Dabisko ūdens attīrīšanas procesu kontrole. Notekūdeņu dūņu attīrīšanas metodes, pielietotās iekārtas

lielākais ekoloģiskā problēma NVS valstis - to teritorijas piesārņojums ar atkritumiem. Īpašas bažas rada komunālo notekūdeņu attīrīšanas laikā radušies atkritumi – kanalizācijas dūņas un notekūdeņu dūņas (turpmāk tekstā – SS).

Šādu atkritumu galvenā specifika ir to divkomponentu raksturs: sistēma sastāv no organiskiem un minerāliem komponentiem (attiecīgi 80 un 20% svaigos atkritumos un līdz 20 un 80% atkritumos pēc. ilgstoša uzglabāšana). Smago metālu klātbūtne atkritumu sastāvā nosaka to IV bīstamības klasi. Visbiežāk šāda veida atkritumi tiek glabāti brīvā dabā un nav pakļauti tālākai apstrādei.

Piemēram, Līdz šim Ukrainā ir uzkrāti vairāk nekā 0,5 miljardi tonnu WWS, kuru kopējā uzglabāšanas platība ir aptuveni 50 km 2 piepilsētās un pilsētās.

Efektīvu metožu trūkums šāda veida atkritumu apglabāšanai pasaules praksē un no tā izrietošā vides situācijas pasliktināšanās (atmosfēras un hidrosfēras piesārņojums, zemes platību noraidīšana atkritumu poligoniem ŪS uzglabāšanai) liecina par jaunu pieeju un metožu atrašanas nozīmi. tehnoloģijas WWS iesaistīšanai ekonomiskajā apritē.

Saskaņā ar Padomes 06.12.1986. direktīvu 86/278/EEC "Par vides un jo īpaši augšņu aizsardzību, izmantojot lauksaimniecībā notekūdeņu dūņas" Eiropas Savienības valstīs 2005.gadā WWS tika izmantoti šādi: 52% - lauksaimniecībā, 38% - sadedzināti, 10% - uzkrāti.

Krievijas mēģinājums ārzemju pieredzi par WWS sadedzināšanu pārnest uz vietējo augsni (atkritumu sadedzināšanas iekārtu celtniecība) izrādījās neefektīvs: cietās fāzes apjoms samazinājās tikai par 20%, vienlaikus izdalot lielu daudzumu gāzveida toksisko vielu un sadegšanas produktu. atmosfēras gaisā. Šajā sakarā Krievijā, tāpat kā visās citās NVS valstīs, to uzglabāšana joprojām ir galvenais WWS apstrādes veids.

PERSPEKTĪVIE RISINĀJUMI

Meklēšanas procesā alternatīvi veidi iznīcināšana WWS, veicot teorētiskās un eksperimentālie pētījumi un pilottestēšanas laikā esam pierādījuši, ka vides problēmas risinājums - uzkrāto atkritumu apjomu likvidēšana - ir iespējams, aktīvi iesaistoties ekonomiskajā apritē šādās nozarēs:

ceļu būve(organo-minerālpulvera ražošana minerālpulvera vietā asfaltbetonam);
celtniecība(keramzīta izolācijas un efektīvo keramikas ķieģeļu ražošana);
lauksaimniecības nozarē(augsta humusa satura ražošana organiskais mēslojums) .

Darba rezultātu eksperimentāla ieviešana tika veikta vairākos Ukrainas uzņēmumos:

smagās tehnikas noliktavas laukuma MD PMK-34 segums (Luganska, 2005), apvedceļa posms ap Luhansku (piketos PK220-PK221+50, 2009), st. Maļutins antracītā (2011);

STARP CITU

Ceļa seguma stāvokļa un kvalitātes novērojumu rezultāti liecina par tā labiem rādītājiem, vairākos rādītājos pārspējot tradicionālos analogus.

efektīvo vieglo keramikas ķieģeļu pilotpartijas ražošana Luganskas ķieģeļu rūpnīcā Nr.33 (2005);
biohumusa ražošana uz WWS bāzes SIA Luganskvoda attīrīšanas iekārtās.

KOMENTĀRI PAR WWS IZMANTOŠANAS INOVĀCIJĀM CEĻU BŪVNIECĪBĀ

Analizējot mūsu uzkrāto pieredzi atkritumu apglabāšanā ceļu būves jomā, varam izcelt sekojošo: pozitīvi punkti:

Piedāvātā pārstrādes metode ļauj lielas tonnāžas atkritumus iesaistīt lielas tonnāžas sfērā rūpnieciskā ražošana;
WWS pārcelšana no atkritumu kategorijas uz izejvielu kategoriju nosaka to patēriņa vērtību - atkritumi iegūst noteiktu vērtību;
ekoloģiskā ziņā uz brauktuves tiek novietoti IV bīstamības klases atkritumi, kuru asfaltbetona segums atbilst IV bīstamības klasei;
1 m 3 asfaltbetona maisījuma ražošanai var izmest līdz 200 kg sausā WWS kā minerālpulvera analogu, lai iegūtu kvalitatīvu materiālu, kas atbilst normatīvajām prasībām uz asfaltbetonu;
pieņemtās apglabāšanas metodes ekonomiskais efekts notiek gan ceļu būves jomā (samazinot asfaltbetona izmaksas), gan Vodokanal uzņēmumiem (novēršot maksājumus par atkritumu izvešanu utt.);
aplūkotajā atkritumu apglabāšanas metodē tehniskie, vides un ekonomiskie aspekti ir saskaņoti.

Problēmas brīži kas saistīti ar nepieciešamību:

dažādu nodaļu sadarbība un koordinācija;
plaša izvēlētās atkritumu apglabāšanas metodes apspriešana un apstiprināšana ar speciālistiem;
izstrādi un ieviešanu valsts standartiem;
grozījumi Ukrainas likumā 05.03.1998 Nr.187/98-ВР “Par atkritumiem”;
produktu tehnisko specifikāciju un sertifikācijas izstrāde;
grozījumi būvnormatīvos un noteikumos;
aicinājuma sagatavošana Ministru kabinetam un Vides aizsardzības ministrijai ar lūgumu izstrādāt efektīvus mehānismus atkritumu apglabāšanas projektu īstenošanai.

Un visbeidzot vēl viens problemātisks punkts - nevar atrisināt šo problēmu viens pats.

KĀ VIENKĀRŠOT ORGANIZĀCIJAS PUNKTU

Ceļā uz apdomātās atkritumu apglabāšanas metodes plašu izmantošanu rodas organizatoriskas grūtības: nepieciešama sadarbība starp dažādām struktūrvienībām ar atšķirīgu ražošanas uzdevumu redzējumu - komunālajiem dienestiem (šajā gadījumā Vodokanal - atkritumu īpašniekam) un ceļu būves organizācija. Tajā pašā laikā viņiem neizbēgami rodas vairāki jautājumi, t.sk. ekonomiski un juridiski, piemēram, "Vai mums tas ir vajadzīgs?", "Vai tas ir dārgs vai izdevīgs mehānisms?", "Kam jāuzņemas riski un atbildība?"

Diemžēl nav vienotas izpratnes par to, ka vispārējo vides problēmu - WWS (būtībā komunālo pakalpojumu uzkrāto sabiedrības atkritumu) iznīcināšanu var atrisināt ar komunālo pakalpojumu palīdzību ceļu būves nozarē, iesaistot šos atkritumus remontā un koplietošanas ceļu būvniecība. Tas ir, visu procesu var veikt vienā komunālajā nodaļā.

PIEZĪME

Kāda ir visu procesa dalībnieku interese?
1. Ceļu būves nozare saņem nosēdumus minerālpulvera (viena no asfaltbetona sastāvdaļām) analoga veidā par cenu, kas ir daudz zemāka nekā minerālpulvera pašizmaksa, un ražo augstas kvalitātes asfaltbetona segumu par zemākām izmaksām.
2. Notekūdeņu attīrīšanas uzņēmumi likvidē uzkrātos atkritumus.
3. Biedrība saņem kvalitatīvus un lētākus ceļu segumus, vienlaikus uzlabojot vides situāciju savas dzīvesvietas teritorijā.

Ņemot vērā to, ka ŪS likvidēšana atrisina būtisku valsts nozīmes vides problēmu, šajā gadījumā valstij ir jābūt visinteresantākajai dalībniecei. Tāpēc valsts paspārnē nepieciešams izstrādāt atbilstošu tiesisko regulējumu, kas atbilstu visu procesa dalībnieku interesēm. Tomēr tas prasīs noteiktu laika intervālu, kas birokrātiskā sistēmā var būt diezgan garš. Tajā pašā laikā, kā minēts iepriekš, nokrišņu uzkrāšanās problēma un tās risināšanas iespēja ir tieši saistīta ar komunālo nozari, tāpēc tā ir jārisina šeit, kas krasi samazinās visu saskaņošanas laiku un sarakstu nepieciešamo dokumentāciju sašaurināt līdz departamentu standartiem.

VODOKANAL KĀ ATKRITUMU RAŽOTĀJS UN PATĒRĒTĀJS

Vai uzņēmumu sadarbība vienmēr ir nepieciešama? Apsvērsim iespēju Vodokanal uzņēmumiem savās ražošanas darbībās tieši atbrīvoties no uzkrātajiem WWS.

PIEZĪME

Vodokanal uzņēmumi pēc remontdarbi cauruļvadu tīklos pienākums atjaunot bojāto ceļa gultni, kas ne vienmēr tiek darīts. Tātad, saskaņā ar mūsu aptuvenā vidējā gada novērtējuma rezultātiem par šādu darbu apjomu Luhanskas apgabalā, šie apjomi svārstās no 100 līdz 1000 m 2 pārklājuma zonas atkarībā no apvidus. Ņemot vērā, ka struktūra lielie uzņēmumi, piemēram, Luganskvoda LLC, ietver desmitiem apmetnes, atjaunoto pārklājumu platība var sasniegt desmitiem tūkstošu kvadrātmetru, kam nepieciešami simtiem kubikmetru asfaltbetona.

Galvenie iemesli ir nepieciešamība atbrīvoties no atkritumiem, kuru īpašības ļauj to apglabāšanas rezultātā iegūt kvalitatīvu asfaltbetonu, un, pats galvenais, iespēja tos izmantot bojātu ceļu segumu remontā. par iespējamo Vodokanal uzņēmumu paredzētās atkritumu apglabāšanas metodes izmantošanu.

Jāpiebilst, ka attīrīšanas iekārtu WWS dažādās apdzīvotās vietās ir līdzīgas pēc pozitīvas ietekmes uz asfaltbetonu, neskatoties uz dažām atšķirībām. ķīmiskais sastāvs.

Piemēram, Asfaltbetons, kas modificēts ar nokrišņiem Luhanskā (Luganskvoda LLC), Čerkasos (Ražošanas asociācija Azot) un Kievvodokanal atbilst DSTU B V.2.7-119-2003 “Asfaltbetona maisījumi un asfaltbetons ceļiem un lidlaukiem. Specifikācijas" (turpmāk - DSTU B V.2.7-119-2003) (1. tabula).

Apspriedīsim. 1 m 3 asfaltbetona vidējais svars ir 2,2 tonnas.Ieviešot 6-8% nogulsnes kā minerālpulvera aizstājēju 1 m 3 asfaltbetona, var izmest 132-176 kg atkritumu. Ņemsim vidējo vērtību 150 kg/m 3. Tātad ar slāņa biezumu 3-5 cm 1 m 3 asfaltbetona ļauj izveidot 20-30 m 2 ceļa virsmas.

Kā zināms, asfaltbetons sastāv no šķembām, smiltīm, minerālpulvera un bitumena. Vodokanāli ir pirmo trīs komponentu īpašnieki kā mākslīgās tehnogēnās nogulsnes: šķembas - maināma biofiltru slodze; smiltis un nogulsnes ir smilšu un dūņu atradņu atkritumi (1. att.). Lai šos atkritumus pārvērstu asfaltbetonā (lietderīga utilizācija), ir nepieciešama tikai viena papildu sastāvdaļa - ceļu bitumens, kura saturs ir tikai 6-7% no plānotās asfaltbetona izlaides.

Esošie atkritumi (izejvielas) un nepieciešamība veikt remonta un restaurācijas darbus ar iespēju šos atkritumus izmantot ir pamats specializēta uzņēmuma vai objekta izveidošanai Vodokanal struktūrā. Šīs vienības funkcijas būs:

asfaltbetona detaļu sagatavošana no esošajiem atkritumiem (stacionāra);
asfalta maisījuma ražošana (mobilā);
maisījuma ieklāšana uz brauktuves un tā blīvēšana (mobilā).

Asfaltbetona izejvielu komponenta - minerālā (organo-minerālā) pulvera uz WWS bāzes - sagatavošanas tehnoloģijas būtība ir parādīta attēlā. 2.

Kā izriet no att. 2, izejviela (1) - nogulsnes no izgāztuvēm ar mitruma saturu līdz 50% - tiek sākotnēji izsijātas caur sietu ar acu izmēru 5 mm (2), lai noņemtu svešķermeņus, augus un atbrīvotu gabalus. Izsijāto masu žāvē (dabiskā vai mākslīgie apstākļi) (3) līdz mitruma saturam 10–15 % un tiek izvadīts papildu sijāšanai caur sietu ar 1,25 mm aci (5). Ja nepieciešams, var veikt papildu masas gabala (4) slīpēšanu. Iegūtais pulverveida produkts (mikropildviela ir minerālpulvera analogs) tiek iesaiņots maisos un uzglabāts (6).

Līdzīgi tiek sagatavots šķembas un smiltis (žāvēšana un frakcionēšana). Apstrādi var veikt specializētā vietā, kas atrodas attīrīšanas iekārtas teritorijā, izmantojot improvizētu vai speciālu aprīkojumu.

Apsveriet aprīkojumu, ko var izmantot izejvielu sagatavošanas posmā.

vibrējošie ekrāni

WWS skrīningam tiek izmantoti vibrējošie ekrāni dažādi ražotāji. Tātad vibrējošiem ekrāniem var būt šādas īpašības: “Vibrācijas piedziņas regulējamais griešanās ātrums ļauj mainīt vibrācijas amplitūdu un frekvenci. Hermētiskais dizains ļauj izmantot vibrējošus ekrānus bez aspirācijas sistēmas un ar inertu materiālu. Materiālu sadales sistēma pie ieejas vibrācijas sietiem ļauj izmantot 99% no sieta virsmas. Vibrējošie ekrāni ir aprīkoti ar dalītas klases elektroinstalācijas sistēmu. Beigt nomainīt skrīninga virsmu. augsta uzticamība, vienkārša iestatīšana un regulēšana. Ātra un vienkārša klāja nomaiņa. Līdz trim ekrāna virsmām .

Šeit ir VS-3 vibrācijas ekrāna galvenie raksturlielumi (3. att.):

izmēri - 1200 × 800 × 985 mm;
uzstādītā jauda - 0,5 kW;
barošanas spriegums - 380 V;
svars - 165 kg;
produktivitāte — līdz 5 t/h;
sieta acu izmērs - jebkurš pēc pieprasījuma;
cena - no 800 dolāriem.

Žāvētāji

Žāvēšanai beztaras materiāls- augsne-augsne (nogulumi) un smiltis - paātrinātā režīmā (atšķirībā no dabiska žāvēšana) tiek piedāvāts izmantot bungu žāvētājus SB-0.5 (4. att.), SB-1.7 u.c. Apsveriet šādu žāvētāju darbības principu un to īpašības (2. tabula).

Caur iekraušanas tvertni mitrais materiāls tiek ievadīts cilindrā un nonāk iekšējā sprauslā, kas atrodas visā cilindra garumā. Sprausla nodrošina vienmērīgu materiāla sadalījumu un labu sajaukšanos pa cilindra sekciju, kā arī tā ciešu saskari ar žāvēšanas līdzekli ieliešanas laikā. Nepārtraukti maisot, materiāls virzās uz izeju no cilindra. Žāvētais materiāls tiek noņemts caur iztukšošanas kameru.

Piegādes komplekts: žāvētājs, ventilators, vadības panelis. Kaltēs SB-0.35 un SB-0.5 elektriskais sildītājs ir iebūvēts konstrukcijā. Izgatavošanas laiks - 1,5-2,5 mēneši. Šādu žāvētāju izmaksas ir no 18,5 tūkstošiem dolāru.

Mitruma mērītāji

Lai kontrolētu materiāla mitruma saturu, var izmantot dažāda veida mitruma mērītājus, piemēram, VSKM-12U (5. att.).

Atvedīsim specifikācijasšāds mitruma mērītājs:

mitruma mērīšanas diapazons - no sausa stāvokļa līdz pilnīgam mitruma piesātinājumam (reālie diapazoni konkrētiem materiāliem ir norādīti ierīces pasē);
relatīvā kļūda mērījumi - ± 7% no izmērītās vērtības;
kontroles zonas dziļums no virsmas - līdz 50 mm;
kalibrēšanas atkarības visiem materiāliem, ko kontrolē ierīce, tiek saglabātas nemainīgā atmiņā 30 materiāliem;
izvēlētais materiāla veids un mērījumu rezultāti tiek parādīti divu rindu displejā tieši mitruma mērvienībās ar izšķirtspēju 0,1%;
viena mērījuma ilgums nav ilgāks par 2 s;
turēšanas indikāciju ilgums - ne mazāks par 15 s;
universāls barošanas avots: autonoms no iebūvētā akumulatora un no elektrotīkla ~ 220 V, 50 Hz caur tīkla adapteri (tas ir arī lādētājs);
elektroniskās vienības izmēri - 80 × 145 × 35 mm; sensors — Æ100×50 mm;
ierīces kopējais svars - ne vairāk kā 500 g;
pilns kalpošanas laiks - vismaz 6 gadi;
cena - no 100 dolāriem.

PIEZĪME

Pēc mūsu aprēķiniem, stacionāra asfaltbetona pildvielu sagatavošanas punkta organizēšanai būs nepieciešams aprīkojums 20-25 tūkstošu dolāru apmērā.

Asfaltbetona ražošana ar OSV špakteli un tā ieklāšana

Apsveriet aprīkojumu, ko var tieši izmantot asfaltbetona ar OSV pildvielu ražošanas un tā ieklāšanas procesā.

Mazā asfalta maisīšanas rūpnīca

Asfaltbetona maisījumu ražošanai no Vodokanal ražošanas atkritumiem un to izmantošanai bruģis tiek piedāvāta mazākā jauda no iespējamiem kompleksiem - mobilā asfaltbetona rūpnīca (mini-APC) (6. att.). Šāda kompleksa priekšrocības ir zemu cenu, zemas ekspluatācijas un amortizācijas izmaksas. Ražotnes mazie izmēri ļauj ne tikai ērti uzglabāt, bet arī energoefektīvu momentāni iedarbināt un gatavā asfaltbetona ražošanu. Tajā pašā laikā asfaltbetona ražošana tiek veikta ieklāšanas vietā, apejot transportēšanas posmu, izmantojot augstas temperatūras maisījumu, kas nodrošina augstu materiāla sablīvēšanās pakāpi un izcilu asfaltbetona seguma kvalitāti. .

Mini montāžas rūpnīcas ar jaudu 3-5 tonnas/stundā izmaksas ir 125-500 tūkstoši dolāru, bet ar jaudu līdz 10 tonnām/stundā - līdz 2 miljoniem dolāru.

Šeit ir norādītas mini-ABZ ar jaudu 3-5 t / h galvenās īpašības:

izplūdes temperatūra - līdz 160 ° С;
dzinēja jauda - 10 kW;
ģeneratora jauda - 15 kW;
bitumena tvertnes tilpums - 700 kg;
degvielas tvertnes tilpums - 50 kg;
degvielas sūkņa jauda - 0,18 kW;
bitumena sūkņa jauda - 3 kW;
jauda izplūdes ventilators- 2,2 kW;
skip pacēlāja motora jauda - 0,75 kW;
izmēri - 4000 × 1800 × 2800 mm;
svars - 3800 kg.

Turklāt, lai veiktu pilnu asfaltbetona ražošanas un ieklāšanas darbu ciklu, nepieciešams iegādāties konteineru karstā bitumena transportēšanai un mini slidotava asfalta ieklāšanai (7. att.).

Vibrējošie tandēma ceļa veltņi, kas sver līdz 3,5 tonnām, maksā 11-16 tūkstošus dolāru.

Līdz ar to viss materiālu sagatavošanai, ražošanai un asfaltbetona izvietošanai nepieciešamais iekārtu komplekss var izmaksāt aptuveni 1,5-2,5 miljonus dolāru.

ATZINUMI

1. Piedāvātās tehnoloģiskās shēmas pielietošana atrisinās atkritumu apglabāšanas problēmu kanalizācijas stacijas iesaistoties ekonomiskajā apritē vietējā līmenī.

2. Rakstā aplūkotās atkritumu apglabāšanas metodes ieviešana ļaus iekļaut ūdensapgādes uzņēmumus zemu atkritumu uzņēmumu kategorijā.

3. Izmantojot WWS asfaltbetona ražošanā, var paplašināt Vodokanal sniegto pakalpojumu sarakstu (iespēja remontēt ceturkšņa ceļus un piebraucamos ceļus).

Literatūra

Drozds G.Ya. Mineralizēto notekūdeņu dūņu izmantošana: problēmas un risinājumi // Ekologa rokasgrāmata. 2014. Nr. 4. S. 84-96.
Drozds G.Ya. Problēmas nogulsnēto notekūdeņu dūņu attīrīšanas sfērā un to risināšanas metodes // Ūdensapgāde un ūdensapgāde. 2014. Nr.2. S. 20-30.
Drozds G.Ya. Jaunas tehnoloģijas dūņu apglabāšanai - ceļš uz notekūdeņu attīrīšanas iekārtām ar zemu atkritumu daudzumu // Vodoochistka. Ūdens attīrīšana. Ūdens apgāde. 2014. Nr.3. S. 20-29.
Drozds G.Ya., Breus R.V., Bizirka I.I. Nogulsnētas dūņas no pilsētas notekūdeņiem. Recycling Concept // Lambert Academic Publishing. 2013. 153 lpp.
Drozds G.Ya. Priekšlikumi deponēto notekūdeņu dūņu iesaistīšanai saimnieciskajā apgrozījumā // Mater. Starptautiskais kongress "ETEVK-2009". Jalta, 2009. C. 230-242.
Breus R.V., Drozd G.Ya. Vietējo notekūdeņu nogulumu izmantošanas metode: Patents serdeņa modelim Nr. 26095. Ukraina. IPC CO2F1 / 52, CO2F1 / 56, CO4B 26/26 - Nr. U200612901. Appl. 06.12.2006. Publicēts 10.09.2007. Bullis. Nr.14.
Breus R.V., Drozd G.Ya., Gusentsova E.S. Asfaltbetona sumishs: Patents Coris modelim Nr.17974. Ukraina. IPC CO4B 26/26 - Nr. U200604831. Appl. 05/03/2006. Publicēts 16.10.2006. Bullis. Nr.10.

Notekūdeņu attīrīšanas iekārtas: ekspluatācijas jautājumi, ekonomika, rekonstrukcija

Krievijas Federācijas valdības dekrēts 01.05.2015. Nr.3 "Par grozījumiem dažos Krievijas Federācijas valdības aktos ūdens novadīšanas jomā": kas jauns?

Mācību grāmatā ir izcelti veidi, kā noteikt ūdens attīrīšanas un ūdens attīrīšanas iekārtu, kā arī dūņu attīrīšanas iekārtu efektivitāti. Aplūkotas dabisko, krāna un notekūdeņu kvalitātes laboratorijas un ražošanas kontroles metodes un tehnoloģijas. Trešais mācību grāmatas izdevums ar tādu pašu nosaukumu tika izdots 2004. gadā.
Būvniecības tehnikumu audzēkņiem, kuri mācās specialitātē 2912 "Ūdensapgāde un sanitārija".

DABĪGĀ, DZERAMĀ UN TEHNISKĀ ŪDENS KVALITĀTES NOVĒRTĒJUMS.
Ūdens piegādes avoti lielākajā daļā Krievijas Federācijas reģionu ir ūdens virsma upes (rezervuāri) un ezeri, kas veido 65-68% no kopējā ūdens ņemšanas daudzuma. Zemāk ir sniegts tajos esošā ūdens kvalitātes novērtējums atkarībā no dažiem sastāva raksturīgiem rādītājiem: pH, sāļuma (sāļu satura), cietības, suspendēto un organisko vielu satura, kā arī fāzē izkliedētā stāvokļa.

Salīdzinot aplēsto un faktisko ūdens sastāva rādītājus avotos Krievijas Federācija, var atzīmēt mīksto un ļoti mīkstu, kā arī zemu un vidēji mineralizētu ūdeņu pārsvaru tās Āzijas daļā un ziemeļu reģionos, t.i. lielākajā valsts daļā. Izplatošs piesārņojums ūdens ķermeņi Pēdējos gados novēroto antropogēnas un tehnogēnas izcelsmes piemaisījumu cēlonis ir neattīrītu un nepietiekami attīrītu notekūdeņu, sadzīves un rūpniecības, kušanas un lietus ūdeņu pieplūde no sateces baseiniem.

SATURS
IEVADS
NODAĻA 1. DABISKO UN RŪPNIECISKO ŪDENS APSTRĀDES PROCESU TEHNOLOĢISKĀ KONTROLE.»
1.1. Kvalitātes novērtējums dabisko, dzeramo un tehniskais ūdens
1.2. Laboratorijas un ražošanas ūdens kvalitātes kontrole sadzīves dzeramā un rūpnieciskā ūdens apgādes sistēmās
1.3. Ūdens pirmapstrādes, koagulācijas, nostādināšanas, filtrēšanas procesu kontrole
1.4. Ūdens dezinfekcijas procesu kontrole
1.5. Fluorēšanas, defluorēšanas, ūdens atlikšanas, mangāna atdalīšanas procesu kontrole
1.6. Stabilizācijas ūdens attīrīšanas procesu kontrole. Gāzes noņemšana: skābeklis, sērūdeņradis
1.7. Ūdens mīkstināšanas, atsāļošanas un atsāļošanas procesu kontrole
1.8. Cirkulācijas dzesēšanas ūdens apgādes sistēmu hidroķīmiskā darba režīma kontrole
1.9. Ūdens dzesēšanas procesa kontrole
1.10. Vingrinājumi un uzdevumi
2. NODAĻA. NOTEKŪDEŅU ATTĪRĪŠANAS PROCESU TEHNOLOĢISKĀ KONTROLE
2.1. Vispārīgi noteikumi
2.2. Notekūdeņu klasifikācija. Piesārņojumu veidi un to noņemšanas metodes
2.3. Mehānisko notekūdeņu attīrīšanas procesu kontrole
2.4. Aerobo bioloģisko notekūdeņu attīrīšanas iekārtu darbības uzraudzība
2.5. Notekūdeņu pēcattīrīšanas un dezinfekcijas procesu kontrole
2.6. Dūņu apstrādes procesu kontrole. Metāna fermentācijas procesi un bioreaktora darbības kontrole
2.7. Dūņu atūdeņošanas un žāvēšanas iekārtu darbības uzraudzība
2.8. Rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanas procesu kontrole un metodes kaitīgo vielu ieguvei no tiem
2.9. Destruktīvās metodes kontrole Rūpniecisko notekūdeņu attīrīšana
2.10. Vingrinājumi un uzdevumi
SECINĀJUMS
LITERATŪRA.

Bezmaksas lejupielāde e-grāmataērtā formātā skaties un lasi:
Lejupielādējiet grāmatu Ūdens kvalitātes kontrole, Alekseev L.S., 2009 - fileskachat.com, ātri un bez maksas lejupielādējiet.

Lejupielādēt djvu
Šo grāmatu varat iegādāties zemāk labākā cena ar atlaidi ar piegādi visā Krievijā.

Notekūdeņu dūņu apstrāde un apglabāšana ir ļoti aktuāla problēma lielajām pilsētām visās augsti attīstītajās valstīs. Attīrīšanas procesā notekūdeņos esošās suspendētās daļiņas izgulsnējas mehāniskās attīrīšanas iekārtās.

Neapstrādāto nosēdumu daudzums ir tieši atkarīgs no suspendēto daļiņu satura ūdenī un tīrīšanas kvalitātes: jo augstāka ir tīrīšanas kvalitāte, jo vairāk veidojas nogulsnes.

Attīrīšanas iekārtās ar bioloģisko attīrīšanu papildus jēldūņām veidojas aktīvās dūņas, kuru daudzums sausnā var sasniegt 50% no kopējā dūņu apjoma.

Pirms iznīcināšanas dūņas ir iepriekš jāapstrādā.

Apstrādes mērķis- mitruma un nosēdumu apjoma, nepatīkamās smakas, patogēno mikroorganismu (vīrusu, baktēriju u.c.) un kaitīgo vielu skaita samazināšana; samazinot transportēšanas izmaksas un nodrošinot videi draudzīgu gala izmantošanu.

Nokrišņu attīrīšanai tiek būvētas īpašas iekārtas:

metatanki;

aerobie stabilizatori,

dažādas iekārtas atūdeņošanai un žāvēšanai,

dūņu vietas.

Metatenki - tās ir hermētiski noslēgtas tvertnes, kurās anaerobās baktērijas termofīlos apstākļos (t o \u003d 30 - 43 o C) fermentē neapstrādāto atlikumu primārajos un sekundārajos dzidrinātājos. Fermentācijas laikā izdalās gāzes: CH 4 , ūdeņradisH 2 , oglekļa dioksīdsCO 2 , amonjaksNH 3 utt., ko pēc tam var izmantot dažādiem mērķiem.

Aerobikas stabilizatori - tie ir rezervuāri, kuros organisko daļu ilgstoši mineralizē aerobie mikroorganismi ar pastāvīgu gaisa attīrīšanu. Apstrādātās dūņas uzglabā dūņu gultnēs un pēc tam izmanto kā mēslojumu.

Uzglabātie nogulumi, kas satur smago metālu sāļus, piesārņoti ar patogēno mikrofloru, helmintu olām, vīrusiem, rada bīstamību videi un prasa ārkārtēju pieeju izvietošanas un iznīcināšanas veidam.

Zināmas briesmas rada arī kaitīgo vielu migrācija uz gruntsūdeņi. Pašas dūņu gultnes un poligoni var būt kaitīgu izmešu avoti atmosfērā. Gāzu emisija notiek arī no bijušo poligonu augsnēm, poligoniem un atkritumu transportēšanas laikā.

Atmosfēras piesārņojuma apjoms un raksturs ir atkarīgs no nokrišņu apstrādes tehnoloģiskā procesa parametriem un temperatūras režīma.

Lieliem nokrišņu daudzumiem tiek izmantotas divu kategoriju metodes: termiskā žāvēšana un sadedzināšana. Termiskā žāvēšana saglabā organisko vielu, ko izmanto kā mēslojumu. Dedzinot nogulsnes, organiskās vielas pārvēršas gāzveida produktos.

Lielākajā daļā valstu ir vērojama sadedzināto dūņu daudzuma pieauguma tendence. Galvenais virzītājspēks ir zemes cenu kāpums, kas padara jaunu tehnoloģiju izstrādi rentablāku un vides ziņā efektīvāku nekā poligonu paplašināšana.

Dedzīgi nokrišņi

Dedzīgi nokrišņi attiecas, ja tie nav pakļauti cita veida apstrādei un iznīcināšanai. 25% notekūdeņu attīrīšanas iekārtās radušās dūņas izmanto lauksaimniecībā, 50% novietoti poligonos un tuvumā 25% ir sadedzināts.

Šobrīd attīrīšanas iekārtās notekūdeņu attīrīšana tiek veikta pēc klasiskās pilnīgas bioloģiskās attīrīšanas shēmas, kurā veidojas jēldūņu maisījums no primārajiem dzidrinātājiem un lieko aktīvo dūņu.

Nokrišņi- tā ir nedezinficēta mitra (līdz 99,7%) masa, kas satur līdz 70% organisko vielu.

Dūņu apstrādes darbību secība ir šāda:

pirmapstrāde uz režģiem;

sajaukt dūņas no primārajām nostādināšanas tvertnēm ar aktīvajām dūņām un izkāš maisījumu uz plānām restēm;

apstrāde ar reaģentu - flokulants un dehidratācija uz centra presēm;

dehidrēto dūņu transportēšana uz sadedzināšanas iekārtām;

sadedzināšana krāsnīs "Pyrofluid" ar šķidru smilšu slāni.

Notekūdeņi

Notekūdeņu attīrīšanas iekārta

nogulsnes

pelni

Suspensijas, kas izdalās no atkritumiem un notekūdeņiem to mehāniskās, bioloģiskās un fizikāli ķīmiskās (reaģentu) apstrādes laikā, ir nogulsnes.

Nogulumu īpašības vēlams iedalīt tajās, kas raksturo to raksturu un struktūru, kā arī tādās, kas nosaka to uzvedību dehidratācijas procesā.

Sākotnējās ūdens kvalitātes ietekme uz dezinfekcijas efektu	Pasliktinās duļķainības, krāsas un pH pieaugums	Organisko vielu klātbūtnē ūdenī baktericīda iedarbība nemainās.	Palielinoties suspendēto vielu koncentrācijai, baktericīdā aktivitāte samazinās.	Palielinoties suspendēto vielu koncentrācijai, temperatūrai un sāls sastāvam,	Suspendēto vielu klātbūtne ievērojami samazina dezinfekcijas efektu.	Neietekmē
Ietekme uz ūdens organoleptiskajām īpašībām	Uzlabo: oksidē fenolus līdz produktiem, kuriem nav hlorfenola smakas	Pastiprina: joda smarža, kas pazūd pēc 40-50 minūtēm	Uzlabo: novērš smakas	Neietekmē	Neietekmē	Uzlabo: novērš smaku
Periods pēc darbības	Diena vai vairāk atkarībā no devas			90-150 dienas atkarībā no devas		Nedarbojas uz Escherichia coli
Dekontaminācijas laiks, min					Uzreiz
Metode	Hlorēšana	jodēšana	Ozonēšana	Sudraba jonu apstrāde	UV apstrāde	Gamma apstarošana

nemainīga masa. Šķidrās nogulumos tas ir aptuveni tuvu suspendēto cieto vielu koncentrācijai, kas noteikta filtrējot vai centrifugējot.

Hidrofilajos organiskajos nogulumos šis rādītājs bieži vien ir tuvs organisko vielu saturam un raksturo slāpekli saturošu vielu saturu.

Elementārais sastāvs ir īpaši svarīgs organiskajiem nogulumiem, galvenokārt pēc tādiem rādītājiem kā: oglekļa un ūdeņraža saturs, lai noteiktu stabilizācijas pakāpi vai kopējo skābumu; slāpeklis un fosfors, lai novērtētu nogulumu mēslojuma vērtību; smagie metāli utt.

Neorganiskām nogulsnēm bieži ir lietderīgi noteikt Fe, Mg, Al, Cr, Ca sāļu (karbonātu un sulfātu) un Si saturu.

Toksicitāte. Rūpniecisko notekūdeņu dūņās esošie metāli (varš, hroms, kadmijs, niķelis, cinks, alva) ir toksiski. Tiem piemīt spēja izraisīt dažāda veida bioloģisko iedarbību cilvēka organismā – vispār toksisku, mutagēnu un embriotoksisku. Dažādu metālu toksicitātes un bīstamības pakāpe nav vienāda, un to var novērtēt pēc Vidējās letālās devas laboratorijas dzīvniekiem. Eksperimentu rezultāti liecina, ka hroms un kadmijs ir toksiskākie dzīvniekiem.

Saskaņā ar šobrīd pieņemtajām maksimāli pieļaujamajām koncentrācijām, kurās līdzās toksicitātei ņemtas vērā arī vielu kumulatīvās īpašības, kadmijs, hroms un niķelis rada vislielāko apdraudējumu sabiedrības veselībai; mazāk bīstami ir varš un cinks.

Galvaniskās rūpniecības notekūdeņu attīrīšanas iekārtu nosēdumi, kas satur smago metālu oksīdus, pieder ceturtajai bīstamības klasei, t.i., zemas bīstamības vielām.

Dūņu ar vēlamajām īpašībām veidošanās sākas ar tādu attīrīšanas metožu izvēli, kas nodrošina dūņu otrreizējās pārstrādes vai drošu uzglabāšanu, samazinot izmaksas par to dehidratāciju un žāvēšanu.

Notekūdeņu dūņu drošas uzglabāšanas iespēju nosaka sekojošas dūņu īpašības un īpašības: dūņu šķietamā viskozitāte un ar to saistītā plūstamība, kā arī dūņās esošā ūdens īpašības.

Šķietamo nogulumu viskozitāti un ar to saistīto plūstamību var uzskatīt par daļiņu savstarpējo attiecību spēku intensitātes mērauklu. Tas arī ļauj novērtēt nogulšņu tiksotropo raksturu (nogulšņu spēju miera stāvoklī veidot želeju un atgriezties plūstošā stāvoklī pat ar nelielu maisīšanu). Šis īpašums ir ļoti svarīgs, lai novērtētu dūņu savākšanas, transportēšanas un sūknēšanas spēju.

Dūņu virca nav Ņūtona šķidrums, jo konstatētā viskozitāte ir ļoti relatīva un atkarīga no pielietotā bīdes sprieguma.

Nogulumos esošā ūdens raksturs.Šis ūdens ir brīvā ūdens, ko var viegli noņemt, un saistītā ūdens, tostarp koloidālā hidratācijas ūdens, kapilārā ūdens, šūnu ūdens un ķīmiski saistītā ūdens, summa. Saistītā ūdens izolācija prasa ievērojamas pūles. Piemēram, šūnu ūdens tiek atdalīts tikai ar termisko apstrādi (žāvēšanu vai dedzināšanu).

Šīs attiecības aptuveno vērtību var iegūt termogravimetriski, t.i., uzzīmējot masas zuduma līkni sablīvētu nogulumu paraugam nemainīgā temperatūrā un apstrādājot attiecīgie nosacījumi. Punktu, kurā termogrammai ir pārtraukums, var noteikt, konstruējot atkarību K = f (5"), kur V-žāvēšanas ātrums, g/min; S - Sausnas saturs paraugā, % (2.6. att.).

Brīvā un saistītā ūdens attiecība ir izšķirošs faktors, novērtējot dūņu atūdeņojamību.

No att. 2.6. redzams, ka pirmā kritiskā strāva nosaka ūdens daudzumu, ko var izņemt no dūņām pie nemainīga žāvēšanas ātruma (1. fāze), un attēlo sausnas saturu dūņās pēc brīvā ūdens zuduma. Pēc tam tiek noņemts saistītais ūdens: pirmkārt, līdz punktam S2 ar lineāru sakarību starp žāvēšanas ātruma samazināšanos un sausnas satura palielināšanos (2. fāze), un pēc tam ar straujāku žāvēšanas ātruma samazināšanās ātruma samazināšanos (3. fāze).

Šie faktori ietver: spēju aizzīmogot; pretestība; dūņu saspiežamības skaitliskās īpašības pieaugoša spiediena ietekmē (dūņu saspiežamība); maksimālā sausnas procentuālā daudzuma noteikšana dūņās noteiktā spiedienā.

Spēja sablīvēt tiek noteikta, analizējot nogulumu sedimentācijas līkni. Šī līkne ir veidota, pamatojoties uz laboratorijas pētījumi traukā, kas aprīkots ar lēnas darbības maisītāju. Līkne raksturo nogulumu masas atdalīšanās pakāpi traukā atkarībā no uzturēšanās laika tajā.

Vissvarīgākais rādītājs notekūdeņu dūņu spējai dot mitrumu ir pretestība. Pretestības vērtība (g) ir vispārinošs parametrs, un to nosaka pēc formulas

kur P ir spiediens (vakuums), pie kura tiek filtrētas nogulsnes; F- filtrēšanas virsmas laukums; ri ir filtrāta viskozitāte; AR - uz filtra nogulsnēto nogulšņu cietās fāzes masu, saņemot filtrāta tilpuma vienību;

Šeit t ir filtrēšanas ilgums; V- nokrišņu daudzums.

Mitrums.Šis parametrs ņem vērā dūņu sastāva un īpašību izmaiņas to apstrādes un uzglabāšanas laikā.

Nogulumu saspiežamība. Palielinoties spiediena kritumam, kūkas poras izzūd un palielinās pretestība filtrēšanai. Dūņu saspiežamības koeficients (S) nosaka pēc formulas

gr2 -gr{

Lgp2-lgi?" (2-5)

kur r un r2 ir nogulumu pretestība, kas aprēķināta attiecīgi pēc formulas (2.3) pie spiediena />, un P2.

Ūdens filtrēšanas ātrums palielināsies, paliks nemainīgs vai samazināsies, palielinoties P, atkarībā no tā, vai S vērtība ir mazāka par vienu, vienāda ar vai lielāka par vienu.

Nešķīstošas kristāliskas vielas parasti ir grūti saspiest (5 tuvu 0 vai< 0,3). Суспензии с гидрофильными частицами имеют высокую сжимаемость (5>0,5, sasniedzot un dažreiz pārsniedzot 1,0).

Daudziem organisko dūņu veidiem pastāv pat "kritiskais spiediens", virs kura kūkas poras aizveras tiktāl, ka drenāža kļūst neiespējama. Piemēram, pilsētas notekūdeņu dūņām spiediena filtrēšana virs 1,5 MPa ir gandrīz neefektīva. Tāpēc tiek uzskatīts, ka pakāpeniska spiediena palielināšana rada zināmas priekšrocības, aizkavējot kūkas blīvēšanu.

Maksimālais sausnas saturs dūņās noteiktā spiedienā. Mitrums nokrišņos var būt ķīmiskās, fizikāli ķīmiskās un fizikāli mehāniskās saitēs ar cietām daļiņām, kā arī brīva mitruma veidā. Jo vairāk piesaistītā mitruma nogulumos, jo vairāk enerģijas jāiztērē, lai to noņemtu. Nokrišņu ūdens ieguves palielinājums tiek panākts, ar dažādām apstrādes metodēm pārdalot mitruma saites formas ar cietajām daļiņām uz brīvā un saistītā mitruma palielināšanos.

Pētījumi par nokrišņu filtrācijas koeficienta atkarību no to mitruma ir parādījuši, ka, samazinoties nokrišņu mitrumam, samazinās arī filtrācijas koeficienta vērtības. Tajā pašā laikā var atzīmēt noteiktas nokrišņu mitruma vērtības, zem kurām filtrācijas koeficients ir maz atkarīgs no mitruma. Galvanizācijas iekārtu notekūdeņu hidroksīda dūņām tas
atrodas ap 67-70%, bet nogulsnēm pēc notekūdeņu galvaniskās koagulācijas attīrīšanas - ap 50-55%.

Spēks. Nepietiek ar vienu mitruma kritēriju, lai prognozētu notekūdeņu dūņu uzglabāšanas jaudu. Tāpēc, lai novērtētu nogulumu uzglabāšanas iespēju, tiek izmantoti to stiprības raksturlielumi - bīdes izturība un nestspēja, toksicitāte, izskalošanās, mitrums, stabilitāte (izturība) un filtrējamība.

Mazgājamība. Smagie metāli nogulumos atrodas hidroksīdu vai slikti šķīstošu sāļu veidā, piemēram, karbonāti, fosfāti, hromāti, sulfīdi uc Literatūrā iegūto datu izmantošana par metālu savienojumu šķīdību ūdenī neļauj noteikt nokrišņu bīstamības klasi. ar pietiekamu precizitāti, jo sarežģīti -ķīmiski procesi, kas notiek nogulumu uzglabāšanas laikā. Drošākus datus var iegūt, pārbaudot notekūdeņu dūņu izskalošanos.

Izskalotā piesārņojuma daudzums ir atkarīgs no daudziem faktoriem. Pēc fāzes sastāva notekūdeņu dūņas var raksturot kā kristāla šūna ar šķīstošām un daļēji šķīstošām sastāvdaļām un porām, kas piepildītas ar šķidrumu. Nogulumu šķidrā fāze satur nogulumos smago metālu un izšķīdušo sāļu daudzumu anjonu SO4, SG, CO2" uc veidā. Nogulumu uzglabāšanas laikā notiek metālu hidroksīdu fizikālā un ķīmiskā novecošanās, kā rezultātā desorbējas katjoni. un anjoni pāriet šķidrā fāzē, pH vērtība samazinās un sāļu saturs palielinās, veicinot hidroksīda šķīdības produktu samazināšanos.Iedarbojoties izskalošanās šķidruma nogulsnēm, izšķīst pusšķīstošie savienojumi, piemēram, ģipsis, kas arī noved pie šķidrās fāzes sāļuma palielināšanās.Ja izskalošanās šķidrums satur skābju anhidrīdus (sērskābi, ogļskābi, slāpekli), samazinās arī pH vērtība.

Eksperimentālā nogulumu izskalošanās noteikšana tiek veikta statiskos un dinamiskos apstākļos. Statiskā pētījuma būtība ir nogulumu paraugu mērcēšana destilētā ūdenī, nesajaucot un nemainot ūdeni, kam seko izskalojamās sastāvdaļas satura monitorings ūdenī 6-12 mēnešus. Dinamiskais eksperiments paredz paraugu uzglabāšanu dabiskos apstākļos speciāli aprīkotās vietās, kur tie ir pakļauti visa veida ārējās atmosfēras ietekmei (lietus, sals u.c.). Elementa izskalošanās tiek kontrolēta gan ūdens paraugos, kas ņemti no vietas, gan ar tā zudumu nogulumos eksperimenta laikā (6-12 mēneši vai ilgāk).

Nogulumu ūdens atdeve lielā mērā ir atkarīga no to cietās fāzes lieluma. Jo mazākas daļiņas, jo sliktāka ir nokrišņu ūdens atdeve. Nogulumu organiskā daļa ātri trūd, savukārt palielinās koloidālo un smalko daļiņu skaits, kā rezultātā samazinās ūdens zudumi.

Uz att. 2.7. attēlā parādīta tipiska procesa plūsma, ko izmanto notekūdeņu dūņu attīrīšanai.

Mūsdienīgs tehniskajiem līdzekļiem var panākt jebkādu mitruma samazināšanas pakāpi.

Šobrīd tiek izmantotas četras nogulumu blīvēšanas un sabiezēšanas metodes (skat. 2.7. att.): gravitācija, flotācija, sabiezēšana centrbēdzes laukā un filtrēšana.

Gravitācijas sablīvēšana ir visizplatītākā nogulumu blīvēšanas metode. Tas ir viegli lietojams un salīdzinoši lēts. Blīvēšanas laiks tiek iestatīts eksperimentāli un var būt ļoti atšķirīgs - no 2 līdz 24 stundām vai vairāk.

Lai samazinātu blīvēšanas ilgumu, iegūtu nogulsnes ar zemāku mitruma saturu un samazinātu suspendēto vielu izvadīšanu no blīvētāja, tiek izmantotas dažādas metodes: sajaukšana blīvēšanas laikā, cikliskā sabiezēšana, koagulācija, šuvju blīvēšana. dažāda veida nokrišņu un termogravitācijas metode.

Blietēšanas laikā dūņas maisot, notiek daļēja dūņu nepārtrauktās telpiskās struktūras iznīcināšana. Maisītāja lāpstiņas, nobīdot vienu no otras atrautās strukturēto dūņu daļas, rada apstākļus netraucētai brīvā mitruma izdalīšanai, ko iepriekš notvērusi un noturējusi dūņu telpiskā struktūra. Lēna sajaukšanās veicina atsevišķu nogulumu daļiņu saplūšanu, kas noved pie to koagulācijas, veidojot lielus agregātus, kas intensīvāk tiek sablīvēti savas masas ietekmē.

Uz att. 2.8 parāda nogulumu sabiezēšanas pakāpes atkarību no maisīšanas ilguma un ātruma stieņu maisītājā.

Maksimālais blīvēšanas efekts tika sasniegts pie maisītāja lāpstiņu galu maisīšanas ātrumiem 0,04 m/s, suspendēto daļiņu saturs dzidrinātajā ūdenī nepārsniedza 50 mg/dm3.

Cikliskā sabiezēšana tiek veikta, secīgi akumulējot sabiezinātās dūņas no vairākiem sabiezēšanas cikliem, lēni maisot ar stieņu maisītāju un pēc katra sabiezēšanas cikla izsūknējot dzidrināto ūdeni. Cikliskā sabiezēšanas procesa efektivitāte skaidrojama ar to, ka, palielinoties hidrostatiskajam spiedienam, ko nosaka secīgo dūņu sabiezēšanas ciklu skaits, un lēni mehāniski sajaucoties intensīvāk nekā ar vienu pildījumu, sekundārā flokulācija ir novērojama iepriekš. koagulētās dūņas, kas izraisa pārslu svēršanos un blīvēšanas vilkmes paātrināšanos.

Hidrostatiskā spiediena palielināšanās sabiezināto nogulumu virsējos slāņos uz apakšējiem izraisa nogulumu struktūras deformāciju, ko pavada nogulumu flokulējošajās struktūrās saistītā ūdens daļas pāreja brīvā ūdenī, kas tiek noņemts. filtrējot caur sabiezinātā nogulumu slāņa poru telpu.

Kā koagulanti tiek izmantoti dažādi minerālie un organiskie savienojumi. Reaģentu vadības sistēmā reaģentu šķīdumu (dzelzs hlorīda un kaļķa) kvalitāti kontrolē aktīvās vielas koncentrācija tajos. Nepieciešama rūpīga reaģentu šķīdumu kontrole, jo to pārpalikums neuzlabo nogulumu filtrējamību, savukārt pārmērīgs deficītu vielu patēriņš rada nepamatotu ekspluatācijas izmaksu pieaugumu.

Termogrāfiskās blīvēšanas metodē nogulsnes tiek pakļautas karsēšanai. Karsēšanas laikā tiek iznīcināts hidratācijas apvalks ap nogulumu daļiņu, daļa no saistītā ūdens pāriet brīvā ūdenī, un tāpēc uzlabojas blīvēšanas process. Optimālā temperatūra hidrolīzes iekārtu notekūdeņu aktīvo dūņu sildīšanai ir 80-90°C. Pēc 20-30 minūšu karsēšanas, kam seko dūņu noturēšana un blīvēšana, to mitruma saturs samazinās no 99,5 līdz 96-95%. Kopējais apstrādes laiks ir 50-80 minūtes.

Flotācija.Šīs metodes priekšrocība ir tā, ka to var kontrolēt, mainot parametrus lidojuma laikā. Metodes trūkumi ietver augstākas ekspluatācijas izmaksas un neiespējamību uzkrāt lielu daudzumu nogulšņu blīvētājā.

Parasti tiek izmantots lāpstiņritenis, elektriskā un spiediena flotācija. Pēdējais ir visizplatītākais.

Projektējot flotācijas blīvētāju, ir noteikta īpatnējā sausnas slodze 5-13 kg / (m2 x h) un hidrauliskā slodze mazāka par 5 m3 / (m2 x h); sablīvēto nogulumu koncentrāciju ņem: bez polielektrolītiem 3-4,5% pēc sausnas, izmantojot polielektrolītus 3,5-6% atbilstoši polielektrolīta devai un slodzei.

Dūņu akumulatora tilpums jāplāno uz vairākām stundām, jo pēc šī laika gaisa burbuļi atstāj dūņas un tās atgūst savu parasto īpatnējo svaru.

Filtrācijas blīvējums. Filtrēšana visbiežāk tiek izmantota kā dūņu mehāniskās atūdeņošanas metode un reti tiek izmantota to sabiezēšanai. Ir izplatīti šādi mūsdienu blīvēšanas filtru veidi: cilindra filtrs, cilindrs sietiņš un filtra tvertne.

Anaerobajai šķelšanai parasti izmanto divus temperatūras režīmus: mezofilo 30-35°C temperatūrā un termofīlo 52-55°C temperatūrā.

Metāna fermentācijas procesu kontrole ietver cieto, šķidro un gāzveida fāžu mērījumu un analīžu sistēmu. Ienākošo nokrišņu un aktīvo dūņu daudzuma mērīšana pēc tilpuma ļauj aprēķināt bioreaktora noslogojuma dienas devu pēc tilpuma D %. Kopējais bioreaktora tilpums tiek pieņemts kā 100%. Ienākošo nokrišņu daudzums dienā, kas izteikts procentos no bioreaktora kopējā tilpuma, ir objekta noslogošanas tilpuma deva. Šo vērtību var izteikt vai nu procentos no bioreaktora kopējā tilpuma, vai arī tā tilpuma vienības daļās, t.i., m3 nogulšņu uz 1 tilpuma m3 dienā. Piemēram, ja deva D \u003d 8%, tad šīs vērtības izteiksmes otrā versija ir 0,08 m3 / (m3 x diena).

Tiek pieņemts, ka fermentācijas procesā nogulšņu tilpums un kopējais bioreaktorā nonākošā ūdens daudzums nemainās. Līdz ar to uzskaitē tiek atstāts novārtā mitruma daudzums, kas nonāk ar pārkarsētu tvaiku (izmanto raudzētās masas karsēšanai) un tiek zaudēts arī ar izņemtajām fermentācijas gāzēm.

Vismaz 1-2 reizes nedēļā ienākošajām un sagremotajām dūņām tiek veiktas to mitruma un pelnu satura analīzes. Zinot sākotnējo nogulumu mitrumu un pelnu saturu, kā arī D, nav grūti aprēķināt bioreaktora noslogošanas devu, izmantojot bezpelnu vielu Dbz. Šī vērtība, ko mēra bezpelnu vielas kilogramos uz 1 m3 struktūras tilpuma dienā, ir līdzīga slodzei uz tilpuma vienību, kas noteikta aerotankiem. Atkarībā no iekrauto nogulumu veida un to īpašībām mitruma un pelnu satura ziņā D63 vērtība ir ļoti atšķirīga: mezofilajam fermentācijas režīmam no 1,5 līdz 6 kg / (m3 x dienā), bet termofīlajam režīmam - no plkst. 2,5 līdz 12 kg / (m3 x dienā).

Bioreaktoru darbības laikā nogulumu ķīmiskā analīze gāzveidojošo komponentu, kā arī fosfātu, virsmaktīvo vielu un kopējā slāpekļa satura noteikšanai parasti tiek veikta reizi ceturksnī (retāk nekā reizi mēnesī). Analīze tiek veikta no vidējiem paraugiem, kas savākti pētījuma periodā. Izmanto izžuvušās nogulsnes, kas palikušas pēc mitruma satura noteikšanas.

Fermentācijas gāzu daudzuma uzskaite tiek veikta nepārtraukti, izmantojot automātiskās reģistrācijas ierīces. Gāzu sastāva ķīmiskā analīze tiek veikta reizi desmitgadē vai mēnesī. Nosaka CH4, H2, CO2, N2 un 02. Ja process ir stabils, tad H2 - fermentācijas pirmās fāzes produkta - saturs nedrīkst pārsniegt 2%, CO2 saturs nedrīkst pārsniegt 30-35%. . Šajā gadījumā skābekļa nedrīkst būt, jo šis process ir stingri anaerobs. Skābekļa klātbūtne tiek konstatēta tikai tāpēc, ka analīzei izmantotie instrumenti nav pilnībā izolēti no atmosfēras gaisa. Metāna daudzums parasti ir 60-65%, slāpekļa - ne vairāk kā 1-2%. Ja mainās parastās attiecības gāzu sastāvā, tad iemesli jāmeklē, pārkāpjot fermentācijas režīmu.

Dziļas un ilgstošas izmaiņas gāzu sastāvā, kas izteiktas kā metāna procentuālā samazināšanās un oglekļa dioksīda satura palielināšanās, var liecināt par bioreaktora saskābšanu, kas noteikti ietekmēs gāzu ķīmisko sastāvu. intersticiāls ūdens. Skābās fāzes produkti, jo īpaši zemākās taukskābes (LFA), tajā parādīsies lielos daudzumos, vienlaikus samazinot intersticiālā ūdens sārmainību, ko papildus NFA nosaka karbonātu un hidrokarbonātu savienojumu saturs.

Šajā gadījumā strauji samazinās gāzes izplūde uz noslogoto nogulumu tilpuma vienību un pH vērtība samazinās līdz 5,0. Sērūdeņradis H2S parādās skābes fermentācijas gāzēs, samazinās metāns CH4 un ievērojami palielinās oglekļa dioksīda CO2 koncentrācija. To visu pavada putu veidošanās un blīvas garozas uzkrāšanās bioreaktora iekšpusē.

Stabilā fermentācijas režīmā SFA saturs intersticiālajā ūdenī ir 5-15 mg-ekv/dm3, un sārmainība ir 70-90 mg-ekv/dm3. Visu organisko skābju summu nosaka ar etiķskābes ekvivalentu, un sārmainību nosaka ar bikarbonāta jonu ekvivalentu.

Intersticiāla ūdens ķīmiskais sastāvs tiek noteikts 1-3 reizes nedēļā (saskaņā ar nogulumu mitruma noteikšanas grafiku). Intersticiālajā ūdenī papildus nosaka slāpekļa saturu amonija sāļos, kas parādās olbaltumvielu komponentu sadalīšanās rezultātā. Normālas bioreaktora darbības laikā amonija sāļu slāpekļa koncentrācija intersticiālajā ūdenī ir no 500 līdz 800 mg/dm3.

Saskaņā ar analīzi un mērījumiem tiek veikti vairāki aprēķini, kuru rezultātā tiek noteikts D un D63, nokrišņu P63 bezpelnu vielas sadalīšanās procents (ko nosaka mitruma un pelnu satura izmaiņas) , kā arī gāzes izvadi Рg, gāzes izvadi no 1 kg noslogotas sausnas un 1 kg raudzētas bezpelnu vielas un tvaika patēriņu uz 1 m3 nogulumu.

Normālas fermentācijas pārkāpumu cēloņi var būt: liela deva bioreaktora noslogošanai ar svaigām dūņām, krasas temperatūras svārstības un piemaisījumu iekraušana bioreaktorā, ko nevar sagremot. Šo cēloņu ietekmes rezultātā tiek kavēta metānu ražojošo mikroorganismu darbība un samazinās dūņu fermentācijas procesa intensitāte.

Bioreaktora darbības uzskaite tiek veikta tabulā norādītajā formā. 2.17.

Nodošanas ekspluatācijā, pirmkārt, tiek pārbaudīts bioreaktoru hermētiskums, klātbūtne drošības vārsti, kā arī sajaukšanas ierīču klātbūtne un veiktspēja; Uzmanība tiek vērsta uz dzirksteļu rašanās iespējamību, ko rada iespējama tērauda rotējošo detaļu nosēšanās uz stacionārajām konstrukciju daļām.

2.17. tabula

Bioreaktoru darba mēneša uzskaites izziņa

Darbojošo bioreaktoru tehnoloģisko parametru automatizētai kontrolei tiek izmantotas šādas ierīces.

1. Ierīces telpu gāzes piesārņojuma monitoringam un sprādziendrošas (līdz 2%) gāzes satura signalizācijai gaisā. Signalizācijas ierīces sensors ir uzstādīts uz sienas injekcijas telpā, un indikācijas ierīce ir uzstādīta uz vadības pults, kuru var noņemt no sensora attālumā līdz 500 m Kad metāna avārijas koncentrācija plkst. tiek sasniegts gaiss, automātiski ieslēdzas avārijas ventilators un avārijas skaņas (gaismas) signāls.

2. Dūņu temperatūras regulēšanas ierīce. Tajā ietilpst primārā ierīce – vara vai platīna termiskā pretestība bioreaktora tvertnē iestrādātā uzmavā un sekundārā ierīce vadības panelī.

3. Gāzes plūsmas mērīšanai no bioreaktoriem kā primārais pārveidotājs tiek izmantots membrānas vai zvana diferenciālā spiediena mērītājs, bet kā sekundārais - reģistrators. Izdalītās gāzes daudzums tiek reģistrēts katru dienu.

Turklāt tipiskā bioreaktoru konstrukcija paredz gāzes temperatūras mērīšanu gāzes cauruļvados no katra bioreaktora un gāzes spiediena mērīšanu.

Metāna fermentācijas procesu kontrole tiek veikta, lai sasniegtu šādus mērķus:

gremošanas ilguma samazināšana, sasniedzot noteiktu sabrukšanas pakāpi, lai samazinātu konstrukciju apjomu un līdz ar to arī kapitāla izmaksas;

Raudzēšanas procesā izdalītās biogāzes daudzuma palielināšana, lai to izmantotu pašu bioreaktoru apkures izmaksu samazināšanai un papildus cita veida enerģijas iegūšanai;

Metāna satura palielināšana biogāzē, lai paaugstinātu tās siltumspēju un izmantošanas efektivitāti;

Labu sablīvēšanas un ūdens atdalīšanas īpašību sasniegšana sagremotajām dūņām, lai samazinātu to atūdeņošanas iekārtu izmaksas.

Notekūdeņu dūņu apstrādes galvenais uzdevums ir iegūt galaproduktu, kura īpašības ļauj to izmantot savās interesēs. Tautsaimniecība vai līdz minimumam samazinātu nodarīto kaitējumu vide. Šī uzdevuma īstenošanai izmantotās tehnoloģiskās shēmas ir ļoti dažādas.

Notekūdeņu dūņu apstrādes tehnoloģiskos procesus visās attīrīšanas iekārtās mehāniskai, fizikālai, ķīmiskai un bioloģiskai attīrīšanai var iedalīt šādos galvenajos posmos: sablīvēšana (sabiezināšana), organiskās daļas stabilizēšana, kondicionēšana, dehidratācija, termiskā apstrāde, vērtīgu produktu pārstrāde vai nosēdumu likvidēšana (2. shēma) .

5. attēls. Notekūdeņu dūņu apstrādes posmi un metodes

Nokrišņu blīvēšana

Dūņu blīvēšana ir saistīta ar brīvā mitruma izvadīšanu un ir nepieciešams posms visās dūņu apstrādes tehnoloģiskajās shēmās. Blīvēšanas laikā vidēji tiek izvadīts 60% mitruma un nogulumu masa samazinās 2,5 reizes.

Blīvēšanai izmanto gravitācijas, filtrēšanas, centrbēdzes un vibrācijas metodes. Visizplatītākā ir gravitācijas blīvēšana. Tā pamatā ir izkliedētās fāzes daļiņu nogulsnēšanās. Vertikālās vai radiālās nostādināšanas tvertnes tiek izmantotas kā dūņu biezinātāji.

Aktīvo dūņu sablīvēšanu, atšķirībā no jēldūņu sablīvēšanas, pavada dūņu īpašību izmaiņas. Aktīvajām dūņām kā koloidālai sistēmai ir augsta struktūras veidošanās spēja, kā rezultātā to sablīvēšanās rezultātā daļa brīvā ūdens pāriet saistošais stāvoklis, un saistītā ūdens satura palielināšanās dūņās izraisa ūdens zudumu pasliktināšanos.

Pielietojot īpašas attīrīšanas metodes, piemēram, apstrādi ar ķīmiskiem reaģentiem, iespējams panākt daļas saistītā ūdens pārnešanu brīvā stāvoklī. Tomēr ievērojamu daļu saistītā ūdens var noņemt tikai iztvaicējot.

Dūņu stabilizācija

Anaerobā stabilizācija

Anaerobā fermentācija ir galvenā komunālo notekūdeņu dūņu apglabāšanas metode. Fermentāciju sauc par metāna fermentāciju, jo nogulumos esošo organisko vielu sadalīšanās rezultātā kā viens no galvenajiem produktiem veidojas metāns.

Metāna fermentācijas bioķīmiskais process balstās uz mikroorganismu kopienu spēju savas dzīves laikā oksidēt notekūdeņu dūņu organiskās vielas.

Rūpniecisko metāna fermentāciju veic ar plašu baktēriju kultūru klāstu. Teorētiski tiek aplūkota nogulumu fermentācija, kas sastāv no divām fāzēm: skābās un sārmainās.

Skābes vai ūdeņraža fermentācijas pirmajā fāzē nogulšņu un dūņu kompleksās organiskās vielas ekstracelulāro baktēriju enzīmu ietekmē vispirms tiek hidrolizētas līdz vienkāršākām: olbaltumvielas par peptīdiem un aminoskābēm, tauki par glicerīnu un taukskābes, ogļhidrāti - līdz vienkāršiem cukuriem. Turpmāka šo vielu transformācija baktēriju šūnās noved pie pirmās fāzes galaproduktu, galvenokārt organisko skābju, veidošanās. Vairāk nekā 90% no izveidotajām skābēm ir sviestskābe, propionskābe un etiķskābe. Veidojas arī citas salīdzinoši vienkāršas organiskas vielas (aldehīdi, spirti) un neorganiskās vielas (amonjaks, sērūdeņradis, oglekļa dioksīds, ūdeņradis).

Skābo fermentācijas fāzi veic parastie saprofīti: fakultatīvie anaerobi, piemēram, pienskābes, propionskābes baktērijas un stingri (obligāti) anaerobi, piemēram, sviestskābes, acetonobutila, celulozes baktērijas. Lielākā daļa baktēriju sugu, kas ir atbildīgas par pirmo fermentācijas fāzi, veido sporas. Sārmainās jeb metāna fermentācijas otrajā fāzē metāns un ogļskābe veidojas no pirmās fāzes galaproduktiem metānu veidojošo baktēriju - sporas nenesošo obligāto anaerobu, ļoti jutīgu pret vides apstākļiem - vitālās aktivitātes rezultātā. .

Metāns veidojas CO 2 vai etiķskābes metilgrupas reducēšanas rezultātā:

kur AH2 ir organiska viela, kas kalpo par ūdeņraža donoru metānu veidojošām baktērijām; parasti tās ir taukskābes (izņemot etiķskābi) un spirti (izņemot metilu).

Daudzu veidu metānu veidojošās baktērijas oksidē skābā fāzē izveidoto molekulāro ūdeņradi, tad metāna veidošanās reakcijai ir forma:

Mikroorganismi, izmantojot etiķskābi un metilspirtu, veic šādas reakcijas:

Visas šīs reakcijas ir enerģijas avoti metānu ražojošām baktērijām, un katra no tām ir izejmateriāla secīgu fermentatīvu transformāciju sērija. Šobrīd ir noskaidrots, ka B 12 vitamīns piedalās metāna veidošanās procesā, kam tiek piešķirta galvenā loma ūdeņraža pārnesē enerģijas redoksreakcijās metānu veidojošās baktērijās.

Tiek uzskatīts, ka vielu transformācijas ātrumi skābajā un metāna fāzē ir vienādi, tāpēc ar stabilu fermentācijas procesu nenotiek skābju - pirmās fāzes produktu - uzkrāšanās.

Fermentācijas procesu raksturo izdalītās gāzes sastāvs un apjoms, intersticiālā ūdens kvalitāte un sagremoto dūņu ķīmiskais sastāvs.

Iegūtā gāze galvenokārt sastāv no metāna un oglekļa dioksīda. Normālas (sārmainās) fermentācijas laikā ūdeņradis kā pirmās fāzes produkts var palikt gāzē ne vairāk kā 1–2% tilpumā, jo to izmanto metānu veidojošās baktērijas enerģijas metabolisma redoksreakcijās.

Sērūdeņradis H 2 S, kas izdalās proteīna sadalīšanās laikā, praktiski neietilpst gāzē, jo amonjaka klātbūtnē tas viegli saistās ar pieejamajiem dzelzs joniem koloidālā dzelzs sulfīdā.

Olbaltumvielu amonifikācijas galaprodukts amonjaks, saistās ar ogļskābi, veidojot karbonātus un bikarbonātus, kas izraisa augstu intersticiāla ūdens sārmainību.

Atkarībā no nogulumu ķīmiskā sastāva fermentācijas laikā uz 1 m 3 nogulumu izdalās no 5 līdz 15 m 3 gāzes.

Fermentācijas procesa ātrums ir atkarīgs no temperatūras. Tātad, pie nogulšņu temperatūras 25 - 27 ° C, process ilgst 25 - 30 dienas; 10°C temperatūrā tā ilgums palielinās līdz 4 mēnešiem vai ilgāk. Lai paātrinātu fermentāciju un samazinātu tam nepieciešamo iekārtu apjomu, tiek izmantota dūņu mākslīga karsēšana līdz 30–35 °C vai 50–55 °C temperatūrai.

Parasti notiekošam metāna fermentācijas procesam ir raksturīga nedaudz sārmaina vides reakcija (pH? 7,b), augsts intersticiāla ūdens sārmainums (65–90 mg-ekv/l) un zems taukskābju saturs (līdz 5–12 mg-ekv/l). Amonija slāpekļa koncentrācija intersticiālajā ūdenī sasniedz 500 - 800 mg/l.

Procesa traucējumus var izraisīt objekta pārslodze, maiņa temperatūras režīms, toksisku vielu uzņemšana ar nogulsnēm uc Traucējumi izpaužas kā taukskābju uzkrāšanās, intersticiāla ūdens sārmainības samazināšanās un pH pazemināšanās. Iegūtās gāzes tilpums strauji samazinās, gāzē palielinās ogļskābes un ūdeņraža saturs, fermentācijas skābes fāzes produkti.

Skābi veidojošās baktērijas, kas ir atbildīgas par pirmo fermentācijas fāzi, ir izturīgākas pret jebkāda veida nelabvēlīgi apstākļi, ieskaitot pārslodzi. Nogulumi, kas nonāk fermentācijai, lielākoties tiek iesēti ar tiem. Ātri vairojoties, skābi veidojošās baktērijas palielina baktēriju masas asimilācijas spēju un tādējādi pielāgojas palielinātajām slodzēm. Šajā gadījumā pirmās fāzes ātrums palielinās, un barotnē parādās liels daudzums taukskābju.

Metāna baktērijas vairojas ļoti lēni. Dažām sugām ģenerācijas laiks ir vairākas dienas, tāpēc tās nespēj ātri palielināt kultūru skaitu, un to saturs neapstrādātajos nogulumos ir niecīgs. Tiklīdz fermentējošās masas neitralizējošās spējas (sārmainības rezerves) ir izsmeltas, pH strauji pazeminās, kas izraisa metānu veidojošo baktēriju nāvi.

Normālai dūņu fermentācijai liela nozīme ir notekūdeņu sastāvam, jo īpaši tādu vielu klātbūtnei tajos, kas kavē vai paralizē dūņu fermentācijas procesu veicošo mikroorganismu dzīvībai svarīgo darbību. Tāpēc jautājums par rūpniecisko un sadzīves notekūdeņu kopīgas attīrīšanas iespēju būtu jāatrisina katrā atsevišķā gadījumā atkarībā no to rakstura un fizikāli ķīmiskā sastāva.

Sajaucot sadzīves notekūdeņus ar rūpnieciskajiem notekūdeņiem, ir nepieciešams, lai notekūdeņu maisījuma pH būtu 7-8 un temperatūra ne zemāka par 6°C un ne augstāka.

30°C. Toksisko vai kaitīgo vielu saturs nedrīkst pārsniegt robežvērtību pieļaujamā koncentrācija mikroorganismiem, kas aug anaerobos apstākļos. Piemēram, ja vara saturs nogulsnēs ir vairāk nekā 0,5% no dūņu sausnas, fermentācijas procesa otrās fāzes bioķīmiskās reakcijas palēninās un skābes fāzes reakcijas paātrinās. Pie nātrija hidroarsenīta devas, kas ir 0,037% no svaigu nogulumu bezpelnu masas, organisko vielu sadalīšanās process palēninās.

Neapstrādātu dūņu apstrādei un fermentācijai tiek izmantotas trīs veidu konstrukcijas: 1) septiskās tvertnes (septiskās tvertnes); 2) divstāvu nostādināšanas tvertnes; 3) bioreaktori.

Septiskajās tvertnēs ūdens tiek dzidrināts un no tā izkritušie nosēdumi vienlaikus pūst. Septiskās tvertnes pašlaik tiek izmantotas stacijās ar nelielu caurlaidspēju.

Divpakāpju nostādināšanas tvertnēs nostādināšanas daļa ir atdalīta no pūšanas (septiskās) kameras, kas atrodas apakšējā daļā. Divu līmeņu nostādināšanas tvertnes dizaina izstrāde ir dzidrinātājs-sadalītājs.

Dūņu apstrādei šobrīd visplašāk tiek izmantoti bioreaktori, kas kalpo tikai dūņu raudzēšanai ar mākslīgo karsēšanu un maisīšanu.

Sagremotajām dūņām ir augsts mitrums(95 - 98%), kas apgrūtina tā izmantošanu lauksaimniecībā mēslojumam (jo ir grūti pārvietot ar parasto transportlīdzekļiem bez spiediena sadales tīkliem). Mitrums ir galvenais faktors, kas nosaka nosēdumu daudzumu. Tāpēc dūņu apstrādes galvenais uzdevums ir samazināt to apjomu, atdalot ūdeni un iegūstot transportējamu produktu.