Очистка осадка сточных вод

Остаток, который накапливается на очистных сооружениях, называется осадка (или биозолиды). Осадок сточных вод-это твердый, полузоличный или остаточный материал для суспензии, который производится как побочный продукт процессов очистки сточных вод. Этот остаток обычно классифицируется как первичный и вторичный ил. Первичный осадок генерируется из химического осаждения , седиментации и других первичных процессов, тогда как вторичный ил является биомассой с активированными отходами, возникающей в результате биологической обработки. Некоторые канализационные заводы также получают твердые вещества для септиков или септиков из бытовых систем очистки сточных вод. Довольно часто беспорядки объединяются для дальнейшего лечения и утилизации.

Обработка и утилизация осадка сточных вод являются основными факторами при проектировании и эксплуатации всех очистных сооружений. Две основные цели лечения ила до окончательного утилизации - уменьшить его объем и стабилизировать органические материалы. Стабилизированный ил не имеет оскорбительного запаха и может быть обработан, не вызывая неприятности или опасность для здоровья. Меньший объем ила снижает затраты на накачку и хранение.

Методы лечения

Обработка осадка сточных вод может включать в себя комбинацию утолщения , пищеварения и процессов обезвоживания.

Утолщение

Утолщение обычно является первым шагом в обработке осадка, потому что его нецелесообразно обработать тонкий ил, суспензию твердых веществ, подвешенных в воде . Утолщение обычно достигается в резервуаре, называемом гравитационным загустителем. Загуститель может уменьшить общий объем осадка до менее чем половины исходного объема. Альтернативой утолщения гравитации является растворенное флотация. В этом методе пузырьки воздуха переносят твердые вещества на поверхность, где образуется слой утолщенного ила.

Пищеварение

Пищеварение ила - это биологический процесс, при котором органические твердые тела разлагаются на стабильные вещества. Пищеварение уменьшает общую массу твердых веществ, разрушает патогенные микроорганизмы и облегчает обезвоживание или высушивание осадка. Расвариванный ил безобидный, имеет внешний вид и характеристики богатой горшечной почвы .

Большинство больших очистных сооружений используют двухэтапную систему расщепления, в которой органические материалы метаболизируются бактериями анаэробно (в отсутствие кислорода). На первом этапе осадок, утолщенный до содержания сухих твердых веществ (DS) примерно 5 процентов, нагревается и смешивается в закрытом резервуаре в течение нескольких дней. Кислотные бактерии гидролизуют большие молекулы, такие как белки и липиды , разбивая их на более мелкие водорастворимые молекулы, а затем ферментируют эти меньшие молекулы в различные жирные кислоты. Затем осадок течет во второй резервуар, где растворенное вещество превращается в другие бактерии в биогаз , смесь углекислого газа и метана . Метан горючий и используется в качестве топлива для нагрева первого резервуара для пищеварения, а также для производства электроэнергии для завода.

Анаэробное пищеварение очень чувствительно к температуре , кислотности и другим факторам. Это требует тщательного мониторинга и контроля. В некоторых случаях осадок инокулируется дополнительными гидролитическими ферментами в начале первой стадии пищеварения, чтобы дополнить действие бактерий. Было обнаружено, что эта ферментативная обработка может разрушить более нежелательные патогены в иле, а также может привести к созданию большего количества биогаза во второй стадии пищеварения.

Другим улучшением традиционного двухэтапного анаэробного процесса расщепления является термический гидролиз или разрушение больших молекул путем тепла. Это делается в отдельном шаге перед пищеварением. В типичном случае процесс начинается с осадка, который был обезвожен до содержания DS примерно 15 процентов. Осадок смешивается с парами в пульпе, и эта горячая гомогенизированная смесь подается в реактор, где он удерживается под давлением примерно при приблизительно 165 ° C (около 330 ° F) в течение примерно 30 минут. В этот момент, когда гидролитические реакции завершены, некоторые из пар исчезли (для подачи на пульпер), а осадок, все еще под каким -то давлением, внезапно высвобождается в [флэш -бак », где врученное падение Давление вырывает клеточные стенки большей части твердого вещества. Гидролизованный ил охлаждается, слегка разбавляется водой, а затем отправляется непосредственно ко второй стадии анаэробного расщепления.

Расщепление ила также может происходить в аэробно-то есть в присутствии кислорода. Осадок энергично аэрируется в открытом баке около 20 дней. Метановый газ не образуется в этом процессе. Хотя аэробные системы легче работать, чем анаэробные системы, они обычно стоят дороже для работы из -за мощности, необходимой для аэрации. Аэробное пищеварение часто объединяется с небольшой расширенной аэрацией или контактными системами стабилизации.

Аэробное и обычное анаэробное пищеварение. Преобразование примерно половины твердых веществ органического ила в жидкости и газов. Термический гидролиз, сопровождаемый анаэробным расщеплением, может преобразовать примерно от 60 до 70 процентов твердого вещества в жидкости и газов. Мало того, что объем твердых веществ производит меньше, чем при обычном пищеварении, но и большее производство биогаза может сделать некоторые сточные очистные сооружения самодостаточными по энергии .

Обезвоживание

Расвариванный осадок сточных вод обычно обезвоживают перед утилизацией. Обезвоживаемый осадок по-прежнему содержит значительное количество воды до 70 процентов, но даже с этим содержанием влаги, осадок больше не ведет себя как жидкость и может рассматриваться как твердый материал. Кровати с сушеными илами обеспечивают самый простой метод обезвоживания. Расвариванное суспензию осадка распространяется на открытом слое с песком и позволяет оставаться до высокой высоты. Сушка происходит путем комбинации испарения и гравитационного дренажа через песок. Трубопроводная сеть, построенная под песком, собирает воду , которая перекачивается обратно в голову завода. Примерно через шесть недель сушки, пирог с осадками, как его называют, может иметь содержание твердых веществ примерно на 40 процентов. Затем его можно удалить из песка с помощью виночки или фронтального погрузчика. Чтобы сократить время высыхания в влажную или холодную погоду, на песчаных ложе может быть построено стеклянное корпус . Поскольку для сушильных слоев необходимо значительная часть сушила, этот метод обезвоживания обычно используется в сельских или пригородных городах, а не в густонаселенных городах.

Альтернативы ссущивающимся кровати с осадками включают роторный вакуумный фильтр барабана, центрифугу и пресс для фильтра ремня. Эти механические системы требуют меньше места, чем сушеные кровати, и они предлагают большую степень эксплуатационного контроля. Тем не менее, им обычно нужно предыду, что им нужно предыду, называемую кондиционированием осадка, в котором химические вещества добавляются в жидкость для коагуляции твердых веществ и улучшения дренажера.

Утилизация

Конечным пунктом назначения обработанного осадка сточных вод обычно является земля. Обезвоживаемый осадок можно погребнуть под землей на санитарной свалке . Он также может быть распространен на сельскохозяйственной земле, чтобы использовать свою ценность в качестве кондиционера и удобрения почвы . Поскольку осадок может содержать токсичные промышленные химические вещества, он не распространяется на землю, где выращиваются сельскохозяйственные культуры для потребления человеком.

Если подходящее место для утилизации земли недоступно, как в городских районах, осадок может быть сожжен . Сжигание полностью испаряет влагу и превращает органические твердые вещества в инертную золу. Пепел должен быть расположен, но уменьшенный объем делает утилизацию более экономичным. Контроль загрязнения воздуха является очень важным фактором, когда осадок сточных вод сжигается. Должны использоваться соответствующие устройства для очистки воздуха, такие как скрубберы и фильтры.

Сброс ила в океан, когда -то экономичный метод утилизации для многих прибрежных сообществ , больше не считается жизнеспособным вариантом. В настоящее время запрещено в Китае и во многих других прибрежных странах.