Natūralių vandens valymo procesų kontrolė. Nuotekų dumblo valymo būdai, taikomi įrenginiai

didžiausias ekologinė problema NVS šalys – jų teritorijos užteršimas atliekomis. Ypatingą susirūpinimą kelia miesto nuotekų valymo procese susidarančios atliekos – kanalizacijos dumblas ir nuotekų dumblas (toliau – SS).

Pagrindinė tokių atliekų specifika yra jų dvikomponentė prigimtis: sistema susideda iš organinių ir mineralinių komponentų (atitinkamai 80 ir 20 % šviežiose atliekose ir iki 20 ir 80 % atliekose po jų ilgalaikis saugojimas). Sunkiųjų metalų buvimas atliekų sudėtyje lemia IV pavojingumo klasę. Dažniausiai šios atliekos laikomos lauke ir toliau neperdirbamos.

Pavyzdžiui, Iki šiol Ukrainoje yra sukaupta daugiau nei 0,5 milijardo tonų WWS, kurių bendras saugojimo plotas yra apie 50 km 2 priemiesčiuose ir miestuose.

Tai, kad pasaulinėje praktikoje nėra veiksmingų šio tipo atliekų šalinimo metodų ir dėl to pablogėja aplinkos padėtis (atmosferos ir hidrosferos užterštumas, žemės plotų atmetimas sąvartynams, kuriuose būtų saugomos NV), rodo, kad svarbu ieškoti naujų būdų ir būdų. WWS įtraukimo į ekonominę apyvartą technologijos.

Pagal 1986-12-06 Tarybos direktyvą 86/278/EEB „Dėl aplinkos ir ypač dirvožemio apsaugos naudojant nuotekų dumblą žemės ūkyje“ 2005 m. Europos Sąjungos šalyse WWS buvo naudojami taip: 52% - žemės ūkyje, 38% - deginama, 10% - kaupiama.

Rusijos bandymas perkelti WWS deginimo iš užsienio patirtį į vidaus dirvožemį (atliekų deginimo įrenginių statyba) pasirodė neefektyvus: kietosios fazės tūris sumažėjo tik 20%, tuo pat metu išskiriant didelį kiekį dujinių toksinių medžiagų ir degimo produktų. į atmosferos orą. Šiuo atžvilgiu Rusijoje, kaip ir visose kitose NVS šalyse, jų saugojimas išlieka pagrindiniu WWS tvarkymo būdu.

PERSPEKTYVINIAI SPRENDIMAI

Paieškos procese alternatyvių būdų WWS šalinimas, atliekant teorinius ir eksperimentiniai tyrimai ir bandomaisiais bandymais, įrodėme, kad aplinkosaugos problemos sprendimas – susikaupusių atliekų kiekių pašalinimas – įmanomas jiems aktyviai įsitraukiant į ekonominę apyvartą šiose pramonės šakose:

kelių tiesimas(organinių mineralinių miltelių, o ne mineralinių asfaltbetonio miltelių gamyba);
statyba(keramzito izoliacijos ir efektyvių keraminių plytų gamyba);
žemės ūkio sektoriuje(didelio humuso gamyba organinių trąšų) .

Eksperimentinis darbo rezultatų įgyvendinimas buvo atliktas keliose Ukrainos įmonėse:

sunkiosios technikos sandėliavimo aikštelės MD PMK-34 danga (Luganskas, 2005), aplinkkelio aplink Luganską ruožas (piketuose PK220-PK221+50, 2009), gatvės danga. Maliutinas antracite (2011);

BEJE

Kelio dangos būklės ir kokybės stebėjimų rezultatai rodo, kad jis geras, daugeliu rodiklių lenkia tradicinius analogus.

efektyvių lengvųjų keraminių plytų bandomosios partijos gamyba Lugansko plytų gamykloje Nr. 33 (2005 m.);
biohumuso gamyba WWS pagrindu LLC Luganskvoda valymo įrenginiuose.

PASTABOS DĖL WWS NAUDOJIMO KELIŲ STATYBOS NAUJOVĖS

Analizuodami mūsų sukauptą atliekų šalinimo patirtį kelių tiesimo srityje, galime išskirti šiuos dalykus: teigiamų taškų:

Siūlomas perdirbimo būdas leidžia didelio tonažo atliekas įtraukti į didelio tonažo sferą pramoninės gamybos;
WWS perkėlimas iš atliekų kategorijos į žaliavų kategoriją lemia jų vartojimo vertę – atliekos įgyja tam tikrą vertę;
ekologine prasme IV pavojingumo klasės atliekos dedamos į kelio sankasą, kurios asfaltbetonio danga atitinka IV pavojingumo klasę;
1 m 3 asfaltbetonio mišinio gamybai kaip mineralinių miltelių analogą galima išmesti iki 200 kg sauso WWS, kad būtų gauta kokybiška medžiaga, atitinkanti norminių reikalavimų prie asfaltbetonio;
priimto šalinimo būdo ekonominis efektas pasireiškia tiek kelių tiesimo srityje (sumažinant asfaltbetonio sąnaudas), tiek „Vodokanal“ įmonėms (neleidžiant mokėti už atliekų išvežimą ir pan.);
nagrinėjamu atliekų šalinimo būdu techniniai, aplinkosauginiai ir ekonominiai aspektai yra nuoseklūs.

Probleminės akimirkos susiję su poreikiu:

įvairių padalinių bendradarbiavimas ir koordinavimas;
platus pasirinkto atliekų šalinimo būdo aptarimas ir specialistų pritarimas;
kūrimas ir įgyvendinimas nacionalinius standartus;
Ukrainos įstatymo 1998-03-05 Nr. 187/98-ВР „Dėl atliekų“ pataisos;
gaminių techninių specifikacijų ir sertifikavimo kūrimas;
statybos normų ir reglamentų pakeitimai;
kreipimosi į ministrų kabinetą ir Aplinkos apsaugos ministeriją rengimas su prašymu sukurti efektyvius atliekų šalinimo projektų įgyvendinimo mechanizmus.

Ir galiausiai dar vienas probleminis punktas - negali išspręsti šios problemos vienas.

KAIP SUPAPRASTINTI ORGANIZACIJOS TAŠKUS

Vykstant plačiam apsvarstyto atliekų šalinimo būdo panaudojimui, iškyla organizacinių sunkumų: būtinas bendradarbiavimas tarp įvairių padalinių, turinčių skirtingą gamybos užduočių viziją – komunalinių paslaugų (šiuo atveju „Vodokanal“ – atliekų savininko) ir kelių tiesimo organizacija. Kartu jiems neišvengiamai kyla nemažai klausimų, t. ekonominiai ir teisiniai, pvz., „Ar mums to reikia?“, „Ar tai brangus mechanizmas ar pelningas?“, „Kas turėtų prisiimti riziką ir atsakomybę?

Deja, nėra bendro supratimo, kad bendrą aplinkosaugos problemą – WWS (iš esmės komunalinių įmonių sukauptų visuomenės atliekų) šalinimą galima išspręsti kelių tiesimo pramonės komunalinių paslaugų pagalba, įtraukiant tokias atliekas į remontą ir remontą. viešųjų kelių tiesimas. Tai yra, visas procesas gali būti atliekamas viename komunaliniame skyriuje.

PASTABA

Kuo suinteresuoti visi proceso dalyviai?
1. Kelių tiesimo pramonė gauna nuosėdas mineralinių miltelių (vieno iš asfaltbetonio komponentų) analogo pavidalu už daug mažesnę nei mineralinių miltelių kainą ir gamina kokybišką asfaltbetonio dangą už mažesnę kainą.
2. Nuotekų valymo įmonės išveža susikaupusias atliekas.
3. Gerinant aplinkos būklę savo gyvenamojoje teritorijoje, visuomenė gauna kokybišką ir pigesnę kelių dangą.

Atsižvelgiant į tai, kad NVŠ šalinimas išsprendžia svarbią valstybinės svarbos aplinkosaugos problemą, šiuo atveju valstybė turėtų būti labiausiai suinteresuota dalyvė. Todėl valstybės globon būtina sukurti tinkamą teisinę bazę, kuri atitiktų visų proceso dalyvių interesus. Tačiau tam reikės tam tikro laiko intervalo, kuris biurokratinėje sistemoje gali būti gana ilgas. Tuo pačiu metu, kaip minėta aukščiau, kritulių kaupimosi problema ir galimybė ją išspręsti yra tiesiogiai susijusi su komunalinėmis sritimis, todėl ji turi būti išspręsta čia, o tai drastiškai sutrumpins visų patvirtinimų laiką ir sąrašą. reikiamus dokumentus susiaurinti iki departamentų standartų.

VODOKANAL KAIP ATLIEKŲ GAMINTOJAS IR VARTOTOJAS

Ar visada būtinas įmonių bendradarbiavimas? Panagrinėkime galimybę sukauptus WWS tiesiogiai disponuoti „Vodokanal“ įmonėms savo gamybinėje veikloje.

PASTABA

Vodokanal įmonės po remonto darbai vamzdynų tinkluose įpareigotas atstatyti pažeistą kelio sankasą, kas ne visada daroma. Taigi, remiantis mūsų apytiksliais vidutiniais metiniais tokių darbų Luhansko srityje apimčių įvertinimo rezultatais, šie kiekiai svyruoja nuo 100 iki 1000 m 2 aprėpties ploto, priklausomai nuo vietovės. Atsižvelgiant į tai, kad struktūra didelės įmonės, pavyzdžiui, Luganskvoda LLC, apima dešimtys gyvenvietės, restauruotų dangų plotas gali siekti keliasdešimt tūkstančių kvadratinių metrų, tam reikia šimtų kubinių metrų asfaltbetonio.

Pagrindinės priežastys yra būtinybė atsikratyti atliekų, kurių savybės leidžia gauti aukštos kokybės asfaltbetonio jas šalinant, ir, svarbiausia, galimybė jas panaudoti taisant pažeistą kelio dangą. už galimą svarstomo atliekų šalinimo būdo panaudojimą „Vodokanal“ įmonėse.

Pažymėtina, kad įvairiose gyvenvietėse esančių valymo įrenginių WWS yra panašios savo teigiamu poveikiu asfaltbetoniui, nepaisant kai kurių skirtumų. cheminė sudėtis.

Pavyzdžiui, Kritulių būdu modifikuotas asfaltbetonis Luhanske (Luganskvoda LLC), Čerkasuose (gamybos asociacija Azot) ir Kijevvodokanale atitinka DSTU B V.2.7-119-2003 „Asfaltbetonio mišiniai ir asfaltbetonis keliams ir aerodromams“ reikalavimus. Specifikacijos“ (toliau – DSTU B V.2.7-119-2003) (1 lentelė).

Aptarkime. 1 m 3 asfaltbetonio vidutinė masė yra 2,2 tonos.Į 1 m 3 asfaltbetonio įdėjus 6-8% nuosėdų, kaip mineralinių miltelių pakaitalą, galima sutvarkyti 132-176 kg atliekų. Paimkime vidutinę 150 kg/m 3 reikšmę. Taigi, esant 3-5 cm sluoksnio storiui, 1 m 3 asfaltbetonio leidžia sukurti 20-30 m 2 kelio dangos.

Kaip žinote, asfaltbetonis susideda iš skaldos, smėlio, mineralinių miltelių ir bitumo. Vodokanalai yra pirmųjų trijų komponentų, kaip dirbtinių technogeninių telkinių, savininkai: skalda – keičiamas biofiltrų įkrovimas; smėlis ir nusėdusios nuosėdos yra smėlio ir dumblo aikštelių atliekos (1 pav.). Norint šias atliekas paversti asfaltbetoniu (naudingas šalinimas), reikia tik vieno papildomo komponento - kelių bitumo, kurio kiekis sudaro tik 6-7% planuojamos asfaltbetonio produkcijos.

Esamos atliekos (žaliavos) ir poreikis atlikti remonto ir restauravimo darbus su galimybe panaudoti šias atliekas yra pagrindas kuriant specializuotą įmonę ar vietą „Vodokanal“ struktūroje. Šio įrenginio funkcijos bus šios:

asfaltbetonio komponentų paruošimas iš esamų atliekų (stacionarių);
asfalto mišinio gamyba (mobili);
mišinio klojimas važiuojamojoje dalyje ir jo sutankinimas (mobilus).

Asfaltbetonio žaliavos komponento - mineralinių (organinių mineralinių) miltelių WWS pagrindu - paruošimo technologijos esmė parodyta fig. 2.

Kaip matyti iš Fig. 2, žaliava (1) - nuosėdos iš sąvartynų, kurių drėgnis yra iki 50%, - iš anksto sijojamas per sietelį, kurio akučių dydis 5 mm (2), kad būtų pašalintos pašalinės šiukšlės, augalai ir atsilaisvintų gabalėliai. Išsijota masė džiovinama (natūralioje arba dirbtinės sąlygos) (3) iki 10–15 % drėgmės ir papildomam sijojimui paduodamas per sietą su 1,25 mm akutėmis (5). Esant poreikiui galima papildomai šlifuoti masės gabalėlius (4). Gautas miltelių pavidalo produktas (mikroužpildas yra mineralinių miltelių analogas) supakuojamas į maišelius ir saugomas (6).

Panašiai ruošiama skalda ir smėlis (džiovinimas ir frakcionavimas). Apdorojimas gali būti atliekamas specializuotoje vietoje, esančioje valymo įrenginio teritorijoje, naudojant improvizuotą arba specialią įrangą.

Apsvarstykite įrangą, kuri gali būti naudojama žaliavų paruošimo etape.

vibruojantys ekranai

WWS tikrinimui naudojami vibruojantys ekranai įvairių gamintojų. Taigi, vibruojantys ekranai gali turėti šias charakteristikas: „Reguliuojamas vibracinės pavaros sukimosi greitis leidžia keisti vibracijos amplitudę ir dažnį. Hermetiška konstrukcija leidžia naudoti vibruojančius ekranus be įsiurbimo sistemos ir naudojant inertines terpes. Medžiagų paskirstymo sistema prie įėjimo į vibruojančius ekranus leidžia išnaudoti 99% ekrano paviršiaus. Vibruojantys ekranai aprūpinti padalintos klasės laidų sistema. Baigti ekrano paviršių keitimą. didelis patikimumas, lengvas nustatymas ir koregavimas. Greitas ir paprastas denio keitimas. Iki trijų ekranavimo paviršių .

Štai pagrindinės vibruojančio ekrano VS-3 charakteristikos (3 pav.):

matmenys - 1200 × 800 × 985 mm;
instaliuota galia - 0,5 kW;
maitinimo įtampa - 380 V;
svoris - 165 kg;
našumas – iki 5 t/val.;
sieto tinklelio dydis - bet koks pagal pageidavimą;
kaina - nuo 800 dolerių.

Džiovintuvai

Džiovinimui biri medžiaga- dirvožemis-dirvožemis (nuosėdos) ir smėlis - pagreitintu režimu (skirtingai nei natūralus džiovinimas) siūloma naudoti būgninius džiovintuvus SB-0.5 (4 pav.), SB-1.7 ir kt. Apsvarstykite tokių džiovintuvų veikimo principą ir jų charakteristikas (2 lentelė).

Per pakrovimo bunkerį drėgna medžiaga tiekiama į būgną ir patenka į vidinį antgalį, esantį per visą būgno ilgį. Antgalis užtikrina tolygų medžiagos pasiskirstymą ir gerą sumaišymą būgno sekcijoje, taip pat glaudų jos kontaktą su džiovinimo priemone pilant. Nuolat maišant, medžiaga juda į išėjimą iš būgno. Išdžiūvusi medžiaga pašalinama per išleidimo kamerą.

Pristatymo komplektas: džiovintuvas, ventiliatorius, valdymo pultas. Džiovyklose SB-0.35 ir SB-0.5 elektrinis šildytuvas įmontuotas į konstrukciją. Gamybos laikas - 1,5-2,5 mėn. Tokių džiovyklių kaina yra nuo 18,5 tūkst.

Drėgmės matuokliai

Medžiagos drėgmei kontroliuoti galima naudoti įvairių tipų drėgmės matuoklius, pavyzdžiui, VSKM-12U (5 pav.).

Atnešam specifikacijas toks drėgmės matuoklis:

drėgmės matavimo diapazonas - nuo sausos būsenos iki visiško drėgmės prisotinimo (tikrieji konkrečių medžiagų diapazonai nurodyti prietaiso pase);
santykinė klaida matavimai - ± 7% išmatuotos vertės;
valdymo zonos gylis nuo paviršiaus - iki 50 mm;
kalibravimo priklausomybės visoms medžiagoms, kurias valdo prietaisas, yra saugomos nepastovioje atmintyje 30 medžiagų;
pasirinkta medžiaga ir matavimo rezultatai rodomi dviejų eilučių ekrane tiesiai drėgmės vienetais, kurių skiriamoji geba yra 0,1 %;
vieno matavimo trukmė ne ilgesnė kaip 2 s;
laikymo indikacijų trukmė - ne mažiau 15 s;
universalus maitinimas: autonominis nuo įmontuotos baterijos ir iš tinklo ~ 220 V, 50 Hz per tinklo adapterį (tai ir pakrovėjas);
elektroninio bloko matmenys - 80 × 145 × 35 mm; jutiklis — Æ100×50 mm;
bendras prietaiso svoris - ne daugiau kaip 500 g;
pilnas tarnavimo laikas - mažiausiai 6 metai;
kaina - nuo 100 dolerių.

PASTABA

Mūsų skaičiavimais, stacionaraus asfaltbetonio užpildų paruošimo punkto organizavimui reikės 20-25 tūkstančių dolerių įrangos.

Asfaltbetonio su OSV užpildu gamyba ir jo klojimas

Apsvarstykite įrangą, kurią galima tiesiogiai naudoti asfaltbetonio su OSV užpildu gamybos ir jo klojimo procese.

Maža asfalto maišymo gamykla

Asfaltbetonio mišinių gamybai iš Vodokanal gamybos atliekų ir jų panaudojimui šaligatvis siūlomas mažiausias iš galimų kompleksų pajėgumas - mobili asfaltbetonio gamykla (mini-APC) (6 pav.). Tokio komplekso privalumai yra žema kaina, mažos veiklos ir nusidėvėjimo sąnaudos. Maži gamyklos matmenys leidžia ne tik patogiai ją saugoti, bet ir energiškai efektyviai greitai paleisti bei gaminti gatavą asfaltbetonį. Tuo pačiu metu asfaltbetonio gamyba vykdoma klojimo vietoje, apeinant transportavimo etapą, naudojant aukštos temperatūros mišinį, kuris užtikrina aukštą medžiagos tankinimo laipsnį ir puikią asfaltbetonio dangos kokybę. .

Mini surinkimo gamykla, kurios našumas yra 3-5 tonos/val., kainuoja 125-500 tūkstančių dolerių, o iki 10 tonų/val. - iki 2 milijonų dolerių.

Čia pateikiamos pagrindinės mini-ABZ, kurių našumas yra 3–5 t / h, charakteristikos:

išėjimo temperatūra - iki 160 °С;
variklio galia - 10 kW;
generatoriaus galia - 15 kW;
bitumo rezervuaro tūris - 700 kg;
kuro bako tūris - 50 kg;
kuro siurblio galia - 0,18 kW;
bituminio siurblio galia - 3 kW;
galia išmetimo ventiliatorius- 2,2 kW;
skipinio keltuvo variklio galia - 0,75 kW;
matmenys - 4000 × 1800 × 2800 mm;
svoris - 3800 kg.

Be to, norint atlikti visą asfaltbetonio gamybos ir klojimo darbų ciklą, būtina įsigyti konteinerį karštam bitumui transportuoti ir mini čiuožyklą asfaltui kloti (7 pav.).

Vibraciniai tandeminiai plento volai, sveriantys iki 3,5 tonos, kainuoja 11-16 tūkstančių dolerių.

Taigi visas medžiagų paruošimui, asfaltbetonio gamybai ir klojimui reikalingos įrangos kompleksas gali kainuoti apie 1,5-2,5 mln.

IŠVADOS

1. Pritaikius siūlomą technologinę schemą bus išspręsta atliekų šalinimo problema kanalizacijos stotysįtraukiant į ekonominę apyvartą vietos lygiu.

2. Straipsnyje aptarto atliekų šalinimo būdo įgyvendinimas leis vandens tiekimo įmones įtraukti į mažai atliekų išmetančių įmonių kategoriją.

3. Naudojant WWS asfaltbetonio gamyboje, „Vodokanal“ teikiamų paslaugų sąrašas gali būti išplėstas (galimybė remontuoti kelių ir važiuojamųjų dalių vidų).

Literatūra

Drozdas G.Ya. Mineralizuoto nuotekų dumblo panaudojimas: problemos ir sprendimai // Ekologo vadovas. 2014. Nr. 4. S. 84-96.
Drozdas G.Ya. Nusėdusio nuotekų dumblo valymo problemos ir jų sprendimo būdai // Vandens tiekimas ir vandens tiekimas. 2014. Nr. 2. S. 20-30.
Drozdas G.Ya. Naujos dumblo šalinimo technologijos – kelias į mažai atliekų turinčius nuotekų valymo įrenginius // Vodoochistka. Vandens valymas. Vandens tiekimas. 2014. Nr. 3. S. 20-29.
Drozd G.Ya., Breus R.V., Bizirka I.I. Nusodintas dumblas iš miesto nuotekų. Perdirbimo koncepcija // Lambert Academic Publishing. 2013. 153 p.
Drozdas G.Ya. Siūlymai dėl nusodinto nuotekų dumblo įtraukimo į ūkinę apyvartą // Mater. Tarptautinis kongresas „ETEVK-2009“. Jalta, 2009. C. 230-242.
Breusas R.V., Drozdas G.Ya. Vietinių nuotekų vandenų nuosėdų panaudojimo būdas: Patentas šerdies modeliui Nr. 26095. Ukraina. IPC CO2F1 / 52, CO2F1 / 56, CO4B 26/26 – Nr. U200612901. Appl. 2006-12-06. Paskelbta 2007-10-09. Bull. Nr. 14.
Breusas R.V., Drozd G.Ya., Gusentsova E.S. Asfaltbetonio paviršius: Coris modelio patentas Nr. 17974. Ukraina. IPC CO4B 26/26 – Nr. U200604831. Appl. 2006-05-03. Paskelbta 2006-10-16. Bull. Nr. 10.

Nuotekų valymo įrenginiai: eksploatacijos, ekonomikos, rekonstrukcijos klausimai

Rusijos Federacijos Vyriausybės 2015-05-01 dekretas Nr. 3 „Dėl tam tikrų Rusijos Federacijos Vyriausybės aktų vandens šalinimo srityje pakeitimų“: kas naujo?

Vadovėlyje akcentuojami vandens valymo ir vandens gerinimo įrenginių, taip pat dumblo valymo įrenginių efektyvumo nustatymo būdai. Aptariami gamtinių, vandentiekio ir nuotekų kokybės laboratorinės ir gamybos kontrolės metodai ir technologijos. Trečiasis vadovėlio leidimas tuo pačiu pavadinimu išleistas 2004 m.
Statybos technikumų studentams, studijuojantiems pagal specialybę 2912 „Vandens tiekimas ir sanitarijos“.

GAMTINIO, GERIAMOJO IR TECHNINIO VANDENS KOKYBĖS VERTINIMAS.
Daugumoje Rusijos Federacijos regionų vandens tiekimo šaltiniai yra paviršiaus vanduo upių (tvenkinių) ir ežerų, kurie sudaro 65-68% viso vandens suvartojimo. Žemiau pateikiamas juose esančio vandens kokybės įvertinimas, priklausomai nuo kai kurių charakteringų sudėties rodiklių: pH, druskingumo (druskos kiekio), kietumo, suspenduotų ir organinių medžiagų kiekio, taip pat fazinės dispersijos būsenos.

Palyginti apskaičiuotus ir faktinius vandens sudėties šaltiniuose rodiklius Rusijos Federacija, galima pastebėti minkštų ir labai minkštų, taip pat mažai ir vidutiniškai mineralizuotų vandenų vyravimą jo Azijos dalyje ir šiauriniuose regionuose, t.y. didžiojoje šalies dalyje. Išplitusi tarša vandens kūnai antropogeninės ir technogeninės kilmės priemaišų, pastebėtų pastaraisiais metais, priežastis yra nevalytų ir nepakankamai išvalytų nuotekų, buitinių ir pramoninių, lydyto ir lietaus nuotekų įtekėjimas iš baseinų.

TURINYS
ĮVADAS
SKYRIUS 1. GAMTINIŲ IR PRAMONINIŲ VANDENS VALYMO PROCESŲ TECHNOLOGINĖ KONTROLĖ.»
1.1. Kokybės įvertinimas natūralaus, geriamojo ir techninis vanduo
1.2. Laboratorinė ir gamybos vandens kokybės kontrolė buitinio geriamojo ir pramoninio vandens tiekimo sistemose
1.3. Vandens pirminio apdorojimo, koaguliacijos, nusodinimo, filtravimo procesų kontrolė
1.4. Vandens dezinfekcijos procesų kontrolė
1.5. Fluoravimo, defluorinimo, vandens atidėjimo, mangano šalinimo procesų kontrolė
1.6. Vandens stabilizavimo procesų kontrolė. Dujų šalinimas: deguonis, vandenilio sulfidas
1.7. Vandens minkštinimo, gėlinimo ir gėlinimo procesų kontrolė
1.8. Cirkuliacinio aušinimo vandens tiekimo sistemų hidrocheminio darbo režimo kontrolė
1.9. Vandens aušinimo proceso kontrolė
1.10. Pratimai ir užduotys
2 SKYRIUS. NUOTEKŲ VALYMO PROCESŲ TECHNOLOGINĖ KONTROLĖ
2.1. Bendrosios nuostatos
2.2. Nuotekų klasifikacija. Teršalų rūšys ir jų pašalinimo būdai
2.3. Mechaninio nuotekų valymo procesų kontrolė
2.4. Aerobinio biologinio nuotekų valymo įrenginių veikimo stebėjimas
2.5. Nuotekų papildomo valymo ir dezinfekcijos procesų kontrolė
2.6. Dumblo apdorojimo procesų kontrolė. Metano fermentacijos procesai ir pūdytuvo veikimo kontrolė
2.7. Dumblo sausinimo ir džiovinimo įrenginių veikimo stebėjimas
2.8. Pramoninių nuotekų valymo procesų ir kenksmingų medžiagų ištraukimo iš jų metodų kontrolė
2.9. Ardomųjų metodų kontrolė Pramoninių nuotekų valymas
2.10. Pratimai ir užduotys
IŠVADA
LITERATŪRA.

Nemokamas atsisiuntimas e-knyga patogiu formatu, žiūrėkite ir skaitykite:
Atsisiųskite knygą Vandens kokybės kontrolė, Alekseev L.S., 2009 - fileskachat.com, greitai ir nemokamai.

Parsisiųsti djvu
Šią knygą galite įsigyti žemiau geriausia kaina su nuolaida su pristatymu visoje Rusijoje.

Nuotekų dumblo valymas ir šalinimas yra labai opi problema didžiuosiuose miestuose visose labai išsivysčiusiose šalyse. Valymo metu nuotekose esančios skendinčios medžiagos nusėda mechaninio valymo įrenginiuose.

Neapdorotų nuosėdų kiekis tiesiogiai priklauso nuo suspenduotų dalelių kiekio vandenyje ir valymo kokybės: kuo kokybiškesnis valymas, tuo daugiau nuosėdų susidaro.

Valymo įrenginiuose su biologiniu apdorojimu, be žaliavinio dumblo, susidaro aktyvusis dumblas, kurio kiekis sausosiomis medžiagomis gali siekti 50% viso dumblo tūrio.

Prieš šalinant dumblą reikia iš anksto apdoroti.

Apdorojimo tikslas- drėgmės ir nuosėdų tūrio, nemalonaus kvapo, patogeninių mikroorganizmų (virusų, bakterijų ir kt.) bei kenksmingų medžiagų kiekio mažinimas; sumažinti transportavimo išlaidas ir užtikrinti aplinkai nekenksmingą galutinį naudojimą.

Kritulių valymui statomi specialūs įrenginiai:

metatankai;

aerobiniai stabilizatoriai,

įvairūs vandens nusausinimo ir džiovinimo įrenginiai,

dumblo aikštelės.

Metatenki - tai hermetiškai uždarytos talpyklos, kuriose anaerobinės bakterijos termofilinėmis sąlygomis (t o \u003d 30 - 43 o C) fermentuoja žaliavinį likutį pirminiuose ir antriniuose skaidrintuvuose. Fermentacijos metu išsiskiria dujos: CH 4 , vandenilisH 2 , anglies dioksidasCO 2 , amoniakasNH 3 ir kt., kuriuos vėliau galima naudoti įvairiems tikslams.

Aerobiniai stabilizatoriai - tai rezervuarai, kuriuose organinė dalis yra ilgą laiką mineralizuojama aerobinių mikroorganizmų, nuolat valant orą. Apdorotas dumblas laikomas dumblo lovose ir vėliau naudojamas kaip trąša.

Saugomos nuosėdos, kuriose yra sunkiųjų metalų druskų, užterštos patogenine mikroflora, helmintų kiaušinėliais, virusais, kelia pavojų aplinkai ir reikalauja ypatingo požiūrio į išdėstymo ir šalinimo būdą.

Tam tikrą pavojų taip pat kelia kenksmingų medžiagų migracija į gruntinis vanduo. Patys dumblo klodai ir sąvartynai gali būti kenksmingų teršalų į atmosferą šaltiniai. Dujų emisija atsiranda ir iš buvusių sąvartynų gruntų, sąvartynų bei vežant atliekas.

Atmosferos taršos kiekis ir pobūdis priklauso nuo kritulių apdorojimo technologinio proceso parametrų ir nuo temperatūros režimo.

Dideliems kritulių kiekiams naudojami dviejų kategorijų metodai: terminis džiovinimas ir deginimas. Terminis džiovinimas išsaugo organines medžiagas, naudojamas kaip trąšas. Deginant nuosėdoms, organinės medžiagos virsta dujiniais produktais.

Daugumoje šalių pastebima deginamo dumblo kiekio didėjimo tendencija. Pagrindinis veiksnys yra žemės kainų kilimas, todėl naujų technologijų plėtra yra ekonomiškesnė ir ekologiškesnė nei sąvartynų plotų plėtra.

Degantys krituliai

Degantys krituliai taikoma, jei jie nėra kitaip apdorojami ir šalinami. 25% nuotekų valymo įrenginiuose susidarantis dumblas naudojamas žemės ūkyje, 50% dedamas į sąvartynus ir šalia 25% yra sudegintas.

Šiuo metu nuotekų valymas valymo įrenginiuose vykdomas pagal klasikinę pilno biologinio valymo schemą, kurioje susidaro pirminių skaidrintuvų žaliavinio dumblo ir aktyviojo dumblo pertekliaus mišinys.

Krituliai- tai nedezinfekuota drėgna (iki 99,7%) masė, kurioje organinių medžiagų yra iki 70%.

Dumblo apdorojimo operacijų seka yra tokia:

išankstinis grotelių apdorojimas;

sumaišyti dumblą iš pirminio nusodinimo rezervuarų su aktyviuoju dumblu ir perkošti mišinį ant plonų grotelių;

apdorojimas reagentu - flokuliantas ir dehidratacija ant centrinių presų;

dehidratuoto dumblo transportavimas į deginimo įrenginius;

deginimas krosnyse "Pyrofluid" su skystu smėlio sluoksniu.

Nuotekos

Nuotekų valymo įrenginiai

nuosėdos

pelenai

Suspensijos, išsiskiriančios iš nuotekų ir nuotekų mechaninio, biologinio ir fizikinio-cheminio (reagentinio) valymo metu, yra nuosėdos.

Patartina nuosėdų savybes skirstyti į tas, kurios apibūdina jų prigimtį ir struktūrą, taip pat tas, kurios lemia jų elgesį dehidratacijos procese.

Pradinės vandens kokybės įtaka dezinfekcijos poveikiui	Pablogėja drumstumo, spalvos ir pH augimas	Vandenyje esant organinėms medžiagoms, baktericidinis poveikis nekinta.	Didėjant suspenduotų kietųjų dalelių koncentracijai, baktericidinis aktyvumas mažėja.	Didėjant suspenduotų kietųjų dalelių koncentracijai, temperatūrai ir druskų sudėčiai,	Suspenduotų kietųjų dalelių buvimas labai sumažina dezinfekavimo efektą.	Neveikia
Įtaka vandens organoleptinėms savybėms	Pagerina: oksiduoja fenolius į produktus, kurie neturi chlorfenolio kvapo	Pasunkina: jodo kvapas, kuris išnyksta po 40-50 min	Pagerina: pašalina kvapus	Neveikia	Neveikia	Pagerina: pašalina kvapą
Laikotarpis po veiksmo	Diena ar daugiau, priklausomai nuo dozės			90-150 dienų, priklausomai nuo dozės		Neveikia Escherichia coli
Dezaktyvavimo laikas, min					Iškart
Metodas	Chloravimas	jodavimas	Ozonavimas	Apdorojimas sidabro jonais	UV gydymas	Gama švitinimas

pastovi masė. Skystose nuosėdose jis yra maždaug artimas suspenduotų kietųjų medžiagų koncentracijai, nustatytai filtruojant arba centrifuguojant.

Hidrofilinėse organinėse nuosėdose šis rodiklis dažnai yra artimas organinių medžiagų kiekiui ir apibūdina azotinių medžiagų kiekį.

Elementų sudėtis ypač svarbi organinėms nuosėdoms, visų pirma pagal tokius rodiklius kaip: anglies ir vandenilio kiekis, siekiant nustatyti stabilizavimo laipsnį arba nustatyti bendrą rūgštingumą; azoto ir fosforo, siekiant įvertinti nuosėdų trąšų vertę; sunkieji metalai ir kt.

Neorganinėse nuosėdose dažnai naudinga nustatyti Fe, Mg, Al, Cr, Ca druskų (karbonatų ir sulfatų) ir Si kiekį.

Toksiškumas. Pramoninių nuotekų dumble esantys metalai (varis, chromas, kadmis, nikelis, cinkas, alavas) yra toksiški. Jie turi savybę sukelti įvairaus pobūdžio biologinį poveikį žmogaus organizmui – bendrą toksinį, mutageninį ir embriotoksinį. Įvairių metalų toksiškumo ir pavojingumo laipsnis nėra vienodas ir gali būti įvertintas pagal Vidutinės mirtinos dozės laboratoriniams gyvūnams. Eksperimentų rezultatai rodo, kad chromas ir kadmis yra nuodingiausi gyvūnams.

Pagal šiuo metu priimtas didžiausias leistinas koncentracijas, kuriose, kartu su toksiškumu, atsižvelgiama į medžiagų kumuliacines savybes, didžiausią pavojų visuomenės sveikatai kelia kadmis, chromas ir nikelis; mažiau pavojingi yra varis ir cinkas.

Galvaninės pramonės nuotekų valymo įrenginių nuosėdos, kuriose yra sunkiųjų metalų oksidų, priklauso ketvirtajai pavojingumo klasei, t.y. mažo pavojingumo medžiagoms.

Norimų savybių dumblo formavimas prasideda pasirinkus tuos valymo būdus, kurie suteikia galimybę dumblą perdirbti arba saugiai laikyti, sumažinant jų dehidratacijos ir džiovinimo išlaidas.

Nuotekų dumblo saugaus laikymo galimybę lemia šios dumblo charakteristikos ir savybės: tariamasis dumblo klampumas ir su tuo susijęs sklandumas, taip pat dumble esančio vandens pobūdis.

Tariamasis nuosėdų klampumas ir su tuo susijęs sklandumas gali būti laikomi dalelių tarpusavio ryšio jėgų intensyvumo matu. Taip pat galima įvertinti tiksotropinį nuosėdų pobūdį (nuosėdų gebėjimą ramybės būsenoje sudaryti gelį ir grįžti į sklandumą net ir šiek tiek maišant). Ši savybė labai svarbi vertinant dumblo gebėjimą surinkti, transportuoti ir siurbti.

Dumblo suspensija nėra Niutono skystis, nes nustatytas klampumas yra labai santykinis ir priklauso nuo taikomo šlyties įtempio.

Nuosėdose esančio vandens pobūdis.Šis vanduo yra laisvo vandens, kurį galima lengvai pašalinti, ir surišto vandens, įskaitant koloidinį hidratacijos vandenį, kapiliarinį vandenį, ląstelinį vandenį ir chemiškai surištą vandenį, suma. Surišto vandens izoliacija reikalauja didelių pastangų. Pavyzdžiui, korinis vanduo atskiriamas tik termiškai apdorojant (džiovinant arba deginant).

Apytikslę šio santykio reikšmę galima gauti termogravimetriškai, t. y. nubraižant sutankintų nuosėdų mėginio masės praradimo kreivę pastovioje temperatūroje ir apdorojant atitinkamas sąlygas. Taškas, kuriame termograma nutrūksta, gali būti nustatytas sukonstruojant priklausomybę K = f (5"), kur V- džiovinimo greitis, g/min; S - Sausosios medžiagos kiekis mėginyje, % (2.6 pav.).

Laisvo ir surišto vandens santykis yra lemiamas veiksnys vertinant dumblo nusausinamumą.

Iš pav. 2.6 matyti, kad pirmoji kritinė srovė nustato vandens kiekį, kurį galima pašalinti iš dumblo esant pastoviam džiovinimo greičiui (1 fazė), ir parodo sausųjų medžiagų kiekį dumble, praradus laisvą vandenį. Tada surištas vanduo pašalinamas: pirma, iki taško S2 su tiesiniu ryšiu tarp džiovinimo greičio sumažėjimo ir sausųjų medžiagų kiekio padidėjimo (2 fazė), o vėliau staigesniu džiovinimo greičio mažėjimo greičio mažėjimu (3 fazė).

Šie veiksniai apima: gebėjimą sandarinti; varža; skaitinės dumblo gniuždomumo didėjančio slėgio (dumblo gniuždymo) charakteristikos; didžiausios sausosios medžiagos procentinės dalies dumble, esant tam tikram slėgiui, nustatymas.

Gebėjimas tankėti nustatomas iš nuosėdų sedimentacijos kreivės analizės. Ši kreivė nubrėžta remiantis laboratoriniai tyrimai inde su lėto veikimo maišytuvu. Kreivė apibūdina nuosėdų masės atsiskyrimo laipsnį inde, priklausomai nuo buvimo laiko jame.

Svarbiausias nuotekų dumblo gebėjimo išskirti drėgmę rodiklis yra savitoji varža. Savitosios varžos reikšmė (g) yra apibendrinantis parametras ir nustatoma pagal formulę

kur P yra slėgis (vakuumas), kuriuo nuosėdos filtruojamos; F- filtravimo paviršiaus plotas; ri – filtrato klampumas; SU - ant filtro nusėdusių nuosėdų kietosios fazės masė, gavus filtrato tūrio vienetą;

Čia t yra filtravimo trukmė; V- iškritusio kritulių kiekio.

Drėgmė.Šis parametras atsižvelgia į dumblo sudėties ir savybių pokyčius jį apdorojant ir saugant.

Nuosėdų suspaudimas. Didėjant slėgio kritimui, pyrago poros išnyksta ir atsparumas filtravimui didėja. Dumblo gniuždymo koeficientas (S) nustatoma pagal formulę

gr2 -gr{

Lgp2-lgi?" (2-5)

kur r ir r2 yra nuosėdų savitoji varža, atitinkamai apskaičiuota pagal (2.3) formulę, esant slėgiui />, ir P2.

Vandens filtravimo greitis padidės, išliks pastovus arba mažės, kai P didėja, atsižvelgiant į tai, ar S reikšmė yra mažesnė už vienetą, lygi ar didesnė už vieną.

Netirpias kristalines medžiagas paprastai sunku suspausti (5 arti 0 arba< 0,3). Суспензии с гидрофильными частицами имеют высокую сжимаемость (5>0,5, pasiekiant ir kartais viršijant 1,0).

Daugeliui organinio dumblo rūšių yra net „kritinis slėgis“, kurį viršijus pyrago poros užsidaro tiek, kad nusausinimas tampa neįmanomas. Pavyzdžiui, miesto nuotekų dumblo slėgio filtravimas virš 1,5 MPa yra beveik neefektyvus. Štai kodėl manoma, kad laipsniškas slėgio didinimas turi tam tikrą pranašumą, sulėtindamas pyrago sutankinimą.

Didžiausias sausosios medžiagos kiekis dumble esant tam tikram slėgiui. Kritulių drėgmė gali būti cheminių, fizikinių-cheminių ir fizikinių-mechaninių ryšių su kietosiomis dalelėmis, taip pat laisvos drėgmės pavidalu. Kuo daugiau surištos drėgmės nuosėdose, tuo daugiau energijos reikia sunaudoti jai pašalinti. Kritulių vandens išeiga padidinama įvairiais apdorojimo būdais perskirstant drėgmės jungimosi su kietosiomis dalelėmis formas link laisvos ir surištos drėgmės padidėjimo.

Kritulių filtravimo koeficiento priklausomybės nuo jų drėgmės tyrimai parodė, kad mažėjant kritulių drėgmei, mažėja ir filtravimo koeficiento reikšmės. Tuo pačiu metu galima pastebėti tam tikras kritulių drėgmės reikšmes, žemiau kurių filtravimo koeficientas mažai priklauso nuo drėgmės. Hidroksidiniam nuotekų dumblui iš galvanizavimo įrenginių – tai
yra apie 67-70%, o nuosėdoms po galvaninio koaguliacijos nuotekų valymo - apie 50-55%.

Stiprumas. Vieno drėgmės kriterijaus nuspėti nuotekų dumblo talpą nepakanka. Todėl, norint įvertinti nuosėdų saugojimo galimybę, naudojamos jų stiprumo charakteristikos – šlyties stiprumas ir laikomoji galia, toksiškumas, išplovimas, drėgmė, stabilumas (stiprumas) ir filtruojamumas.

Plaunamumas. Sunkieji metalai nuosėdose yra hidroksidų arba mažai tirpių druskų, tokių kaip karbonatai, fosfatai, chromatai, sulfidai ir kt., pavidalu. Remiantis literatūros duomenimis apie metalų junginių tirpumą vandenyje negalima nustatyti kritulių pavojingumo klasės. pakankamai tiksliai, nes sudėtingi -cheminiai procesai, vykstantys saugant nuosėdas. Patikimesnių duomenų galima gauti ištyrus nuotekų dumblo išplovimą.

Išplautos taršos kiekis priklauso nuo daugelio veiksnių. Pagal fazinę sudėtį nuotekų dumblas gali būti apibūdinamas kaip kristalinė ląstelė su tirpiomis ir pusiau tirpiomis sudedamosiomis dalimis ir poromis, užpildytomis skysčiu. Skystoje nuosėdų fazėje yra nuosėdiniai kiekiai sunkiųjų metalų ir ištirpusių druskų anijonų SO4, SG, CO2" ir kt. pavidalu. Laikant nuosėdas, vyksta fizinis ir cheminis metalų hidroksidų senėjimas, dėl kurio desorbuojami katijonai. o anijonai pereina į skystąją fazę, mažėja pH vertė ir didėja druskų kiekis, taip prisidedant prie hidroksido tirpumo produktų sumažėjimo. Veikiant išplovimo skysčio nuosėdoms, ištirpsta pusiau tirpūs junginiai, tokie kaip gipsas, kurie taip pat padidina skystosios fazės druskingumą.Jei išplovimo skystyje yra rūgščių (sieros, anglies, azoto) anhidridų, sumažėja ir pH vertė.

Eksperimentinis nuosėdų išplovimo nustatymas atliekamas statinėmis ir dinaminėmis sąlygomis. Statinio tyrimo esmė – nuosėdų mėginių mirkymas distiliuotame vandenyje nemaišant ir nekeičiant vandens, po to stebimas išplaunamo komponento kiekis vandenyje 6-12 mėnesių. Dinaminis eksperimentas numato mėginių saugojimą natūraliomis sąlygomis specialiai įrengtose aikštelėse, kur jie yra veikiami visų rūšių išorinių atmosferos poveikių (lietaus, šalčio ir kt.). Elemento išplovimas kontroliuojamas tiek vandens mėginiuose, paimtuose iš aikštelės, tiek jo praradimu nuosėdose eksperimento metu (6-12 mėnesių ir daugiau).

Nuosėdų vandens išeiga labai priklauso nuo jų kietosios fazės dydžio. Kuo mažesnės dalelės, tuo blogesnis kritulių vandens išeiga. Organinė nuosėdų dalis greitai pūva, tuo tarpu daugėja koloidinių ir smulkių dalelių, todėl sumažėja vandens nuostoliai.

Ant pav. 2.7 paveiksle parodytas tipinis proceso srautas, naudojamas nuotekų dumblui apdoroti.

Modernus techninėmis priemonėmis galima pasiekti bet kokį drėgmės mažinimo laipsnį.

Šiuo metu naudojami keturi nuosėdų tankinimo ir tirštinimo būdai (žr. 2.7 pav.): gravitacija, flotacija, tirštinimas išcentriniame lauke ir filtravimas.

Gravitacinis tankinimas yra labiausiai paplitęs nuosėdų tankinimo būdas. Tai paprasta naudoti ir palyginti nebrangi. Tankinimo laikas nustatomas eksperimentiškai ir gali būti labai įvairus – nuo 2 iki 24 valandų ar daugiau.

Siekiant sutrumpinti tankinimo trukmę, gauti mažesnio drėgnumo nuosėdas ir sumažinti skendinčių kietųjų dalelių pašalinimą iš tankintuvo, naudojami įvairūs būdai: maišymas tankinimo metu, ciklinis tirštinimas, koaguliacija, jungčių tankinimas. Įvairios rūšys kritulių ir termogravitacijos metodas.

Sumaišius dumblą tankinimo metu, dalinai suardoma ištisinė dumblo erdvinė struktūra. Maišytuvo mentės, išstumdamos viena nuo kitos atplėštas struktūrinio dumblo dalis, sudaro sąlygas netrukdomai išsiskirti laisvai drėgmei, kurią anksčiau sugavo ir sulaiko erdvinė dumblo struktūra. Lėtas maišymas prisideda prie atskirų nuosėdų dalelių konvergencijos, dėl kurios jos koaguliuoja ir susidaro dideli agregatai, kurie intensyviau sutankinami veikiant savo masei.

Ant pav. 2.8 parodyta nuosėdų sutirštėjimo laipsnio priklausomybė nuo maišymo trukmės ir greičio strypiniame maišytuve.

Didžiausias sutankinimo efektas pasiektas maišant maišytuvo mentelių galų greitį 0,04 m/s, skendinčių dalelių kiekis skaidriname vandenyje neviršija 50 mg/dm3.

Ciklinis tirštinimas atliekamas paeiliui kaupiant sutirštėjusį dumblą iš kelių tirštinimo ciklų, lėtai maišant strypiniu maišytuvu ir po kiekvieno tirštinimo ciklo išpumpuojant skaidrintą vandenį. Ciklinio tirštinimo proceso efektyvumą galima paaiškinti tuo, kad padidėjus hidrostatiniam slėgiui, nulemtam nuoseklių dumblo tirštinimo ciklų skaičiaus, ir lėtam mechaniniam maišymui intensyviau nei vienu užpildymu, antrinė flokuliacija stebima anksčiau. koaguliuotas dumblas, dėl kurio dribsniai pasunkėja ir pagreitėja tankinimo trauka.

Padidėjęs sutirštėjusių nuosėdų viršutinių sluoksnių hidrostatinis slėgis į apatinius sukelia nuosėdų struktūros deformaciją, kartu su flokulentinėse nuosėdų struktūrose surišto vandens dalies perėjimą į laisvą vandenį, kuris pašalinamas. filtruojant per sutirštėjusio nuosėdų sluoksnio porų erdvę.

Kaip koaguliantai naudojami įvairūs mineraliniai ir organiniai junginiai. Reagentų valdymo sistemoje reagentų tirpalų (geležies chlorido ir kalkių) kokybė kontroliuojama pagal juose esančios veikliosios medžiagos koncentraciją. Būtina atidžiai kontroliuoti reagentų tirpalus, nes jų perteklius nepagerina nuosėdų filtravimo, o tuo pačiu metu per didelis ribotų medžiagų suvartojimas nepagrįstai padidina eksploatavimo išlaidas.

Taikant termografinį tankinimo metodą, nuosėdos yra kaitinamos. Kaitinant sunaikinamas hidratacijos apvalkalas aplink nuosėdų dalelę, dalis surišto vandens pereina į laisvą vandenį, todėl pagerėja tankinimo procesas. Optimali temperatūra hidrolizės įrenginių nuotekų aktyviajam dumblui šildyti yra 80-90°C. Pakaitinus 20-30 min., po to sulaikant ir sutankinus dumblą, jo drėgnumas sumažėja nuo 99,5 iki 96-95%. Bendras apdorojimo laikas yra 50-80 minučių.

Flotacija.Šio metodo pranašumas yra tas, kad jį galima valdyti keičiant parametrus skrydžio metu. Metodo trūkumai yra didesni eksploatacijos kaštai ir negalėjimas sukaupti didelio kiekio nuosėdų tankintuve.

Paprastai naudojama sparnuotė, elektrinė ir slėgio flotacija. Pastarasis yra labiausiai paplitęs.

Projektuojant flotacinį tankintuvą, numatoma 5-13 kg / (m2 x h) savitoji sausosios medžiagos apkrova ir mažesnė nei 5 m3 / (m2 x h) hidraulinė apkrova; imama sutankintų nuosėdų koncentracija: be polielektrolitų 3-4,5% sausosios medžiagos, naudojant polielektrolitus 3,5-6% pagal polielektrolito dozę ir apkrovą.

Dumblo akumuliatoriaus tūris turėtų būti skaičiuojamas kelioms valandoms, nes po šio laiko oro burbuliukai palieka dumblą ir jis atgauna įprastą savitąjį svorį.

Filtravimo sandariklis. Filtravimas dažniausiai naudojamas kaip mechaninis dumblo dehidratacijos būdas, retai naudojamas jų tirštinimui. Įprasti šie šiuolaikinių sandarinimo filtrų tipai: būgninis filtras, būgnas koštuvas ir filtro konteinerį.

Anaerobiniam skaidymui dažniausiai naudojami du temperatūros režimai: mezofilinis 30-35°C temperatūroje ir termofilinis 52-55°C temperatūroje.

Metano fermentacijos procesų valdymas apima kietųjų, skystųjų ir dujinių fazių matavimų ir analizės sistemą. Matuojant patenkančių kritulių ir aktyviojo dumblo kiekį pagal tūrį, galima apskaičiuoti pūdytuvo pakrovimo paros dozę pagal tūrį D, procentais. Bendras viryklės tūris laikomas 100%. Per parą patenkančių kritulių kiekis, išreikštas procentais nuo bendro pūdytuvo tūrio, yra konstrukcijos apkrovos tūrinė dozė. Ši vertė gali būti išreikšta arba procentais nuo bendro pūdytuvo tūrio, arba jo tūrio vieneto dalimis, t. y. m3 nuosėdų 1 m3 tūrio per dieną. Pavyzdžiui, jei dozė D \u003d 8%, tada antroji šios vertės išraiškos versija yra 0,08 m3 / (m3 x diena).

Daroma prielaida, kad fermentacijos proceso metu nuosėdų tūris ir bendras į pūdytuvą patenkančio vandens kiekis nekinta. Taigi apskaitoje neatsižvelgiama į drėgmės kiekį, kuris patenka su perkaitintais garais (naudojamas fermentuotai masei pašildyti) ir prarandamas kartu su pašalintomis fermentacijos dujomis.

Ne rečiau kaip 1-2 kartus per savaitę įvežamam ir pūdomam dumblui atliekami jo drėgnumo ir pelenų kiekio analizės. Žinant pradinių nuosėdų drėgmę ir pelenų kiekį, taip pat D, nesunku apskaičiuoti pūdytuvo apkrovimo dozę naudojant bepelenę medžiagą Dbz. Ši vertė, matuojama bepelenės medžiagos kilogramais 1 m3 konstrukcijos tūrio per dieną, yra panaši į aerotankams nustatytą apkrovą tūrio vienetui. Priklausomai nuo pakrautų nuosėdų tipo ir jų charakteristikų pagal drėgmės ir pelenų kiekį, D63 reikšmė labai skiriasi: mezofiliniam fermentacijos būdui nuo 1,5 iki 6 kg / (m3 x para), o termofiliniam režimui - nuo 2,5–12 kg / (m3 x per dieną).

Eksploatuojant pūdytuvus, cheminė nuosėdų analizė dėl dujas formuojančių komponentų, taip pat fosfatų, aktyviųjų paviršiaus medžiagų ir bendro azoto kiekio paprastai atliekama kartą per ketvirtį (rečiau nei kartą per mėnesį). Analizė atliekama iš vidutinių mėginių, surinktų per tyrimo laikotarpį. Naudojamos išdžiovintos nuosėdos, likusios po drėgmės kiekio nustatymo.

Fermentacijos dujų kiekio apskaita vykdoma nuolat naudojant automatinius registravimo įrenginius. Dujų sudėties cheminė analizė atliekama kartą per dešimtmetį arba kas mėnesį. Nustatomi CH4, H2, CO2, N2 ir 02. Jei procesas stabilus, tai H2 - pirmosios fermentacijos fazės produkto - kiekis neturi viršyti 2%, CO2 kiekis neturi viršyti 30-35%. . Šiuo atveju deguonies neturėtų būti, nes šis procesas yra griežtai anaerobinis. Deguonies buvimas aptinkamas tik dėl to, kad analizei naudojami instrumentai nėra visiškai izoliuoti nuo atmosferos oro. Metano kiekis paprastai yra 60-65%, azoto - ne daugiau 1-2%. Jei keičiasi įprasti dujų sudėties santykiai, priežasčių reikia ieškoti pažeidžiant fermentacijos režimą.

Gilūs ir ilgalaikiai dujų sudėties pokyčiai, išreikšti metano procento sumažėjimu ir anglies dioksido kiekio padidėjimu, gali būti viryklės rūgimo įrodymas, o tai būtinai turės įtakos cheminei sudėčiai. intersticinis vanduo. Rūgštinės fazės produktų, ypač žemesnių riebalų rūgščių (LFA), jame atsiras dideli kiekiai, kartu sumažėjus intersticinio vandens šarmingumui, kurį, be NFA, lemia karbonatų ir hidrokarbonatų junginių kiekis.

Tokiu atveju smarkiai sumažėja dujų išeiga, tenkanti pakrautų nuosėdų tūrio vienetui, ir sumažėja pH vertė iki 5,0. Rūgštinės fermentacijos dujose atsiranda sieros vandenilio H2S, sumažėja metano CH4, labai padidėja anglies dioksido CO2 koncentracija. Visa tai lydi putų susidarymas ir tankios plutos kaupimasis viryklės viduje.

Esant stabiliam fermentacijos režimui, SFA kiekis intersticiniame vandenyje yra 5-15 mg-ekv/dm3, o šarmingumas yra 70-90 mg-ekv/dm3. Visų organinių rūgščių suma nustatoma pagal acto rūgšties ekvivalentą, o šarmingumas – pagal bikarbonato jono ekvivalentą.

Intersticinio vandens cheminė sudėtis nustatoma 1-3 kartus per savaitę (pagal nuosėdų drėgnumo nustatymo grafiką). Be to, intersticiniame vandenyje nustatykite azoto kiekį amonio druskose, kurie atsiranda dėl baltymų komponentų skilimo. Normaliai veikiant pūdytuvui, amonio druskų azoto koncentracija intersticiniame vandenyje yra nuo 500 iki 800 mg/dm3.

Remiantis analize ir matavimais, atliekama daugybė skaičiavimų, kurių rezultatas yra D ir D63, kritulių P63 bepelenės medžiagos skilimo procentas (atsižvelgiant į drėgmės ir pelenų kiekio pokyčius) , taip pat dujų išeiga Рg, dujų išeiga iš 1 kg pakrautos sausosios medžiagos ir 1 kg fermentuotos bepelenės medžiagos ir garo sąnaudos 1 m3 nuosėdų.

Normalios rūgimo pažeidimo priežastys gali būti: didelė šviežio dumblo pakrovimo į katilą dozė, staigūs temperatūros svyravimai ir priemaišų, kurių negalima virškinti, įkėlimas į pūdytuvą. Dėl šių priežasčių poveikio slopinamas metaną gaminančių mikroorganizmų aktyvumas, mažėja dumblo fermentacijos proceso intensyvumas.

Viryklės veikimo apskaita atliekama lentelėje pateikta forma. 2.17.

Pradedant eksploatuoti, visų pirma patikrinamas pūdytuvų sandarumas, ar yra apsauginiai vožtuvai, taip pat maišymo įrenginių buvimas ir veikimas; Atkreipiamas dėmesys į kibirkščių atsiradimo galimybę dėl galimo plieninių besisukančių dalių užstrigimo ant stacionarių konstrukcijų dalių.

2.17 lentelė

Viryklės darbo mėnesio apskaitos išrašas

Automatizuotai veikiančių viryklų technologinių parametrų valdymui naudojami šie įrenginiai.

1. Prietaisai patalpų užterštumui dujomis stebėti ir signalizuoti apie sprogimui atsparių (iki 2%) dujų kiekį ore. Įpurškimo patalpoje ant sienos sumontuotas signalizacijos įtaiso jutiklis, o valdymo pulte – indikacinis prietaisas, kurį galima nuimti nuo jutiklio iki 500 m atstumu.. Kai avarinė metano koncentracija m. pasiekiamas oras, automatiškai įsijungia avarinis ventiliatorius ir garso (šviesos) signalas.

2. Dumblo temperatūros reguliavimo įtaisas. Jį sudaro pirminis įtaisas – vario arba platinos šiluminė varža įvorėje, įmontuota į viryklės baką, ir antrinis įtaisas valdymo skydelyje.

3. Dujų srautui iš pūdytuvų matuoti kaip pirminis keitiklis naudojamas membraninis arba varpelio diferencinio slėgio matuoklis, o kaip antrinis – registratorius. Išleidžiamų dujų kiekis registruojamas kasdien.

Be to, tipiškos kaitinimo katilų konstrukcijos numato dujų temperatūrą dujotiekiuose iš kiekvieno kaitinimo įrenginio ir dujų slėgį.

Metano fermentacijos procesų kontrolė vykdoma siekiant šių tikslų:

Sumažinti virškinimo trukmę, kai pasiekiamas tam tikras irimo laipsnis, siekiant sumažinti konstrukcijų tūrį ir atitinkamai kapitalo sąnaudas;

Fermentacijos proceso metu išskiriamų biodujų kiekio didinimas, siekiant jas panaudoti mažinant pačių pūdytuvų šildymo kaštus ir papildomai gauti kitų rūšių energijos;

Didinti metano kiekį biodujose, siekiant padidinti jų kaloringumą ir panaudojimo efektyvumą;

Gerų sutankinto dumblo sutankinimo ir vandens išskyrimo savybių pasiekimas, siekiant sumažinti jo nusausinimo įrenginių kainą.

Pagrindinis nuotekų dumblo apdorojimo uždavinys – gauti galutinį produktą, kurio savybės leidžia jį panaudoti. Nacionalinė ekonomika arba sumažinti žalą, kurią sukelia aplinką. Šiai užduočiai įgyvendinti naudojamos technologinės schemos labai įvairios.

Technologinius nuotekų dumblo apdorojimo procesus visuose valymo įrenginiuose, skirtus mechaniniam, fiziniam, cheminiam ir biologiniam valymui, galima suskirstyti į šiuos pagrindinius etapus: tankinimas (sutirštinimas), organinės dalies stabilizavimas, kondicionavimas, dehidratacija, karščio gydymas, vertingų produktų perdirbimas arba nuosėdų pašalinimas (2 schema) .

5 pav. Nuotekų dumblo apdorojimo etapai ir metodai

Kritulių tankinimas

Dumblo tankinimas yra susijęs su laisvos drėgmės pašalinimu ir yra būtinas visų dumblo apdorojimo technologinių schemų etapas. Tankinimo metu vidutiniškai pasišalina 60 % drėgmės, o nuosėdų masė sumažėja 2,5 karto.

Tankinimui naudojami gravitacijos, filtravimo, išcentriniai ir vibraciniai metodai. Labiausiai paplitęs yra gravitacijos tankinimas. Jis pagrįstas dispersinės fazės dalelių nusėdimu. Vertikalios arba radialinės nusodinimo talpos naudojamos kaip dumblo tirštikliai.

Aktyvaus dumblo sutankinimą, priešingai nei žaliavinio dumblo tankinimą, lydi dumblo savybių pasikeitimas. Aktyvusis dumblas, kaip koloidinė sistema, turi aukštą struktūrą formuojančią savybę, todėl jo sutankinimas lemia, kad dalis laisvo vandens pereina į surišta būsena, o padidėjus surišto vandens kiekiui dumble, pablogėja vandens nuostoliai.

Taikant specialius apdorojimo metodus, pavyzdžiui, apdorojant cheminiais reagentais, galima pasiekti, kad dalis surišto vandens būtų perkelta į laisvą būseną. Tačiau nemaža dalis surišto vandens gali būti pašalinta tik išgarinant.

Dumblo stabilizavimas

Anaerobinis stabilizavimas

Anaerobinis pūdymas yra pagrindinis miesto nuotekų dumblo šalinimo būdas. Fermentacija vadinama metano fermentacija, nes nuosėdose skaidant organines medžiagas metanas susidaro kaip vienas pagrindinių produktų.

Biocheminis metano fermentacijos procesas grindžiamas mikroorganizmų bendrijų gebėjimu per savo gyvavimo veiklą oksiduoti nuotekų dumblo organines medžiagas.

Pramoninė metano fermentacija atliekama naudojant daugybę bakterijų kultūrų. Teoriškai nagrinėjama nuosėdų fermentacija, susidedanti iš dviejų fazių: rūgštinės ir šarminės.

Pirmoje rūgščių arba vandenilio fermentacijos fazėje kompleksinės nuosėdų ir dumblo organinės medžiagos, veikiant tarpląsteliniams bakterijų fermentams, pirmiausia hidrolizuojamos į paprastesnes: baltymai virsta peptidais ir aminorūgštimis, riebalai – gliceroliu ir. riebalų rūgštys, angliavandenių – iki paprastų cukrų. Dėl tolesnių šių medžiagų transformacijų bakterijų ląstelėse susidaro galutiniai pirmosios fazės produktai, daugiausia organinės rūgštys. Daugiau nei 90% susidariusių rūgščių yra sviesto, propiono ir acto rūgštys. Taip pat susidaro ir kitos gana paprastos organinės medžiagos (aldehidai, alkoholiai) ir neorganinės medžiagos (amoniakas, vandenilio sulfidas, anglies dioksidas, vandenilis).

Rūgščiąją fermentacijos fazę vykdo paprasti saprofitai: fakultatyviniai anaerobai, tokie kaip pieno rūgšties, propiono rūgšties bakterijos ir griežti (privalomi) anaerobai, tokie kaip sviesto, acetonobutilo, celiuliozės bakterijos. Dauguma bakterijų rūšių, atsakingų už pirmąją fermentacijos fazę, formuoja sporas. Antroje šarminės arba metano fermentacijos fazėje metanas ir angliarūgštė susidaro iš pirmosios fazės galutinių produktų dėl metaną formuojančių bakterijų – sporų neturinčių privalomųjų anaerobų, labai jautrių aplinkos sąlygoms – gyvybinės veiklos. .

Metanas susidaro redukuojant CO 2 arba acto rūgšties metilo grupę:

kur AH2 yra organinė medžiaga, kuri yra metaną formuojančių bakterijų vandenilio donorė; dažniausiai tai yra riebalų rūgštys (išskyrus acto rūgštį) ir alkoholiai (išskyrus metilą).

Daugelis metaną sudarančių bakterijų rūšių oksiduoja rūgščioje fazėje susidariusį molekulinį vandenilį, tada metano susidarymo reakcija įgauna formą:

Mikroorganizmai, naudojantys acto rūgštį ir metilo alkoholį, vykdo šias reakcijas:

Visos šios reakcijos yra energijos šaltiniai metaną gaminančioms bakterijoms, ir kiekviena iš jų yra nuoseklių pradinės medžiagos fermentinių transformacijų serija. Dabar nustatyta, kad vitaminas B12 dalyvauja metano susidarymo procese, kuriam priskiriamas pagrindinis vaidmuo perduodant vandenilį energijos redokso reakcijose metaną formuojančiose bakterijose.

Manoma, kad medžiagų virsmo greičiai rūgštinėje ir metano fazėse yra vienodi, todėl esant stabiliam fermentacijos procesui, nesikaupia rūgštys – pirmosios fazės produktai.

Fermentacijos procesas apibūdinamas išsiskiriančių dujų sudėtimi ir tūriu, intersticinio vandens kokybe ir skaidomo dumblo chemine sudėtimi.

Susidariusias dujas daugiausia sudaro metanas ir anglies dioksidas. Normalios (šarminės) fermentacijos metu vandenilis, kaip pirmosios fazės produktas, gali likti dujose ne daugiau kaip 1–2%, nes jį sunaudoja metaną sudarančios bakterijos energijos apykaitos redokso reakcijose.

Vandenilio sulfidas H 2 S, išsiskiriantis skaidant baltymą, praktiškai nepatenka į dujas, nes esant amoniakui lengvai jungiasi su turimais geležies jonais į koloidinį geležies sulfidą.

Galutinis baltyminių medžiagų amonifikacijos produktas – amoniakas – jungiasi su anglies rūgštimi, sudarydamas karbonatus ir bikarbonatus, kurie sukelia didelį intersticinio vandens šarmingumą.

Priklausomai nuo cheminės nuosėdų sudėties fermentacijos metu, 1 m 3 nuosėdų išsiskiria nuo 5 iki 15 m 3 dujų.

Fermentacijos greitis priklauso nuo temperatūros. Taigi, esant 25–27 ° C nuosėdų temperatūrai, procesas trunka 25–30 dienų; esant 10°C, jo trukmė pailgėja iki 4 mėnesių ir daugiau. Norint pagreitinti fermentaciją ir sumažinti tam reikalingų patalpų tūrį, naudojamas dirbtinis dumblo kaitinimas iki 30–35 °C arba 50–55 °C temperatūros.

Įprastai vykstančiam metano fermentacijos procesui būdinga silpnai šarminė terpės reakcija (pH? 7,b), didelis intersticinio vandens šarmingumas (65–90 mg-ekv/l) ir mažas riebalų rūgščių kiekis (iki 5–12 mg-ekv/l). Amonio azoto koncentracija intersticiniame vandenyje siekia 500 - 800 mg/l.

Proceso sutrikimas gali atsirasti dėl objekto perkrovos, pakeitimo temperatūros režimas, nuodingų medžiagų patekimas su nuosėdomis ir t.t.. Sutrikimas pasireiškia riebalų rūgščių kaupimu, intersticinio vandens šarmingumo sumažėjimu, pH kritimu. Susidariusių dujų tūris smarkiai sumažėja, dujose didėja anglies rūgšties ir vandenilio, rūgščiosios fermentacijos fazės produktų, kiekis.

Rūgštį sudarančios bakterijos, atsakingos už pirmąją fermentacijos fazę, yra atsparesnės bet kokiai rūšiai nepalankiomis sąlygomis, įskaitant perkrovą. Nuosėdos, patenkančios į fermentaciją, didžiąja dalimi yra jomis pasėtos. Sparčiai besidauginančios, rūgštį formuojančios bakterijos padidina bakterijų masės asimiliacinį pajėgumą ir taip prisitaiko prie padidėjusių krūvių. Tokiu atveju pirmosios fazės greitis didėja, o terpėje atsiranda didelis kiekis riebalų rūgščių.

Metano bakterijos dauginasi labai lėtai. Kai kurių rūšių generavimo laikas yra kelios dienos, todėl jie negali greitai padidinti kultūrų skaičiaus, o jų kiekis žaliavose yra nereikšmingas. Kai tik išsenka fermentuojančios masės neutralizuojantis gebėjimas (šarmingumo rezervas), pH smarkiai sumažėja, o tai lemia metaną formuojančių bakterijų mirtį.

Įprastai dumblo fermentacijai didelę reikšmę turi nuotekų sudėtis, ypač jose yra tokių medžiagų, kurios slopina arba paralyžiuoja dumblo fermentacijos procesą vykdančių mikroorganizmų gyvybinę veiklą. Todėl pramoninių ir buitinių nuotekų bendro valymo galimybės klausimas turėtų būti sprendžiamas kiekvienu individualiu atveju, atsižvelgiant į jų pobūdį ir fizikinę bei cheminę sudėtį.

Maišant buitines nuotekas su pramoninėmis nuotekomis, būtina, kad nuotekų mišinio pH = 7 - 8 ir temperatūra ne žemesnė kaip 6 °C ir ne aukštesnė

30°C. Toksiškų ar kenksmingų medžiagų kiekis neturi viršyti leistinos ribos leistina koncentracija anaerobinėmis sąlygomis augantiems mikroorganizmams. Pavyzdžiui, kai nuosėdose vario yra daugiau nei 0,5 % dumblo sausosios medžiagos, rūgimo proceso antrosios fazės biocheminės reakcijos sulėtėja, o rūgštinės fazės reakcijos pagreitėja. Kai natrio hidroarsenito dozė yra 0,037% šviežių nuosėdų bepelenės medžiagos masės, organinių medžiagų skilimo procesas sulėtėja.

Žaliavinio dumblo perdirbimui ir fermentacijai naudojamos trijų tipų konstrukcijos: 1) septikai (septikai); 2) dvipakopės nusodinimo talpyklos; 3) virškintuvai.

Septikuose vanduo nuskaidrinamas, o iš jo iškritusios nuosėdos tuo pat metu pūva. Septikai šiuo metu naudojami mažo pralaidumo stotyse.

Dviejų pakopų nusodinimo rezervuaruose nusodinimo dalis yra atskirta nuo apatinėje dalyje esančios puvimo (septinės) kameros. Dviejų pakopų nusodinimo rezervuaro konstrukcijos kūrimas yra skaidrintuvas-skaidytojas.

Dumblui apdoroti šiuo metu plačiausiai naudojami pūdytuvai, skirti tik dumblo fermentacijai su dirbtiniu kaitinimu ir maišymu.

Suvirškintas dumblas turi didelė drėgmė(95 - 98%), todėl sunku jį naudoti žemės ūkyje trąšoms (dėl to, kad sunku perkelti įprastą transporto priemones be slėgio paskirstymo tinklų). Drėgmė yra pagrindinis veiksnys, lemiantis nuosėdų kiekį. Todėl pagrindinis dumblo apdorojimo uždavinys – sumažinti jo tūrį atskiriant vandenį ir gaunant transportuojamą produktą.