5.2. Обработка осадков

Обработка осадков проводится с целью получения конечного продукта, наносящего минимальный ущерб окружающей среде или пригодного для утилизации. Эта цель достигается при выполнении трех основных условий:

1) уменьшение объема осадка за счет его уплотнения и обезвоживания;

2) стабилизация, обусловливающая длительное хранение осадков без разложения;

3) обеззараживание, т. е. обеспечение безопасности осадков по санитарно-бактериологическим показателям.

На рис. 37 приведена классификация методов обработки осадков.

5.2.1. Уплотнение осадков

Имеющий высокую влажность избыточный активный ил уплотняют для уменьшения объема. На современных очистных сооружениях устройство илоуплотнителей является обязательным.

Уплотнению могут подвергаться осадок из первичных отстойников, избыточный активный ил, смесь осадка первичных отстойников и избыточного активного ила, осадки и ил после стабилизации. На рис. 38 приведены варианты расположения илоуплотнителей на схеме станции очистки сточных вод с использованием аэротенков.

Рис. 38. Варианты расположения илоуплотнителей:

1 – первичный отстойник; 2 – аэротенк; 3 – вторичный отстойник; 4 – илоуплотнитель; 5 – блок обработки осадков; 6 – осадкоуплотнитель; 7 – преаэратор.

а – сточная вода; б – очищенная вода; в – циркуляционный ил; г – иловая вода; д – уплотненный активный ил; е – первичный осадок; ж – обработанный осадок

В первом варианте (рис. 38, а) избыточный активный ил непрерывно поступает в илоуплотнитель, где отдает основную массу свободной влаги в виде иловой воды, и подается на дальнейшую обработку. Иловая вода содержит значительное количество растворенных органических веществ и возвращается в схему очистки перед аэротенками.

Во втором варианте (рис. 38, б) уплотнению в отдельном илоуплотнителе подвергается осадок из первичных отстойников, что облегчает в последующем совместную обработку осадков. Отделенная вода содержит взвешенные вещества и подается в схему перед первичными отстойниками.

По схеме третьего варианта (рис. 38, в) реализуется совместное уплотнение избыточного активного ила и осадка из первичных отстойников.

Рис. 37. Классификация методов обработки осадков

И, наконец, в четвертом варианте (рис. 38, г) уплотнение осадков осуществляется без илоуплотнителей. Активный ил подается в преаэраторы в объеме, превышающем его избыточное количество, откуда со сточной водой поступает в первичные отстойники. Выносимый из первичных отстойников активный ил компенсирует недостающую часть циркулирующего, подающегося в аэротенки. Таким образом, в преаэраторы отправляется такая часть активного ила, которая превышает его избыточное количество, но позволяет выделить в первичных отстойниках весь избыточный активный ил. По этой схеме получается один вид осадка – смесь сырого осадка и активного ила.

На выбор оптимальной схемы оказывают влияние не только тип илоуплотнителя, но и свойства активного ила, которые зависят от состава сточных вод, степени очистки и др. К примеру, активный ил при неполной биологической очистке уплотняется значительно лучше, чем при полной, а иловая смесь из аэротенков уплотняется быстрее, чем активный ил из вторичных отстойников.

Для уменьшения объема избыточного активного ила наибольшее распространение получило гравитационное илоуплотнение. Используются радиальные и вертикальные илоуплотнители, конструкции которых аналогичны конструкциям первичных отстойников. Наибольшей эффективностью обладают радиальные илоуплотнители с илоскребами. Они имеют меньшую высоту по сравнению с вертикальными, а медленное перемешивание способствует лучшему хлопьеобразованию и осаждению.

Влажность активного ила после гравитационного уплотнения продолжительностью 9–11 ч составляет 97–98%. Смесь осадка из первичных отстойников и активного ила при продолжительности уплотнения 7–10 ч достигает влажности 93–95%. Иловая смесь из аэротенков за 5–8 ч уплотняется до влажности 97%.

Для повышения степени уплотнения и сокращения продолжительности процесса применяют химические реагенты (коагулянты), термообработку осадка (при нагревании разрушаются гидратные оболочки вокруг частиц, часть связанной влаги переходит в свободную), разбавление активного ила очищенной сточной водой.

Флотационное уплотнение рекомендуется для флокулообразующей структуры активного ила, причем концентрация по сухому веществу не должна превышать 6–8 г/л. Избыточный активный ил насыщается воздухом под давлением, равномерно распределяется по сечению флотатора, всплывает и удаляется. Нижняя часть флотатора используется как зона отстаивания для удаления плотных частиц.

При флотационном уплотнении влажность уплотненного осадка составляет 95–97%. Для интенсификации процесса илоуплотнения и понижения влажности выгружаемого осадка в некоторых случаях используют добавление полиэлектролитов.

Флотационное уплотнение осуществляется в 10–15 раз быстрее, чем гравитационное, однако при этом возрастают эксплуатационные затраты.