Материал: Обработка осадков, выделенных при очистке природных и сточных вод. Куралесин А.В., Бахметьев А.В

нию компонентов по беззольному веществу. Пример расчета метантенков приведен в [5, п. 6.1, с. 227, п. 6.21, с. 247 и п. 6.23, с. 248 ].

Весовое количество газа, получаемого при сбраживании (биогаза), следует принимать 0,9 л на 1 г распавшегося беззольного вещества осадка, теплотворная способность - 5500 ккал/м3. Пример расчета выхода газа представлен в [5, п. 6.5, с. 233]

5.1.1.Газгольдеры

Впроцессе сбраживания осадков выделение газа неравномерно. Для поддержания постоянного давления в газовой сети на тупиковых концах ее устанавливают аккумулирующие газгольдеры. Мокрый газгольдер состоит из резервуара, заполненного водой, и колокола, перемещающегося на роликах по вертикальным направляющим. Вес колокола уравновешивается противодавлением газа. Благодаря этому при изменении объема газа под колоколом давление

вгазгольдере и газовой сети остается постоянным. При невозможности сбора газа метантенков предусматривают его сжигание, используя специальное устройство - газовую свечу.

Проектирование газового хозяйства метантенков (газосборных пунктов, газовой сети, газгольдеров и т.п.) необходимо осуществлять в соответствии с [13]. Основные размеры газгольдеров приведены в табл. 12.

Таблица 12

Основные параметры газгольдеров

5.2. Аэробные стабилизаторы

Аэробная стабилизация осадков сточных вод - процесс окисления органических загрязнений в аэробных условиях.

21

Аэробной стабилизации может подвергаться неуплотненный и уплотненный избыточный активный ил и его смесь с осадком первичных отстойников. Степень распада органического вещества и продолжительность процесса зависят от соотношения количеств сырого осадка и активного ила, концентрации органических веществ, интенсивности аэрации, температуры и пр. Продолжительность процесса - 2-5 сут для неуплотненного ила, 6-7 сут для смеси неуплотненного ила и осадка из первичных отстойников и 8-12 сут для смеси уплотненного ила и осадка. Удельный расход воздуха следует принимать 1-2 м3/ч на 1 м3 объема стабилизатора при интенсивности аэрации не менее 6м3/(м2ч).

Аэробная стабилизация осадков проводится обычно в сооружениях типа аэротенков глубиной 3-5 м. Использование других емкостей, построенных на станциях аэрации, например переоборудованных отстойников, уплотнителей и неиспользуемых метантенков, может привести к ухудшению эффективности процесса и увеличению расхода электроэнергии.

Отстаивание и уплотнение аэробно стабилизированного осадка следует производить в течение 1,5-5 ч в отдельно стоящих илоуплотнителях или в специально выделенной зоне внутри стабилизатора. Влажность уплотненного осадка 96,5-98,5 %. Иловая вода должна направляться в аэротенки.

Исходя из приведенных данных определяется вместимость стабилизатора и назначаются его размеры и подбираются компрессоры.

Аэробная стабилизация осадков проводится обычно в сооружениях типа аэротенков глубиной 3-5 м.

Процесс аэробной стабилизации может осуществляться по нескольким схемам. Простейшей является схема, применяемая на очистных сооружениях при отсутствии первичных отстойников. При этом избыточный активный ил поступает в стабилизатор непосредственно из вторичных отстойников или после илоуплотнителей (рис. 8, а, б). Возможна совместная стабилизация осадка из первичных отстойников с уплотненным активным илом (рис. 8, в).

По (рис. 8, г) в стабилизатор подают осадок из первичных отстойников и неуплотненный активный ил. Стабилизированный осадок направляется в илоуплотнитель. После уплотнения основная масса осадка возвращается в стабилизатор (рециркуляция), а меньшая часть направляется на дальнейшую обработку. По этой схеме осадок промывается большим количеством воды. Хотя время пребывания осадка в стабилизаторе сокращается, но существенно улучшается его водоотдача.

Перспективными являются схемы анаэробно-аэробной обработки смеси осадка и ила (рис. 8, д). Анаэробный реактор работает как обычный одноступенчатый метантенк, в котором при увеличении продолжительности сбраживания достигается глубокая стабилизация органического вещества с высоким выходом газа. В этом случае аэробный реактор рассчитывают исходя из периода и температуры, необходимых только для улучшения водоотдачи стабилизированного осадка. При более коротком периоде анаэробной стадии происходит неполное сбраживание с потерей 15-20 % газа. Поэтому продолжительность

22

аэробного процесса долж на быть увеличена для повышения необходимой степени стабилизации органического вещества.

Мезофильное сбраживание в течение 6 суток с после дующей аэробной стабилизацией в течение 3-4 суток позволяет значительно улучшить водоотдающие свойства осадка. При сочетании термофильного сбр аживания с аэробной минерализацией дост игается обеззараживание осадка и хорошие показатели влагоотдачи.

Однако значительны е энергетические затраты на аэрацию ограничивают целесообразность использования этого процесса на очист ных сооружениях производительностью более 50-100 тыс. м3/сут.

Рис. 8. Схемы аэробной стабилизации осадка [1, с. 478]:

а) подача избыточного активного ила в стабилизатор из втори чных отстойников; б) подача избыточного активного ила в стабилизатор из илоуплотнителей; г) подача в стабилизатор осадка из первичных отстойников и неуплотненного активного ила; д) схемы а наэробно-аэробной обработки смеси осадка и ила

I - подача сточной воды; 2 - решетка и песколовка; 3 - перви чный отстойник; 4 - аэротенк; 5 - вторичный отстойник; 6 - очищенные сточные воды; 7 – избыточный активный ил; 8 - уплотнитель; 9 - иловая вода; 10 - стабилизатор;

11 - осадок из первич ного отстойника; 12 - стабилизированный осадок; 13 - циркуля ция уплотненного осадка; 14 - метантенк

23

Зависимость продолжительности аэробной стабилизации осадков от их качества представлена в табл. 13

Таблица 13 Продолжительность аэробной стабилизации в зависимости

от типа осадков и температуры

Объём аэробного стабилизатора определяется по формуле

Пример расчета аэробного стабилизатора представлен в [5, с. 230; 9, пп. 4.4; 4.5].

6. Обезвоживание осадков сточных вод

Все жидкие осадки должны обезвоживаться до влажности не более 82 % естественным или механическим методами с использованием обезвоживающего оборудования

При новом проектировании очистных сооружений с нагрузкой свыше 15 тыс. ЭЧЖ надлежит предусматривать обезвоживание осадков механическими методами, иловые площадки допускаются только в качестве резервных сооружений.

Для механического обезвоживания осадков рекомендуется использовать центрифуги и ленточные фильтр-прессы. При обосновании допускается использовать камерные фильтр-прессы, шнековые прессы и другое оборудование.

6.1. Песковые площадки

Песок из песколовок выгружается с большим количеством воды (влажность пульпы 98-99 %), что вызывает необходимость его обезвоживания. Для этой цели устраивают песковые бункеры, песковые площадки или накопители песка, обычно располагаемые вблизи песколовок.

На станциях производительностью до 75 тыс. м3 в сутки для обезвоживания песка рекомендуется предусматривать устройство песковых бункеров, при-

24

способленных для последующей погрузки песка в автомаши ны. Вместимость бункеров рекомендуется рассчитывать на 1,5 - 5-суточное хранение песка. Для повышения эффективности отмывки песка следует применять бункеры в сочетании с напорными гидроциклонами диаметром 100 мм и напором пульпы перед гидроциклоном 0,2 М Па. Дренажная вода из песковых бункеров должна возвращаться в канал перед песколовками.

Для больших станций очистки сточных вод рекомен дуется устраивать песковые площадки. Их устраивают с ограждающими валиками высотой 1-2 м (рис. 9). Размеры площадок принимают из условия напуска песка слоем до 5 м в год (с периодической выгрузкой подсушенного песка); высота слоя напуска песка в накопителе составляет до 3 м в год.

Удаление воды с площадок и из накопителей следует п роизводить через водосливы с переменной о тметкой порога и перекачивать ее в канал перед песколовками или направлят ь в резервуар местной насосной станции с последующей перекачкой на очистные сооружения.

Рис. 9. Песковая площадка [1, с. 492]:

1 - пескопровод диаметр ом 200 мм от песколовок; 2 - разводя щий лоток сечением 200x200 мм (i = 0,01); 3 - трубопровод диаметром 200 мм

для отвода дренажной воды

25