Обеззараживание и обезвреживание осадков сточных вод. В одном миллилитре сточных вод может содержаться до 1 млрд различ-чных бактерий

В одном миллилитре сточных вод может содержаться до 1 млрд различ-чных бактерий. Ввиду того, что основные загрязнения сточных вод выпадают в осадок, число бактериального населения осадков в единице объема значительно больше.

Кроме бактериальной микрофлоры осадки содержат значительное коли-чество гельминтов. Это яйца аскарид, власоглав, широкий лентец, солитер и др.

Для обеззараживания и обезвреживания осадков сточных вод применяются следующие методы: термические (прогревание, сушка, сжигание), биотерми-ческие (компостирование), химические (обработка химическими веществами), биологические (уничтожение микроорганизмов простейшими грибками и рас-тениями почвы), физические (радиация, токи высокой частоты, ультразвуковые колебания, ультрафиолетовое излучение и т.д.). Практическое применение в настоящее время получили термические, биотермические и химические методы обеззараживания и обезвреживания осадков.

Для обезвреживания и одновременно активной сушки активного ила с мяг-ким могут применяться распылительные сушилки и сушилки-грануляторы, ката-литические генераторы тепла с мягким режимом сушки, предотвращающим спе-кание органических веществ.

Сущность низкотемпературного (ниже 100⁰С) погружными газовыми горел-ками заключается в том, что продукты сгорания газа пропускаются через среду, которая подвергается обеззараживанию и мельчайшие горячие пузырьки газа уни-чтожают микрофлору.

Для обеззараживания методом пастеризации в течение 30 мин при темпера-туре 65⁰С используются теплообменники и реакторы.

Химическое обеззараживание используется как для обезвреживания жидких, так и обезвоженных осадков сточных вод.

При введении в осадки негашеной извести до рН 10 и более и происходит повышение температуры осадков, деформация и гибель яиц гельминтов.

Процесс гашения извести протекает по формуле

СаО + Н₂О = Са(ОН)₂ + 65 кДж (4.6)

При использовании этого метода известь должна подвергаться помолу до крупности 1-20 мм и интенсивно смешиваться с осадком шнековыми насосами или двухвальными лопастными смесителями.

Обеззараживание может быть достигнуто добавлением в осадки аммиачной воды в количестве 5% и выдержке 10 суток.

Более эффективно применение вместо аммиачной воды безводного аммиака. Обеззараживание в этом случае наступает при дозе 3% (по аммиаку) по массе оса-дка и экспозиции в течение 10 суток.

Для обеззараживания осадков используется также тиазон, который оказывает губительное действие не только на яйца гельминтов но и на патогенные бактерии, в том числе туберкулеза, а также на яйца и личинки мух.

Эффективно добавление в осадки тиазона в дозе 0,2-2% общей массы осадка при перемешивании в двухроторном или ленточном смесителе в течение 60 мин и экспозиции 3 – 10 суток.

Известно использование для обеззараживания осадков формальдегида в со-четании с мочевиной.

Дегельминтизация обезвоженных осадков достигается термической сушкой. Сушка осадка может производится с помощью конвекции и с помощью газовых горелок инфракрасного излучения. В отличие от контактного метода передачи теплоты или обдувки осадка горячим воздухом, инфракрасные лучи, проникая в материал, превращаются внутри него в тепловую энергию, при этом поток теп-лоты увеличивается по сравнению с потоком теплоты при конвективной сушке.

Биотермическая обработка осадка (компостирование) осуществляется под действием аэробных микроорганизмов (работающих в присутствии кислорода). В процессе компостирования осадок обезвоживается, стабилизируется и подготав-ливается к утилизации в качестве удобрения. В качестве удобрения не использу-ются осадки, с содержанием тяжелых металлов.

Аэробный процесс разложения органического вещества происходит по уравнениям

С₆Н₁₂О₆ + 6 О₂ = 6 Н₂О (4.7)

С₁₀Р₁₉О₃N +12,5 О₂ → 10СО₂+ 8Н₂О + NH₃ (4.8)

Компостирование целесообразно применять для механически обезвоженных или подсушенных на иловых площадках осадков.

В процессе компостирования осадков протекает биотермический процесс, сопровождающийся повышением температуры до 50-80⁰С, что приводит к обеззараживанию и сокращению массы осадков. Количество органических ве-ществ сокращается на 25-40%. Для создания пористой структуры и улучшения доступа кислорода к компостируемой массе добавляются наполнители (размоло-тая древесная кора, листья, солома, древесные опилки, торф, и др.)

Потребность в кислороде для осуществления процесса составляет 2 кг О₂ на 1 кг окисленного органического вещества.

Наибольшее применение получил метод компостирования в штабелях, формируемых на площадках с водонепроницаемым покрытием из асфальта или бетона. Высота формируемых штабелей составляет 1-3 м при естественной аэ-рации и до 5 м при принудительной аэрации. В последнем случае в основании штабеля укладываются перфорированные трубы диаметром 100-200 мм с раз-мером отверстий 8-10 мм. Воздух подается воздуходувной установкой. Расход воздуха 10-25 м³/ч на 1 тонну органического вещества. Компостируемая масса укрывается сверху готовым компостом слоем в 20 см и более для предотвраще-ния размножения мух и грызунов и обеспечения теплоизоляции. Период созре-вания компоста с аэрацией воздухом составляет 21 сутки. Готовый компост не имеет запаха, не загнивает и является хорошим удобрением.

Термическая сушка осадков предназначается для обеззараживания и сниже-ния массы и объема осадков сточных вод, предварительно обезвоженных на ваку-умфильтрах, фильтр-прессах, или центрифугах.

Термическая сушка осадков производится на сушильных установках, состо-ящих из сушильного аппарата и вспомогательного оборудования, к которому от-носятся топки, подогреватели-теплообменники, питатели, циклоны, скрубберы, дутьевые устройства, а также конвейеры и бункеры.

В качестве сушильного агента могут выступать топочные газы, перегретый пар, или горячий воздух. В практике термической сушки наибольшее распростра-нение получил способ сушки топочными газами. Это способ экономичен и позво-ляет производить сушку при высоких температурах порядка 500-800⁰С.

Разработаны и используются десятки модификаций различных сушильных агрегатов. На рис. 4.8 показано устройство одной из конструкций.

1 – подача осадка, 2 – отвод отходящих газов в циклон, 3 - камера, 4 – выпуск сухого остатка, 5 – решетка, 6 – подача сушильного агента.

Рисунк 4.8 – Схема цилиндроконической сушилки с фонтанирующим слоем.

Сушилка работает следующим образом. Сушильный агент, подаваемый в камеру снизу под решетку проходит вверх, преимущественно по оси камеры, подхватывает частицы осадка, увлекая их за собой и отбрасывает фонтаном к периферии. По боковым поверхностям конуса частицы сползают вниз к решетке, где вновь подхватываются потоком сушильного агента. Циркулируя по сушильной камере осадок высушивается. Высушенный материал выводится в нижней части через течку. Использованный сушильный агент, содержащей частицы пыли отводится из камеры в циклон для очистки от образовавшейся в камере пыли.

Осадок после термической сушки представляет собой незагнивающий, сво-бодный от гельминтов и патогенных микроорганизмов сыпучий материал влажно-стью 20-50%.

Высушенные осадки не обладают адгезией (способностью к налипанию), к металлам и другим материалам и не слипаются, в результате чего облегчается их транспортировка и утилизация в качестве удобрения.

Дата добавления: 2014-11-06