Кек обезвоженный


Механическое обезвоживание и термическая сушка осадков

Категория: Очистка сточных вод

Механическое обезвоживание и термическая сушка осадков

Для сушки осадка на иловых площадках, особенно на крупных очистных станциях, требуются большие земельные площади, поэтому в последнее время применяют механическое обезвоживание осадков: вакуум-фильтрацию, центрифугирование и фильтр-прессование.

Вакуум-фильтр (рис. 1) представляет собой горизонтально расположенный цилиндрический барабан, покрытый фильтрующей тканью (капроновой, хлорвиниловой). Продольными, радиально расположенными перегородками барабан разделен на несколько секторов — отдельные фильтрующие камеры. Барабан медленно вращается на цапфах и погружен приблизительно на 1/3 в корыто, в которое загружается обезвоживаемый осадок. Каждый сектор барабана может находиться поочередно или под повышенным давлением, создаваемым компрессором, или под вакуумом. Когда секторы, погруженные в корыто, находятся в зоне вакуума, осадок прилипает к поверхности фильтрующей ткани. Когда же при дальнейшем вращении секторы выходят из сферы погружения, но продолжают оставаться в зоне вакуума, налипший на ткань осадок обезвоживается; обезвоживание продолжается до момента приближения сектора к съемному ролику или ножу. Сектор в это время находится в зоне повышенного давления, под которым осадок разрыхляется, благодаря чему съем его с барабана облегчается. Отсосанная вода (фугат) перекачивается центробежным насосом в начало очистных сооружений или в ило-лоуилотнители.

Рис. 1. Схема вакуум-фильтра 1 — вращающийся ролик; 2 — нож; 3 и 4 — натяжной и направляющий ролики

Рис. 2. Схема подготовки осадка к механическому обезвоживанию 1 — метантенк; 2 — сборный резервуар; 3—плунжерный насос; 4— подача воды; 5 — подача сжатого воздуха; 6—промывка осадка; 7 — уплотнитель; 8—резервуар уплотненного осадка; 9— подача коагулянта; 10— отделение коагулирования; 11 — вакуум-фильтр; 12 — транспортер; 13 — подача в отделение термической сушки

Осадок или смесь осадка с активным илом перед вакуум-фильтром подвергается предварительной обработке (рис. 2): промывается технической водой из расчета 2—4 м3 воды на 1 м3 осадка в течение 15—20 мин и продувается воздухом, который подается в объеме 0,5 м3 на 1 м3 смеси осадка и воды. Затем эта смесь направляется в уплотнители, где в течение 12—24 ч уплотняется осадок и отделяется вода. Сливная вода, содержащая 1—1,5 г/л взвешенных веществ и имеющая БПК.2о = 600—900 мг/л, направляется на очистные сооружения.

Из уплотнителя осадок влажностью 94—96% удаляется плунжерными насосами. Перед подачей на вакуум-фильтр осадок подвергается коагулированию. В качестве реагентов обычно применяют хлорное железо или сернокислое окисное железо и негашеную известь в виде 10%-ного раствора. Средняя доза железа составляет 4—6% массы сухого вещества осадка, а извести—10— 15%. Наилучший материал, обеспечивающий высокую производительность вакуум-фильтров, — хлорвиниловая ткань. Влажность фильтрованного осадка в среднем 78,5—80%.

Получил распространение способ механического обезвоживания сырого осадка, при котором исключается его сбраживание в метантенках. Этот способ целесообразно применять при ограниченной территории очистных сооружений. Сырой осадок из первичных отстойников подается насосами в резервуар — регулятор расхода осадка, откуда в смеси с химическими реагентами поступает на вакуум-фильтр. При обезвоживании сырого осадка быстро заиливается фильтровальная ткань, фильтрующая способность которой зачастую не поддается восстановлению даже после промывки. Поэтому вакуум-фильтры должны иметь более эффективные приспособления для восстановления фильтрующей способности ткани. Принципиальная схема такого вакуум-фильтра с непрерывной регенерацией фильтровальной ткани приведена на рис. 3. Фильтровальная ткань при вращении барабана, находящегося в корыте, сходит на систему роликов. При прохождении ее через разгрузочный ролик кек отделяется от ткани и снимается ножом. При этом происходит отдувка кека и очистка ткани сжатым воздухом, подаваемым в ролик. При движении от ролика к натяжному и возвратному роликам ткань промывается с обеих сторон водой, поступающей иод давлением из насадок. Промывочная вода собирается желобом и отводится по трубе. Распределительная головка служит для создания в секторах барабана поочередно вакуума и избыточного давления.

Рис. 3. Схема вакуум-фильтра с непрерывной регенерацией фильтровальной ткани

Рис. 4. Схема тепловой обработки и механического обезвоживания осадков городских сточных вод 1 — дробнлка; 2— резервуар дробленого осадка; 3 — насос; 4 — теплообменник; 5 — реактор; 6 — дросселирующее устройство; 7 — илоуплотнитель; 8 — вакуум-фильтр;——обработанный осадок

Обезвоженный осадок имеет влажность 70—80%. Для уничтожения яиц гельминтов его необходимо подогревать до температуры 60°С или обрабатывать термически. Комплекс расчетов при проектировании установок вакуум-фильтрации включает расчет сооружений по промывке и уплотнению осадка, расчет реагентного хозяйства, определение числа вакуум-фильтров.

Вакуум-фильтры изготовляются серийно Уральским (Свердловск) и Пензенским заводами химического машиностроения.

Методу вакуум-фильтрации присущ и ряд недостатков: сложность подготовки осадка к обезвоживанию, большой расход реагентов, коррозия трубопроводов и оборудования,

В ряде стран (Англия, Швейцария, ФРГ) применяется тепловая обработка осадка перед обезвоживанием. Сущность метода состоит в прогревании осадков при температуре 140—200 °С. Схема тепловой обработки осадка представлена на рис. 4. Осадок после нагревания в теплообменнике подается в реактор, где прогревается в течение определенного времени. Обработанный осадок возвращается в теплообменник и отдает часть своего тепла. После отстаивания в уплотнителе осадок обезвоживается на вакуум-фильтре.

В МИСИ им. В. В. Куйбышева проведены исследования метода тепловой обработки. Установлено, что температурный режим и продолжительность обработки зависят от характера обрабатываемого осадка. В частности, для уплотненного активного ила необходимо прогревание его при температуре 185—195 °С в течение 60 — 75 мин. Обработанный осадок хорошо уплотняется и отдает воду.

Реакторы для тепловой обработки выполняются в виде вертикальных колонн. В верхней части колонны имеется свободное пространство, где накапливается парогазовая смесь (водяной пар и продукты распада органического вещества осадков), которую периодически удаляют в сепаратор для дезодорации. Осадок подается в реактор непрерывно, а удаляется периодически через редуцирующие устройства.

Одним из существенных достоинств этого метода является полная стерильность обработанного осадка. При обезвоживании такого осадка на вакуум-фильтре образуется кек влажностью 55—70%. что позволяет исключить термическую сушку осадка. К недостаткам метода относятся сложность конструкции реактора и высокая концентрация органических веществ в иловой воде, которую необходимо направлять на биологическую очистку. Значительное упрощение схемы обработки осадков (исключение метантенков, отказ от промывки и реагент-ной обработки осадка) делает этот метод весьма перспективным.

Линия по тепловой обработке осадков работает на Люберецкой станции аэрации (Москва). В производственных условиях проведены опыты по обезвоживанию осадков городских сточных вод в непрерывно действующих осадитель

gardenweb.ru

Cооружения для обезвоживания осадков

Категория: Очистка сточных вод

Cооружения для обезвоживания осадков

Илоуплотнители

Илоуплотнители гравитационного типа эксплуатируются в целом как отстойники соответствующей конструкции, но с параметрами уплотнения ила, отличающимися количественно. Гидравлическая нагрузка на гравитационные илоуплотнители должна быть равномерной и не превышать предельных значений: для вертикальных уплотнителей с высотой не менее 3,5—4 м — 1 м/м2 в ч, для радиальных уплотнителей — 0,3—0,5 м3/м2 в ч (при концентрации активного ила в аэротенке соответственно 5 и 3 г/л).

Концентрация избыточного ила также может повлиять на работу илоуплотнителей. Эта величина учитывается рабочей массовой нагрузкой, которая не должна превышать 25—30 кг/м2 в сутки по сухой массе для илов городских очистных станций. Концентрация при этом лимитируется до 25—30 г/л.

Данные предельные значения рабочих параметров гравитационных илоуплотнителей являются контрольными для нормальной эксплуатации сооружений. Они определяют режимы удаления избыточного ила из вторичных отстойников или комбинированных сооружений и сырого осадка из первичных, если предусмотрено совместное их уплотнение. Эти режимы должны быть изложены в технологическом регламенте, но могут корректироваться в зависимости от регулирования работы комплексов биохимической очистки в пределах значений указанных параметров.

Гравитационные илоуплотнители подвергают профилактической очистке чаще, чем обычные отстойники, в среднем один раз в три месяца, причем обязательно промывают сильной струей воды все илопроводы, илососы, скребковое оборудование и задвижки.

Метод флотационного уплотнения дает более концентрированный ил, чем гравитационный, но в этом случае большие требования предъявляются к равномерной подаче ила. Массовая нагрузка на флотационные уплотнители меньше зависит от концентрации ила и составляет максимально 120—200 кг/м2 в сутки, причем концентрация уплотненного ила может быть 30— 50 г/л.

Гидравлическая нагрузка должна быть не более 1 мг/м2 в час, расход воздуха при давлении 3,5—4 ати в среднем составляет 10—20% от расхода ила или смеси с осадком. При эксплуатации флотационных илоуплотнителей надо, чтобы время насыщения иловой смеси воздухом составляло 1—2 мин при двухчасовом времени обработки.

Иловые площадки и пруды

На иловых площадках влажность осадка должна снижаться до 80%. Слой единовременного напуска осадка на иловую площадку для летнего периода допускается до 30 см, для зимнего — до уровня на 10 см ниже верха ограждений.

Периодичность напуска осадка увеличивается или уменьшается в зависимости от времени года. Обычно в летнее время в южных районах она колеблется в пределах 15—20 суток (на площадках с асфальтовым покрытием) и в остальных районах — 20—30 суток. В периоды дождей и высокой влажности воздуха (весна и осень) время между напуском увеличивается до 60 суток. Периодичность устанавливается с учетом местных климатических условий, влажности, характеристики осадка и состояния дренажа. Необходимо следить за равномерностью розлива осадка по всей площадке иловой карты и своевременно переключать подачу осадка на другую карту.

Разгрузку карт иловых площадок производят по мере обезвоживания осадка и желательно в летнее время; вывозят осадок непосредственно на сельскохозяйственные поля или в места складирования удобрений. После удаления осадка дренажную загрузку на площадке взрыхляют и при надобности подсыпают просеянным песком.

Ограждающие валики должны содержаться в исправности и чистоте, для чего их периодически осматривают (не реже одного раза в 5 дней).

Если валики задернены, требуется частое скашивание травы, чтобы не допустить созревания семян растительности, засоряющих осадок и уменьшающих его агрономическую ценность. Всю систему лотков, задвижек и труб на иловых площадках во избежание их засорения периодически, но не реже одного раза в 5 дней осматривают, прочищают и после прекращения напуска осадка промывают.

Все работы по обслуживанию иловых площадок должны производиться в дневные часы. Открытые распределительные лотки иловых площадок в зимнее время нужно перекрывать съемными щитами.

В аварийных случаях, когда возможна подача на иловые площадки сырого или не полностью сброженного осадка, могут быть засорены напорные илопроводы. Во избежание этого один раз в 5—6 суток илопровод промывают чистой водой, а воду после промывания выпускают в дренажный колодец после иловых площадок для перекачки в голову сооружений.

В ходе эксплуатации иловых площадок могут возникать разные неполадки. Так, из-за засоренности в некоторых местах дренажной системы на поверхности образуются блюдца влажного осадка. Рекомендуется снять в этих местах часть дренажной засыпки и заменить ее новой. Дренажные трубы промывают так, как обычные канализационные системы. Если в зимнее время осадок не промерзает, а лишь покрывается коркой льда, значит, налит слишком большой слой. Нужно разрушить ледяную корку, дать промерзнуть всему слою осадка и затем налить осадок вновь, следя за слоем напуска.

Следует регулярно скашивать траву и другие растения, растущие на откосах ограждающих валиков, так как они затрудняют процесс удаления воды от подсушиваемого осадка.

Налив сброженным осадком иловых прудов осуществляется в верхнюю карту каскада и производится ежедневно. Осадок разливается по карте и заполняет ее. При этом наиболее тяжелые взвешенные вещества оседают на дно, а жидкость, переливаясь через специальные перепуски, попадает на вторую карту (ступень) каскада, где происходит тот же процесс, но в условиях расслоения более мелких фракций.

После заполнения всех карт первого яруса (ступени) каскада нужно дать время отстояться налитому осадку, затем перепустить верхние слои жидкости на следующий ярус и т. д.

Сооружения для механического обезвоживания осадков

Цехи механического обезвоживания осадков представляют собой сложные инженерные химико-технологические сооружения, требующие высокой специальной квалификации обслуживающего персонала. Оборудуются такие цехи различными аппаратами: центрифугами, вакуум-фильтрами или фильтр-прессами, устройствами и системами для термической или химической подготовки осадков, специальными насосными установками, реагентным хозяйством и т. д.

Согласно СНиП П-32-74 осадок перед механическим обезвоживанием подвергают кондиционированию (уплотнению) с целью улучшения его влагоотдачи. Перед обезвоживанием на вакуум-фильтрах осадок промывают очищенной сточной водой с воздухом.

Химическое кондиционирование осадков с помощью хлорного железа в присутствии извести осуществляется дозировкой, зависящей от состава веществ, образующих осадок: содержания ЛЖК, щелочности, влажности и степени распада беззольной массы. Известь вводится обычно после хлорного железа. Дозировка реагентов производится в расчете процентной доли от сухого вещества осадка.

В среднем следует принимать дозу хлорного железа и извести для сброженного осадка соответственно 3—4 и 8—10%, для сброженной смеси сырого осадка и избыточного активного ила — 4— 6 и 10—15%, для сырого осадка —2—3,5 и 6—9%, для несбро-женной смеси сырого осадка и уплотненного активного ила — 3— 5 и 9—13% и для уплотненного активного ила — 6—9 и 17—25%. Изменяя дозу хлорного железа, необходимо выдерживать соотношение между ним и известью постоянным, так, чтобы количество извести превышало количество хлорного железа в 1,5— 2,5 раза.

При регулировании процесса кондиционирования осадков необходимо соблюдать приведенные общие пределы параметров, но осуществлять их с учетом конкретного состава осадка. На рис. 1 при

gardenweb.ru

Практика применения анионного флокулянта Flopam AN905PWG в цехе механического обезвоживания на Восточной станции водоподготовки МГУП "Мосводоканал"

Cтатья "Опыт работы цеха механического обезвоживания водопроводного осадка на Восточной станции водоподготовки" из журнала "Водоснабжение и санитарная техника".

В. П. ПОДКОВЫРОВ, К. Е. ЗВЯГИН, Ю. С. ДМИТРИЕВА, И. Ю. АРУТЮНОВА, С. Ю. ЯГУНКОВ

Введение. Источником водоснабжения Восточной станции водоподготовки является волжская вода, которая характеризуется довольно постоянным химическим составом и относится к категории маломутных, высокоцветных вод со средней минерализацией. Принятая на станции двухступенчатая схема очистки питьевой воды включает в себя отстаивание в горизонтальных отстойниках и фильтрацию на песчаных фильтрах. Традиционный процесс очистки воды сопровождается образованием сточных вод – водопроводных осадков.

В процессе отстаивания воды, предварительно обработанной коагулянтом и флокулянтом, образуется большое количество осадка влажностью 99,5–99,9%. Состав водопроводного осадка определяется химической природой загрязнений, присутствующих в воде, типом используемого коагулянта, а также применяемой технологией очистки воды. При использовании коагулянта сульфата алюминия общее количество алюминия в сухом веществе осадка может достигать 40%. Помимо этого в осадке в большом количестве присутствуют органические вещества (ил, фито- и зоопланктон, коллоиды гуминовых и фульвокислот), а также минеральные примеси в виде песка, глины и других веществ.

В настоящее время в России основным методом обработки водопроводных осадков остается их естественная сушка на иловых картах, либо они сбрасываются в водоисточники. Иловые карты занимают значительные площади, которые определяются объемом сбросов осадка и временем его высыхания до состояния, пригодного для вывоза автомашинами на полигоны. Помимо отведения больших территорий под иловые карты при естественной сушке осадка происходит загрязнение поверхностных и подземных вод. По действовавшей ранее технологической схеме водопроводный осадок Восточной станции водоподготовки также поступал на иловые карты, а осветленная вода сбрасывалась в природный водоем.

С целью отказа от существовавшей схемы утилизации производственных стоков станции с использованием иловых карт и улучшения экологической ситуации в МГУП «Мосводоканал» было принято решение о выводе из эксплуатации иловых карт и переходе на механическое обезвоживание осадка на сгустителях и центрифугах до состояния, пригодного для транспортировки. С января 2010 г. на Восточной станции водоподготовки ПУ «Мосводоподготовка» МГУП «Мосводоканал» эксплуатируются сооружения обработки осадка. Это первый опыт обработки осадка на станциях водоподготовки Москвы.

Описание технологического процесса. В основе работы сооружений обработки осадка Восточной станции водоподготовки лежит принцип его уплотнения в отстойниках, механического сгущения на барабанных сгустителях и обезвоживания на центрифугах. Сооружения обработки осадка включают: насосную станцию подкачки с приемно-регулирующим резервуаром, отстойники-уплотнители, сооружения сгущения (барабанные сгустители) и обезвоживания (центрифуги) осадка, площадку временного складирования осадка. Принципиальная схема сооружений обработки осадка представлена на рис. 1. Проектная производительность сооружений составляет 25 тыс. м3/сут.

Рис. 1. Принципиальная схема сооружений обработки осадка

Насосная станция подкачки с приемно-регулирующим резервуаром предназначена для подачи производственных стоков на сооружения обработки осадка. Производственные стоки влажностью 99,7–99,9% поступают в приемно-регулирующий резервуар насосной станции подкачки. В приемной камере резервуара предусмотрен приямок для сбора песка. Подземная часть резервуара состоит из двух отделений, где разме- щаются четыре погружных насосных агрегата, перекачивающие производственные стоки в отстойники-уплотнители.

Отстойники-уплотнители выполняют следующие функции: усреднение расхода поступающих стоков для обеспечения равномерной подачи осадка на последующие сооружения; снижение общего объема обрабатываемого осадка за счет гравитационного осаждения.

На сооружениях обработки осадка предусмотрено шесть отстойников-уплотнителей (рис. 2, а), в которые равномерно распределяются поступающие производственные стоки. Для уплотнения поступающего осадка вводится флокулянт, доза которого зависит от его влажности. Уплотненный в отстойниках-уплотнителях осадок с влажностью 98,5–99,5% через перфорированные тр

www.kntp.ru

Флокуляция осадков сточных вод

Журнал «Экология производства», №4 апрель

В.В. Чернобай,

Тамбоводоканал - филиал ОАО «Тамбовские коммунальные системы»

Тамбоводоканал осуществляет деятельность по водоснабжению, сбору, очистке и распределению воды на территории г. Тамбов. Внедрение новых технологий на этом предприятии позволило интенсифицировать процесс обезвоживания осадков и повысить качество очистки сточных вод.

Эксплуатация прудов-накопителей в течение 30 лет привела к их переполнению так называемыми иловыми осадками. При этом расширение прудов-накопителей не представлялось возможным из-за близости поймы реки Цны, а естественная сушка осадков в городах с развитой инфраструктурой нерациональна как с экономической, так и с экологической точек зрения. Для минимизации экологических рисков в июне 2007 г. на очистных сооружениях был запущен новый цех механического обезвоживания осадка, оснащённый ленточными фильтрпрессами ПЛ-20К. Для достижения оптимального результата очистки сточных вод механический процесс обезвоживания осадка был совмещён с процессом флокуляции. Применение флокуляции при очистке сточных вод получило практическое распространение ещё в начале 1930-х гг. Этот способ очистки основывается на адсорбционном взаимодействии частиц загрязнений сточных вод с водорастворимыми линейными полимерами (флокулянтами). В результате процесса флокуляции образуются флокулы (рыхлые хлопьевидные агрегаты), имеющие трёхмерную структуру, которые в дальнейшем могут быть легко удалены из обрабатываемых сточных вод при помощи отстаивания, фильтрации или флотации. Особенность флокулянтов заключается в том, что их молекулярная масса может достигать нескольких миллионов дальтон, а степень полимеризации – нескольких тысяч. Это и способствует увеличению размера частиц (образованию флокул) на этапе флокуляции. Флокулянты помогают расширению оптимальных областей коагуляции (по рН и температуре), увеличению скорости возникновения и осаждения образующихся агрегатов, повышению их плотности и прочности. Процесс адсорбции происходит в две стадии:

1. Первичная адсорбция – присоединение макромолекул несколькими сегментами к одной частице.

2. Вторичная адсорбция – присоединение свободных сегментов макромолекул с другими частицами полимерными мостиками. Ввиду того, что затраты на приобретение флокулянта составляют 30–50% от общих эксплуатационных затрат цеха, особое внимание обратили на выбор оптимального реагента и провели серию лабораторных исследований по определению оптимальной дозы внесения раствора флокулянта в осадок (ил). Нужно отметить, что активный ил на различных очистных сооружениях имеет разный качественный состав. Следовательно, выбор флокулянта необходимо было проводить непосредственно на месте. Лабораторные испытания состояли из следующих этапов:

1. Помещение в цилиндр предварительно перемешанного осадка (ила) в объёме 100 мл.2. Внесение минимальной дозы флокулянта в цилиндр с осадком.

3. Перемешивание осадка и флокулянта путём переливания из цилиндра в цилиндр 10 раз. Первые два переливания производятся быстро, а последующие – медленно и плавно таким образом, чтобы не разбить образующиеся флокулы. При этом необходимо отметить, в какой момент происходит образование флокул.

4. Фильтрование через сито полученной массы.

5. Оценка качества фильтрата (чистый, мутный, грязный).

6. Оценка качества кека путём стряхивания его с сита (как отделяется от поверхности: отлично, хорошо, плохо).

Испытания одной марки флокулянта заканчивалось только тогда, когда фильтрат оставался чистым, а кек хорошо отделялся от фильтра (сита). После проведённой серии опытов был отобран тот флокулянт, который продемонстрировал лучшие результаты, т.е. при минимальном расходе образовывались стабильные флокулы и чистый фильтрат. Далее были проведены промышленные испытания на фильтр-прессах. Таким образом, в ходе лабораторных исследований были изучены такие марки флокулянтов, как «Зетаг», «МагнаФлок», «Праестол», «Сибфлок» и др. Флокулянт «Праестол» использовали при раздельной схеме обезвоживания: осадок обрабатывали флокулянтом «Праестол 853 ВС», а избыточный активный ил – «Праестол 655 BC-S».

Применение флокулянта «Праестол 655 BC-S» при обезвоживании избыточного ила дало в целом удовлетворительные результаты. Однако при незначительном увеличении расхода флокулянта наблюдалось пенообразование в фильтрате. Кроме того, переход с одного флокулянта на другой вызывал ряд неудобств в организации технологического процесса. Следовательно, нужно было подобрать такой флокулянт, который бы одинаково хорошо проявлял свои свойства при обезвоживании как ила, так и осадка. Поэтому была проведена ещё одна серия исследований, в результате которых был выбран наиболее эффективный высокомолекулярный флокулянт FLOPAM 4550 SH (SNF, Франция). Сравнительный анализ применения этого флокулянта при о

www.kntp.ru


Смотрите также