. Különösen aggodalomra adnak okot a települési szennyvíztisztítás során keletkező hulladékok – csatornaiszap és szennyvíziszap (a továbbiakban: SS).

Az ilyen hulladékok fő sajátossága a kétkomponensűség: a rendszer szerves és ásványi komponensekből áll (80, illetve 20% a friss hulladékokban, és legfeljebb 20 és 80% a hulladékokban azután hosszú távú tárolás). A nehézfémek jelenléte a hulladék összetételében meghatározza azok IV. veszélyességi osztályát. Leggyakrabban az ilyen típusú hulladékokat a szabadban tárolják, és nem kell további feldolgozásnak alávetni.

Például, Mostanra több mint 0,5 milliárd tonna WWS halmozódott fel Ukrajnában, amelynek tárolására szolgáló teljes területe körülbelül 50 km 2 külvárosi és városi területeken.

A világgyakorlatban az ilyen típusú hulladékok ártalmatlanítására szolgáló hatékony módszerek hiánya és a környezeti helyzet ebből adódó súlyosbodása (a légkör és a hidroszféra szennyezése, a hulladéklerakók területeinek visszautasítása a WWS tárolására) új megközelítések és módszerek megtalálásának szükségességét jelzi. technológiák a WWS gazdasági körforgásba való bevonására.

Az Európai Unió országaiban 2005-ben a „Környezet és különösen a talaj védelméről szennyvíziszap mezőgazdasági felhasználása során” című, 1986.12.06-i 86/278/EGK tanácsi irányelvvel összhangban a WWS-t az alábbiak szerint alkalmazták: 52% - a mezőgazdaságban, 38% - égett, 10% - készletezett.

A WWS-égetés külföldi tapasztalatainak hazai talajba történő átültetése (hulladékégető művek építése) Oroszország kísérlete eredménytelennek bizonyult: a szilárd fázis térfogata mindössze 20%-kal csökkent, miközben egyidejűleg nagy mennyiségű gáz halmazállapotú mérgező anyag és égéstermék szabadult fel. a légköri levegőbe. Ebben a tekintetben Oroszországban, csakúgy, mint a többi FÁK-országban, továbbra is ezek tárolása a WWS kezelésének fő módja.

PERSPEKTIV MEGOLDÁSOK

A keresés folyamatában alternatív módokon a WWS ártalmatlanítása elméleti és kísérleti tanulmányokés kísérleti teszteléssel igazoltuk, hogy a környezeti probléma megoldása - a felhalmozódott hulladékmennyiségek megszüntetése - a gazdasági körforgásba való aktív bekapcsolódásukkal lehetséges a következő iparágakban:

útépítés(szerves-ásványi por gyártása ásványi por helyett aszfaltbetonhoz);
Építkezés(duzzasztott agyag szigetelés és hatékony kerámia tégla gyártása);
mezőgazdasági ágazat(magas humusztartalmú termelés organikus trágya) .

A munka eredményeinek kísérleti megvalósítását számos ukrajnai vállalkozásnál végezték el:

az MD PMK-34 nehézgép-tároló terület burkolata (Lugansk, 2005), a Lugansk körüli elkerülő út szakasza (PK220-PK221+50, 2009-es sávok), az utca burkolata. Maljutyin antracitban (2011);

APROPÓ

Az útfelület állapotára és minőségére vonatkozó megfigyelések eredményei jó teljesítményt mutatnak, számos mutatóban felülmúlva a hagyományos analógokat.

hatékony könnyű kerámia téglák próbatételének gyártása a 33. számú luganszki téglagyárban (2005);
WWS alapú biohumusz előállítása a Luganskvoda LLC kezelő létesítményeiben.

MEGJEGYZÉSEK A WWS ÚTÉPÍTÉSI HASZNÁLATÁNAK INNOVÁCIÓJÁRÓL

Az útépítés területén felhalmozott hulladékkezelési tapasztalatainkat elemezve a következőket emelhetjük ki: pozitív pontok:

A javasolt újrahasznosítási módszer lehetővé teszi a nagy tonnás hulladék bevonását a nagy tonnás hulladékok körébe ipari termelés;
a WWS áthelyezése a hulladék kategóriából a nyersanyagok kategóriájába meghatározza azok fogyasztói értékét - a hulladék bizonyos értéket kap;
ökológiai szempontból IV. veszélyességi osztályú hulladék kerül az útalapba, amelynek aszfaltbeton felülete a IV. veszélyességi osztálynak felel meg;
1 m 3 aszfaltbeton keverék előállításához akár 200 kg száraz WWS is ártalmatlanítható ásványi por analógjaként, hogy megfelelő minőségű anyagot kapjunk. szabályozási követelmények aszfaltbetonhoz;
az elfogadott ártalmatlanítási mód gazdasági hatása mind az útépítés területén (az aszfaltbeton költségének csökkentése), mind a Vodokanal vállalkozások számára (a hulladékártalmatlanítási díjak megakadályozása stb.) jelentkezik;
a figyelembe vett hulladékelhelyezési módban a műszaki, környezetvédelmi és gazdasági szempontok összhangban vannak.

Problémás pillanatok szükséglettel kapcsolatos:

a különböző osztályok együttműködése és koordinálása;
a választott hulladékártalmatlanítási módszer széles körű megvitatása és a szakemberek jóváhagyása;
fejlesztése és megvalósítása nemzeti szabványok;
Ukrajna 1998. március 5-i 187/98-ВР „A hulladékról” törvényének módosításai;
a termékek műszaki specifikációinak kidolgozása és a tanúsítás;
az építési szabályzatok és előírások módosításai;
fellebbezés elkészítése a Minisztertanácshoz és a Környezetvédelmi Minisztériumhoz azzal a kéréssel, hogy dolgozzanak ki hatékony mechanizmusokat a hulladékártalmatlanítási projektek végrehajtására.

És végül még egy problémás pont - egyedül nem tudja megoldani ezt a problémát.

A SZERVEZETI PONTOK EGYSZERŰSÍTÉSE

A megfontolt hulladékelhelyezési mód széleskörű elterjedése felé vezető úton szervezési nehézségek merülnek fel: együttműködésre van szükség a termelési feladataikról eltérő elképzelésekkel rendelkező részlegek - a közművek (jelen esetben a Vodokanal - a hulladék tulajdonosa) és a útépítő szervezet. Ugyanakkor elkerülhetetlenül számos kérdésük van, pl. gazdasági és jogi, például „Szükségünk van rá?”, „Költséges mechanizmus vagy jövedelmező?”, „Ki viselje a kockázatokat és a felelősséget?”

Sajnos nincs általános nézet abban, hogy az általános környezetvédelmi probléma - a WWS (lényegében a társadalomból a közművek által felhalmozott hulladék) ártalmatlanítása - megoldható az útépítő iparban működő közművek segítségével, ha az ilyen hulladékokat bevonják a javításba, ill. közutak építése. Vagyis az egész folyamat egy kommunális osztályon belül végrehajtható.

JEGYZET

Mi az érdeke a folyamat összes résztvevőjének?
1. Az útépítő ipar ásványi por (az aszfaltbeton egyik komponense) analógja formájában kapja meg az üledéket az ásványi por áránál lényegesen alacsonyabb áron, és alacsonyabb költséggel állít elő kiváló minőségű aszfaltbeton burkolatot.
2. A szennyvíztisztító cégek a felgyülemlett hulladékot ártalmatlanítják.
3. A társadalom minőségi és olcsóbb útburkolatokat kap, miközben javítja lakóhelye területén a környezeti helyzetet.

Tekintettel arra, hogy a WWS elhelyezése egy fontos, országos jelentőségű környezetvédelmi problémát old meg, ebben az esetben az állam legyen a leginkább érdekelt résztvevő. Ezért az állam égisze alatt olyan megfelelő jogi keretet kell kidolgozni, amely a folyamat valamennyi résztvevőjének érdekeit kielégíti. Ehhez azonban egy bizonyos időintervallumra lesz szükség, ami egy bürokratikus rendszerben meglehetősen hosszú lehet. Ugyanakkor, mint fentebb említettük, a csapadék felhalmozódás problémája és annak megoldási lehetősége közvetlenül kapcsolódik a közműiparhoz, ezért itt kell megoldani, ami drasztikusan lecsökkenti az összes jóváhagyás idejét, illetve a listát. szükséges dokumentációt leszűkíteni a tanszéki szabványokra.

A VODOKANAL MINT HULLADÉKTERMELŐ ÉS FOGYASZTÓ

Mindig szükséges a vállalkozások együttműködése? Fontolja meg annak lehetőségét, hogy a felhalmozott WWS-t közvetlenül a Vodokanal vállalkozásai értékesítsék termelési tevékenységeik során.

JEGYZET

Vodokanal vállalkozások után javítási munkálatok csővezeték hálózatokon köteles a sérült útalap helyreállítása, ami nem mindig történik meg. Tehát a Lugansk régióban végzett ilyen munkák volumenére vonatkozó hozzávetőleges éves átlagos értékelésünk eredményei szerint ezek a mennyiségek a lefedettségi terület 100 és 1000 m 2 között mozognak, a helységtől függően. Tekintettel arra, hogy a szerkezet nagyvállalatok, mint például a Luganskvoda LLC, több tucatnyi települések, a felújított burkolatok területe elérheti a több tízezer négyzetmétert, amihez több száz köbméter aszfaltbeton szükséges.

A fő oka annak, hogy meg kell szabadulni a hulladéktól, amelynek tulajdonságai lehetővé teszik az ártalmatlanítás eredményeként jó minőségű aszfaltbeton előállítását, és ami a legfontosabb, hogy felhasználható a sérült útfelületek javítására. a megfontolt hulladékártalmatlanítási mód Vodokanal vállalkozások általi esetleges alkalmazására.

Megjegyzendő, hogy a szennyvíztisztító telepek WWS-i a különböző településeken az aszfaltbetonra gyakorolt pozitív hatásukat tekintve bizonyos eltérések ellenére hasonlóak. kémiai összetétel.

Például, A Luhanszkban (Luganskvoda LLC), Cherkassyban (Azot Termelőszövetség) és Kievvodokanalban csapadékkal módosított aszfaltbeton megfelel a DSTU B V.2.7-119-2003 „Aszfaltbeton keverékek és aszfaltbeton utakhoz és repülőterekhez” követelményeinek. Specifikációk" (a továbbiakban - DSTU B V.2.7-119-2003) (1. táblázat).

Beszéljük meg. 1 m 3 aszfaltbeton átlagos tömege 2,2 tonna, 1 m 3 aszfaltbetonban ásványi por helyettesítőjeként 6-8 % üledék bejuttatásával 132-176 kg hulladékot lehet elhelyezni. Vegyünk átlagosan 150 kg/m 3 értéket. Tehát 3-5 cm rétegvastagsággal 1 m 3 aszfaltbeton 20-30 m 2 útfelület kialakítását teszi lehetővé.

Mint tudják, az aszfaltbeton zúzott kőből, homokból, ásványi porból és bitumenből áll. A vodokanalok az első három komponens tulajdonosai, mint mesterséges technogén lerakódások: zúzott kő - bioszűrők cserélhető betöltése; A homok és a lerakódott üledék homok- és iszaptelepekről származó hulladék (1. ábra). Ennek a hulladéknak aszfaltbetonná alakításához (hasznos ártalmatlanítása) csak egy további komponensre van szükség - útbitumenre, amelynek tartalma az aszfaltbeton tervezett kibocsátásának mindössze 6-7%-a.

A meglévő hulladékok (nyersanyagok), valamint a javítási és helyreállítási munkák elvégzésének szükségessége ezen hulladékok felhasználásának lehetőségével az alapja egy speciális vállalkozás vagy telephely létrehozásának a Vodokanal struktúráján belül. Ennek az egységnek a funkciói a következők lesznek:

aszfaltbeton alkatrészek készítése meglévő hulladékból (helyhez kötött);
aszfaltkeverék gyártása (mobil);
a keverék úttestre fektetése és tömörítése (mobil).

Az aszfaltbeton alapanyag-komponensének - WWS alapú ásványi (organo-ásványi) por - elkészítési technológiájának lényege a 2. ábrán látható. 2.

ábrából következik. 2, az alapanyagot (1) - legfeljebb 50% nedvességtartalmú szemétlerakókból származó üledéket - előzetesen átszitálnak egy 5 mm-es lyukbőségű szitán (2), hogy eltávolítsák az idegen törmeléket, növényeket és fellazítsák a csomókat. Az átszitált masszát szárítjuk (natúr ill mesterséges körülmények) (3) 10-15%-os nedvességtartalomig, és további szitálás céljából egy 1,25 mm-es lyukbőségű szitán (5) táplálják át. Szükség esetén a tömegcsomók (4) további őrlése is elvégezhető. A kapott porított terméket (a mikrotöltőanyag az ásványi por analógja) zacskókba csomagolják és tárolják (6).

Hasonló módon zúzott követ és homokot készítenek (szárítás és frakcionálás). A feldolgozást a tisztítótelep területén található speciális helyszínen, rögtönzött vagy speciális berendezésekkel lehet elvégezni.

Fontolja meg az alapanyagok előkészítésének szakaszában használható berendezéseket.

rezgő képernyők

A WWS szűrésére rezgő képernyőket használnak különböző gyártók. Tehát a rezgő képernyők a következő jellemzőkkel rendelkezhetnek: „A vibrációs hajtás állítható forgási sebessége lehetővé teszi a rezgés amplitúdójának és frekvenciájának megváltoztatását. A hermetikus kialakítás lehetővé teszi a vibrációs képernyők használatát szívórendszer nélkül és inert közeg használatával. A vibrációs szita bejáratánál található anyagelosztó rendszer lehetővé teszi az árnyékoló felület 99%-ának felhasználását. A vibrációs képernyők osztott osztályú vezetékrendszerrel vannak felszerelve. Az árnyékoló felületek cseréjének befejezése. magas megbízhatóság, egyszerű beállításés beállítás. Gyors és egyszerű fedélzetcsere. Akár három árnyékoló felület .

Íme a VS-3 vibrációs képernyő főbb jellemzői (3. ábra):

méretek - 1200 × 800 × 985 mm;
beépített teljesítmény - 0,5 kW;
tápfeszültség - 380 V;
súly - 165 kg;
termelékenység - akár 5 t/h;
szita lyukméret - bármilyen kérésre;
ár - 800 dollártól.

Szárítógépek

Szárításhoz ömlesztett anyag- talaj-talaj (üledék) és homok - gyorsított üzemmódban (ellentétben természetes szárítás) javasolt az SB-0.5 (4. ábra), SB-1.7 stb. dobszárítók használata. Tekintsük az ilyen szárítók működési elvét és jellemzőit (2. táblázat).

A betöltő garaton keresztül a nedves anyag a dobba kerül, és a dob teljes hosszában bejut a belső fúvókába. A fúvóka biztosítja az anyag egyenletes eloszlását és jó keverését a dobrészen, valamint szoros érintkezést a szárítószerrel az öntés során. Folyamatos keverés közben az anyag a dobból való kilépéshez mozog. A megszáradt anyagot az ürítőkamrán keresztül távolítják el.

Szállítási készlet: szárító, ventilátor, kezelőpanel. Az SB-0,35 és SB-0,5 szárítókban az elektromos fűtőelem a szerkezetbe van beépítve. Gyártási idő - 1,5-2,5 hónap. Az ilyen szárítók ára 18,5 ezer dollár.

Nedvességmérők

Az anyag nedvességtartalmának szabályozására különféle típusú nedvességmérők használhatók, például VSKM-12U (5. ábra).

hozzuk specifikációk ilyen nedvességmérő:

páratartalom mérési tartomány - a száraz állapottól a teljes nedvességtelítettségig (az adott anyagok valódi tartományai az eszköz útlevelében vannak feltüntetve);
relatív hiba mérések - a mért érték ± 7%-a;
a vezérlőzóna mélysége a felszíntől - legfeljebb 50 mm;
az eszköz által vezérelt összes anyag kalibrációs függőségei 30 anyag nem felejtő memóriájában vannak tárolva;
a kiválasztott anyagtípus és a mérési eredmények egy kétsoros kijelzőn közvetlenül páratartalom mértékegységben jelennek meg 0,1%-os felbontással;
egyetlen mérés időtartama nem haladja meg a 2 másodpercet;
a tartási jelzések időtartama - legalább 15 másodperc;
univerzális tápegység: autonóm a beépített akkumulátorról és a hálózatról ~ 220 V, 50 Hz hálózati adapteren keresztül (ez egyben töltő is);
az elektronikus egység méretei - 80 × 145 × 35 mm; érzékelő – Æ100×50 mm;
az eszköz teljes tömege - legfeljebb 500 g;
teljes élettartam - legalább 6 év;
ár - 100 dollártól.

JEGYZET

Számításaink szerint az aszfaltbeton adalékanyagok előkészítésére szolgáló helyhez kötött pont megszervezése 20-25 ezer dollár felszerelést igényel.

Aszfaltbeton gyártása OSV töltőanyaggal és lerakása

Vegye figyelembe azokat a berendezéseket, amelyek közvetlenül használhatók az OSV töltőanyaggal ellátott aszfaltbeton gyártási folyamatában és annak lefektetésében.

Kis aszfaltkeverő üzem

A Vodokanal gyártási hulladékából aszfaltbeton keverékek előállítására és felhasználására járda a lehetséges komplexumok közül a legkisebb kapacitást javasoljuk - egy mobil aszfaltbeton üzemet (mini-APC) (6. ábra). Az ilyen komplexum előnyei a következők alacsony ár, alacsony működési és amortizációs költségek. Az üzem kis méretei nemcsak kényelmes tárolását teszik lehetővé, hanem energiahatékony azonnali beindítást és kész aszfaltbeton gyártását is. Ugyanakkor az aszfaltbeton gyártása a fektetés helyén, a szállítás szakaszát megkerülve, magas hőmérsékletű keverék felhasználásával történik, amely biztosítja az anyag nagyfokú tömörödését és az aszfaltbeton burkolat kiváló minőségét. .

Egy 3-5 tonna/óra kapacitású mini-összeszerelő üzem költsége 125-500 ezer dollár, 10 tonna/óra kapacitásig pedig akár 2 millió dollár.

Itt vannak a 3-5 t / h kapacitású mini-ABZ fő jellemzői:

kimeneti hőmérséklet - akár 160 ° C;
motorteljesítmény - 10 kW;
generátor teljesítménye - 15 kW;
bitumentartály térfogata - 700 kg;
üzemanyagtartály térfogata - 50 kg;
üzemanyag-szivattyú teljesítménye - 0,18 kW;
bitumenszivattyú teljesítménye - 3 kW;
erő elszívó ventilátor- 2,2 kW;
skip emelő motor teljesítménye - 0,75 kW;
méretek - 4000 × 1800 × 2800 mm;
súlya - 3800 kg.

Ezenkívül az aszfaltbeton gyártásával és lefektetésével kapcsolatos teljes munkaciklus elvégzéséhez meg kell vásárolni egy tartályt a forró bitumen szállítására és egy mini korcsolyapályát az aszfalt lerakásához (7. ábra).

A legfeljebb 3,5 tonnás vibrációs tandem úthengerek ára 11-16 ezer dollár.

Így körülbelül 1,5-2,5 millió dollárba kerülhet az anyagok előkészítéséhez, az aszfaltbeton gyártásához és elhelyezéséhez szükséges teljes berendezés-komplexum.

KÖVETKEZTETÉSEK

1. A javasolt technológiai séma alkalmazása megoldja a hulladékártalmatlanítás problémáját csatornaállomások a helyi szintű gazdasági körforgásban való részvételük révén.

2. A cikkben tárgyalt hulladékártalmatlanítási módszer megvalósítása lehetővé teszi a víziközművek besorolását az alacsony hulladékkal rendelkező vállalkozások kategóriájába.

3. A WWS aszfaltbeton gyártásban történő felhasználásával bővíthető a Vodokanal által nyújtott szolgáltatások listája (negyeden belüli utak és felhajtók javításának lehetősége).

Irodalom

Drozd G.Ya. Ásványosított szennyvíziszap hasznosítása: problémák és megoldások // Ökológus kézikönyv. 2014. No. 4. S. 84-96.
Drozd G.Ya. A lerakódott szennyvíziszap kezelésének problémái és megoldási módjai // Vízellátás és vízellátás. 2014. 2. szám S. 20-30.
Drozd G.Ya. Új technológiák az iszapártalmatlanításhoz - út az alacsony hulladéktartalmú szennyvíztisztító létesítményekhez // Vodoochistka. Vízkezelés. Vízellátás. 2014. 3. szám S. 20-29.
Drozd G.Ya., Breus R.V., Bizirka I.I. A települési szennyvízből lerakott iszap. Újrahasznosítási koncepció // Lambert Academic Publishing. 2013. 153. o.
Drozd G.Ya. Javaslatok a lerakott szennyvíziszap gazdasági forgalomba való bevonására // Mater. Nemzetközi Kongresszus "ETEVK-2009". Jalta, 2009. C. 230-242.
Breus R.V., Drozd G.Ya. Módszer a helyi szennyvíz üledékeinek hasznosítására: 26095 sz. törzsmodellre vonatkozó szabadalom. Ukrajna. IPC CO2F1 / 52, CO2F1 / 56, CO4B 26/26 - No. U200612901. Appl. 2006.12.06. Közzétett 2007.09.10. Bika. 14. sz.
Breus R.V., Drozd G.Ya., Gusentsova E.S. Aszfalt-beton fedőréteg: 17974 számú Coris modell szabadalom. Ukrajna. IPC CO4B 26/26 - No. U200604831. Appl. 2006.05.03. Közzétett 2006.10.16. Bika. 10. sz.

Szennyvíztisztító létesítmények: üzemeltetés, gazdaságosság, rekonstrukció kérdései

Az Orosz Föderáció kormányának 2015.05.01-i 3. számú rendelete „Az Orosz Föderáció kormányának a vízelvezetéssel kapcsolatos egyes törvényeinek módosításáról”: mi az új?

A tankönyv rávilágít a víz- és vízkezelő létesítmények, valamint az iszapkezelő telepek hatékonyságának meghatározására. Figyelembe veszik a természetes, csap- és szennyvizek minőségének laboratóriumi és gyártásellenőrzésének módszereit és technológiáit. Az azonos nevű tankönyv harmadik kiadása 2004-ben jelent meg.
Építőipari technikumok 2912 "Vízellátás és csatornázás" szakon tanuló hallgatóknak.

TERMÉSZETES, ILVÓ- ÉS MŰSZAKI VÍZ MINŐSÉGÉRTÉKELÉSE.
Az Orosz Föderáció legtöbb régiójában a vízellátás forrásai felszíni víz folyók (tározók) és tavak, amelyek a teljes vízfelvétel 65-68%-át teszik ki. Az alábbiakban értékeljük a bennük lévő víz minőségét, az összetétel néhány jellemző mutatójától függően: pH, sótartalom (sótartalom), keménység, szuszpendált és szerves anyagok tartalma, valamint a fázisdiszperz állapot.

A vízforrások összetételének becsült és tényleges mutatóinak összehasonlítása Orosz Föderáció, ázsiai részén és északi vidékein a lágy és nagyon lágy, valamint az alacsony és közepes ásványi értékű vizek túlsúlya figyelhető meg, i.e. az ország nagy részén. Átható szennyezés víztestek Az elmúlt években megfigyelt antropogén és technogén eredetű szennyeződések a vízgyűjtőkről a kezeletlen és nem megfelelően tisztított szennyvíz, háztartási és ipari, olvadt és csapadékvíz beáramlásának köszönhető.

TARTALOM
BEVEZETÉS
FEJEZET 1. TERMÉSZETES ÉS IPARI VÍZKEZELÉSI FOLYAMATOK TECHNOLÓGIAI IRÁNYÍTÁSA.»
1.1. Minőségének felmérése a természetes, ivó- és műszaki víz
1.2. Háztartási ivóvíz- és ipari vízellátó rendszerek vízminőségének laboratóriumi és termelési ellenőrzése
1.3. Víz előkezelési, koagulációs, ülepítési, szűrési folyamatok szabályozása
1.4. A vízfertőtlenítési folyamatok ellenőrzése
1.5. Fluorozási folyamatok szabályozása, fluormentesítés, víz elhalasztása, mangán eltávolítása
1.6. A stabilizáló vízkezelés folyamatainak szabályozása. Gázeltávolítás: oxigén, kénhidrogén
1.7. Vízlágyítási, sótalanítási és sótalanítási folyamatok szabályozása
1.8. A cirkulációs hűtővízellátó rendszerek hidrokémiai üzemmódjának szabályozása
1.9. A vízhűtési folyamat szabályozása
1.10. Gyakorlatok és feladatok
2. SZAKASZ. SZENNYVÍZKEZELÉSI FOLYAMATOK TECHNOLÓGIAI ELLENŐRZÉSE
2.1. Általános rendelkezések
2.2. Szennyvíz osztályozás. Szennyezőanyagok típusai és eltávolításuk módszerei
2.3. A mechanikus szennyvízkezelési folyamatok szabályozása
2.4. Aerob biológiai szennyvíztisztító létesítmények működésének figyelemmel kísérése
2.5. A szennyvíz utókezelési és fertőtlenítési folyamatainak ellenőrzése
2.6. Az iszapkezelési folyamatok ellenőrzése. Metán fermentációs folyamatok és a rothasztó működésének szabályozása
2.7. Iszapvíztelenítő és -szárító létesítmények működésének felügyelete
2.8. Ipari szennyvízkezelési folyamatok és az azokból káros anyagok kinyerésének módszerei ellenőrzése
2.9. A roncsoló módszerek ellenőrzése Ipari szennyvíztisztítás
2.10. Gyakorlatok és feladatok
KÖVETKEZTETÉS
IRODALOM.

Ingyenes letöltés e-könyv kényelmes formátumban, nézze meg és olvassa el:
Töltse le gyorsan és ingyenesen a Vízminőség-ellenőrzés című könyvet, Alekseev L.S., 2009 - fileskachat.com.

Djvu letöltése
Ezt a könyvet alább vásárolhatja meg legjobb ár kedvezményes szállítással Oroszország egész területén.

A szennyvíziszap kezelése és ártalmatlanítása minden magasan fejlett ország nagyvárosai számára nagyon akut probléma. A tisztítási folyamat során a szennyvízben lévő lebegő szilárd anyagok kicsapódnak a mechanikai tisztítóberendezésekben.

A nyers üledék mennyisége közvetlenül függ a víz lebegő részecskéitől és a tisztítás minőségétől: minél jobb a tisztítás minősége, annál több üledék képződik.

A biológiai kezelésű tisztítótelepeken a nyersiszap mellett eleveniszap is keletkezik, melynek szárazanyagban kifejezett mennyisége elérheti a teljes iszaptérfogat 50%-át.

Az iszapot ártalmatlanítás előtt elő kell kezelni.

A feldolgozás célja- a páratartalom és az üledéktérfogat, a kellemetlen szag, a kórokozó mikroorganizmusok (vírusok, baktériumok stb.) és a káros anyagok számának csökkentése; a szállítási költségek csökkentése és a környezetbarát végfelhasználás biztosítása.

A csapadék kezelésére speciális létesítményeket építenek:

metatankok;

aerob stabilizátorok,

különféle víztelenítő és szárító berendezések,

iszaphelyek.

Metatenki - ezek hermetikusan lezárt tartályok, ahol az anaerob baktériumok termofil körülmények között (t o \u003d 30 - 43 o C) erjesztik a nyers maradékot az elsődleges és másodlagos derítőben. Az erjedés során gázok szabadulnak fel: CH 4 , hidrogénH 2 , szén-dioxidCO 2 , ammóniaNH 3 stb., amelyeket aztán különféle célokra lehet használni.

Aerob stabilizátorok - ezek olyan tározók, ahol a szerves részt aerob mikroorganizmusok mineralizálják hosszú ideig, állandó légtelenítés mellett. A kezelt iszapot iszapágyakban tárolják, majd műtrágyaként használják fel.

A tárolt, nehézfém-sókat tartalmazó, kórokozó mikroflórával, féregpetékkel, vírusokkal szennyezett üledékek környezeti veszélyt jelentenek, és rendkívüli megközelítést igényelnek az elhelyezés és ártalmatlanítás terén.

Bizonyos veszélyt jelent a káros anyagok bevándorlása is talajvíz. Maguk az iszapágyak és hulladéklerakók káros kibocsátások forrásai lehetnek a légkörbe. Gázok kibocsátása az egykori hulladéklerakók talajából, hulladéklerakókból és a hulladékszállítás során is előfordul.

A légköri szennyezés mennyisége és jellege a csapadékfeldolgozás technológiai folyamatának paramétereitől és a hőmérsékleti rendszertől függ.

Nagy mennyiségű csapadék esetén kétféle módszert alkalmaznak: termikus szárítást és égetést. A termikus szárítás megőrzi a műtrágyaként használt szerves anyagokat. Az üledékek elégetésekor a szerves anyagok gáznemű termékekké alakulnak.

A legtöbb országban az elégetett iszap mennyisége emelkedő tendenciát mutat. A fő hajtóerő a földárak emelkedése, ami az új technológiák fejlesztését költséghatékonyabbá és környezetvédelmi szempontból hatékonyabbá teszi, mint a hulladéklerakók bővítése.

Égő csapadék

Égő csapadék akkor érvényes, ha más típusú feldolgozásnak és ártalmatlanításnak nem vonatkoznak. 25% a szennyvíztisztító telepeken keletkező iszapot a mezőgazdaságban hasznosítják, 50% hulladéklerakókra és annak közelében helyezik el 25% le van égetve.

Jelenleg a szennyvíztisztítás a tisztítótelepeken a teljes biológiai tisztítás klasszikus sémája szerint történik, amelyben az elsődleges derítőkből származó nyers iszap és a felesleges eleveniszap keveréke képződik.

Csapadék- ez egy nem fertőtlenített nedves (maximum 99,7%) tömeg, amely legfeljebb 70% szerves anyagot tartalmaz.

Az iszapkezelés műveletsora a következő:

előkezelés rácsokon;

az elsődleges ülepítő tartályokból származó iszap keverése eleveniszappal és a keverék vékony rostélyokra szűrése;

kezelés reagenssel - flokkulálószer és víztelenítés a központos préseken;

dehidratált iszap szállítása égetőkhöz;

égés "Pyrofluid" kemencékben fluidizált homokréteggel.

Szennyvíz

Szennyvíztisztító telep

üledék

hamu

A mechanikai, biológiai és fizikai-kémiai (reagens) kezelés során a szennyből és szennyvízből felszabaduló szuszpenziók üledékek.

Az üledékek tulajdonságait célszerű felosztani a természetüket, szerkezetüket jellemzőkre, valamint a kiszáradási folyamatban való viselkedésüket meghatározókra.

A kezdeti vízminőség befolyása a fertőtlenítő hatásra	A zavarosság, a szín és a pH növekedése romlik	A vízben lévő szerves anyagok jelenlétében a baktériumölő hatás nem változik.	A szuszpendált szilárd anyagok koncentrációjának növekedésével a baktériumölő aktivitás csökken.	A lebegőanyag-koncentráció, a hőmérséklet és a sóösszetétel növekedésével a	A lebegő szilárd anyagok jelenléte drámaian csökkenti a fertőtlenítő hatást.	Nem érinti
A víz érzékszervi tulajdonságaira gyakorolt hatás	Javítja: a fenolokat olyan termékekké oxidálja, amelyeknek nincs klórfenolos szaguk	Súlyosbítja: jódszag, amely 40-50 perc múlva eltűnik	Javítja: Eltünteti a szagokat	Nem érinti	Nem érinti	Javít: megszünteti a szagokat
A cselekvés utáni időszak	Egy nap vagy több az adagtól függően			90-150 nap dózistól függően		Escherichia colin nem működik
Fertőtlenítési idő, min					Azonnal
Módszer	Klórozás	jódozás	Ózonozás	Ezüstionos kezelés	UV kezelés	Gamma besugárzás

állandó tömeg. Folyékony üledékekben megközelítőleg megközelíti a szűréssel vagy centrifugálással meghatározott lebegőanyag-koncentrációt.

A hidrofil szerves üledékekben ez a mutató gyakran közel áll a szervesanyag-tartalomhoz, és a nitrogéntartalmú anyagok tartalmát jellemzi.

Az elemi összetétel különösen fontos a szerves üledékek esetében, elsősorban az alábbi mutatók tekintetében: szén és hidrogén a stabilizáció fokának meghatározásához vagy a teljes savasság megállapításához; nitrogén és foszfor az üledék műtrágya értékének meghatározásához; nehézfémek stb.

Szervetlen üledékeknél gyakran hasznos a Fe, Mg, Al, Cr, Ca sók (karbonátok és szulfátok) és Si tartalmának meghatározása.

Toxicitás. Az ipari szennyvíziszapban található fémek (réz, króm, kadmium, nikkel, cink, ón) mérgezőek. Képesek különféle biológiai hatásokat okozni az emberi szervezetben - általános mérgező, mutagén és embriotoxikus. A különböző fémek toxicitásának és veszélyességének mértéke nem azonos, és így értékelhető Átlagos halálos dózisok laboratóriumi állatok számára. A kísérleti eredmények azt mutatják, hogy a króm és a kadmium a legmérgezőbb az állatok számára.

A jelenleg elfogadott maximálisan megengedett koncentrációk szerint, amelyek a toxicitás mellett az anyagok kumulatív tulajdonságait is figyelembe veszik, a kadmium, a króm és a nikkel jelenti a legnagyobb közegészségügyi veszélyt; kevésbé veszélyes a réz és a cink.

A galvanikus ipar szennyvíztisztító telepeiből származó, nehézfém-oxidokat tartalmazó üledékek a negyedik veszélyességi osztályba, azaz az alacsony veszélyességű anyagok közé tartoznak.

A kívánt tulajdonságokkal rendelkező iszapképződés azon tisztítási módszerek kiválasztásával kezdődik, amelyek lehetővé teszik az iszap újrahasznosítását vagy biztonságos tárolását, csökkentve a kiszárítási és szárítási költségeket.

A szennyvíziszap biztonságos tárolásának lehetőségét az iszap következő jellemzői és tulajdonságai határozzák meg: az iszap látszólagos viszkozitása és a hozzá kapcsolódó folyékonysága, valamint az iszapban lévő víz jellege.

Az üledékek látszólagos viszkozitása és a hozzá kapcsolódó fluiditás a részecskék közötti kapcsolat erőinek intenzitásának mértékeként tekinthető. Lehetővé teszi a csapadék tixotróp jellegének értékelését is (a csapadék azon képessége, hogy nyugalmi állapotban gélképződjön, és enyhe keverés mellett is visszanyerje folyékonyságát). Ez a tulajdonság nagyon fontos az iszap összegyűjtő, szállító és szivattyúzható képességének értékeléséhez.

Az iszap iszap nem newtoni folyadék, mert a talált viszkozitás nagyon relatív és függ az alkalmazott nyírófeszültségtől.

Az üledékben lévő víz természete. Ez a víz a könnyen eltávolítható szabad víz és a kötött víz összege, beleértve a hidratáló kolloid vizet, a kapilláris vizet, a sejtvizet és a kémiailag kötött vizet. A megkötött víz elkülönítése jelentős erőfeszítést igényel. Például a sejtvizet csak hőkezeléssel (szárítással vagy égetéssel) választják el.

Ennek az aránynak a hozzávetőleges értékét termogravimetriás módszerrel kaphatjuk meg, azaz úgy, hogy egy állandó hőmérsékletű tömörített üledékminta tömegveszteség-görbéjét ábrázoljuk és feldolgozzuk vonatkozó feltételeket. Az a pont, ahol a termogram megszakad, meghatározható a K = f (5") függés megszerkesztésével, ahol V- szárítási sebesség, g/perc; S - A minta szárazanyag-tartalma, % (2.6. ábra).

A szabad és a kötött víz aránya döntő tényező az iszap vízteleníthetőségének megítélésében.

ábrából 2.6 látható, hogy az első kritikus áram meghatározza az iszapból állandó száradási sebesség mellett (1. fázis) eltávolítható víz mennyiségét, és az iszap szárazanyag-tartalmát jelenti a szabad víz elvesztése után. Ezután a megkötött vizet eltávolítják: először a pontig S2 a szárítási sebesség csökkenése és a szárazanyag-tartalom növekedése között lineáris összefüggéssel (2. fázis), majd a szárítási sebesség csökkenési ütemének erőteljesebb csökkenésével (3. fázis).

Ezek a tényezők a következők: a lezárási képesség; ellenállás; az iszap összenyomhatóságának számszerű jellemzői növekvő nyomás hatására (iszap összenyomhatóság); adott nyomáson az iszap maximális szárazanyag-százalékának meghatározása.

A tömörödési képességet az üledék üledékképződési görbéjének elemzése határozza meg. Ez a görbe a alapján készült laboratóriumi kutatás lassú működésű keverővel felszerelt edényben. A görbe az edényben lévő üledéktömeg szétválási fokát jellemzi a benne tartózkodási idő függvényében.

A szennyvíziszap nedvességadó képességének legfontosabb mutatója az ellenállás. Az ellenállás értéke (g) általánosító paraméter, és a képlet határozza meg

ahol P az a nyomás (vákuum), amelyen az üledék kiszűrhető; F- szűrőfelület; ri a szűrlet viszkozitása; VAL VEL - a szűrőn lerakódott csapadék szilárd fázisának tömege egységnyi térfogatú szűrlet átvételekor;

Itt t a szűrés időtartama; V- a csapadék mennyisége.

Páratartalom. Ez a paraméter figyelembe veszi az iszap összetételének és tulajdonságainak változásait a feldolgozás és tárolás során.

Az üledék összenyomhatósága. A nyomásesés növekedésével a pogácsa pórusai eltűnnek, és a szűréssel szembeni ellenállás nő. Iszap összenyomhatósági tényezője (S) képlet határozza meg

gr2 -gr{

Lgp2-lgi?" (2-5)

ahol r és r2 az üledék fajlagos ellenállása, a (2.3) képlettel kiszámítva /> nyomáson, és P2.

A vízszűrési sebesség növekszik, állandó marad vagy csökken, ahogy P növekszik, attól függően, hogy S értéke kisebb, egyenlő vagy nagyobb, mint egy.

Az oldhatatlan kristályos anyagokat általában nehéz összenyomni (5 közel 0 ill< 0,3). Суспензии с гидрофильными частицами имеют высокую сжимаемость (5>0,5, eléri és néha meghaladja az 1,0-t).

Számos szerves iszap esetében létezik még egy "kritikus nyomás", amely felett a pogácsa pórusai olyan mértékben bezáródnak, hogy a vízelvezetés lehetetlenné válik. Például a városi szennyvíziszap esetében a nyomás alatti szűrés 1,5 MPa felett szinte hatástalan. Ez az oka annak, hogy a nyomás fokozatos növelése bizonyos előnyökkel jár a pogácsa tömörödésének késleltetésében.

Az iszap maximális szárazanyag-tartalma adott nyomáson. A csapadékban lévő nedvesség lehet kémiai, fizikai-kémiai és fizikai-mechanikai kötésekben szilárd részecskékkel, valamint szabad nedvesség formájában. Minél több megkötött nedvesség van az üledékben, annál több energiát kell fordítani annak eltávolítására. A csapadék vízhozamának növelését úgy érik el, hogy a szilárd részecskékkel kötött nedvességkötési formákat különböző feldolgozási módszerekkel a szabad nedvesség növekedése és a kötött nedvesség csökkenése irányába osztják újra.

A csapadék szűrési együtthatójának páratartalomtól való függésének tanulmányozása kimutatta, hogy a csapadék páratartalmának csökkenésével a szűrési együttható értékei is csökkennek. Ugyanakkor a csapadék páratartalmának bizonyos értékei megfigyelhetők, amelyek alatt a szűrési együttható kevéssé függ a páratartalomtól. A galvanizáló üzemek szennyvizének hidroxid-iszapjához ez
67-70%, a szennyvíz galvanikus koagulációs kezelését követő üledékeknél pedig 50-55% körüli.

Erő. A szennyvíziszap tárolási kapacitásának előrejelzésére egyetlen nedvességkritérium alkalmazása nem elegendő. Ezért az üledékek tárolásának lehetőségének felmérésére azok szilárdsági jellemzőit használják - nyírószilárdság és teherbíró képesség, toxicitás, kimosódás, nedvesség, stabilitás (szilárdság) és szűrhetőség.

Moshatóság. A nehézfémeket az üledékekben hidroxidok vagy nehezen oldódó sók, például karbonátok, foszfátok, kromátok, szulfidok stb. formájában tartalmazzák. A fémvegyületek vízben való oldhatóságára vonatkozó irodalmi adatok felhasználása nem teszi lehetővé a csapadék veszélyességi osztályának meghatározását. kellő pontossággal, mivel az üledékek tárolása során fellépő összetett -kémiai folyamatok. Megbízhatóbb adatok nyerhetők a szennyvíziszap kilúgozási vizsgálatával.

A kimosott szennyezés mennyisége sok tényezőtől függ. A szennyvíziszap fázisösszetételét tekintve úgy jellemezhető kristálysejt oldható és félig oldódó összetevőkkel és folyadékkal kitöltött pórusokkal. Az üledékek folyékony fázisa üledékes mennyiségű nehézfémet és oldott sókat tartalmaz SO4, SG, CO2" stb. anionok formájában. Az üledékek tárolása során a fém-hidroxidok fizikai és kémiai öregedése következik be, aminek következtében a deszorbeált kationok és az anionok a folyékony fázisba jutnak, a pH-érték csökken, a sótartalom pedig növekszik, hozzájárulva a hidroxid-oldhatósági termékek csökkenéséhez.A kimosódó folyadék üledékének kitéve féloldható vegyületek, például gipsz oldódnak fel, amelyek szintén a folyékony fázis sótartalmának növekedéséhez vezet.Ha a kilúgozó folyadék savak anhidridjeit (kén-, szén-, salétromsav) tartalmazza, a pH-érték is csökken.

Az üledékkimosódás kísérleti meghatározása statikus és dinamikus körülmények között történik. A statikus vizsgálat lényege az üledékminták desztillált vízben való áztatása keverés és vízcsere nélkül, majd ezt követően 6-12 hónapon keresztül a víz kioldható komponens tartalmát monitorozzuk. Egy dinamikus kísérlet lehetővé teszi a minták természetes körülmények között történő tárolását speciálisan felszerelt helyszíneken, ahol mindenféle külső légköri hatásnak vannak kitéve (eső, fagy stb.). Az elem kimosódását mind a telephelyről vett vízmintákban, mind pedig a kísérlet során (6-12 hónapos vagy tovább) az üledékben való veszteségével szabályozzuk.

Az üledékek vízhozama nagymértékben függ szilárd fázisuk méretétől. Minél finomabbak a részecskék, annál rosszabb a csapadék vízhozama. Az üledék szerves része gyorsan elrothad, miközben megnő a kolloid és finom részecskék száma, aminek következtében a vízveszteség csökken.

ábrán A 2.7. ábra a szennyvíziszap kezelésére használt tipikus folyamatáramot mutatja.

Modern technikai eszközökkel bármilyen mértékű nedvességcsökkentés elérhető.

Jelenleg négy módszert alkalmaznak az üledékek tömörítésére és sűrítésére (lásd 2.7. ábra): gravitáció, flotáció, centrifugális mezőben történő sűrítés és szűrés.

A gravitációs tömörítés az üledéktömörítés leggyakoribb módja. Könnyen használható és viszonylag olcsó. A tömörítési idő kísérletileg van beállítva, és nagyon eltérő lehet - 2-24 óra vagy több.

A tömörítés időtartamának csökkentése, az alacsonyabb nedvességtartalmú üledék előállítása és a lebegőanyag-eltávolítás csökkentése érdekében a tömörítőből különböző módszereket alkalmaznak: tömörítés közbeni keverés, ciklikus sűrítés, koaguláció, hézagtömörítés. különféle fajták csapadék és termogravitációs módszer.

Az iszap tömörítés közbeni keverésekor az iszap folytonos térszerkezetének részleges roncsolása következik be. A keverőlapátok a strukturált iszap egymástól elszakadt részeit szétmozgatva megteremtik az iszap térszerkezete által korábban felfogott és visszatartott szabad nedvesség akadálytalan kibocsátását. A lassú keveredés hozzájárul az egyes üledékrészecskék konvergenciájához, ami koagulációjukhoz vezet nagy aggregátumok képződésével, amelyek saját tömegük hatására intenzívebben tömörülnek.

ábrán A 2.8 ábra az üledéksűrűsödés mértékének függését mutatja a keverés időtartamától és sebességétől egy rúdkeverőben.

A maximális tömörítési hatást a keverőlapátok végének 0,04 m/s keverési sebességénél érte el, a letisztított víz lebegőanyag-tartalma nem haladta meg az 50 mg/dm3-t.

A ciklikus sűrítés úgy történik, hogy a több sűrítési ciklusból származó sűrített iszapot egymás után felhalmozzák egy rúdkeverővel, lassú keveréssel, és minden sűrítési ciklus után a tisztított vizet kiszivattyúzzák. A ciklikus sűrítési folyamat hatékonysága azzal magyarázható, hogy a hidrosztatikus nyomás növekedésével, amelyet az egymást követő iszapsűrítési ciklusok száma határoz meg, és a lassú mechanikai keverésnél intenzívebben, mint egyszeri töltéssel, másodlagos flokkuláció figyelhető meg a korábbiakban. koagulált iszap, ami a pelyhek súlyához és a tömörítési huzat felgyorsulásához vezet.

A megvastagodott üledék fedőrétegeinek hidrosztatikus nyomásának az alatta lévő rétegekre való emelkedése az üledék szerkezetének deformálódásához vezet, amihez az üledék pelyhes szerkezeteiben megkötött víz egy része szabad vízzé alakul át, amelyet eltávolítanak. a megvastagodott üledékréteg pórusterén átszűréssel.

Koagulánsként különféle ásványi és szerves vegyületeket használnak. A reagenskezelő rendszerben a reagens oldatok (vas-klorid és mész) minőségét a bennük lévő hatóanyag koncentrációja szabályozza. A reagens oldatok gondos ellenőrzése szükséges, mivel feleslegük nem javítja az üledékek szűrhetőségét, ugyanakkor a szűkös anyagok túlzott fogyasztása indokolatlan üzemeltetési költségnövekedést von maga után.

A termográfiai tömörítési módszernél a csapadékot melegítésnek vetik alá. A melegítés során az üledékszemcsét körülvevő hidratációs héj elpusztul, a megkötött víz egy része szabad vízbe kerül, ezáltal javul a tömörítési folyamat. A hidrolizáló üzemek szennyvíz eleveniszapjának melegítésének optimális hőmérséklete 80-90°C. 20-30 perces melegítés, majd az iszaptartás és tömörítés után nedvességtartalma 99,5-ről 96-95%-ra csökken. A teljes feldolgozási idő 50-80 perc.

Flotáció. A módszer előnye, hogy a paraméterek menet közbeni változtatásával vezérelhető. A módszer hátrányai közé tartozik a magasabb üzemeltetési költségek és az, hogy nem lehet nagy mennyiségű üledéket felhalmozni a tömörítőben.

Általában járókerekes, elektromos és nyomásos flotációt használnak. Ez utóbbi a legelterjedtebb.

Flotációs tömörítőgép tervezésekor 5-13 kg / (m2 x h) fajlagos szárazanyag-terhelést és 5 m3 / (m2 x h) alatti hidraulikus terhelést írnak elő; a tömörített üledék koncentrációját vesszük: polielektrolit nélkül 3-4,5% szárazanyagra, polielektrolitok felhasználásával 3,5-6% a polielektrolit dózisának és a terhelésnek megfelelően.

Az iszaptároló térfogatát több órára kell tervezni, mivel ez idő után a légbuborékok elhagyják az iszapot és az visszanyeri normál fajsúlyát.

Szűrő tömítés. A szűrést leggyakrabban az iszapok mechanikai víztelenítésének módszereként alkalmazzák, sűrítésére ritkán használják. A következő típusú modern tömítőszűrők általánosak: dobszűrő, dob szűrőés szűrőtartály.

Az anaerob emésztéshez általában két hőmérsékleti rendszert alkalmaznak: 30-35 °C-on mezofil és 52-55 °C-on termofil.

A metánerjesztési folyamatok szabályozása a szilárd, folyékony és gázfázisok mérési és elemzési rendszerét foglalja magában. A beérkező csapadék és eleveniszap mennyiségének térfogat szerinti mérése lehetővé teszi a rothasztó napi terhelési dózisának kiszámítását D térfogatszázalékban. A rothasztó teljes térfogatát 100%-nak vesszük. A napi bejövő csapadék mennyisége a rothasztó teljes térfogatának százalékában kifejezve a létesítmény terhelésének térfogatdózisa. Ez az érték kifejezhető a rothasztó teljes térfogatának százalékában, vagy térfogategységének töredékeiben, azaz napi 1 m3 térfogatra jutó m3 üledékben. Például, ha a dózis D \u003d 8%, akkor ennek az értéknek a kifejezés második változata 0,08 m3 / (m3 x nap).

Feltételezhető, hogy az erjesztési folyamat során az üledék térfogata és a rothasztóba belépő víz teljes mennyisége nem változik. Így a számvitelben figyelmen kívül hagyják a túlhevített gőzzel bejutott (az erjesztett massza felmelegítésére használt) nedvesség mennyiségét, amely az eltávolított fermentációs gázokkal is elvész.

Hetente legalább 1-2 alkalommal a beérkező és a feltárt iszap esetében a nedvesség- és hamutartalom meghatározására elemzéseket végzünk. A kiindulási üledékek nedvesség- és hamutartalmának, valamint D-nek ismeretében nem nehéz kiszámítani a rothasztó terhelési dózisát a Dbz hamumentes anyag felhasználásával. Ez az érték, hamumentes anyag kilogrammban, 1 m3 szerkezeti térfogatra per nap mérve, hasonló az aerotankok esetében meghatározott térfogategységenkénti terheléshez. A betöltött üledékek típusától, valamint nedvesség- és hamutartalmuk jellemzőitől függően a D63 értéke széles skálán mozog: mezofil fermentációs mód esetén 1,5-6 kg / (m3 x nap), termofil módra pedig - tól. 2,5-12 kg / (m3 x nap).

A rothasztók üzemeltetése során az üledékek gázképző komponensek, valamint foszfátok, felületaktív anyagok és összes nitrogén tartalmának kémiai elemzését általában negyedévente (havonta kevesebbszer) végezzük. Az elemzés a vizsgálati időszak alatt gyűjtött átlagos mintákból történik. A nedvességtartalom meghatározása után visszamaradt szárított csapadékot felhasználjuk.

Az erjedési gázok mennyiségének elszámolása automata regisztráló eszközökkel folyamatosan történik. A gázok összetételének kémiai elemzését évtizedenként vagy havonta egyszer végezzük. CH4, H2, CO2, N2 és 02 meghatározásra kerül, ha a folyamat stabil, akkor a H2 - az erjedés első fázisának terméke - tartalma nem haladhatja meg a 2%-ot, a CO2 tartalma nem haladhatja meg a 30-35%-ot. . Ebben az esetben az oxigénnek hiányoznia kell, mivel ez a folyamat szigorúan anaerob. Az oxigén jelenléte csak az elemzéshez használt műszerek légköri levegőtől való teljes elszigetelésének be nem tartása miatt észlelhető. A metán mennyisége általában 60-65%, a nitrogén - legfeljebb 1-2%. Ha a gázok összetételében a szokásos arányok megváltoznak, akkor az okokat az erjesztési rendszer megsértésével kell keresni.

A gázok összetételének mély és hosszú távú változásai, amelyek a metán százalékának csökkenésében és a szén-dioxid-tartalom növekedésében fejeződnek ki, bizonyítékai lehetnek a rothasztó savanyúságának, ami szükségszerűen befolyásolja a rothasztó kémiai összetételét. intersticiális víz. Nagy mennyiségben jelennek meg benne a savas fázisú termékek, különösen az alacsony zsírsavak (LFA-k), miközben az intersticiális víz lúgossága csökken, amit az NFA-k mellett a karbonát- és szénhidrogén-vegyület-tartalom határoz meg.

Ebben az esetben a betöltött üledék térfogategységére eső gázhozam erősen csökken, és a pH-érték 5,0-ra csökken. A savas fermentáció gázaiban megjelenik a hidrogén-szulfid H2S, a metán CH4 csökken, a szén-dioxid CO2 koncentrációja pedig nagymértékben megnő. Mindezt habképződés és sűrű kéreg felhalmozódása kíséri az emésztőn belül.

Stabil fermentációs rendszer mellett az intersticiális víz SFA-tartalma 5-15 mg-ekv/dm3, lúgossága 70-90 mg-ekv/dm3. Az összes szerves sav összegét az ecetsav ekvivalensével, a lúgosságot pedig a bikarbonát ion ekvivalensével határozzuk meg.

Az intersticiális víz kémiai összetételét hetente 1-3 alkalommal határozzuk meg (az üledékek nedvességtartalmának meghatározására vonatkozó ütemterv szerint). Az intersticiális vízben ezen túlmenően határozza meg az ammóniumsók nitrogéntartalmát, amely a fehérjekomponensek lebomlásának eredményeként jelenik meg. A rothasztó normál működése során az ammóniumsók nitrogénkoncentrációja az intersticiális vízben 500-800 mg/dm3.

Az elemzés és mérések alapján számos számítást végeznek, amelyek eredményeként meghatározzák a D és D63, a P63 csapadék hamumentes anyagának százalékos bomlási arányát (a páratartalom és a hamutartalom változásával számolva), valamint a gázkibocsátás Рg, a gázkibocsátás 1 kg betöltött szárazanyagból és 1 kg erjesztett hamumentes anyag és gőz felhasználása 1 m3 üledékre.

A normál fermentáció megsértésének okai a következők lehetnek: a rothasztó nagy adag friss iszappal való feltöltése, a hőmérséklet éles ingadozása és a nem emészthető szennyeződések betöltése a rothasztóba. Ezen okok hatására a metántermelő mikroorganizmusok aktivitása gátolt, az iszaperjesztési folyamat intenzitása csökken.

Az emésztő üzemének elszámolása a táblázatban megadott formában történik. 2.17.

Az üzembe helyezés során mindenekelőtt a rothasztók tömítettségét, meglétét ellenőrzik biztonsági szelepek, valamint a keverőeszközök megléte és teljesítménye; Fel kell hívni a figyelmet a szikraképződés lehetőségére, amely az acél forgó részek esetleges megrepedése miatt a szerkezetek álló részein keletkezhet.

2.17. táblázat

Kimutatás az emésztők munkájának havi elszámolásáról

Az alábbi készülékek az üzemelő rothasztók technológiai paramétereinek automatizált szabályozására szolgálnak.

1. A helyiségek gázszennyezettségének figyelésére és a levegő robbanásbiztos (2%-ig terjedő) gáztartalmának jelzésére szolgáló eszközök. A jelzőberendezés érzékelője a befecskendező helyiségben a falra, a jelzőberendezés pedig a vezérlőpultra van felszerelve, amely akár 500 m távolságban is eltávolítható az érzékelőről Amikor a metán vészhelyzeti koncentrációja a a levegő elérésekor automatikusan bekapcsol a vészventilátor és a vészhelyzet hang (fény) jelzése.

2. Iszap hőmérséklet-szabályozó készülék. Tartalmaz egy elsődleges eszközt - egy réz vagy platina hőellenállást az emésztőtartályba ágyazott hüvelyben, és egy másodlagos eszközt a vezérlőpulton.

3. A rothasztók gázáramának mérésére elsődleges konverterként membrán- vagy harang-nyomásmérőt, másodlagosként pedig rögzítőt használnak. A felszabaduló gáz mennyiségét naponta rögzítik.

Ezen túlmenően a rothasztók tipikus felépítése biztosítja a gázhőmérséklet mérését az egyes rothasztók gázvezetékeiben, és a gáznyomás mérését.

A metán fermentációs folyamatok szabályozása a következő célok elérése érdekében történik:

Az emésztés időtartamának csökkentése egy adott pusztulási fok elérésekor a szerkezetek térfogatának, és ennek következtében a tőkeköltségek csökkentése érdekében;

Az erjesztési folyamat során felszabaduló biogáz mennyiségének növelése annak érdekében, hogy csökkentsék maguknak a rothasztók fűtésének költségeit, és ezen felül más típusú energiát nyerjenek;

A biogáz metántartalmának növelése annak fűtőértékének és hasznosítási hatékonyságának növelése érdekében;

A rothasztott iszap jó tömörítési és vízleadó tulajdonságainak elérése a víztelenítés költségeinek csökkentése érdekében.

A szennyvíziszap kezelésének fő feladata a végtermék előállítása, amelynek tulajdonságai lehetővé teszik a hasznosítás érdekében. nemzetgazdaság vagy minimalizálja az általa okozott károkat környezet. A feladat végrehajtásához használt technológiai sémák igen változatosak.

A szennyvíziszap kezelésének technológiai folyamatai az összes mechanikai, fizikai, kémiai és biológiai tisztítást szolgáló tisztítótelepen a következő fő szakaszokra oszthatók: tömörítés (sűrítés), szerves rész stabilizálása, kondicionálás, víztelenítés, hőkezelés, értékes termékek újrahasznosítása vagy az üledékek eltávolítása (2. séma) .

5. ábra - A szennyvíziszap kezelésének szakaszai és módszerei

Csapadék tömörítés

Az iszaptömörítés a szabad nedvesség eltávolításával jár, és az iszapkezelés valamennyi technológiai sémájának szükséges szakasza. A tömörítés során átlagosan a nedvesség 60%-a távozik, és az üledék tömege 2,5-szeresére csökken.

A tömörítéshez gravitációs, szűrési, centrifugális és vibrációs módszereket alkalmaznak. A gravitációs tömörítés a leggyakoribb. A diszpergált fázis részecskéinek ülepedésen alapul. Iszapsűrítőként függőleges vagy radiális ülepítő tartályokat használnak.

Az eleveniszap tömörödése a nyersiszap tömörítésével ellentétben az iszap tulajdonságainak megváltozásával jár együtt. Az eleveniszap, mint kolloid rendszer nagy szerkezetformáló képességgel rendelkezik, aminek következtében tömörödése a szabad víz egy részének átmenetéhez vezet. kötött állapot, és az iszap kötött víz tartalmának növekedése a vízveszteség romlásához vezet.

Speciális kezelési módszerek alkalmazásával, például kémiai reagensekkel való kezeléssel elérhető a megkötött víz egy részének szabad állapotba adása. A megkötött víz jelentős része azonban csak párologtatással távolítható el.

Iszap stabilizálás

Anaerob stabilizálás

Az anaerob rothasztás a városi szennyvíziszap ártalmatlanításának fő módja. A fermentációt metánerjesztésnek nevezik, mert az üledékekben lévő szerves anyagok bomlása következtében az egyik fő termékként metán képződik.

A metános fermentáció biokémiai folyamata a mikroorganizmus közösségek azon képességén alapul, hogy életműködésük során oxidálja a szennyvíziszap szerves anyagait.

Az ipari metán fermentációt a baktériumkultúrák széles skálája végzi. Elméletileg az üledékek fermentációját tekintik, amely két fázisból áll: savas és lúgos.

A savas vagy hidrogénes fermentáció első fázisában az üledék és az iszap összetett szerves anyagai az extracelluláris bakteriális enzimek hatására először egyszerűbbekké hidrolizálódnak: a fehérjék peptidekké és aminosavakká, a zsírok glicerinné, ill. zsírsavak, szénhidrát - az egyszerű cukrokig. Ezeknek az anyagoknak a baktériumsejtekben történő további átalakulása az első fázis végtermékeinek, főként szerves savaknak a kialakulásához vezet. A képződött savak több mint 90%-a vajsav, propionsav és ecetsav. Más viszonylag egyszerű szerves anyagok (aldehidek, alkoholok) és szervetlen anyagok (ammónia, kénhidrogén, szén-dioxid, hidrogén) is képződnek.

A fermentáció savas fázisát közönséges szaprofiták végzik: fakultatív anaerobok, mint például tejsav, propionsavbaktériumok és szigorú (obligát) anaerobok, mint például vajsav-, acetonobutil-, cellulózbaktériumok. A fermentáció első fázisáért felelős baktériumfajok többsége spóraképző. A lúgos vagy metános fermentáció második fázisában az első fázis végtermékeiből metán és szénsav keletkezik a metánképző baktériumok - nem spórás obligát anaerobok, a környezeti viszonyokra nagyon érzékeny - élettevékenysége eredményeként. .

A CO 2 vagy az ecetsav metilcsoportjának redukciója következtében metán képződik:

ahol AH2 egy szerves anyag, amely hidrogéndonorként szolgál metánképző baktériumok számára; általában ezek zsírsavak (az ecetsav kivételével) és alkoholok (a metil kivételével).

Sokféle metánképző baktérium oxidálja a savas fázisban képződött molekuláris hidrogént, majd a metánképződés reakciója a következőképpen alakul:

Az ecetsavat és metil-alkoholt használó mikroorganizmusok a következő reakciókat hajtják végre:

Mindezek a reakciók energiaforrások a metántermelő baktériumok számára, és mindegyik a kiindulási anyag egymást követő enzimatikus átalakulásának sorozata. Mára megállapították, hogy a B 12-vitamin részt vesz a metánképződés folyamatában, aminek tulajdonítják a fő szerepet a hidrogén átvitelében a metánképző baktériumok energia-redox reakcióiban.

Úgy gondolják, hogy a savas és a metánfázisban lévő anyagok átalakulási sebessége azonos, ezért stabil fermentációs folyamat mellett nem halmozódnak fel savak - az első fázis termékei.

Az erjesztési folyamatot a felszabaduló gáz összetétele és térfogata, az intersticiális víz minősége, valamint a feltárt iszap kémiai összetétele jellemzi.

A keletkező gáz főleg metánból és szén-dioxidból áll. A normál (lúgos) fermentáció során a hidrogén az első fázis termékeként legfeljebb 1-2%-os térfogatban maradhat a gázban, mivel a metánképző baktériumok az energia-anyagcsere redox reakcióiban használják fel.

A fehérje lebontása során felszabaduló hidrogén-szulfid H 2 S gyakorlatilag nem jut be a gázba, mivel ammónia jelenlétében a rendelkezésre álló vasionokkal könnyen kolloid vas-szulfiddá kötődik.

A fehérjeanyagok ammónifikációjának végterméke, az ammónia a szénsavhoz kötve karbonátokat és bikarbonátokat képez, amelyek az intersticiális víz magas lúgosságát okozzák.

Az üledékek kémiai összetételétől függően az erjedés során 1 m 3 üledékenként 5-15 m 3 gáz szabadul fel.

Az erjesztési folyamat sebessége a hőmérséklettől függ. Tehát 25–27 ° C üledékhőmérsékleten a folyamat 25–30 napig tart; 10°C-on időtartama 4 hónapra vagy tovább nő. Az erjedés felgyorsítása és az ehhez szükséges létesítmények mennyiségének csökkentése érdekében az iszapot 30-35 °C vagy 50-55 °C hőmérsékletre mesterségesen melegítik.

A metános fermentáció általában lezajló folyamatát a közeg enyhén lúgos reakciója (pH? 7,b), az intersticiális víz magas lúgossága (65-90 mg-ekv/l) és alacsony zsírsavtartalom (akár 5-12 mg-ekv/l). Az ammónium-nitrogén koncentrációja az intersticiális vízben eléri az 500-800 mg/l-t.

A folyamat megszakadása a létesítmény túlterheléséből, cseréjéből adódhat hőmérsékleti rezsim, mérgező anyagok bevitele üledékkel stb. A zavar a zsírsavak felhalmozódásában, a szövetközi víz lúgosságának csökkenésében és a pH csökkenésében nyilvánul meg. A keletkező gáz térfogata meredeken csökken, a gázban megnő a szénsav és a hidrogén, a savas fermentációs fázis termékeinek tartalma.

Az erjedés első fázisáért felelős savképző baktériumok ellenállóbbak mindennel szemben kedvezőtlen körülmények, beleértve a túlterhelést is. Az erjedésbe kerülő üledékeket nagyrészt beoltják velük. A gyorsan szaporodó, savképző baktériumok növelik a baktériumtömeg asszimilációs képességét, így alkalmazkodnak a megnövekedett terhelésekhez. Ilyenkor megnő az első fázis sebessége, és nagy mennyiségű zsírsav jelenik meg a közegben.

A metánbaktériumok nagyon lassan szaporodnak. Egyes fajok generációs ideje több nap, így nem tudják gyorsan növelni a tenyészetek számát, tartalmuk a nyers üledékben elenyésző. Amint a fermentáló massza közömbösítő képessége (lúgossági tartalék) kimerül, a pH meredeken csökken, ami a metánképző baktériumok elpusztulásához vezet.

A normál iszapfermentáció szempontjából nagy jelentősége van a szennyvíz összetételének, különös tekintettel az olyan anyagok jelenlétére, amelyek gátolják vagy megbénítják az iszaperjesztési folyamatot végző mikroorganizmusok létfontosságú tevékenységét. Ezért az ipari és háztartási szennyvizek közös kezelésének lehetőségét minden esetben egyedileg kell megoldani, azok jellegétől és fizikai-kémiai összetételétől függően.

A háztartási szennyvíz és az ipari szennyvíz keverésekor szükséges, hogy a szennyvízkeverék pH = 7-8 legyen, hőmérséklete pedig legalább 6 °C és ne legyen magasabb.

30°C. A mérgező vagy káros anyagok tartalma nem haladhatja meg a határértéket megengedett koncentráció az anaerob körülmények között szaporodó mikroorganizmusok számára. Például, ha az üledék réztartalma meghaladja az iszap szárazanyagának 0,5%-át, az erjesztési folyamat második fázisának biokémiai reakciói lelassulnak, a savas fázis reakciói pedig felgyorsulnak. A friss üledék hamumentes anyagának 0,037 tömegszázalékos nátrium-hidroarzenit dózisa esetén a szerves anyagok bomlási folyamata lelassul.

A nyersiszap feldolgozására és fermentálására háromféle szerkezetet használnak: 1) szeptikus tartályok (szeptikus tartályok); 2) kétszintű ülepítő tartályok; 3) emésztőberendezések.

A szeptikus tartályokban a víz kitisztul, és a belőle kihullott üledék egyszerre rothadó. Szeptikus tartályokat jelenleg kis áteresztőképességű állomásokon használnak.

A kétrétegű ülepítő tartályokban az ülepítő rész el van választva az alsó részben található rothadó (szeptikus) kamrától. A kétrétegű ülepítő tartály kialakításának kidolgozása derítő-bontó.

Az iszapkezelésre jelenleg a rothasztókat alkalmazzák a legelterjedtebben, csak az iszapfermentációra szolgálnak mesterséges melegítéssel és keveréssel.

Az emésztett iszap rendelkezik magas páratartalom(95 - 98%), ami megnehezíti a mezőgazdasági műtrágyaként való felhasználását (a hagyományos műtrágyával való mozgathatósági nehézségek miatt). járművek nyomáselosztó hálózatok nélkül). A páratartalom a fő tényező, amely meghatározza az üledék mennyiségét. Ezért az iszapkezelés fő feladata annak térfogatának csökkentése vízleválasztással és szállítható termék előállításával.