Nadzor naravnih procesov čiščenja vode. Metode obdelave blata iz čistilnih naprav, uporabljene naprave

največji ekološki problem Države CIS - onesnaženje njihovega ozemlja z odpadki. Posebej zaskrbljujoči so odpadki, ki nastanejo v procesu čiščenja komunalne odpadne vode - kanalizacijsko blato in blato iz čistilnih naprav (v nadaljevanju SS).

Glavna posebnost takšnih odpadkov je njihova dvokomponentna narava: sistem je sestavljen iz organskih in mineralnih komponent (80 oziroma 20 % v svežih odpadkih ter do 20 in 80 % v odpadkih po dolgotrajno skladiščenje). Prisotnost težkih kovin v sestavi odpadkov določa njihov IV razred nevarnosti. Najpogosteje se tovrstni odpadki skladiščijo na prostem in niso predmet nadaljnje predelave.

na primer Do zdaj se je v Ukrajini nabralo več kot 0,5 milijarde ton WWS, katerih skupna površina za shranjevanje je približno 50 km 2 v primestnih in mestnih območjih.

Odsotnost v svetovni praksi učinkovitih metod za odstranjevanje tovrstnih odpadkov in posledično zaostrovanje okoljskih razmer (onesnaževanje ozračja in hidrosfere, zavračanje zemljišč za odlagališča odpadkov za odlaganje odpadkov) kaže na pomen iskanja novih pristopov in tehnologije za vključitev WWS v gospodarski promet.

V skladu z Direktivo Sveta 86/278/EGS z dne 06/12/1986 "O varstvu okolja in zlasti tal pri uporabi blata iz čistilnih naprav v kmetijstvu" so v državah Evropske unije leta 2005 uporabljali WWS na naslednji način: 52 % - v kmetijstvu, 38 % - požgano, 10 % - zaloge.

Ruski poskus prenosa tujih izkušenj zgorevanja WWS na domača tla (gradnja sežigalnic odpadkov) se je izkazal za neučinkovit: prostornina trdne faze se je zmanjšala le za 20 %, hkrati pa se je sproščala velika količina plinastih strupenih snovi in produktov zgorevanja. v atmosferski zrak. V zvezi s tem v Rusiji, tako kot v vseh drugih državah CIS, ostaja njihovo skladiščenje glavni način ravnanja z WWS.

PERSPEKTIVNE REŠITVE

V procesu iskanja alternativni načini odlaganje WWS z izvedbo teoretičnih in eksperimentalne študije in pilotnim testiranjem smo dokazali, da je rešitev okoljskega problema - odpravljanje nakopičenih količin odpadkov - možna z njihovim aktivnim vključevanjem v gospodarski promet v naslednjih panogah:

gradnja cest(proizvodnja organo-mineralnega prahu namesto mineralnega prahu za asfalt beton);
Gradnja(proizvodnja izolacije iz ekspandirane gline in učinkovite keramične opeke);
kmetijski sektor(proizvodnja visokohumusnih organsko gnojilo) .

Eksperimentalno izvajanje rezultatov dela je bilo izvedeno v številnih podjetjih v Ukrajini:

pločnik skladišča težke opreme MD PMK-34 (Lugansk, 2005), odsek obvozne ceste okoli Luganska (pri pikih PK220-PK221+50, 2009), pločnik ulice. Malyutin v antracitu (2011);

MIMOGREDE

Rezultati opazovanj stanja in kakovosti cestne površine kažejo na njeno dobro delovanje, ki po številnih kazalnikih presega tradicionalne analoge.

proizvodnja pilotne serije učinkovitih lahkih keramičnih opek v Luganski tovarni opeke št. 33 (2005);
proizvodnja biohumusa na osnovi WWS v čistilnih napravah Luganskvoda LLC.

PRIPOMBE INOVATIVNOSTI UPORABE WWS PRI GRADNJI CEST

Če analiziramo naše zbrane izkušnje z odlaganjem odpadkov na področju gradnje cest, lahko izpostavimo naslednje: pozitivne točke:

Predlagana metoda recikliranja omogoča vključevanje velikih tonažnih odpadkov v področje velikih tonaž. industrijska proizvodnja;
prenos WWS iz kategorije odpadkov v kategorijo surovin določa njihovo potrošniško vrednost - odpadki pridobijo določeno vrednost;
v ekološkem smislu se odpadki IV razreda nevarnosti odlagajo v cestno plast, katerega asfaltno betonska površina ustreza IV razredu nevarnosti;
za proizvodnjo 1 m 3 asfaltno-betonske mešanice lahko odložimo do 200 kg suhih WWS kot analog mineralnega prahu, da dobimo kakovosten material, ki ustreza regulativne zahteve na asfaltni beton;
gospodarski učinek sprejetega načina odstranjevanja se pojavlja tako na področju gradnje cest (znižanje stroškov asfaltnega betona) kot tudi za podjetja Vodokanal (preprečevanje plačil za odlaganje odpadkov itd.);
pri obravnavanem načinu odstranjevanja odpadkov so tehnični, okoljski in ekonomski vidiki skladni.

Problematični trenutki povezano s potrebo:

sodelovanje in koordinacija različnih oddelkov;
široka razprava in odobritev s strani strokovnjakov izbranega načina odstranjevanja odpadkov;
razvoj in izvajanje nacionalni standardi;
spremembe zakona Ukrajine z dne 05.03.1998 št. 187/98-ВР "O odpadkih";
razvoj tehničnih specifikacij za proizvode in certificiranje;
spremembe gradbenih predpisov in predpisov;
priprava poziva na kabinet ministrov in ministrstvo za varstvo okolja z zahtevo za razvoj učinkovitih mehanizmov za izvajanje projektov odstranjevanja odpadkov.

In končno, še ena problematična točka - tega problema ne more rešiti sam.

KAKO POENOSTAVITI ORGANIZACIJSKE TOČKE

Na poti do širše uporabe obravnavanega načina odstranjevanja odpadkov se pojavljajo organizacijske težave: potrebno je sodelovanje med različnimi oddelki z različnimi vizijami svojih proizvodnih nalog – gospodarskimi družbami (v tem primeru Vodokanal – lastnikom odpadkov) in organizacija gradnje cest. Ob tem se neizogibno zastavljajo številna vprašanja, vklj. ekonomske in pravne, kot so "Ali ga potrebujemo?", "Ali je drag mehanizem ali dobičkonosno?", "Kdo bi moral nositi tveganja in odgovornost?"

Žal ni enotnega razumevanja, da je splošni okoljski problem – odstranjevanje sanitarnih odpadkov (v bistvu družbenih odpadkov, ki jih nabirajo komunalna podjetja) – mogoče rešiti s pomočjo javnih služb v cestnem gradbeništvu z vključitvijo tovrstnih odpadkov v popravila in gradnja javnih cest. Se pravi, da se lahko celoten postopek izvaja v okviru enega komunalnega oddelka.

OPOMBA

Kakšen je interes vseh udeležencev v procesu?
1. Industrija gradnje cest prejme usedline v obliki analoga mineralnega prahu (ena od sestavin asfaltnega betona) po ceni, ki je bistveno nižja od cene mineralnega prahu, in proizvaja visokokakovostne asfaltne betonske pločnike po nižji ceni.
2. Podjetja za čiščenje odplak odlagajo nakopičene odpadke.
3. Društvo prejema kakovostne in cenejše cestne površine, hkrati pa izboljšuje okoljske razmere na ozemlju svojega prebivališča.

Glede na dejstvo, da se z odlaganjem WWS rešuje pomemben okoljski problem državnega pomena, bi morala biti v tem primeru država najbolj zainteresirana udeleženka. Zato je treba pod okriljem države razviti ustrezen pravni okvir, ki bi ustrezal interesom vseh udeležencev v procesu. Vendar bo to zahtevalo določen časovni interval, ki je v birokratskem sistemu lahko precej dolg. Hkrati pa je, kot že omenjeno, problem kopičenja padavin in možnost njegovega reševanja neposredno povezan s komunalno industrijo, zato ga je treba rešiti tukaj, kar bo drastično skrajšalo čas za vse odobritve in seznam potrebno dokumentacijo zožiti na standarde oddelkov.

VODOKANAL KOT PROIZVAJALEC IN POTROŠNIK ODPADKOV

Ali je sodelovanje podjetij vedno potrebno? Razmislite o možnosti, da podjetja Vodokanal neposredno odlagajo nakopičene odpadne vode v svojih proizvodnih dejavnostih.

OPOMBA

Podjetja Vodokanal po popravila na cevovodnih omrežjih dolžan obnoviti poškodovano cesto, kar ni vedno storjeno. Torej, glede na rezultate naše približne povprečne letne ocene obsega takšnih del v regiji Luhansk, se te količine gibljejo od 100 do 1000 m 2 pokritega območja, odvisno od kraja. Glede na to, da je struktura velika podjetja, kot je Luganskvoda LLC, vključuje na desetine naselja, površina obnovljenih premazov lahko doseže več deset tisoč kvadratnih metrov, kar zahteva stotine kubičnih metrov asfaltnega betona.

Potreba po odstranitvi odpadkov, katerih lastnosti omogočajo pridobivanje visokokakovostnega asfaltnega betona kot posledica njegovega odlaganja, in, kar je najpomembneje, možnost njegove uporabe pri popravilu motenih cestnih površin so glavni razlogi. za morebitno uporabo obravnavanega načina odstranjevanja odpadkov s strani podjetij Vodokanal.

Opozoriti je treba, da so si čistilne naprave za odpadne vode v različnih naseljih kljub nekaterim razlikam po pozitivnem vplivu na asfalt beton podobne. kemična sestava.

na primer Asfaltni beton, modificiran s padavinami v Luhansku (Luganskvoda LLC), Čerkasih (Proizvodno združenje Azot) in Kijevvodokanalu, izpolnjuje zahteve DSTU B V.2.7-119-2003 „Asfaltne betonske mešanice in asfaltni beton za ceste in letališča. Specifikacije" (v nadaljevanju - DSTU B V.2.7-119-2003) (tabela 1).

Razpravljajmo. 1 m 3 asfaltnega betona ima povprečno maso 2,2 t. Z vnosom 6-8 % usedline kot nadomestka mineralnega prahu v 1 m 3 asfalt betona lahko odložimo 132-176 kg odpadkov. Vzemimo povprečno vrednost 150 kg/m 3 . Torej, z debelino sloja 3-5 cm, 1 m 3 asfaltnega betona vam omogoča, da ustvarite 20-30 m 2 površine ceste.

Kot veste, je asfaltni beton sestavljen iz drobljenega kamna, peska, mineralnega prahu in bitumna. Vodokanali so lastniki prvih treh komponent kot umetnih tehnogenih usedlin: drobljen kamen - zamenljivo nalaganje biofiltrov; pesek in odložena usedlina sta odpadki s peščenih in muljnih nahajališč (slika 1). Za pretvorbo teh odpadkov v asfaltni beton (uporabno odlaganje) je potrebna le še ena dodatna komponenta - cestni bitumen, katerega vsebnost znaša le 6-7 % načrtovane proizvodnje asfaltnega betona.

Obstoječi odpadki (surovine) in potreba po izvajanju popravil in obnovitvenih del z možnostjo uporabe teh odpadkov so osnova za ustanovitev specializiranega podjetja ali lokacije v strukturi Vodokanala. Funkcije te enote bodo:

priprava asfaltnobetonskih komponent iz obstoječih odpadkov (stacionarno);
proizvodnja asfaltne mešanice (mobilna);
polaganje mešanice na cestišče in njeno zbijanje (mobilno).

Bistvo tehnologije za pripravo surovine komponente asfaltnega betona - mineralnega (organo-mineralnega) prahu na osnovi WWS - je prikazano na sl. 2.

Kot izhaja iz sl. 2, surovina (1) - usedlina iz odlagališč z vsebnostjo vlage do 50 % - se predhodno preseje skozi sito z velikostjo mrežnega očesa 5 mm (2), da odstranimo tuje ostanke, rastline in zrahljamo grude. Presejano maso posušimo (v naravni oz umetni pogoji) (3) do vsebnosti vlage 10-15 % in se dovaja na dodatno presejanje skozi sito z 1,25 mm odprtinami (5). Po potrebi lahko izvedemo dodatno mletje grudic mase (4). Nastali praškasti izdelek (mikropolnilo je analog mineralnega prahu) zapakiramo v vrečke in shranimo (6).

Podobno se pripravi drobljen kamen in pesek (sušenje in frakcioniranje). Predelava se lahko izvaja na specializiranem mestu, ki se nahaja na ozemlju čistilne naprave, z uporabo improvizirane ali posebne opreme.

Razmislite o opremi, ki se lahko uporablja v fazi priprave surovin.

vibrirajoči zasloni

Za presejanje WWS se uporabljajo vibrirajoča sita različni proizvajalci. Torej imajo lahko vibracijski zasloni naslednje značilnosti: »Nastavljiva hitrost vrtenja vibracijskega pogona vam omogoča spreminjanje amplitude in frekvence vibracij. Hermetična zasnova omogoča uporabo vibrirajočih zaslonov brez aspiracijskega sistema in z uporabo inertnih medijev. Sistem porazdelitve materiala na vhodu v vibrirajoča sita vam omogoča, da uporabite 99 % površine sita. Vibrirajoči zasloni so opremljeni s sistemom ožičenja v razdeljenem razredu. Končna zamenjava zaslonskih površin. visoka zanesljivost, enostavna postavitev in prilagoditev. Hitra in enostavna zamenjava krova. Do tri presejalne površine .

Tu so glavne značilnosti vibracijskega zaslona VS-3 (slika 3):

dimenzije - 1200 × 800 × 985 mm;
instalirana moč - 0,5 kW;
napajalna napetost - 380 V;
teža - 165 kg;
produktivnost - do 5 t/h;
velikost mrežnega očesa sita - poljubno na zahtevo;
cena - od 800 dolarjev.

Sušilni stroji

Za sušenje razsuti material- zemlja-tla (sediment) in pesek - v pospešenem načinu (za razliko od naravno sušenje) predlaga se uporaba bobnastih sušilnikov SB-0,5 (slika 4), SB-1,7 itd. Razmislite o načelu delovanja takšnih sušilnikov in njihovih značilnostih (tabela 2).

Skozi nakladalni lijak se mokri material dovaja v boben in vstopi v notranjo šobo, ki se nahaja vzdolž celotne dolžine bobna. Šoba zagotavlja enakomerno porazdelitev in dobro mešanje materiala po delu bobna ter njegov tesen stik s sušilnim sredstvom med vlivanjem. Med nenehnim mešanjem se material premakne do izhoda iz bobna. Posušen material se odstrani skozi izpustno komoro.

Komplet za dostavo: sušilni stroj, ventilator, nadzorna plošča. Pri sušilnicah SB-0,35 in SB-0,5 je električni grelec vgrajen v konstrukcijo. Čas izdelave - 1,5-2,5 meseca. Stroški takšnih sušilnikov znašajo od 18,5 tisoč dolarjev.

Merilniki vlage

Za nadzor vsebnosti vlage v materialu se lahko uporabljajo različne vrste merilnikov vlage, na primer VSKM-12U (slika 5).

Prinesemo specifikacije tak merilnik vlage:

območje merjenja vlažnosti - od suhega stanja do popolne nasičenosti z vlago (realni razponi za določene materiale so navedeni v potnem listu naprave);
relativna napaka meritve - ± 7% izmerjene vrednosti;
globina kontrolnega območja od površine - do 50 mm;
kalibracijske odvisnosti za vse materiale, ki jih nadzoruje naprava, so shranjene v nehlapnem pomnilniku za 30 materialov;
izbrana vrsta materiala in rezultati meritev se prikažejo na dvovrstičnem zaslonu neposredno v enotah vlažnosti z ločljivostjo 0,1 %;
trajanje ene meritve ni daljše od 2 s;
trajanje indikacij zadrževanja - ne manj kot 15 s;
univerzalno napajanje: avtonomno iz vgrajene baterije in iz omrežja ~ 220 V, 50 Hz preko omrežnega adapterja (je tudi polnilnik);
dimenzije elektronske enote - 80 × 145 × 35 mm; senzor — Æ100×50 mm;
skupna teža naprave - ne več kot 500 g;
polna življenjska doba - najmanj 6 let;
cena - od 100 dolarjev.

OPOMBA

Po naših izračunih bo organizacija stacionarne točke za pripravo asfaltnih betonskih agregatov zahtevala opremo v višini 20-25 tisoč dolarjev.

Izdelava asfaltnega betona z OSV polnilom in njegovo polaganje

Razmislite o opremi, ki se lahko uporablja neposredno v procesu izdelave asfaltnega betona z OSV polnilom in njegovega polaganja.

Mala mešalnica asfalta

Za proizvodnjo asfaltno betonskih mešanic iz proizvodnih odpadkov Vodokanala in njihovo uporabo v pločnik predlaga se najmanjša zmogljivost možnih kompleksov - mobilna asfaltno betonarna (mini-APC) (slika 6). Prednosti takšnega kompleksa so nizka cena, nizki obratovalni stroški in stroški amortizacije. Majhne dimenzije naprave ne omogočajo le priročnega skladiščenja, temveč tudi energijsko učinkovit trenutni zagon in proizvodnjo končnega asfaltnega betona. Hkrati se proizvodnja asfaltnega betona izvaja na mestu polaganja, mimo faze transporta, z uporabo mešanice visoke temperature, ki zagotavlja visoko stopnjo zbijanja materiala in odlično kakovost asfaltno betonskega pločnika. .

Stroški mini montažnega obrata z zmogljivostjo 3-5 ton / uro so 125-500 tisoč dolarjev, z zmogljivostjo do 10 ton / uro - do 2 milijona dolarjev.

Tu so glavne značilnosti mini-ABZ z zmogljivostjo 3-5 t / h:

izstopna temperatura - do 160 ° C;
moč motorja - 10 kW;
moč generatorja - 15 kW;
prostornina rezervoarja za bitumen - 700 kg;
prostornina rezervoarja za gorivo - 50 kg;
moč črpalke za gorivo - 0,18 kW;
moč bitumenske črpalke - 3 kW;
moč izpušni ventilator- 2,2 kW;
moč motorja preskočnega dvigala - 0,75 kW;
dimenzije - 4000 × 1800 × 2800 mm;
teža - 3800 kg.

Poleg tega je za izvedbo celotnega cikla dela pri proizvodnji in polaganju asfaltnega betona potrebno kupiti posodo za prevoz vročega bitumna in mini drsališče za polaganje asfalta (slika 7).

Vibracijski tandemski cestni valjarji, ki tehtajo do 3,5 tone, stanejo 11-16 tisoč dolarjev.

Tako lahko celoten kompleks opreme, potrebne za pripravo materialov, proizvodnjo in polaganje asfaltnega betona, stane približno 1,5-2,5 milijona dolarjev.

UGOTOVITVE

1. Z uporabo predlagane tehnološke sheme bomo rešili problem odlaganja odpadkov kanalizacijske postaje z vključevanjem v gospodarski promet na lokalni ravni.

2. Izvedba načina odlaganja odpadkov, obravnavanega v članku, bo omogočila uvedbo vodnih služb v kategorijo maloodpadnih podjetij.

3. Z uporabo WWS pri proizvodnji asfaltnega betona se lahko razširi seznam storitev Vodokanala (možnost popravil znotraj četrtletnih cest in dovozov).

Literatura

Drozd G.Ya. Izraba mineraliziranega blata iz čistilnih naprav: problemi in rešitve // Ekologov priročnik. 2014. št. 4. S. 84-96.
Drozd G.Ya. Problemi na področju čiščenja odloženega blata iz čistilnih naprav in metode za njihovo reševanje // Oskrba z vodo in oskrba z vodo. 2014. št. 2. S. 20-30.
Drozd G.Ya. Nove tehnologije za odstranjevanje blata - pot do nizko odpadnih čistilnih naprav // Vodoochistka. Čiščenje vode. Oskrba z vodo. 2014. št. 3. S. 20-29.
Drozd G.Ya., Breus R.V., Bizirka I.I. Odloženo blato iz mestnih odplak. Koncept recikliranja // Lambert Academic Publishing. 2013. 153 str.
Drozd G.Ya. Predlogi za vključitev odloženega blata iz čistilnih naprav v gospodarski promet // Mater. Mednarodni kongres "ETEVK-2009". Jalta, 2009. C. 230-242.
Breus R.V., Drozd G.Ya. Metoda za izkoriščanje usedlin iz lokalnih odpadnih voda: Patent za model jedra št. 26095. Ukrajina. IPC CO2F1 / 52, CO2F1 / 56, CO4B 26/26 - št. U200612901. Appl. 12/06/2006. Objavljeno 09/10/2007. Bik. št. 14.
Breus R.V., Drozd G.Ya., Gusentsova E.S. Asfalt-beton sumish: Patent za model coris št. 17974. Ukrajina. IPC CO4B 26/26 - št. U200604831. Appl. 05/03/2006. Objavljeno 16. 10. 2006. Bik. št. 10.

Čistilne naprave: vprašanja delovanja, ekonomika, rekonstrukcija

Odlok Vlade Ruske federacije z dne 05.01.2015 št. 3 "O spremembah nekaterih aktov vlade Ruske federacije na področju odvajanja voda": kaj je novega?

V učbeniku so izpostavljeni načini ugotavljanja učinkovitosti čistilnih in čistilnih naprav ter naprav za obdelavo blata. Upoštevane so metode in tehnologije laboratorijskega in proizvodnega nadzora kakovosti naravnih, vodovodnih in odpadnih voda. Tretja izdaja istoimenskega učbenika je izšla leta 2004.
Za študente gradbenih tehničnih šol, ki študirajo na specialnosti 2912 "Oskrba z vodo in kanalizacija".

OCENA KAKOVOSTI NARAVNE, PITNE IN TEHNIČNE VODE.
Viri oskrbe z vodo v večini regij Ruske federacije so površinska voda reke (akumulacije) in jezera, ki predstavljajo 65-68 % celotnega vnosa vode. Spodaj je ocena kakovosti vode v njih, odvisno od nekaterih značilnih kazalnikov sestave: pH, slanost (vsebnost soli), trdota, vsebnost suspendiranih in organskih snovi ter fazno razpršeno stanje.

Primerjava ocenjenih in dejanskih kazalnikov sestave vode v virih Ruska federacija, lahko opazimo prevlado mehkih in zelo mehkih ter nizko in srednje mineraliziranih voda v njegovem azijskem delu in severnih regijah, t.j. nad večino države. Vsesplošno onesnaženje vodna telesa nečistoč antropogenega in tehnogenega izvora, opaženih v zadnjih letih, je posledica dotoka neprečiščene in premalo očiščene odpadne vode, gospodinjske in industrijske, taline in padavinske vode iz zajetij.

VSEBINA
UVOD
ODSEK 1. TEHNOLOŠKI NADZOR NAD NARAVNIH IN INDUSTRIJSKIH PROCESOV ČIŠČENJA VOD.»
1.1. Ocena kakovosti naravnih, pitnih in tehnično vodo
1.2. Laboratorijski in proizvodni nadzor kakovosti vode v sistemih oskrbe s pitno in industrijsko vodo
1.3. Nadzor procesov predobdelave vode, koagulacije, usedanja, filtriranja
1.4. Nadzor nad procesi dezinfekcije vode
1.5. Nadzor procesov fluoriranja, defluoriranja, odmrzovanja vode, odstranjevanja mangana
1.6. Nadzor procesov obdelave stabilizacijske vode. Odstranjevanje plina: kisik, vodikov sulfid
1.7. Nadzor nad procesi mehčanja, razsoljevanja in razsoljevanja vode
1.8. Nadzor hidrokemičnega načina delovanja sistemov za oskrbo s hladilno vodo
1.9. Nadzor postopka hlajenja vode
1.10. Vaje in naloge
2. ODDELEK TEHNOLOŠKI NADZOR PROCESOV ČIŠČENJA ODPADNIH VOD
2.1. Splošne določbe
2.2. Razvrstitev odpadnih voda. Vrste onesnaževal in metode za njihovo odstranjevanje
2.3. Nadzor mehanskih procesov čiščenja odpadne vode
2.4. Spremljanje delovanja naprav za aerobno biološko čiščenje odpadne vode
2.5. Nadzor nad procesi naknadnega čiščenja in dezinfekcije odpadne vode
2.6. Nadzor procesov obdelave blata. Procesi metanske fermentacije in nadzor delovanja digestorja
2.7. Spremljanje delovanja naprav za odvodnjavanje in sušenje blata
2.8. Nadzor postopkov čiščenja industrijskih odpadnih voda in metod za izločanje škodljivih snovi iz njih
2.9. Obvladovanje destruktivnih metod Čiščenje industrijskih odpadnih voda
2.10. Vaje in naloge
ZAKLJUČEK
LITERATURA.

Brezplačen prenos e-knjiga v priročni obliki, glejte in preberite:
Prenesite knjigo Nadzor kakovosti vode, Aleksejev L.S., 2009 - fileskachat.com, hitro in brezplačno.

Prenesite djvu
To knjigo lahko kupite spodaj najboljša cena s popustom z dostavo po vsej Rusiji.

Obdelava in odstranjevanje blata iz čistilnih naprav je zelo pereč problem za velika mesta v vseh visoko razvitih državah. Med postopkom čiščenja se v napravah za mehansko čiščenje oborijo suspendirane trdne snovi v odpadni vodi.

Količina surove usedline je neposredno odvisna od vsebnosti suspendiranih delcev v vodi in kakovosti čiščenja: višja kot je kakovost čiščenja, več se tvori usedline.

Na čistilnih napravah z biološko obdelavo se poleg surovega blata tvori tudi aktivno blato, katerega količina glede na suho snov lahko doseže 50 % celotne prostornine blata.

Blato je treba pred odstranjevanjem predhodno obdelati.

Namen obdelave- zmanjšanje vlažnosti in volumna usedlin, neprijetnega vonja, števila patogenih mikroorganizmov (virusi, bakterije ipd.) in škodljivih snovi; zmanjšanje stroškov prevoza in zagotavljanje okolju prijazne končne uporabe.

Za obdelavo padavin so zgrajeni posebni objekti:

metatanki;

aerobni stabilizatorji,

različne inštalacije za odvodnjavanje in sušenje,

mesta mulja.

Metatenki - to so hermetično zaprti rezervoarji, kjer anaerobne bakterije v termofilnih pogojih (t o \u003d 30 - 43 o C) fermentirajo surovi ostanek v primarnih in sekundarnih čistilnikih. Med fermentacijo se sproščajo plini: CH 4 , vodikH 2 , ogljikov dioksidCO 2 , amoniakNH 3 itd., ki se nato lahko uporabi za različne namene.

Aerobni stabilizatorji - gre za rezervoarje, kjer organski del dolgo časa mineralizirajo aerobni mikroorganizmi ob nenehnem čiščenju zraka. Obdelano blato se skladišči v blatnih ležiščih in se nato uporablja kot gnojilo.

Shranjene usedline, ki vsebujejo soli težkih kovin, kontaminirane s patogeno mikrofloro, jajčeci helmintov, virusi, predstavljajo nevarnost za okolje in zahtevajo izjemen pristop k načinu odlaganja in odstranjevanja.

Določeno nevarnost predstavlja tudi migracija škodljivih snovi v podtalnica. Sama odlagališča in odlagališča so lahko vir škodljivih emisij v ozračje. Emisija plinov se pojavlja tudi iz tal nekdanjih odlagališč odpadkov, odlagališč in med prevozom odpadkov.

Obseg in narava onesnaženja ozračja sta odvisna od parametrov tehnološkega procesa predelave padavin in od temperaturnega režima.

Za velike količine padavin se uporabljata dve kategoriji metod: toplotno sušenje in sežig. Toplotno sušenje ohranja organske snovi, ki se uporabljajo kot gnojilo. Ko se usedline zgorijo, se organske snovi pretvorijo v plinaste produkte.

V večini držav obstaja trend naraščanja količine požganega blata. Glavni dejavnik je rast cen zemljišč, zaradi česar je razvoj novih tehnologij stroškovno učinkovitejši in okoljsko učinkovitejši od širitve odlagališč.

Goreče padavine

Goreče padavine velja, če niso predmet drugih vrst obdelave in odstranjevanja. 25% blato, ki nastane v čistilnih napravah, se uporablja v kmetijstvu, 50% postavljenih na odlagališčih in v bližini 25% je zažgano.

Trenutno se čiščenje odpadne vode izvaja na čistilnih napravah po klasični shemi popolne biološke obdelave, pri kateri nastane mešanica surovega blata iz primarnih čistilnikov in odvečnega aktivnega blata.

Padavine- to je nerazkužena mokra (do 99,7 %) masa, ki vsebuje do 70 % organskih snovi.

Zaporedje postopkov za obdelavo blata je naslednje:

predobdelava na rešetkah;

mešanje blata iz primarnih usedalnikov z aktivnim blatom in precejanje mešanice na tanke rešetke;

obdelava z reagentom - flokulantom in dehidracija na sredinskih stiskalnicah;

transport dehidriranega blata v sežigalnice;

zgorevanje v pečeh "Pyrofluid" z fluidizirano plastjo peska.

odpadne vode

Čistilna naprava za odpadne vode

usedlina

pepel

Suspenzije, ki se sproščajo iz odpadkov in odpadne vode pri njihovi mehanski, biološki in fizikalno-kemični (reagentni) obdelavi, so usedline.

Lastnosti sedimentov je priporočljivo razdeliti na tiste, ki označujejo njihovo naravo in strukturo, ter na tiste, ki določajo njihovo obnašanje v procesu dehidracije.

Vpliv začetne kakovosti vode na dezinfekcijski učinek	Povečanje motnosti, barve in pH se poslabša	V prisotnosti organskih snovi v vodi se baktericidni učinek ne spremeni.	Ko se koncentracija suspendiranih snovi poveča, se baktericidna aktivnost zmanjša.	S povečanjem koncentracije suspendiranih trdnih snovi, temperature in sestave soli se	Prisotnost suspendiranih trdnih snovi dramatično zmanjša učinek dezinfekcije.	Ne vpliva
Vpliv na organoleptične lastnosti vode	Izboljša: oksidira fenole v izdelke, ki nimajo klorofenolnega vonja	Poslabša: vonj po jodu, ki izgine po 40-50 minutah	Izboljša: Odpravlja vonjave	Ne vpliva	Ne vpliva	Izboljša: odpravlja vonj
Obdobje po dejanju	Dan ali več, odvisno od odmerka			90-150 dni, odvisno od odmerka		Ne deluje na Escherichia coli
Čas dekontaminacije, min					Takoj
Metoda	Kloriranje	jodiranje	Ozoniranje	Zdravljenje s srebrnimi ioni	UV obdelava	Gama obsevanje

konstantna masa. V tekočih usedlinah je približno blizu koncentraciji suspendiranih trdnih snovi, določeni s filtracijo ali centrifugiranjem.

V hidrofilnih organskih usedlinah je ta indikator pogosto blizu vsebnosti organskih snovi in označuje vsebnost dušikovih snovi.

Elementna sestava je še posebej pomembna za organske usedline, predvsem z vidika indikatorjev, kot so vsebnost: ogljika in vodika za določitev stopnje stabilizacije ali določitev skupne kislosti; dušik in fosfor za oceno vrednosti gnojila usedline; težke kovine itd.

Za anorganske usedline je pogosto koristno določiti vsebnost Fe, Mg, Al, Cr, Ca soli (karbonatov in sulfatov) in Si.

Toksičnost. Kovine, ki jih vsebuje blato industrijskih odplak (baker, krom, kadmij, nikelj, cink, kositer), so strupene. Imajo sposobnost povzročiti različne vrste bioloških učinkov v človeškem telesu – splošno toksične, mutagene in embriotoksične. Stopnja strupenosti in nevarnosti različnih kovin ni enaka in jo je mogoče oceniti po Povprečni smrtonosni odmerki za laboratorijske živali. Rezultati poskusov kažejo, da sta krom in kadmij najbolj strupena za živali.

Glede na trenutno sprejete najvišje dovoljene koncentracije, ki poleg strupenosti upoštevajo tudi kumulativne lastnosti snovi, največjo nevarnost za javno zdravje predstavljajo kadmij, krom in nikelj; manj nevarna sta baker in cink.

Sedimenti iz čistilnih naprav galvanskih industrij, ki vsebujejo okside težkih kovin, spadajo v četrti razred nevarnosti, torej v snovi z nizko nevarnostjo.

Nastajanje blata z želenimi lastnostmi se prične z izbiro tistih metod čiščenja, ki zagotavljajo možnost recikliranja ali varnega skladiščenja blata, kar zmanjšuje stroške njihove dehidracije in sušenja.

Možnost varnega skladiščenja blata iz čistilnih naprav določajo naslednje značilnosti in lastnosti blata: navidezna viskoznost in s tem povezana fluidnost blata ter narava vode, ki jo vsebuje blato.

Navidezno viskoznost in s tem povezano fluidnost sedimentov lahko štejemo kot merilo intenzivnosti sil razmerja med delci. Omogoča tudi oceno tiksotropnega značaja oborine (sposobnost oborine, da tvori gel v mirovanju in se vrne v fluidnost tudi ob rahlem mešanju). Ta lastnost je zelo pomembna za oceno sposobnosti zbiranja, transporta in črpanja blata.

Blato ni newtonska tekočina, ker je ugotovljena viskoznost zelo relativna in je odvisna od uporabljene strižne napetosti.

Narava vode, ki jo vsebuje usedlina. Ta voda je vsota proste vode, ki jo je mogoče zlahka odstraniti, in vezane vode, vključno s koloidno hidratacijsko vodo, kapilarno vodo, celično vodo in kemično vezano vodo. Izolacija vezane vode zahteva precej truda. Na primer, celična voda se loči samo s toplotno obdelavo (sušenje ali sežiganje).

Približno vrednost tega razmerja lahko dobimo termogravimetrično, to je z izrisom krivulje izgube mase vzorca stisnjene usedline pri konstantni temperaturi in obdelavo v ustrezne pogoje. Točko, na kateri ima termogram prelom, lahko določimo s konstruiranjem odvisnosti K = f (5"), kjer je V- hitrost sušenja, g/min; S - Vsebnost suhe snovi v vzorcu, % (slika 2.6).

Razmerje med prosto in vezano vodo je odločilni dejavnik pri ocenjevanju razvodljivosti blata.

Iz sl. 2.6 je razvidno, da prvi kritični tok določa količino vode, ki jo je mogoče odstraniti iz blata s konstantno hitrostjo sušenja (faza 1), in predstavlja vsebnost suhe snovi v blatu po izgubi proste vode. Nato se vezana voda odstrani: najprej do točke S2 z linearnim razmerjem med zmanjšanjem hitrosti sušenja in povečanjem vsebnosti suhe snovi (faza 2), nato pa z močnejšim zmanjšanjem hitrosti zmanjšanja hitrosti sušenja (faza 3).

Ti dejavniki vključujejo: sposobnost tesnjenja; upornost; numerične značilnosti stisljivosti blata pod vplivom naraščajočega tlaka (stisljivost blata); določitev največjega odstotka suhe snovi v blatu pri danem tlaku.

Sposobnost stiskanja se določi z analizo sedimentacijske krivulje za usedline. Ta krivulja je narisana na podlagi laboratorijske raziskave v posodi, opremljeni s počasi delujočim mešalom. Krivulja označuje stopnjo ločevanja mase usedline v posodi glede na čas zadrževanja v njej.

Najpomembnejši kazalnik sposobnosti kanalizacijskega blata, da oddaja vlago, je upornost. Vrednost upornosti (g) je posploševalni parameter in je določena s formulo

kjer je P tlak (vakuum), pri katerem se usedlina filtrira; F- površina filtriranja; ri je viskoznost filtrata; Z - masa trdne faze oborine, odložene na filter po prejemu enote volumna filtrata;

Tukaj je t trajanje filtracije; V- količina oborine.

Vlažnost. Ta parameter upošteva spremembe v sestavi in lastnostih blata med njihovo predelavo in skladiščenjem.

Stisljivost usedlin. Ko se padec tlaka poveča, pore iz torte izginejo in odpornost proti filtraciji se poveča. Faktor stisljivosti blata (S) določeno s formulo

gr2 -gr{

Lgp2-lgi?" (2-5)

kjer sta r in r2 upornost usedline, izračunana po formuli (2.3) pri tlaku />, in P2.

Hitrost filtracije vode se bo povečala, ostala konstantna ali zmanjšala, ko se P poveča, odvisno od tega, ali je vrednost S manjša, enaka ali večja od ena.

Netopne kristalne snovi je običajno težko stisniti (5 blizu 0 oz< 0,3). Суспензии с гидрофильными частицами имеют высокую сжимаемость (5>0,5, ki doseže in včasih presega 1,0).

Za številne vrste organskega blata obstaja celo "kritični tlak", nad katerim se pore pogače zaprejo do te mere, da postane drenaža nemogoča. Na primer, za blato mestnih odplak je tlačna filtracija nad 1,5 MPa skoraj neučinkovita. Zato se domneva, da ima postopno povečevanje tlaka nekaj prednosti pri odlaganju zbijanja pogače.

Največja vsebnost suhe snovi v blatu pri danem tlaku. Vlaga v padavinah je lahko v kemičnih, fizikalno-kemijskih in fizikalno-mehanskih vezi s trdnimi delci, pa tudi v obliki proste vlage. Več ko je vezane vlage v usedlini, več energije je treba porabiti za njeno odstranitev. Povečanje vodnega donosa padavin dosežemo s prerazporeditvijo oblik vezave vlage s trdnimi delci v smeri povečanja proste vlage in zmanjševanja vezane vlage z različnimi metodami obdelave.

Študije odvisnosti filtracijskega koeficienta padavin od njihove vlažnosti so pokazale, da se z zmanjšanjem vlažnosti padavin zmanjšujejo tudi vrednosti filtrirnega koeficienta. Hkrati je mogoče opaziti določene vrednosti vlažnosti padavin, pod katerimi je koeficient filtracije malo odvisen od vlažnosti. Za hidroksidno blato odpadne vode iz naprav za galvanizacijo, it
leži v območju 67-70%, za usedline po galvanski koagulacijski obdelavi odpadne vode pa v območju 50-55%.

Moč. Uporaba enega samega kriterija vlažnosti za napovedovanje zmogljivosti skladiščenja blata odpadne vode ni dovolj. Zato se za oceno možnosti shranjevanja usedlin uporabljajo njihove trdnostne lastnosti - strižna trdnost in nosilnost, strupenost, izpiranje, vlaga, stabilnost (trdnost) in filtrabilnost.

Sposobnost pranja. Težke kovine se nahajajo v usedlinah v obliki hidroksidov ali slabo topnih soli, kot so karbonati, fosfati, kromati, sulfidi itd. Uporaba literaturnih podatkov o topnosti kovinskih spojin v vodi ne omogoča določitve razreda nevarnosti padavin. z zadostno natančnostjo, saj se med skladiščenjem usedlin pojavljajo kompleksni kemični procesi. Zanesljivejše podatke je mogoče pridobiti s testiranjem blata iz čistilnih naprav za izpiranje.

Količina izpranega onesnaženja je odvisna od številnih dejavnikov. Po fazni sestavi lahko blato iz čistilnih naprav označimo kot kristalna celica s topnimi in poltopnimi sestavinami in porami, napolnjenimi s tekočino. Tekoča faza sedimentov vsebuje sedimentne količine težkih kovin in raztopljenih soli v obliki anionov SO4, SG, CO2" itd. Med skladiščenjem usedlin pride do fizikalnega in kemičnega staranja kovinskih hidroksidov, zaradi česar se desorbirajo kationi. in anioni preidejo v tekočo fazo, se vrednost pH zmanjša in vsebnost soli poveča, kar prispeva k zmanjšanju produktov topnosti hidroksida. Ko so izpostavljeni usedlini izlužilne tekočine, se raztopijo poltopne spojine, kot je sadra, ki tudi vodi do povečanja slanosti tekoče faze. Če izlužna tekočina vsebuje anhidride kislin (žveplove, ogljikove, dušikove), se zmanjša tudi pH vrednost.

Eksperimentalno določanje izpiranja usedlin poteka v statičnih in dinamičnih pogojih. Bistvo statične študije je namakanje vzorcev usedlin v destilirano vodo brez mešanja in menjave vode, čemur sledi spremljanje vsebnosti izlužne komponente v vodi 6-12 mesecev. Dinamični poskus predvideva shranjevanje vzorcev v naravnih razmerah na posebej opremljenih mestih, kjer so izpostavljeni vsem vrstam zunanjih atmosferskih vplivov (dež, zmrzovanje itd.). Izpiranje elementa nadzorujemo tako v vzorcih vode, odvzetih z mesta, kot tudi z izgubo v sedimentu med poskusom (6-12 mesecev ali več).

Donos vode v usedlinah je v veliki meri odvisen od velikosti njihove trdne faze. Manjši kot so delci, slabši je donos vode iz padavin. Organski del usedline hitro zgnije, medtem ko se število koloidnih in drobnih delcev poveča, kar povzroči zmanjšanje izgube vode.

Na sl. Slika 2.7 prikazuje tipičen procesni tok, ki se uporablja za obdelavo blata iz čistilnih naprav.

moderno tehnična sredstva mogoče doseči kakršno koli stopnjo zmanjšanja vlage.

Trenutno se uporabljajo štiri metode zbijanja in zgoščevanja usedlin (glej sliko 2.7): gravitacija, flotacija, zgoščevanje v centrifugalnem polju in filtracija.

Gravitacijsko zbijanje je najpogostejši način stiskanja usedlin. Je enostaven za uporabo in relativno poceni. Čas stiskanja je nastavljen eksperimentalno in je lahko zelo različen - od 2 do 24 ur ali več.

Da bi skrajšali čas zbijanja, pridobili usedlino z nižjo vsebnostjo vlage in zmanjšali odvzem suspendiranih snovi iz kompaktorja, se uporabljajo različne metode: mešanje med stiskanjem, ciklično zgoščevanje, koagulacija, zbijanje fug. različne vrste padavinsko in termogravitacijsko metodo.

Pri mešanju usedline med zbijanjem pride do delnega uničenja neprekinjene prostorske strukture usedline. Lopatice mešalnika, ki odrivajo med seboj raztrgane dele strukturiranega blata, ustvarjajo pogoje za nemoteno sproščanje proste vlage, ki jo je predhodno zajela in zadržala prostorska struktura blata. Počasno mešanje prispeva k zbliževanju posameznih delcev usedline, kar vodi do njihove koagulacije s tvorbo velikih agregatov, ki se pod delovanjem lastne mase intenzivneje stisnejo.

Na sl. 2.8 prikazuje odvisnost stopnje zgoščenosti usedline od trajanja in hitrosti mešanja v paličnem mešalniku.

Največji učinek zbijanja je bil dosežen pri hitrostih mešanja konca lopatic mešalnika 0,04 m/s, vsebnost suspendiranih trdnih snovi v očiščeni vodi ni presegla 50 mg/dm3.

Ciklično zgoščevanje poteka tako, da se zgoščeno blato zaporedoma kopiči iz več zgoščevalnih ciklov s počasnim mešanjem s paličnim mešalnikom in po vsakem zgoščevalnem ciklu izčrpa očiščeno vodo. Učinkovitost cikličnega procesa zgoščevanja je mogoče razložiti s tem, da se s povečanjem hidrostatičnega tlaka, ki ga določa število zaporednih ciklov zgoščevanja blata, in počasnim mehanskim mešanjem intenzivneje kot pri enem polnjenju opazimo sekundarno flokulacijo v prejšnjih koagulirano blato, kar vodi do obtežitve kosmičev in pospeševanja ugreza zbijanja.

Povečanje hidrostatičnega tlaka zgornjih plasti odebeljene usedline na spodnje vodi do deformacije strukture usedline, ki jo spremlja prehod dela vode, vezane v flokulantnih strukturah usedline, v prosto vodo, ki se odstrani. s filtracijo skozi porni prostor odebeljene plasti usedline.

Kot koagulanti se uporabljajo različne mineralne in organske spojine. V sistemu upravljanja z reagenti se kakovost raztopin reagentov (železov klorid in apno) nadzira s koncentracijo aktivne snovi v njih. Potreben je skrben nadzor raztopin reagentov, saj njihov presežek ne izboljša filtrabilnosti usedlin, hkrati pa prekomerna poraba redkih snovi povzroči nerazumno zvišanje stroškov delovanja.

Pri metodi termografskega zbijanja se oborina segreje. Med segrevanjem se hidratacijska lupina okrog delcev usedline uniči, del vezane vode preide v prosto vodo, zato se izboljša proces zbijanja. Optimalna temperatura za ogrevanje aktivnega blata iz odpadne vode iz hidroliznih naprav je 80-90°C. Po segrevanju 20-30 minut, ki mu sledi zadrževanje blata in zbijanje, se njegova vsebnost vlage zmanjša z 99,5 na 96-95%. Skupni čas obdelave je 50-80 minut.

Flotacija. Prednost te metode je, da jo je mogoče nadzorovati s spreminjanjem parametrov sproti. Pomanjkljivosti metode vključujejo višje obratovalne stroške in nezmožnost kopičenja velike količine usedline v kompaktorju.

Običajno se uporablja rotorsko, električno in tlačno flotacijo. Slednji je najbolj razširjen.

Pri načrtovanju flotacijskega kompaktorja je predpisana specifična obremenitev suhe snovi 5-13 kg / (m2 x h) in hidravlična obremenitev manjša od 5 m3 / (m2 x h); vzamemo koncentracijo stisnjene usedline: brez polielektrolitov 3-4,5% po suhi snovi, z uporabo polielektrolitov 3,5-6% v skladu z odmerkom polielektrolita in obremenitvijo.

Prostornino zbiralnika blata je treba načrtovati za več ur, saj po tem času zračni mehurčki zapustijo blato in ponovno pridobi normalno specifično težo.

Tesnilo za filtriranje. Filtracija se najpogosteje uporablja kot metoda mehanske dehidracije blata, redko pa se uporablja za njihovo zgoščevanje. Pogoste so naslednje vrste sodobnih tesnilnih filtrov: bobnasti filter, boben cedilo in posodo za filter.

Za anaerobno razgradnjo se običajno uporabljata dva temperaturna režima: mezofilni pri temperaturi 30-35°C in termofilni pri temperaturi 52-55°C.

Nadzor procesov metanske fermentacije vključuje sistem meritev in analiz trdnih, tekočih in plinastih faz. Merjenje količine vhodnih padavin in aktivnega blata po volumnu omogoča izračun dnevne doze obremenitve digestorja po prostornini D v %. Celoten volumen digestorja se vzame za 100 %. Količina vhodnih padavin na dan, izražena kot odstotek celotne prostornine digestorja, je volumetrična doza obremenitve strukture. To vrednost je mogoče izraziti bodisi kot odstotek celotne prostornine digestorja bodisi v delcih enote njegove prostornine, to je v m3 usedline na 1 m3 prostornine na dan. Na primer, če je odmerek D \u003d 8%, potem je druga različica izraza za to vrednost 0,08 m3 / (m3 x dan).

Predvideva se, da se med postopkom fermentacije volumen usedline in skupna količina vode, ki vstopi v digestor, ne spremenita. Tako je v računovodstvu zanemarjena količina vlage, ki vstopi s pregreto paro (uporablja se za segrevanje fermentirane mase) in se izgubi tudi z odstranjenimi fermentacijskimi plini.

Vsaj 1-2 krat na teden se za vhodno in prežgano blato izvajajo analize za določitev njihove vlažnosti in pepela. Ob poznavanju vsebnosti vlage in pepela začetnih usedlin, pa tudi D, ni težko izračunati polnilne doze digestorja z uporabo brezpepelne snovi Dbz. Ta vrednost, merjena v kilogramih brezpepelne snovi na 1 m3 prostornine konstrukcije na dan, je podobna obremenitvi na enoto prostornine, določeni za aerocisterne. Glede na vrsto naloženih usedlin in njihove značilnosti glede na vsebnost vlage in pepela se vrednost D63 zelo razlikuje: za mezofilni način fermentacije od 1,5 do 6 kg / (m3 x dan), za termofilni način pa od 2,5 do 12 kg / (m3 x dan).

Med delovanjem digestorjev se kemična analiza usedlin na vsebnost plinotvornih komponent, pa tudi fosfatov, površinsko aktivnih snovi in skupnega dušika običajno izvaja enkrat na četrtletje (manj kot enkrat na mesec). Analiza je narejena iz povprečnih vzorcev, zbranih v obdobju študije. Uporabimo posušene oborine, ki ostanejo po določitvi vsebnosti vlage.

Obračun količine fermentacijskih plinov se izvaja neprekinjeno z uporabo avtomatskih registracijskih naprav. Kemična analiza sestave plinov se izvaja enkrat na desetletje ali mesec. Določimo CH4, H2, CO2, N2 in 02. Če je proces stabilen, potem vsebnost H2 - produkta prve faze fermentacije - ne sme presegati 2 %, vsebnost CO2 ne sme presegati 30-35 % . V tem primeru mora biti kisik odsoten, saj je ta proces strogo anaeroben. Prisotnost kisika se zazna le zaradi neupoštevanja popolne izolacije instrumentov, ki se uporabljajo za analizo, od atmosferskega zraka. Količina metana je običajno 60-65%, dušika - ne več kot 1-2%. Če se običajna razmerja v sestavi plinov spremenijo, je treba razloge iskati v kršitvi režima fermentacije.

Globoke in dolgotrajne spremembe v sestavi plinov, izražene v zmanjšanju odstotka metana in povečanju vsebnosti ogljikovega dioksida, so lahko dokaz skisanja digestorja, kar bo nujno vplivalo na kemično sestavo vrelca. intersticijske vode. V njem se bodo v velikih količinah pojavljali produkti kislinske faze, zlasti nižje maščobne kisline (LFA), s hkratnim zmanjšanjem alkalnosti intersticijske vode, ki jo poleg NFA določa vsebnost karbonatnih in hidrokarbonatnih spojin.

V tem primeru pride do močnega padca donosa plina na enoto prostornine naložene usedline in znižanja pH vrednosti na 5,0. V plinih kisle fermentacije se pojavi vodikov sulfid H2S, metan CH4 se zmanjša, koncentracija ogljikovega dioksida CO2 pa močno naraste. Vse to spremlja nastajanje pene in kopičenje goste skorje v digestorju.

Pri stabilnem režimu fermentacije je vsebnost SFA v intersticijski vodi na ravni 5-15 mg-eq/dm3, alkalnost pa 70-90 mg-eq/dm3. Vsota vseh organskih kislin je določena z ekvivalentom ocetne kisline, alkalnost pa z ekvivalentom bikarbonatnega iona.

Kemično sestavo intersticijske vode določimo 1-3 krat na teden (po urniku za določanje vsebnosti vlage v usedlinah). Poleg tega v intersticijski vodi določite vsebnost dušika v amonijevih soli, ki se pojavi kot posledica razgradnje beljakovinskih komponent. Pri normalnem delovanju digestorja je koncentracija dušika amonijevih soli v intersticijski vodi od 500 do 800 mg/dm3.

Glede na analizo in meritve se izvedejo številni izračuni, na podlagi katerih se določita D in D63, odstotek razgradnje nepepelne snovi padavin P63 (upoštevano s spremembami vlažnosti in vsebnosti pepela) , kot tudi izpust plina Рg, izhod plina iz 1 kg obremenjene suhe snovi in 1 kg fermentirane brezpepelne snovi ter poraba pare na 1 m3 usedline.

Vzroki za kršitve normalne fermentacije so lahko: visok odmerek obremenitve digestorja s svežim blatom, močno nihanje temperature in nalaganje nečistoč, ki jih ni mogoče prebaviti, v digestor. Zaradi vpliva teh vzrokov se aktivnost mikroorganizmov, ki proizvajajo metan, zavira in intenzivnost procesa fermentacije blata se zmanjša.

Obračun delovanja digestorja se izvede v obliki, ki je navedena v tabeli. 2.17.

Med zagonom se najprej preveri tesnost digestorjev, prisotnost varnostni ventili, pa tudi prisotnost in delovanje mešalnih naprav; Opozoriti je treba na možnost iskrenja zaradi morebitne zajede jeklenih vrtečih se delov na fiksnih konstrukcijskih delih.

Tabela 2.17

Izkaz mesečnega obračuna dela digestorjev

Za avtomatsko kontrolo tehnoloških parametrov delujočih digestorjev se uporabljajo naslednje naprave.

1. Naprave za spremljanje onesnaženosti prostorov s plinom in signalizacijo eksplozijsko varne (do 2 %) vsebnosti plina v zraku. Senzor signalne naprave je nameščen na steni v injekcijskem prostoru, indikacijska naprava pa je nameščena na upravljalni plošči, ki jo je mogoče odstraniti s senzorja na razdalji do 500 m. Ko se izredna koncentracija metana v zrak doseže, se avtomatsko vklopi zasilni ventilator in zvočni (svetlobni) signal zasilnega dogodka.

2. Naprava za nadzor temperature blata. Vključuje primarno napravo - bakreno ali platinasto toplotno upornost v tulcu, vgrajenem v rezervoar digestorja, in sekundarno napravo na nadzorni plošči.

3. Za merjenje pretoka plina iz digestorjev se kot primarni pretvornik uporablja membranski ali zvonasti diferencialni manometer, kot sekundarni pa zapisovalnik. Količina sproščenega plina se beleži dnevno.

Poleg tega tipične izvedbe digestorjev predvidevajo merjenje temperature plina v plinovodih iz vsakega digestorja in merjenje tlaka plina.

Nadzor procesov metanske fermentacije se izvaja za doseganje naslednjih ciljev:

Zmanjšanje trajanja prebave, ko je dosežena določena stopnja razpadanja, da se zmanjša obseg struktur in posledično kapitalski stroški;

Povečanje količine bioplina, ki se sprošča med procesom fermentacije, da se z njim zmanjšajo stroški ogrevanja samih digestorjev in dodatno pridobijo druge vrste energije;

Povečanje vsebnosti metana v bioplinu za povečanje njegove kurilne vrednosti in učinkovitosti izrabe;

Doseganje dobrih lastnosti zbijanja in sproščanja vode prežvečenega blata za zmanjšanje stroškov objektov za njegovo odvodnjavanje.

Glavna naloga obdelave blata iz čistilnih naprav je pridobiti končni izdelek, katerega lastnosti omogočajo njegovo uporabo v interesu Nacionalno gospodarstvo ali zmanjšati škodo, ki jo povzroči okolje. Tehnološke sheme, ki se uporabljajo za izvajanje te naloge, so zelo raznolike.

Tehnološke postopke za obdelavo blata iz čistilnih naprav za mehansko, fizikalno, kemično in biološko čiščenje lahko razdelimo na naslednje glavne stopnje: zbijanje (zgostitev), stabilizacija organskega dela, kondicioniranje, dehidracija, toplotna obdelava, recikliranje dragocenih izdelkov ali odstranjevanje usedlin (shema 2) .

Slika 5 - Faze in metode obdelave blata iz čistilnih naprav

Zbijanje padavin

Zbijanje blata je povezano z odstranjevanjem proste vlage in je nujna faza v vseh tehnoloških shemah obdelave blata. Med zbijanjem se v povprečju odstrani 60 % vlage in masa usedline se zmanjša za 2,5-krat.

Za zbijanje se uporabljajo gravitacijske, filtracijske, centrifugalne in vibracijske metode. Najpogosteje je gravitacijsko zbijanje. Temelji na usedanju delcev dispergirane faze. Navpični ali radialni usedalniki se uporabljajo kot zgoščevalci blata.

Zbijanje aktivnega blata v nasprotju z zbijanjem surovega blata spremlja sprememba lastnosti blata. Aktivno blato kot koloidni sistem ima visoko strukturno sposobnost, zaradi česar njegovo zbijanje vodi do prehoda dela proste vode v vezano stanje, povečanje vsebnosti vezane vode v blatu pa vodi do poslabšanja izgube vode.

Z uporabo posebnih metod obdelave, na primer obdelave s kemičnimi reagenti, je mogoče doseči prehod dela vezane vode v prosto stanje. Vendar pa je pomemben del vezane vode mogoče odstraniti le z izhlapevanjem.

Stabilizacija blata

Anaerobna stabilizacija

Anaerobna digestija je glavna metoda odstranjevanja komunalnega blata. Fermentacija se imenuje metanska fermentacija, saj kot posledica razgradnje organske snovi v usedlinah nastane metan kot eden glavnih produktov.

Biokemični proces metanske fermentacije temelji na sposobnosti združb mikroorganizmov, da med življenjsko aktivnostjo oksidirajo organske snovi iz čistilnega blata.

Industrijsko metansko fermentacijo izvaja širok spekter bakterijskih kultur. Teoretično se upošteva fermentacija usedlin, ki je sestavljena iz dveh faz: kisle in alkalne.

V prvi fazi kisle ali vodikove fermentacije se kompleksne organske snovi usedline in blata pod delovanjem zunajceličnih bakterijskih encimov najprej hidrolizirajo v enostavnejše: beljakovine v peptide in aminokisline, maščobe v glicerol in maščobne kisline, ogljikovi hidrati - do preprostih sladkorjev. Nadaljnje transformacije teh snovi v bakterijskih celicah vodijo do tvorbe končnih produktov prve faze, predvsem organskih kislin. Več kot 90 % nastalih kislin je maslene, propionske in ocetne kisline. Nastajajo tudi druge relativno preproste organske snovi (aldehidi, alkoholi) in anorganske snovi (amoniak, vodikov sulfid, ogljikov dioksid, vodik).

Kislo fazo fermentacije izvajajo navadni saprofiti: fakultativni anaerobi, kot so mlečnokislinske, propionskokislinske bakterije in strogi (obvezni) anaerobi, kot so maslene, acetonobutilne, celulozne bakterije. Večina bakterijskih vrst, ki so odgovorne za prvo fazo fermentacije, tvori spore. V drugi fazi alkalne ali metanske fermentacije se iz končnih produktov prve faze tvorita metan in ogljikova kislina, ki sta posledica vitalne aktivnosti bakterij, ki tvorijo metan - obveznih anaerobov, ki ne nosijo spor, zelo občutljivih na okoljske razmere. .

Metan nastane kot posledica redukcije CO 2 ali metilne skupine ocetne kisline:

kjer je AH 2 organska snov, ki služi kot darovalec vodika za bakterije, ki tvorijo metan; običajno so to maščobne kisline (razen ocetne) in alkoholi (razen metila).

Številne vrste bakterij, ki tvorijo metan, oksidirajo molekularni vodik, ki nastane v kisli fazi, nato pa ima reakcija tvorbe metana obliko:

Mikroorganizmi, ki uporabljajo ocetno kislino in metil alkohol, izvajajo naslednje reakcije:

Vse te reakcije so vir energije za bakterije, ki proizvajajo metan, in vsaka od njih je serija zaporednih encimskih transformacij izhodnega materiala. Zdaj je bilo ugotovljeno, da vitamin B 12 sodeluje v procesu nastajanja metana, ki mu pripisujejo glavno vlogo pri prenosu vodika v energijskih redoks reakcijah pri bakterijah, ki tvorijo metan.

Menijo, da so hitrosti transformacije snovi v kisli in metanski fazi enake, zato pri stabilnem procesu fermentacije ni kopičenja kislin - produktov prve faze.

Za proces fermentacije so značilni sestava in prostornina sproščenega plina, kakovost intersticijske vode in kemična sestava prežvečenega blata.

Nastali plin je sestavljen predvsem iz metana in ogljikovega dioksida. Med normalno (alkalno) fermentacijo lahko vodik kot produkt prve faze ostane v plinu v volumnu največ 1–2 %, saj ga bakterije, ki tvorijo metan, uporabljajo v redoks reakcijah energetske presnove.

Vodikov sulfid H 2 S, ki se sprosti med razgradnjo beljakovin, praktično ne vstopi v plin, saj se v prisotnosti amoniaka zlahka veže z razpoložljivimi železovimi ioni v koloidni železov sulfid.

Končni produkt amonifikacije beljakovinskih snovi, amoniak, se veže z ogljikovo kislino in tvori karbonate in bikarbonate, ki povzročajo visoko alkalnost intersticijske vode.

Odvisno od kemične sestave usedlin med fermentacijo se na 1 m 3 usedline sprosti od 5 do 15 m 3 plina.

Hitrost procesa fermentacije je odvisna od temperature. Torej, pri temperaturi usedline 25 - 27 ° C, postopek traja 25 - 30 dni; pri 10°C se njegovo trajanje poveča na 4 mesece ali več. Za pospešitev fermentacije in zmanjšanje prostornine potrebnih za to naprav se uporablja umetno segrevanje blata na temperaturo 30 -35 ° C ali 50 - 55 ° C.

Za normalen proces metanske fermentacije je značilna rahlo alkalna reakcija medija (pH? 7.b), visoka alkalnost intersticijske vode (65–90 mg-eq/l) in nizka vsebnost maščobnih kislin (do 5–12 mg-eq/l). Koncentracija amonijevega dušika v intersticijski vodi doseže 500 - 800 mg/l.

Motnje v procesu so lahko posledica preobremenitve objekta, spremembe temperaturni režim, vnos strupenih snovi z usedlino itd. Motnja se kaže v kopičenju maščobnih kislin, zmanjšanju alkalnosti intersticijske vode in padcu pH. Prostornina nastalega plina se močno zmanjša, v plinu se poveča vsebnost ogljikove kisline in vodika, produktov kisle faze fermentacije.

Bakterije, ki tvorijo kislino, odgovorne za prvo fazo fermentacije, so bolj odporne na vse vrste neugodne razmere, vključno s preobremenitvijo. Z njimi so v veliki meri posejane usedline, ki vstopajo v fermentacijo. Bakterije, ki se hitro razmnožujejo in tvorijo kislino, povečajo sposobnost asimilacije bakterijske mase in se tako prilagodijo povečanim obremenitvam. V tem primeru se hitrost prve faze poveča in v mediju se pojavi velika količina maščobnih kislin.

Bakterije metana se zelo počasi razmnožujejo. Generacijski čas nekaterih vrst je več dni, zato ne morejo hitro povečati števila kultur, njihova vsebnost v surovi usedlini pa je zanemarljiva. Takoj, ko je nevtralizirajoča sposobnost fermentacijske mase (rezerva alkalnosti) izčrpana, pH močno pade, kar vodi v smrt bakterij, ki tvorijo metan.

Za normalno fermentacijo blata je zelo pomembna sestava odpadne vode, zlasti prisotnost v njih takšnih snovi, ki zavirajo ali paralizirajo vitalno aktivnost mikroorganizmov, ki izvajajo proces fermentacije blata. Zato je treba vprašanje možnosti skupnega čiščenja industrijskih in gospodinjskih odpadnih voda rešiti v vsakem posameznem primeru, odvisno od njihove narave in fizikalno-kemijske sestave.

Pri mešanju gospodinjske odpadne vode z industrijsko odpadno vodo je potrebno, da ima mešanica odpadne vode pH = 7 - 8 in temperaturo, ki ni nižja od 6 ° C in ne višja.

30°C. Vsebnost strupenih ali škodljivih snovi ne sme presegati mejne vrednosti dovoljena koncentracija za mikroorganizme, ki rastejo v anaerobnih pogojih. Na primer, ko je vsebnost bakra v usedlini več kot 0,5 % suhe snovi blata, se biokemične reakcije druge faze procesa fermentacije upočasnijo in reakcije kisle faze se pospešijo. Pri odmerku natrijevega hidroarsenita 0,037 % mase brezpepelne snovi sveže usedline se proces razgradnje organske snovi upočasni.

Za predelavo in fermentacijo surovega blata se uporabljajo tri vrste konstrukcij: 1) greznice (greznice); 2) dvonadstropne usedline; 3) digestorji.

V greznicah se voda zbistri, usedlina, ki je izpadla iz nje, pa hkrati gnije. Greznice se trenutno uporabljajo na postajah z majhnim pretokom.

V dvonadstropnih usedlinah je usedalni del ločen od gnilne (septične) komore, ki se nahaja v spodnjem delu. Razvoj zasnove dvonadstropnega usedalnika je čistilec-razkrojevalnik.

Za obdelavo blata so trenutno najbolj razširjeni digestorji, ki služijo le za fermentacijo blata z umetnim segrevanjem in mešanjem.

Prebavljeno blato ima visoka vlažnost(95 - 98 %), kar otežuje uporabo v kmetijstvu za gnojilo (zaradi težav pri premikanju z običajnimi vozil brez tlačnih distribucijskih omrežij). Vlažnost je glavni dejavnik, ki določa količino usedline. Zato je glavna naloga obdelave blata zmanjšanje njegove prostornine z ločevanjem vode in pridobivanjem premičnega izdelka.