Что такое осадок при очистке сточных вод? Практическое руководство для операторов предприятий

Что такое осадок при очистке сточных вод?

Каждая станция очистки сточных вод генерирует остаточный поток, который нельзя игнорировать: шлам. Из первичного осветлителя, вторичного осветлителя и резервуара химической флокуляции осевшие загрязняющие вещества собираются в виде темной вязкой суспензии, которая еще не 95–99% воды по весу . Другими словами, «отходы», выходящие из очистных сооружений, в основном представляют собой воду, которую они должны были удалить из входящего потока.

Агентство по охране окружающей среды США определяет осадок сточных вод как твердый, полутвердый или жидкий остаток, образующийся при очистке городских сточных вод. Британская энциклопедия использует аналогичное определение: твердый, полутвердый или жидкий остаточный материал, образующийся как побочный продукт процессов очистки сточных вод. После того, как ил стабилизирован в соответствии с нормативными стандартами для полезного повторного использования, его называют твердыми биологическими веществами.

Состав осадка меняется в зависимости от источника. В городские очистные сооружения ил богат бытовой органикой, азотом и фосфором; на промышленной площадке он может содержать химические осадки, тяжелые металлы или масла. Что остается неизменным, так это задача: сконцентрировать твердые частицы, снизить содержание воды и стабилизировать оставшийся материал перед утилизацией или повторным использованием.

В таблице ниже суммированы фракции, которые имеют наибольшее значение для принятия решения о лечении.

Как образуется ил в линии очистки?

Шлам не является единым материалом. Он образуется на разных этапах процесса, и точка происхождения определяет, как осадок ведет себя в обезвоживающем оборудовании.

Первичный ил

После просеивания и удаления песка первичный осветлитель отделяет самые тяжелые органические вещества. Первичный ил содержит около 50–60% взвешенных веществ в обычном городском стоке. Он волокнистый, песчанистый и имеет сильный запах, но сравнительно легко выделяет воду, поэтому его легче всего сгущать и обезвоживать.

Вторичный (биологический) ил

Биологический реактор преобразует растворенное органическое вещество в бактериальную биомассу. Когда эта биомасса оседает во вторичном отстойнике, она удаляется в виде отработанного активного ила (WAS). WAS покидает резервуар с содержанием сухих веществ всего 0,5–1,5%, а его бактериальные клетки настолько прочно связывают воду, что при обезвоживании требуется больше полимера и более длительное время удерживания. Потому что разные типы осадка по-разному реагируют на обезвоживание , машина, рассчитанная только на первичный ил, часто будет бороться с потоком, в котором доминирует WAS. Поэтому большинство заводов смешивают два потока для создания более однородного питания.

Химический ил

Химическое дозирование для удаления фосфора или коагуляции приводит к образованию хлопьев гидроксида металла. Химический шлам плотный, мелкозернистый и абразивный; это повышает спрос на полимеры и может сократить срок службы уплотнений насосов и пресс-сеток. Буферный резервуар, который гомогенизирует первичный, вторичный и химический ил перед обезвоживанием, является простой инвестицией, дающей большие преимущества в дальнейшем.

Рисунок 1. Схема отстойника: сырье поступает ближе к центру, осветленные сточные воды выходят за край, а слой ила отводится в виде нижнего потока для уплотнения.

Содержание влаги — настоящая проблема

Содержание влаги является наиболее важным показателем при обращении с осадком. Сырой муниципальный ил обычно на 97–99% состоит из воды. Загущение удаляет свободную воду между частицами, обезвоживание вытесняет связанную воду, а высушивание испаряет остаток. Эффект каждого этапа показан ниже.

Снижение влажности на типичных этапах обработки. Значения стадий представляют собой обычно достигаемые диапазоны для муниципального осадка; Фактические цифры зависят от источника осадка, дозировки полимера и производительности оборудования.

Арифметика поражает. Одна тонна осадка при влажности 99% содержит всего 10 кг сухих веществ. Обезвоживание той же массы твердых веществ до 25% сухого остатка дает около 40 кг кека, что в 25 раз снижает вес при хранении, перекачке и транспортировке. Именно поэтому инвестиции в водоотливное оборудование обычно окупаются за счет экономии на транспорте в течение короткого периода эксплуатации.

Почему необработанный ил нельзя утилизировать напрямую

Необработанный ил биологически нестабилен. Органика продолжает разлагаться с выделением сероводорода и аммиака; материал пахнет, привлекает переносчиков инфекции и потребляет кислород при попадании в окружающую среду. Такие патогены, как сальмонелла и кишечные вирусы, выживают в сыром иле неделями, поэтому прямое захоронение представляет собой реальный риск для здоровья населения.

Регуляторы ответили строгими правилами. В Соединенных Штатах правило 40 CFR Part 503 Агентства по охране окружающей среды требует, чтобы твердые биологические вещества перед внесением в почву соответствовали предельным значениям по индикаторам патогенов и тяжелым металлам. В Европе Директива по очистке городских сточных вод и последующие национальные законы подтолкнули отрасль к стабилизации осадка и восстановлению питательных веществ. Таким образом, обработка осадка – это требование разрешения, а не выбор.

Стоимость подтверждает этот аргумент. Отраслевые оценки обычно приписывают 20–50% эксплуатационного бюджета очистных сооружений. для переработки и утилизации осадка. Поскольку плата за транспортировку и чаевые взимаются по весу, оставшаяся в торте вода превращается непосредственно в деньги.

Поезд по очистке осадка

Независимо от типа осадка последовательность обработки следует одной и той же четырехэтапной логике: сгущение, стабилизация, обезвоживание и, при необходимости, сушка. Каждый этап нацелен на разную фракцию воды и подготавливает материал для следующего этапа.

Утолщение

Утолщение concentrates sludge from about 1% to 4–6% dry solids by removing free water. Gravity belt thickeners, drum thickeners and flotation units are common choices. The water removed is returned to the plant inlet, and the smaller sludge volume allows downstream digesters or dewatering machines to be sized smaller.

Обезвоживание

Механическое обезвоживание удаляет воду, оставшуюся после загустения. Ленточные фильтр-прессы и центрифуги являются «рабочими лошадками» для больших потоков, а камерные фильтр-прессы обеспечивают высокую степень сухости при периодическом режиме работы. А машина для обезвоживания шнекового пресса является распространенным выбором для биологического и промышленного ила, поскольку его медленно вращающийся шнек сжимает осадок на сите из клинообразной проволоки без высоких скоростей и потребности в промывочной воде, как в центрифуге.

Машина для обезвоживания шлама винтовым прессом, производители сепараторов твердой и жидкой фаз Qingben Environmental Protection - китайский производитель машин для обезвоживания осадка шнековым прессом и завод по производству сепараторов твердой и жидкой фаз, профессор... Посмотреть продукт →

Если путь утилизации требует еще более сухого кека, Машина непрерывного глубокого обезвоживания осадка с лентой высокого давления применяет все более высокое давление для выталкивания твердых частиц кека примерно с 25% до 35–60%, что еще больше сокращает тоннаж, отправляемый на свалку или сжигание.

Производители машин для глубокого обезвоживания осадка с лентой высокого давления непрерывного действия Qingben Environmental Protection - это китайский производитель и завод по производству машин для глубокого обезвоживания осадка с лентой высокого давления, профессор... Посмотреть продукт →

Типичные диапазоны содержания сухих веществ в кеке для обычных технологий обезвоживания и сушки. Столбцы охватывают минимальные и максимальные значения, указанные в технических характеристиках оборудования и отраслевой литературе.

Сушка

Термическая сушка предназначена для предприятий, которым необходимы продукты с содержанием сухих веществ 60–85%: стабильные гранулы, которые можно хранить без запаха, сжигать с более высокой регенерацией энергии или продавать в качестве альтернативного топлива. Низкотемпературные сушилки работают при температуре 40–75°C с использованием тепловых насосов или отработанного тепла, что делает их более безопасными и энергоэффективными, чем высокотемпературные системы. А низкотемпературная машина для сушки осадка ленточного типа хорошо подходит там, где имеется остаточное тепло или где заводу необходимо резко снизить конечную массу. Операторы сравнивают низкотемпературная и высокотемпературная сушка следует рассчитывать полный энергозатрат на килограмм удаленной воды, а не только сухость на выходе.

Производители низкотемпературных машин для сушки осадка ленточного типа, завод по индивидуальному заказу - Qingben Environmental Protection - это китайский производитель и завод по производству низкотемпературных машин для сушки осадка ленточного типа, профессиональный ... Посмотреть продукт →

Куда попадает обработанный ил

Конечная точка определяет, насколько лечение оправдано. Внесение в почву стабилизированных твердых биологических веществ является доминирующим способом во многих регионах; Агентство по охране окружающей среды США сообщает, что более половины твердых биологических веществ, производимых в стране, вносится в почву, а данные Евростата показывают, что примерно половина осадка сточных вод ЕС используется на сельскохозяйственных землях. Там, где сельскохозяйственные угодья недоступны, обезвоженный кек отправляется на свалку или сжигается с рекуперацией энергии.

Направление нормативных изменений в Европе и Китае направлено на восстановление фосфора, углеродно-нейтральную работу и уменьшение количества вывозов на свалки. Для операторов практический урок прост: более сухой и стабильный ил оставляет все эти возможности открытыми, в то время как влажный и нестабильный осадок ограничивает их.

Часто задаваемые вопросы