удк 628.3 исследование процессов переработки и утилизации

Научный потенциал регионов на службу модернизации. Астрахань : АИСИ, 2012. № 2 (3). 170 с.
УДК 628.3
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ И УТИЛИЗАЦИИ
ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД
А. А. Войтюк, С. С. Евлантьев
Волгоградский государственный архитектурно-строительный
университет, г. Волгоград (Россия)
Самым распространенным методом очистки сточных вод является
биологическая очистка с использованием активного ила и последующее
его отделение. Однако при биологической очистке городских сточных вод
тяжело добиться удаления до требуемых норм содержание таких загрязнителей, как ПАВ, соли тяжелых металлов, соединения азота, нефтепродукты. Из вышесказанного следует, что для более глубокой очистки сточных
вод необходимо использование комбинированных технологий биохимической очистки с использованием физико-химических методов.
Осадки образуются при обработке практически любых сточных вод.
Обработка осадков является одной из наиболее технологически сложных и
самой дорогостоящей частью очистных комплексов. В связи с этим возникает несколько проблем: кондиционирование и обезвоживание осадков;
подготовка осадков к дальнейшей переработке; собственно переработка
(утилизация, уничтожение, накопление и др.); кондиционирование и использование высвобождающейся из осадков воды и многое другое. Если
учесть, что усредненная величина объема всех образующихся осадков от
очистки стоков составляет около 10 % объема стоков, а осадки имеют
весьма разнообразный состав, то можно представить сложность проблем
их переработки. Общепринято, что стоимость установки для обработки
осадков составляет 50–70 % стоимости всего очистного комплекса. Накопление же осадков в окружающей среде создает самую, пожалуй, трудноразрешимую экологическую проблему [1, с. 5].
Осадок, образующийся в процессе очистки сточных вод (сырой, избыточный активный ил и др.), должен подвергаться обработке, обеспечивающей возможность его утилизации или складирования. При этом необходимо учитывать народнохозяйственную эффективность утилизации
осадка и газа метана, организацию складирования неутилизируемых осадков и очистку сточных вод, образующихся при обработке осадка. Выбор
методов стабилизации, обезвоживания и обезвреживания осадка должен
определяться местными условиями (климатическими, гидрогеологическими, градостроительными, агротехническими и пр.), его физикохимическими и теплофизическими характеристиками, способностью к водоотдаче. При обосновании по рекомендациям специализированных научно-исследовательских организаций допускается совместная обработка
106
Научный потенциал регионов на службу модернизации. Астрахань : АИСИ, 2012. № 2 (3). 170 с.
обезвоженных осадков и твердых бытовых отходов на территории очистных сооружений канализации или мусороперерабатывающих заводов.
Надлежит предусматривать использование обработанных осадков городских и близких к ним по составу производственных сточных вод в качестве
органоминеральных удобрений. Для хранения механически обезвоженного
осадка надлежит предусматривать открытые площадки с твердым покрытием. Высоту слоя осадка на площадках следует принимать 1,5–3 м. Для
хранения термически высушенного осадка с учетом климатических условий следует применять аналогичные площадки, при обосновании – закрытые склады. Хранение механически обезвоженного, термически высушенного осадка следует предусматривать в объеме 3–4-месячного производства. Следует предусматривать механизацию погрузочно-разгрузочных работ. Для неутилизируемых осадков должны быть предусмотрены сооружения, обеспечивающие их складирование в условиях, предотвращающих загрязнение окружающей среды. Места складирования должны быть согласованы с органами госнадзора.
Общее количество осадков в абсолютно сухом виде достигает примерно 100–120 млн т в год, из которых около 90 % будет образовываться
при очистке производственных сточных вод и 10 % – бытовых. В эти данные не входят сельскохозяйственные осадки, количество которых примерно в 1,5 раза превышает все другие.
Свойства осадков определяются, прежде всего, составом входящих в
него компонентов, и условно они могут разделяться на три категории: минеральные, органические и смешанные. Осадки всегда представляют собой
сложную смесь разнообразных веществ, поэтому имеет смысл говорить о
преимущественном составе компонентов. Огромное значение имеет фазово-дисперсный состав веществ осадка. Поскольку в практике часто образуются сильнообводненные осадки, основной операцией их обработки является обезвоживание. Исходя из этого осадки условно разделяют на три
вида по их водоотдаче: хорошо-, средне- и трудно фильтруемые (ТФО).
Необходимо обращать внимание на ТФО, именно они требуют индивидуального подхода: отработки параметров кондиционирования, подбора
аппарата обезвоживания и технологических параметров процесса. В состав
такого осадка входят смеси следующих компонентов: мелкодисперсные
частицы, сильнообводненные хлопьевидные составляющие (например,
гидроксиды металлов), различные органические вещества, коллоидные
растворы и др.
Общее количество ТФО около 3 км3 в год, из которых на промышленные осадки приходится около 70 % со средним содержанием взвеси
5 г/дм3. В настоящее время по полной технологической программе «кондиционирование – механическое обезвоживание – сушка» обрабатывают
не более 8 % ТФО. Еще хуже обстоят дела с утилизацией отходов.
107
Научный потенциал регионов на службу модернизации. Астрахань : АИСИ, 2012. № 2 (3). 170 с.
Так, органо-содержащие ТФО биохимических сооружений используются как удобрение в количестве до 1,5 %, белково-витаминного кормового продукта до 0,01 %. В целом осадки производственных стоков используются полезно в количестве не более 2 % (по сухому веществу) [2, с. 23].
По внешнему виду типичный активный ил представляет буроватые
хлопья, легко взмучиваемые и очень быстро оседающие при спокойном
стоянии жидкости; запах ила – землистый.
Химический состав активного ила зависит от характера сточной
жидкости и методов ее обработки.
В абсолютно сухом веществе активного ила содержится в среднем (в
проц.):
минеральных веществ
25–35;
органических веществ
65–75;
азота
3–7;
фосфора
2–4;
жиров
2–6;
калия
0,3–0,4;
железа
1,6 [3, с. 404].
Разработке технологии очистки городских сточных вод посвящено
много исследований и публикаций. Однако сохраняется актуальность создания новых эффективных и дешевых технологических решений. Использование модифицированных осадков сточных вод в этих процессах имеет
огромный потенциал.
Литература
1. Аксенов, В. И. Переработка осадков сточных вод / В. И. Аксенов, Е. В. Мигалатий, А. Ф. Никифоров. – Екатеринбург, 2003.
2. Аксенов В. И., Никулин В. А., Ничкова И. И. – Екатеринбург, 2001.
3. Тимонин, А. С. Инженерно-экологический справочник / А. С. Тимонин. – Калуга, 2003. – Т. 2.
108