Методы утилизации осадка с очистных сооружений канализации
Обновлено: 04.07.2024
Проблема утилизации осадка очистных сооружений и необходимость её решения
Переработка и обезвреживание осадка очистных сооружений – актуальный экологический вопрос для всего СНГ. Длительный период наши отстойники чистились нерегулярно, накапливались горы ила, которые никто не убирал. А если это делалось, то стихийно и бессистемно.
Присутствие данных отходов на открытом воздухе вредит окружающей среде и здоровью человека, ухудшая эпидемиологическую обстановку.
В настоящее время стоит цель минимизировать количество отходов путем целесообразного распределения, дальнейшего применения либо эффективной утилизации.
Как пример – рекультивация городских отвалов и хранилищ, содержащих остатки переработанных стоков.
В результате этой операции не только осуществляются природоохранные мероприятия, но и может извлекаться прибыль из ненужной дисперсной биомассы.
К тому же расчищаются заброшенные земельные участки, которые превращаются в ликвидное имущество.
В Германии известен метод сжигания ила для производства синтетического горючего. Так, сжигая 350 тыс. т ила, получают объем горючего, приравниваемый к 700 тыс. баррелей нефти и 175 тыс. т угля.Показателен опыт столицы, где была реализована программа, позволившая в течение пятилетки завершить рекультивацию шламового хозяйства Курьяновской станции аэрации на 800 га. Утилизировано 15 млн кубометров отходов и возведен микрорайон «Мариинский парк» с жилой площадью 3,5 млн квадратных метров.
Вот чего можно достичь буквально на пустом месте, если подойти к решению проблемы с умом!
Методы утилизации осадка очистных сооружений
Содержание: Показать За всю историю санитарно-очистной отрасли общество испробовало множество способов воздействия на отходы с целью обезопаситься от их негативного влияния. От простейших до высокотехнологичных и многоступенчатых.В прошлом веке преимущественно было распространено анаэробное сбраживание в эмшерах. В этих резервуарах стоки осветлялись, а выпавший осадок сбраживался. Отстаивание проходило в их верхнем ярусе, сбраживание — внизу.
Впоследствии придумали метантенки, в которых после химической реакции осадок обезвоживался, а затем сушился в естественных условиях на отдельных илоплощадках. Со временем мегаполисам по понятным причинам пришлось от них отказаться.
Взамен появилось оснащение, принудительно обезвоживающее обработанный реагентами осадок, пропущенный через вакуум-фильтр. Однако оно обладало серьезными изъянами: небольшой мощностью, низким КПД, значительным потреблением реагентов, громоздкостью, низкой экозащищенностью, – и сегодня подобные схемы уходят в прошлое.
Актуальным стало оборудование, обезвоживающее ил в камерных, ленточных, рамных фильтр-прессах, шнековых обезвоживателях, осадочных машинах. Его кондиционирование происходит посредством органических флокулянтов.
Пиролиз обезвоженного осадка
Данный метод является инновационным в сфере операций с отходами. Он расценивается как наиболее прогрессивный и перспективный в сравнении с сжиганием.
Смысл пиролиза в расщеплении органических веществ в высокотемпературных условиях в бескислородной среде. В качестве готового продукта фигурируют безопасная смола и экологит, служащие исходным материалом, например, для изготовления керамзита или бетона.
Разработки этого направления имеются в достаточном количестве как в России, так и за рубежом. Эксперты отмечают до 50 разнообразных моделей пиролизных установок. Их технические характеристики зависят от состояния сырья, температуры эксплуатации, особенностей устройства.
Впрочем, многочисленные достоинства омрачает большой минус, присущий пиролизу осадка. Для достижения проектной температуры требуется внушительный объем горючего. Специалисты нашли выход из ситуации путем создания взрывной камеры, что позволило на порядок поднять температуру технологического процесса – до 5 000 °С. Среди преимуществ взрывной камеры любая влажность сырья, простота конструкции, максимальная продуктивность сгорания, отсутствие запыленности остаточного газа.
К недостаткам можно отнести скрупулезный расчет ее рабочей конструкции. Параметры камеры должны соответствовать типу взрывоматериалов, которые планируется использовать. Это объясняется воздействием больших механических сил, наблюдающихся в момент взрыва. Динамический удар стремится разрушить установку, поэтому она должна быть прочной. Хотя существенным недостатком такое условие не назовешь.
Сама утилизация выглядит так. Иловые осадки перемещаются внутрь камеры, происходит взрыв. Получившаяся в результате газовоздушная смесь фильтруется и удаляется из сосуда, твердая субстанция собирается и отправляется для дальнейшего складирования.
Высвободившаяся энергия отбирается, поступая (как вариант) на обогрев жилсектора. Жидкий остаток подвергается окончательной утилизации, а отработавший газ, очистившись, выбрасывается в атмосферу.
После упомянутого научно-практического прорыва пиролиз становится окупаемым методом наиболее рациональной утилизации осадка. Главное его преимущество в том, что продукт утилизации удобен в обращении, а при горении ила высвобождающееся тепло тратится для генерации пара, который сразу же находит применение. В ходе же превращения ила в углеводород нужны расходы на хранение.
Добавка осадка в качестве компонента сырьевой смеси в цементной индустрии
Научные эксперименты свидетельствуют о вероятности применения специально подготовленных осадков в производстве цемента.
Шлам после очистки жидких отходов промышленной гальваники добавляют в исходный материал как пластификатор. А высушенный водоканализационный ил, обладающий высокой теплотворной способностью, можно использовать в качестве топлива для изготовления строительной смеси.
На подмосковных цементных заводах данная идея воплощена в виде пилотных проектов.
Микробиологическое окисление
Исследователи нашли альтернативные пути добычи белка – из биологических отходов.
В таком белке содержатся аминокислоты, микроэлементы и витамины группы В.
Этот процесс обеспечивают колонии окислительных бактерий, живущих в биологическом очистном сооружении, а источником является активный ил.
Почему он активный? Потому что содержащиеся в нем микроорганизмы участвуют в очистке сточных вод на клеточном уровне.
Принцип прост: микрофлора питается растворенной органикой, выступая в роли санитара. Сложный биохимический процесс идет в двух плоскостях: окисление до распада на углекислый газа и воду, клеточное синтезирование (воспроизводство).
Расчет осадка при биологической очистке составляет около 1 % от общего объема сточных вод.
Термический метод утилизации осадка
Для дезинфекции осадка используется термосушка. Это приспособление функционирует по «продвинутому» принципу, посредством которого осадок обеззараживается, стабилизируются его качества, оптимизируется водоотдача. Вдобавок термический метод позволяет полностью отказаться от применения реагентов.
Что касается средств тепловой обработки ила с влажностью около 80 %, то наиболее подходящими признаны установки прямоточной сушки. Они ценятся тем, что выдерживают неплохой показатель влажности на выходе, не превышающий 40–50 %. А еще прямоточная установка способна комбинировать собственно сушку, обеззараживание осадка, подачу его сжатым воздухом в места складирования.
Производство биопочв
Масса активного ила, содержащего сложные микроэлементы, а также азот и особенно фосфорные соединения постоянно накапливаются, поэтому люди вынуждены принимать дополнительные меры по его переработке.
В данном аспекте интересна технология производства почвогрунтов (эта субстанция, конечно, уступает сапропелю и гумусу по содержанию питательных веществ, но тем не менее. ).
Данным методом обезвоживают избыточно активный ил посредством барабанных вакуум-фильтров, центрифуг с дальнейшей сушкой при параллельном гранулировании.
При этом выходят готовые изделия-окатыши, из которых затем изготавливаются стойкие для разложения, отлично хранящиеся и транспортабельные органоминеральные удобрения, удобные в использовании по прямому назначению. Технология позволяет одновременно утилизировать осадок, производить полезный агроматериал да еще и зарабатывать на этом!
Единственное условие – строгий контроль над кондицией готового продукта, который не должен содержать примеси тяжелых металлов, химикаты и яйца паразитов. Если соблюсти его нельзя, следует выбрать иной способ утилизации, например сжигание.
Заключение
Вышеописанные методы появились, что называется, не от хорошей жизни, а из-за периодически обнаруживаемых «свежих» ядов и токсичных образований. Зачастую они труднораспознаваемы, плохо поддаются анализу и устранению. Попадая в водную среду после традиционных очистных операций, не являющихся для них препятствием, они становятся опасным замаскированным источником загрязнения.
Но больше всего в коммунальных стоках содержится патогенной микрофлоры и продуктов гниения. Бороться с ними непросто, а обезвредить со стопроцентным эффектом допотопными способами и вовсе нереально. Поэтому вслед за усовершенствованием собственной жизнедеятельности мы обязаны адекватно развивать утилизационную индустрию, поглощающую отходы канализации. Иначе канализация поглотит нас.
Технологии утилизации осадков сточных вод
Сточные воды, поступающие с предприятий или домов, подлежат очистке перед сбросом в грунт или водоемы. Обязательное условие – степень чистоты, составляющая 95-98%. В процессе обработки появляется осадок, который повторно используется или утилизируется. Способ утилизации осадков сточных вод определяется составом и источником.
Состав осадков сточных вод
Виды осадков сточных вод:
- отложения с поверхности решёток;
- отложения с песчаными элементами;
- тяжёлые формы отходов из первичных отстойников;
- компоненты со дна, полученные путем взаимодействия с коагулирующими веществами;
- активный ил, используемый для биохимической очистки воды в аэротенках;
- пленка биологического происхождения, располагающаяся на поверхности сточных вод в биофильтрах;
- смесь из активного ила и тяжёлых составляющих стоков.
Компоненты осадков сточных вод (ОСВ):
В зависимости от преобладающего компонента ОСВ различаются:
- минеральные;
- органические;
- смешанные.
Осадок, который состоит из сырых отложений, остающихся на дне очистных сооружений, содержит азот, калий фосфор. Микроэлементы часто применяются в сельском хозяйстве в качестве удобрений. Длительное нахождение подобных веществ приводит к загниванию, выделению биогазов. Также провоцируют парадоксальную реакцию, когда осадок вместо выпадения, всплывает на поверхность воды. Поэтому чистить контейнеры требуется регулярно.
Характеристики
Осадки, получаемые при очищении стоков, обладают определенными характеристиками:
Наибольший объем ОСВ (90-99%) – вода. Она делится на гигроскопическую, свободную и коллоидно-связанную.
| Вид воды | Гигроскопическая | Свободная | Коллоидно-связанная |
| Способ очистки | Для утилизации применяют способ сжигания. | Фильтрация и отжим помогает отделить воду от тяжелых компонентов. | Термическая обработка, флокуляция, коагуляция переводят коллоидно-связанную воду в свободную форму. |
Обработка и стабилизация осадочных отложений
Обработка включает несколько этапов:
- сгущение с удалением 60% влаги, уменьшением общего объема на 50%;
- уплотнение;
- стабилизация;
- кондиционирование.
Обработка преследует цель – удалить жидкость и получить шлам. Последний представлен мелкодисперсными частицами, переработанными загрязнителями.
Чтобы провести уплотнение используют следующие технологические подходы:
- вибрация;
- гравитация;
- флотация;
- фильтрование;
- комбинация нескольких методов.
Наиболее распространенным и простым способом уплотнения считается гравитационная методика. Предназначена для сжатия активного ила и осадков. Применяют отстойники вертикальной и радиальной ориентации. Продолжительность – от 5 до 24 часов. При необходимости ускорить процедуру используют:
- коагуляцию с хлорным железом;
- нагрев до 90 градусов;
- перемешивание с другими осадками.
Метод флотации основан на способности пузырьков воздуха поднимать на поверхность воды фрагменты осадка. Управление скоростью осуществляется путем изменения потока подачи воздуха.
После обработки начинается фаза стабилизации. Необходима для разделения сложных органических соединений на воду, метан и диоксид углерода. Проводят в анаэробных и аэробных условиях. Если используют аэробную стабилизацию, то степень распада невысокая, но ОСВ характеризуется стабильностью. Недостаток кислородной обработки – сохранение яиц гельминтов, что требует дополнительной дезинвазии сточных вод.
Технологии утилизации осадков сточных вод
Сегодня существует несколько методик утилизации – депонирование, сжигание, пиролиз, использование в виде удобрений. Каждый вариант обладает преимуществами и недостатками. Но все выполняют важную задачу – перерабатывают осадки. Некоторые способны давать сырье для вторичного использования.
С экологической точки зрения перспективными считаются подходы утилизации, позволяющие повторно применять полученные вещества.
Депонирование на иловых площадках
На иловых площадках сегодня утилизируется до 90% всех осадков. Недостаток методики – испарения, загрязняющие атмосферный воздух. Выделяющийся биогаз, превышает допустимые границы, ухудшает качество воздуха. Поэтому дополнительно требуется кондиционирование осадков, полученных из сточных вод. При попадании в грунт – зашлаковывают грунтовые воды и водоемы.
Утилизация в качестве удобрений
По классу опасности относятся к 4 группе, как наименее опасные. Поэтому их разрешается утилизировать в качестве удобрений сельскохозяйственных угодий.
Исключение – осадки, содержащие тяжелые металлы, токсичные вещества. Для контроля загрязнения создаются нормативные документы, в которых установлены допустимые границы концентрации опасных компонентов.
В странах Западной Европы фермы, специализирующиеся на выращивании экологически чистых растений, отказались от применения подобных удобрений на своих землях.
Сжигание осадков сточных вод
Метод утилизации путем сжигания осадков сточных вод реализуется следующим образом:
- активация факела из горячего песка;
- расположение над потоком воздуха;
- проведение жидкости с осадками через факел;
- сжигание с образованием газа;
- очищение газа.
Начало строительства заводов по утилизации, работающих по программе сжигания, датируется 1980 годом в США, Японии, странах Европы. Отрицательное влияние на окружающую среду приостановило дальнейшее использования данной методики уже в 1990 году.
В Европейских странах пользуется популярностью технологии утилизации осадков с получением сырья для вторичного использования. Также подобные способы сокращают эксплуатационные затраты.
Пиролиз
Пиролиз считается самым прогрессивным методом утилизации. В основе пиролиза – разложение органических компонентов под влиянием высоких температур (700 градусов) без участия кислорода (анаэробный способ).
Преимущество перед прямым сжиганием – исключение вредных веществ, попадающих в атмосферу вместе с газом. Причина данного явления заключается в технологии утилизации, ведь с помощью пиролиза обрабатываются исключительно органические компоненты.
Результат термического разложения:
- 55% горючего газа;
- 35% полукокса;
- 15% жидких органических элементов.
Органика улетает вместе с газом, полукокс подвергается дальнейшей обработке (газификация) с получением горючего газа. После газификации оксиды металлов остаются в форме очищенного шлака, доступного дальнейшему использованию.
Использование шлака
Полученный в результате утилизации шлак, успешно применяют в строительстве и ремонте дорог. Предложено несколько способов вторичного применения:
- Если смешать шлак с цементом, подвергнуть вибропрессовке, то на выходе получается тротуарная плитка. Толщина каждой пластины составляет 10 см. Конфигурация и цвет вариабельны, меняются в зависимости от желания покупателя.
- Также с помощью шлака заполняют отвалы, ремонтируют поврежденные участки дорожного полотна.
Утилизация сегодня выходит на новый уровень, когда стремятся найти способ максимально полной переработки ОСВ. Применения вторичного сырья – показатель здоровой страны, желающей сохранить экологию для себя и будущих поколений.
Узнайте еще много нового:Обработка осадков сточных вод: методы очистки и сушки
Очистка сточных вод предприятий: методы и оценка эффективности
Очистные сооружения для очистки сточных вод
Переработка и утилизация шлаков металлургического производства
Методы очистки сточных вод: механические, химические, биологические
Сброс сточных вод: залповый, на рельеф, в канализацию
Методы обезвоживания осадков сточных вод
Что относится к сооружениям механической и биологической очистки сточных вод?
Обработка осадков сточных вод: методы очистки и сушки
Сточные воды содержат органические и неорганические элементы, которые загрязняют почву, грунтовые воды. В некоторых стоках концентрация загрязнений достигает 15 %. Поэтому прежде чем стоки попадут в грунт, проводится очистка в сооружениях обработки осадков сточных вод.
Что такое обработка и стабилизация осадков сточных вод?
Городские сточные воды обрабатываются на станциях переработки. В ходе очистки сточных вод и отстоя образуются осадки, которые перед вторичным использованием или утилизацией обрабатываются. Это делают для того, чтобы убрать жидкость, получить шлам. Процесс сбора и обработки сточных вод делится на несколько этапов.
После поступления на станцию воды уплотняют и стабилизируют. Затем их сгущают, удаляют влагу (65%). В конце обработки осадок кондиционируют. После обработки принимается решение о дальнейшем использовании сточных водных остатков: ликвидации или повторном применении.
Стабилизация осадка
Чтобы предотвратить гниение осадка сточных вод, проводится его стабилизация. При этом разрушаются органические вещества, что замедляет химические и биологические процессы. Наиболее часто для стабилизации применяют анаэробное сбраживание. При нехватке кислорода стоки разлагаются, выделяя метан.
В основном для сбраживания создают мезофильные условия (38 С). Уплотненные сточные воды помещаются в метантенк, где они находятся две недели. В процессе сбраживания газ постепенно выходит и образуется илистый осадок.
Для создания благоприятных условий в метантенке постоянно поддерживается необходимая температура, а воды постоянно перемешиваются. В результате стабилизации увеличивается плотность осадка, а биогаз используется, как энергоноситель.
Ликвидация
Если дальнейшее использование обработанного осадка не рентабельно, или невозможно, то его ликвидируют. От состава зависит способ ликвидации:
Эти методы ликвидации позволяют быстро уничтожить остатки, но требуют дополнительных вложений. Поэтому обработанный осадок чаще свозят на полигон, где в естественных условиях он перегнивает.
Методы обезвоживания осадка
Выбор способа обезвоживания зависит от состава сточных вод, технологической схемы обработки осадка.
Декантерные центрифуги
Экономичным надежным способом обезвоживания является обезвоживание в центрифугах. Декантерная центрифуга позволяет в непрерывном режиме получать сухой остаток. За счет центробежной силы твердые вещества оседают на стенках, и по шнеку выводятся в окно. Осветленная жидкость вытекает из центрифуги через сливные окна.
Ленточные фильтр-прессы
Сточные воды поступают в ленточный фильтр-пресс. Жидкость фильтруется и удаляется из пресса. Флоккулированная суспензия под действием силы тяжести дренируется. Уплотненный кек поступает в отделение для выгрузки. Образующаяся в ходе фильтрации вода стекает в поддоны.
Камерные фильтр-прессы
В отличие от ленточных фильтр-прессов, в камерные осадок загружается циклически. Камера, в которой установлена фильтрующая плита, на несколько секунд сжимается гидравлическими цилиндрами. В результате получается прессованный остаток и вода. Жидкость собирается в специальный отсек, а остаток выгружается.
Гидравлические прессы
Инновационным способом обезвоживания является использование гидравлических прессов. В таком прессе влажный осадок поступает через решетку в трубу. В трубе он прессуется с помощью поршня. Лишняя жидкость отделяется от сухой осадка в начале прессования. В ходе движения поршня по трубе остаточная жидкость отделяется и стекает, а сухой остаток выходит из трубы.
Термическая обработка
В сточных водах содержатся патогенные бактерии и микроорганизмы. Поэтому, если осадок используется в дальнейшем в сельском хозяйстве, озеленении его необходимо дезинфицировать. Обеззараживание проводят термическим или химическим способом.
Термическая обработка проходит при температурах 65-100 С. При таких температурах бактерии погибают и осадок можно использовать. Термическую обработку рекомендуется проводить, если в сточных водах присутствуют остатки животного происхождения. Обработка производится под строгим производственным контролем и подтверждается лабораторными исследованиями.
Контактная сушка
В контактных сушилках не происходит контакта осадка с сушильным агентом. Осадок сушат при помощи горячей воды, пара, масла. Если применяется пар или вода, то осадок сушится при температуре 160-190 С, время сушки осадка составляет час. Если в качестве агента используется масло, то температура составляет 190-240С. Это позволяет снизить время усушки осадка.
Конвективная сушка
В отличие от контактной сушки, в конвективной горячий сушильный агент непосредственно контактирует с осадком. Под воздействием горячего газа, воды сток нагревается и остаточная жидкость испаряется. Конвективные сушилки бывают барабанного и ленточного типа.
В барабанных в качестве агента используют газ, температура сушки 450 С и время сушки 10 минут. В ленточных сушилках применяют горячую воду. Температура сушки здесь 120-160 С, а время составляет приблизительно час.
Химическая обработка
Обеззараживание также проводят путем добавления к сточным водам химических реагентов, в состав которых входит кальций. Реагент помогает поддерживать в осадке рН12 до тех пор, пока не прекратится биоактивность. Обычно требуется не менее двух часов для достижения результата. Установка для химического обеззараживания — это резервуар с устройством для перемешивания и оборудование для дозирования реагента.
- увеличение объема осадков за счет реагента;
- вероятность выброса аммиака, для предотвращения необходимо промывать установку кислым раствором;
- установка дополнительной химической защиты.
К плюсам этого метода обеззараживания относится повышение рН, что позволяет использование осадка в сельском хозяйстве.
Биологическая обработка
К биологическому методу обработки относится компостирование. В ходе аэробных процессов происходит стабилизация отходов и переработка их в компост. Компостирование происходит при +65С на протяжении недели.
Обеззараживать таким способом можно осадки, содержащие 15 процентов сухого вещества. Поэтому перед биообработкой осадок сгущают, обезвоживают. Для достижения заданного баланса углерода и азота, в стоки добавляют опилки.
Методики уплотнения
Для уменьшения объема осадок сточных вод уплотняют. При этом осадки остаются текучими. Уплотнение — первая стадия обработки осадков. Чаще других методик используют гравитационный и флотационный способы.
При гравитационном уплотнении осадок размещается в радиальных вертикальных резервуарах. В них осадок находится несколько дней. Для ускорения процесса добавляют в резервуар коагулянты.
При флотации уплотнение происходит за счет воздушных пузырьков, которые поднимаются на поверхность вместе с элементами. В процессе уплотнения образуется пленка, которую удаляют. Также для уменьшения объема используют вибрационный и центробежный способ, где уплотнение протекает в циклонах и центрифугах.
Вибрационная
При вибрационном уплотнении лишняя жидкость отделяется от осадка с помощью вибрации. В сточную воду погружается вибратор, и жидкость отфильтровывается через перегородки. Получившийся ил отправляют на переработку или утилизацию.
Центробежная
При центробежном уплотнении сточные воды помещают в центрифугу или сепаратор. Под действием центробежных сил они делятся на жидкость(фугат) и иловый остаток. Ил остается в роторе, а жидкость удаляется.
Гравитационные уплотнители ила
Наиболее часто для уплотнения применяют гравитационные уплотнители. Сточные воды поступают в резервуар, где вращается скребок. В процессе уплотнения связь между частицами рушится, жидкость отделяется, осадок оседает. Этот способ позволяет уменьшить почти на 80% объем, при этом энергозатраты незначительны.
Механические уплотнители
При механическом уплотнении к сточным водам предварительно добавляют флокулянты. После механического уплотнения осадок обезвоживается без предварительного сбраживания. К недостаткам механического уплотнения можно отнести увеличение расходов на электричество.
Флотационная
При флотационном уплотнении из сточных вод удаляют бели, жиры, нефтепродукты, поверхностно активные элементы. Во флотаторе за счет воздушного потока сточные воды делятся на жидкость и осадок в виде пленки. Пленка с поверхности снимается с помощью скребков, входящих в комплектацию.
Фильтрационная
Сточные воды проходят через решетки и сита, в результате чего отсеиваются крупные частицы. Затем сток пропускают через тканевые фильтры для отсеивания мелких частиц. При фильтрационном уплотнении сточные воды поступают в барабан с мелкой сеткой, специальными форсунками для воды. Остаток смывается струей воды из форсунок в бункер.
Смешанная
Смешанную схему уплотнения применяют, когда сточные воды сильно загрязнены. В этом случае комбинируют флотационный метод и фильтрационный. Иногда сточные воды пропускают через фильтры, а затем проводят гидравлическое уплотнение.
Сжигание осадка
Осадки, которые не подлежат утилизации, ликвидируют. Одним из способов уничтожения является сжигание. В результате этого процесса образуются нетоксичные газы и зола. При сжигании выделяется теплота, которую используют повторно. Золу применяют в качестве присадочного материала в вакуумных фильтрах, фильтр-прессах. Перед сжиганием осадок обезвоживают, сушат.
Осадок предварительно нагревают, затем сушат. После сушки необходимо провести отгонку летучих веществ, и только затем приступают непосредственно к сжиганию органического остатка. Для полного выгорания углерода в конце процесса золу прокаливают. В конце сжигания золу охлаждают. Чтобы органическая часть сгорела полностью, температура в топке должна быть не менее 700 С.
Отдельное сжигание, моно сжигание
Для отдельного сжигания используют печи с кипящим слоем. Печь состоит из топки с куполообразным сводом, систем загрузки, подачи топлива, беспровальной решеткой, на которой насыпан песок. При продувании песка горячим воздухом создается кипящий слой.
Температура сжигания в кипящих печах составляет 950 С. Печи с кипящим слоем компактные, простые в обслуживание. При моно сжигании осадок термически разрушается без выделения тепла.
Совместное сжигание
При совместном сжигании можно утилизировать различные виды отходов. Например, в одну печь загружают твердые отходы вместе с жидкими и газообразными. Для этого используют печи с колосниковыми решетками или кипящим слоем. При совместном сжигании отходы являются дополнительным источником тепловой энергии по отношению друг к другу.
Утилизация
Раньше осадки сточных вод после обработки свозились на полигоны, в илонакопители, где лежали годами. Теперь осадки используют повторно. Перед утилизацией осадок обеззараживают, компостируют. После этого остатки используют в сельском хозяйстве. Активный ил—прекрасное удобрение. Подготовленные осадки применяют как кормовую добавку для животных.
Из стоковых остатков путем пиролиза получают полукокс, который используют как топливо.
Осадки используют как сорбенты для поглощения газов в коллекторах. Остатки добавляют в цементные растворы, строительные смеси. С помощью их восстанавливают истощенные земли.
Утилизация золы, полученной при моно сжигании осадка
Зола, при моно сжигании, содержит большое количество фосфора, биогенных организмов. Поэтому золу используют для сельскохозяйственных нужд, а также в качестве альтернативных энергоносителей. Моно зола, полученная от сжигания стоков цементных заводов, применяется при изготовлении стройматериалов.
Использование осадков сточных вод в сельском хозяйстве
Обработанные осадки сточных вод используют, как органоминеральное удобрение. Они содержат необходимые питательные вещества, микроэлементы. Использование такого удобрения позволяет улучшить параметры и характеристики сельхозугодий.
Вывоз осадков сточных вод на полигоны ТБО
Осадок, который не подходит для дальнейшего применения, вывозят на свалки ТБО. Там он применяется для рекультивации мусора. Для этого подходит любой осадок, кроме жидкого.
Законодательство стран европейского союза и России в сфере обработки осадков сточных вод
В странах ЕС действуют строгие правила в сфере обработки осадков сточных вод. Для стран европейского союза действуют единые директивы и регламенты. Законы ЕС устанавливают способы обработки, требования к утилизации, сжиганию. Законодательная база России также постепенно приводится в соответствие с требованиями этих директив.
В ЕС предусмотрено ужесточение требований директив. Поэтому некоторые требования внутри союза могут различаться. Например, в Нидерландах осадки в сельском хозяйстве и озеленении не используются. Поэтому все остатки здесь сжигаются. В Финляндии компостированные остатки разрешено использовать при озеленении городов. В Греции осадок вывозят на полигоны, а в России собирают в илонакопителях.
Узнайте еще много нового:
Методы обезвоживания осадков сточных вод
Флотационная очистка сточных вод: виды и установки
Что относится к сооружениям механической и биологической очистки сточных вод?
Утилизация осадка сточных вод: как можно заработать.
Современные законодательные нормы РФ требуют наличия очистных сооружений на предприятиях, в населенных пунктах и других зданиях, где есть деятельность человека. Всё это предусматривает сохранения водоёмов и природы в целом. Поэтому каждое предприятие или, например, коттеджный посёлок, который не имеет возможности сброса производимого стока в канализацию, должно иметь станции очистки.
При очистке сточных вод того или иного происхождения, как правило, используется активный ил, который производит биологическую обработку поступаемых вод. В данном процессе образуется осадок, который в последствии обезвоживается с помощью дегидратора. Таким образом, формируется сухая иловая масса, называемая обезвоженный осадок, который необходимо утилизировать. В зависимости от производительности очистных сооружений объем образующихся отходов варьируется и масса сухого остатка, как правило, она составляет от 0,5 до 1 % от общего объема сточных вод. Например, при производительности в 450 м3/сутки на очистных сооружениях для посёлка ежедневно будет скапливаться от 2 до 4 м3/сутки. В дальнейшем данный переработанный и осушенный состав зачастую утилизируется на ТБО полигоны.
Как можно переработать осадок от очистных сооружений
Самым популярным способом в нашей стране по утилизации образованного осадка с очистных сооружений является его утилизация на полигон твердых бытовых отходов. Но это не самый выгодный вариант как для экологии нашей планеты, так и для предприятий, получающих его со своих очистительных установок. Данная проблема стоит достаточно остро, и сегодня существует несколько эффективных и прибыльных способов по утилизации переработанного ила, который можно вознести в отдельную категорию бизнеса.
Прибыльные способы
На данный момент существуют следующие методы эффективной переработки осадка:
- Производство биопочв
- Использование при производстве цемента и асфальта (наиболее популярен)
- Пиролиз, позволяющий получить пирокарбон, который используется при производстве красок и технической резины. (максимально эффективный способ)
Производство биопочв из осадка очистных сооружений
Активный ил - комплекс бактерий и простейших организмов, которые участвуют в очистке сточных вод, содержащие массу сложных микроэлементов. В число микроэлементов входит азот и фосфорные соединения, которые могут быть использованы в качестве удобрения. Так в 1 кубическом метре обезвоженного осадка содержится 9 кг. азота и 18 кг фосфора. По своим характеристикам такого рода биопочва будет уступать тому же гумусу, но такой метод применения имеет место быть в виду выполнения сразу нескольких задач - это утилизация осадка и производство конечного продукта.
Польза от азота и фосфора для растений
Азот для растений - является источником роста и развития. Он участвует в процессах фотосинтеза. Поэтому больше всего азота требуется молодым листьям. Так его нехватка может сказаться на растении следующим образом:
- Замедление роста
- Старые листья становятся желтого или красного цвета
- Опадание плодов
- Плод будет твердым и маленького размера.
Благодаря, в том числе, и азоту, как Вы уже поняли, происходит озеленение растений, а оно напрямую влияет на урожайность.
Фосфор отвечает за энергию растения и его функции развития, в которые входит увеличение корневой системы, созревание плода и рост. При отсутствии фосфора в необходимом количестве корни становятся слабее, само растение имеет меньший рост, чем предусмотрено генетическими характеристиками. Также, как правило, листья имеют багрово-фиолетовый цвет и в последствии осыпаются.
Подводные камни
Производство биопочв, содержащих органические минеральные удобрения, из обезвоженного осадка с очистных сооружений требует тщательного контроля качества получаемого продукта. Контроль должен быть направлен на анализ содержания/отсутствия в органоминеральных удобрениях химических и металлических примесей, а также яиц глистов-паразитов, которые могут погубить растения. Для этого осадок должен подвергаться УФ-обеззараживанию, что встречается на каждой установке хоз-бытовых стоков.
Расчет
При средней производительности очистных сооружений в 450 м3/сутки получается около 2 - 4 м3/сутки обезвоженного осадка. Розничная стоимость 1 л. удобрений, содержащих гумус, составляет порядка 8 руб. Таким образом, ежедневно, при несложной дополнительной обработки, можно производить порядка 2 000 л., что составляет 16 000 Руб. в денежном эквиваленте. Из расходов будет: затраты на вывоз отходов с предприятия и перемещение на собственное производство, З/П сотрудникам (зависит от региона) и упаковка (5 руб./5 л мешок). Также необходимо будет купить фасовочный автомат, который стоит около 400-500 тыс. руб.
Сейчас всё большая часть населения ведет своё хозяйство, поэтому спрос есть и он растет с каждым днем, так как качество, продающихся продуктов, оставляет желать лучшего.
Обработка осадка методом пиролиза
Данный метод подразумевает под собой термическое сжигание, которое производится для разложения органических и неорганических соединений без использования кислорода. Существует множество различных установок, которые имеют свои особенности. Самым технологичным можно назвать способ, когда температура в камере достигает 5 000 °С. После применения данного метода на выходе получается материал, который можно добавлять для производства цемента и асфальтирования дорог.
Многофункциональная установка пиролиза производит как удобрения, так и горючие топлива (газа). С удобрениями всё понятно - мы уже писали выше, а вот горючий газ, пропуская через газопоршневой генератор, вырабатывает электроэнергию. Таким образом, на одну тонну илового осадка получается 25 % полукокса, который формирует хороший материал для удобрения, 25% газа. После переработки газа через установку на 250 кг. получается 179 кВт электроэнергии.
Экономическая выгода
Для расчет экономической выгоды самым эффективным способом будет переработка в электроэнергию. При стоимости установок 15-20 млн. руб. с производительностью 3 т. в сутки окупаемость составит порядка 30 месяцев (при расчете стоимости 1 кВт - 5 руб.).
Да, этот способ является наиболее сложным за счет требуемых как финансовых, так и физических ресурсов. Также встает вопрос о способе реализации электроэнергии?! Данный способ будет эффективным для предприятий, которые требуют большое количество электричества для обеспечения жизнедеятельности.
Выводы
Данные методы являются способами переработки и утилизации осадка, образующегося в процессе работы очистных сооружений, которые достойны называться отдельными видами бизнеса. Согласитесь, что не каждая модель бизнеса может похвастаться такими сроками окупаемости. Помимо всего прочего, такие способы утилизации несут и социальную выгоду, которая направлена на сохранение природы нашей планеты.
Утилизация осадков
В процессе очистки городских сточных вод на московских очистных сооружениях образуется около 9 млн. куб.м жидких осадков, требующих переработки и обезвреживания.
Для переработки и обезвреживания осадка используются индустриальные методы. Обезвреживание осадка осуществляется в специализированных сооружениях – метантенках при термофильном режиме сбраживания (при температуре 50-53 0 С). В целях максимального уменьшения объема утилизируемых отходов, обезвреженные осадки, предварительно кондиционированные раствором флокулянта, подаются для обезвоживания на декантеры, минуя стадии промывки и уплотнения в уплотнителях сброженного осадка. В процессе механического обезвоживания объем осадка уменьшается более чем в 9 раз.
Анализ передового опыта показал, что в современных условиях использование центробежных аппаратов - декантеров для переработки осадков сточных вод является наиболее предпочтительным.
В 2013-2014 годах проведена реконструкция отделений цеха механического обезвоживания осадка Курьяновских очистных сооружений в Ленинском и Раменском районах Московской области, в ходе которой была проведена замена 12 морально и физически устаревших камерных фильтр-прессов на современное обезвоживающее оборудование – восемь декантеров.
В 2017 году завершена реконструкция цеха механического обезвоживания на Люберецких очистных сооружений с созданием единого центра обезвоживания осадка на территории Новолюберецких очистных сооружениях, в результате которой введены в эксплуатацию девять декантеров.
Модернизация цехов обезвоживания позволила решить ключевые проблемы:
- обеспечен резервный запас по производительности оборудования, т.е. увеличена его надежность,
- выведены из эксплуатации 34 уплотнителя сброженного осадка, являющихся источниками дурных запахов,
- сокращено количество простоев из-за засоров посредством установки решеток на сброженном осадке,
- уменьшен рецикл взвешенных веществ со сливной водой, тем самым снижена нагрузка по загрязнениям на головные сооружения,
- сокращена численность обслуживающего персонала.
В 2019-2020 годах проведена реконструкция Зеленоградских очистных сооружений (ЗОС) со строительством отделения механического обезвоживания избыточного активного ила. Установлено 4 центрифуги с комплексом полимерного кондиционирования. При обезвоживании активного ила его объем снижается в 20-25 раз. Строительство этого комплекса позволило исключить передачу образующихся осадков в систему московской канализации, а высвободившиеся илопроводы могут быть использованы для канализования новых микрорайонов, строящихся в Химкинском районе.
Проблемы утилизации осадка
Использование индустриальных методов обезвоживания позволяет уменьшить объем осадка более чем в 9 раз.
В настоящее время обезвоженный осадок вывозится сторонними организациями за пределы территории очистных сооружений в целях его обезвреживания или возможного использования для производства готовой продукции. На основе осадков производятся технические/биологические рекультиванты, биопочва и т.д., которые применяются для рекультивации нарушенных земель, отработанных карьеров, полигонов твердых бытовых отходов, проведения планировочных работ. В сложившейся экологической обстановке в Московской области проводить такие работы с каждым годом становится все труднее и затраты на утилизацию осадка неуклонно растут.
Предлагаемые на мировом рынке варианты утилизации осадков, могут быть сведены к следующим методам:
- использование осадка для производства биопочвы;
- утилизация осадка на базе современных термических технологий и, как следствие, получение из отходов вторичных продуктов, пригодных к реализации в строительной отрасли для производства строительных материалов или цемента.
Преимущества производства биопочв
Одним из путей решения проблемы загрязненных и деградированных городских почв – применение в зеленом строительстве города почвогрунтов с использованием обезвоженных и обезвреженных осадков сточных вод.
Технология производства почвогрунтов решает сразу несколько важнейших экологических задач:
- утилизация отходов очистных сооружений;
- создание достаточного количества кондиционных почвогрунтов в городе.
Преимущества термического метода утилизации осадка
Учитывая сложную экологическую обстановку в городе, принято решение об использовании на первом этапе схемы сушки обезвоженного осадка. При этом объем осадка уменьшится более чем в 3 раза, а калорийность высушенного осадка позволит использовать его в качестве топливной составляющей при производстве готовой продукции.В 2019 году около 25% механически обезвоженного осадка, образованного на ЛОС, передано для производства твердого биологического топлива. Произведенное биотопливо передается цементным заводам ООО "Холсим (Рус) СМ", ООО "БазэлЦемент" и ООО"Хайдельберг-Цемент", которые его используют в качестве добавки к основному топливу.
В настоящее время ведется проработка вопроса полномасштабного внедрения данной концепции утилизации осадков. Это позволит осуществлять безопасную утилизацию отходов без образования вторичных загрязнений.
Читайте также: