Ргр 2. Расчет класса опасности осадка и определение способов его утилизации

Теоретическая часть

Использование осадка сточных вод на удобрение допускается после установление класса опасности и принятия мер к обезвреживанию  8 . Учитывая наличие в осадках различных токсичных компонентов, в том числе и тяжелых металлов, нормы внесения определяются в каждом конкретном случае расчетным путем. Нормы внесения (А) не должны вызывать накопление тяжелых металлов в почве выше (0,7-0,8)ПДК по транслокационному показателю, определяемому по формуле

А = Ф + Д 0,8 ПДК, (2.5)

где Ф- исходное содержание элемента в почве до внесения осадка, мг / кг (см. табл.2.7); Д – дополнительные поступления данного элемента в почву с осадком, мг / кг; ПДК – допустимый уровень элемента в почве, мг / кг.

На земледельческих полях орошения для утилизации осадков, образующихся в отстойниках, отводится специальный неорошаемый в этот период участок, который засеивается многолетними травами.

Технология использования осадка сточных вод зависит от способа его подготовки и обезвреживания При использовании на удобрение сухого осадка (компоста) применяются специальные машины, разработанные для внесения органических удобрений (разбрасыватели типа ПРТ-10, ПРТ –16, РОУ –5 и др.). После внесения осадок запахивается на глубину 25-30 см. Для внесения жидкого осадка применяют машины типа РЖТ-8, МЖТ –10 и др.

Обезвреживание и обеззараживание осадка сточных вод может быть осуществлено одним из следующих способов:

-термофильным сбраживанием в метатенках или термосушкой;

-облучением инфракрасными лучами (камера дегельмитизации);

-пастеризацией при температуре 70 ⁰С и времени теплового воздействия не менее 20 минут;

-аэробной стабилизацией с предварительным прогревом смеси сырого осадка с активным илом при температуре 60-65 ⁰С в течение двух часов;

-компостированием (с опилками, сухими листьями, соломой и торфом, другими водопоглощающими средствами) в течение 4-5 месяцев из которых 1-2 должны приходиться на теплое время года;

-выдерживанием на иловых площадках в течение не менее 2-3 лет.

Таблица 2.7

Фоновое содержание тяжелых металлов в почве, мкг / г

Наименование металла	Фоновое содержание в почве
Марганец	550
Хром	54
Медь	25
Свинец	19
Кадмий	9
Ртуть	0,9
Цинк	0,5

Расчетная часть

Цель работы: определить способ переработки осадка сточной воды пищевого предприятия.

Задание:

• рассчитать класс опасности осадка;

• обосновать технологию переработки;

• начертить принципиальную технологическую схему.

Таблица 2.8

Варианты индивидуальных заданий

Вариант	Содержание микроэлементов в осадке, мг / кг
	Zn	Cu	Cd	Ni	Cr	Pb	Mn	Hg
1	52,0	3,0	0,9	10,0	2,5	-	0,1	-
2	75,0	12,0	0,3	32,0	-	0,1	0,5	-
3	43,0	14.5	3,9	12,0	0,1	-	34	-
4	1,0	45,0	12,0	1,0	0,1	-	5,0	-
5	12,0	4,0	3,9	4,9	-	-	3,0	-
6	22,0	9,0	1,3	6,0	-	3,0	2,0	-
7	10,0	4,0	-	5,3	-	0,1	-	-
8	32,0	25,0	0,1	4,0	0,2	-	-	-
9	17,0	11,0	1,0	-	1,0	0,1	-	-
10	7,0	1,0	6,0	2,4	0,3	0,2	0,1
11	21,0	25,0	7,3	12,0	0,5	-	-	-
12	23,0	7,1	0,5	10,6	0,3	0,2	-
13	7,8	3,2	4,2	5,7	-	0,1	-	0,1
14	33,0	5,9	0,5	4,9	0,1	-	-
15	6,9	14,8	3,9	9,2	0,1	0,5	-
16	41,0	3,9	0,1	0,5	0,7	-	-	-
17	6,8	4,3	2,1	6,5	0,1	0,1	0,2	-
18	41,0	4,3	0,7	1,2	1,3	-	-	0,1
19	7,0	12,8	-	-	5,8	-	-	-
20	23,0	15,6	5,3	6,0	2,6	2,1	-	-

Методика расчета

Определение класса опасности отхода расчетным путем проводят при наличии значений ПДК в почве для компонентов, входящих в состав отхода. Для этого определяют индекс опасности отхода в соответствии с его составом по индивидуальному заданию (см. табл. 2.8) по следующей формуле

К= К₁ + К₂ +….+ К_n , (2.6)

где К_n=С_i/ПДК_ni; К – индекс опасности отхода;

К₁, К₂, ….К_n –индексы опасности отдельных элементов;

1. порядковый номер компонента отхода;

С_i – содержание i – го компонента в отходе, мг / кг-отхода;

ПДК_ni – ПДК _ni -го компонента отхода в почве, мг / кг почвы (см. табл. 2.9).

Класс опасности отхода определяют по табл. 2.10

Таблица 2.9

Предельно допустимые концентрации тяжелых металлов в почве

Наименование в-ва	Величина ПДК (мг/кг) почвы с учетом фона (кларк)	Лимитирующий показатель вредности
Ванадий	150,0	Общесанитарный
Ванадий+марганец	100,0+1000,0	Общесанитарный
Мышьяк	2,0	Транслокационный
Ртуть	2,1	-«-
Свинец	32,0	Общесанитарный
Свинец+ртуть	120,0+1,0	Транслокационный
Сурьма	4,5	Общесанитарный

Таблица 2.10

Интервалы величин индекса опасности отхода (К) для

различных классов опасности

Класс опасности	I	II	III	IV	Не опасные
Индекс опасности (К)	Более 200000	5000- 2000000	10-5000	1.0-10	Менее 1.0

При дальнейших расчетах учесть, что осадки сточных вод получают путем предварительного сбраживания (варианты 1-10) или компостирования (варианты 11-20) осадков сточных вод с органической частью городских бытовых отходов.

Процесс брожения проводят в анаэробном отстойнике, процесс сопровождается образованием метана и диоксида углерода. В отстойник помещают 1000 кг сточной воды, содержащей 14 % мас. твердых веществ, 70 % мас. из которых органические, 30 % мас. - неорганические инертные. Удаляемый из отстойника сброженныый осадок содержит 16 % мас твердых веществ, из которых 50 % мас. - органические. В отстойной жидкости не содержится твердых веществ.

Перед определением класса опасности осадка сточной воды вычерчивают принципиальную схему процесса и рассчитывают количество воды, удаляемой из отстойника с отстойной жидкостью, какое количество органических твердых веществ превращается в газ, на сколько в % отношении повышается содержание неорганических твердых веществ.

Процесс компостирования городских отходов и осадка сточных вод проводят путем смешения 400 т отходов в равных количествах с уплотненным в процессе центрифугирования осадком сточных вод.

Исходное содержание твердых частиц в осадке сточных вод 6 % мас, а после уплотнения 35 % мас. Городские отходы содержат:75 % бумаги, картона и текстиля; 13 пищевых отходов, 8,5 % лом черных металлов, 1 % стекло, 0,5 % лом цветных металлов; 2 % некомпостируемые отходы (резина, пластмасса, цемент). Некомпостируемые отходы удаляются методами ручной сортировки и электоромагнитной сепарации. Оставшаяся масса измельчается до размера не более 2,4 мм и смешивается с уплотненным осадком сточных вод.

Определяют количество неуплотненного осадка, поступающего на компостирование и индекс опасности полученного после компостирования осадка. Перед выполнением расчетов начертите принципиальную схему процесса.