Анализ альтернативных решений. Анализ альтернативных вариантов СОСК1. 4 Методы очистки городских сточных вод
 Скачать 99.08 Kb.
|
|
Часть органического вещества смеси осадков разлагается до смеси метана и углекислого газа (биогаз) в результате анаэробного биохимического процесса (сбраживания), осуществляемого, в том числе метановыми бактериями. Технологические характеристики Распад органического вещества до 45-48%. Выход биогаза около 900 м3 на тонну распавшегося органического вещества осадка. Содержание метана – около 65%. Очень низкие затраты электроэнергии. Затраты тепловой энергии на подогрев осадка до 160 ГДж/1000 м3 обрабатываемого осадка (термофильный процесс без рекуперации). Могут быть сокращены вплоть до 15-20 % от данной величины, за счет использования рекуперации тепла, а также мезофильного процесса. Может использоваться вторичное тепло от подпроцессов сушки, сжигания, когенерации (при утилизации биогаза). Применимость На крупнейших и сверхкрупных ОС ГСВ. Использующих первичное осветление. Не применимы при биологическом и биолого-химическом удалении фосфатов. 4.15.3. Нулевой вариант Нулевой вариант (отказ от деятельности) применим т.к. на сооружениях реализуются методы биолого-химического удаления фосфатов. 4.16. Подпроцесс № 13Б-1. Обработка и утилизация биогаза Применение метанового сбраживания с выработкой биогаза проектом не предусмотрено – нулевой вариант. 4.17. Подпроцесс № 14. Обеззараживание осадков Назначение: обеззараживание жидких осадков от бактерий группы кишечной палочки, патогенных микроорганизмов, дезинвазия. Основное оборудование для обеззараживания осадков согласно ИТС 10-2015, Раздел 2.1.2: 14А – реагентное обеззараживание, 14Б – термическое обеззараживание. Обеззараживание осадков сточных вод также обеспечивается надлежащим применением подпроцессов термофильного сбраживания в метантенках и компостирования, а также достаточным сроком вылеживания при реализации подпроцесса 17. 4.17.1. Реагентное обеззараживание Краткое описание Оборудование – система дозирования реагента и перемешивания. Технологические характеристики Для дозирования негашеной извести в обезвоженный осадок применяют дозаторы сыпучих материалов, для перемешивания – двухвалковые смесители, для последующей транспортировки полученной смеси в бункер – скребковые транспортеры, специальные насосы (бетононасосы) или иное оборудование. Для дозирования жидких реагентов в жидкий осадок применяют расходно-растворную емкость реагента и дозирующий насос. Применимость При использовании негашеной извести обеззараживание достигается в результате действия высоких значений температуры и рН. На ряде объектов имеет место применение реагента с недоказанной эффективностью «ингибитора-стимулятора», призванного обеспечить дезинвазию осадка. 4.17.2. Термическое обеззараживание Краткое описание Оборудование – установка теплового обеззараживания. Технологические характеристики Емкость для выдерживания при температуре 65-70C не менее 30 мин жидкого осадка, с системой теплообменников нагрева и рекуперации (при подогреве горячей водой) или только рекуперации (при нагреве подачей пара). Либо установки для обеззараживания обезвоженных осадков паром, или инфракрасным облучением. Применимость Обеспечивает полное обеззараживание осадка. 4.17.3. Нулевой вариант Нулевой вариант (отказ от деятельности) применим в условиях реализации стабилизации путем вылеживания достаточным сроком при реализации подпроцесса 17. 4.18. Подпроцесс № 15. Уплотнение стабилизированных осадков Назначение: в ходе стабилизации жидких осадков происходит распад существенной части органического вещества, что приводит к понижению содержания сухого вещества в осадке. Для оптимизации последующего обезвоживания проводят уплотнение. Используемое оборудование в принципе может быть идентично применяемому в подпроцессе №12. Проектом не предусмотрено уплотнение стабилизированных осадков. 4.19. Подпроцесс № 16. Обезвоживание осадка Назначение: удаление свободной влаги до остаточной влажности 70-85% путем подсушки в естественных условиях на иловых площадках или механического обезвоживания на аппаратах механического обезвоживания. Основное оборудование для обезвоживания осадка согласно ИТС 10-2015, Раздел 2.1.2: 16А – аппараты механического обезвоживания, 16Б – иловые площадки, 16В – иловые площадки с применением флокулянта. 4.19.1. Аппараты механического обезвоживания Краткое описание Жидкий осадок обрабатывают реагентами (в подавляющем числе случаев — органическими флокулянтами). В результате нарушения коллоидной структуры частиц осадка выделяется свободная вода. Она отделяется под давлением (в ленточных или камерных фильтр-прессах, либо шнековых прессах) или в центробежном поле (в центрифугах). Образующийся фильтрат (фугат) отводится. Процесс обезвоживания может быть периодическим (камерные фильтр-прессы) или непрерывным (все остальные типы оборудования). Технологические характеристики Потребление флокулянта определяется его свойствами и типом обезвоживающего оборудования и изменяется в диапазоне 3-9 кг/т сухого вещества. Содержание сухого вещества в обезвоженном осадке также зависит от типа и свойств осадка, а также типа оборудования. Практический диапазон составляет 18-30%. Применимость Согласно НДТ 10а (табл.5.14, Раздел 5, ИТС 10-2015), Механическое обезвоживание – универсальная технология. 4.19.2. Иловые площадки Краткое описание Жидкий осадок наливают в неглубокие емкости (как правило, бетонные, либо земляные) – иловые площадки, оборудованные системой для отвода сливной воды. После расслоения осадка отделившуюся сливную воду удаляют на ОС ГСВ на очистку. После отвода воды осадок подсыхает (либо вымораживается) под действием климатических факторов. Ворошение, а затем буртование ускоряют этот процесс. Технологические характеристики Содержание сухого вещества в обезвоженном осадке зависит в основном от соблюдения регламентных процедур и нагрузки на площадки. Практический диапазон составляет 25-40%. Применимость Согласно НДТ 10б (табл.5.14, Раздел 5, ИТС 10-2015), Уплотнение и подсушка на иловых площадках – На существующих ОС ГСВ до небольших включительно, при условии получения осадка с содержанием сухого вещества не менее 25 %. 4.19.3. Иловые площадки с применении флокулянта Краткое описание При проведении подпроцесса аналогично № 16Б для ускорения расслоения на площадке осадок перед наливом обрабатывают катионным флокулянтом. Это многократно ускоряет отделение сливной воды и последующее подсушивание осадка. Технологические характеристики Содержание сухого вещества в обезвоженном осадке – 30-40%. Применимость Согласно НДТ 10в (табл.5.14, Раздел 5, ИТС 10-2015), Уплотнение и подсушка на иловых площадках с применением флокулянта – на ОС ГСВ до больших включительно, при условии получения осадка с содержанием сухого вещества не менее 25 % и отсутствия выраженных экологических и санитарно-гигиенических проблем. 4.9.4. Нулевой вариант Нулевой вариант (отказ от деятельности) неприемлем. На СОСК требуется обезвоживание осадков перед дальнейшей обработкой. 4.9.5. Вариант, примененный в проекте Единственно подходящий вариант по производительности – аппаратное механическое обезвоживание. Сырой осадок из первичных отстойников совместно со сгущенным избыточным илом направляется на механическое обезвоживание на ленточных фильтр-прессах. Выбор фильтр-прессов обусловлен следующими основными факторами: высокая эффективность обезвоживания благодаря последовательности и специальной геометрии расположения валов различных диаметров; низкое энергопотребление; низкое потребление флокулянта; автоматизированная система управления лентой и защитой от ее схода; компактность оборудования; высокая защита от коррозии: корпус из нержавеющей стали. 4.20. Подпроцесс № 17. Дополнительная выдержка в естественных условиях осадков, подсушенных на иловых площадках или механически обезвоженных Назначение: подготовка осадков к дальнейшему использованию в качестве органических удобрений, почвогрунтов, рекультиванта и т. д. В процессе выдержки в течение нескольких лет достигается дополнительное подсушивание, вымораживание, стабилизация и минерализация органических веществ, обеззараживание за счет развития естественных микробиологических процессов. Подпроцесс целесообразен, если в технологической схеме до обезвоживания не используется термофильное сбраживание, либо после обезвоживания не применяется компостирование. Сооружения для дополнительной выдержки обезвоженных осадков в естественных условиях согласно ИТС 10-2015, Раздел 2.1.2: существующие иловые площадки или специальные площадки стабилизации и обеззараживания осадков на искусственном основании. Краткое описание Осадки, подсушенные на иловых площадках до влажности примерно 80%, продолжают находиться на иловых площадках для дальнейшей дообработки. Осадки после механического обезвоживания транспортируются и выгружаются на иловые площадки или специальные площадки для дальнейшей дообработки. Для интенсификации процесса дообработки с целью снижения влажности, минерализации, обеззараживания производят ворошение и дальнейшее буртование. Выдержка может осуществляться от 1 до 5 лет и более, чем длительнее выдержка, тем выше степень минерализации и заметнее снижение массы осадка. Технологические характеристики При выдержке влажность снижается до 65-40% и менее; зольность увеличивается до 40–55%. Осадок превращается в рассыпчатую массу с землистым запахом. Выдержанный осадок в зависимости от достигнутых свойств может быть использован в качестве органических удобрений почвогрунтов и рекультивантов для технической рекультивации нарушенных земель. Подпроцесс применим на СОСК для механически обезвоженного осадка с использованием площадок стабилизации. 4.21.Подпроцесс № 18. Компостирование осадков Назначение: подготовка осадков к дальнейшему использованию в качестве органического удобрения. При компостировании достигается стабилизация и гумификация органических веществ, обеззараживание, снижение влажности (не менее, чем до 50%) и массы осадка, улучшение физико-механических свойств компостируемой массы и обеспечивается товарный вид. Применяют различные варианты технологий компостирования: буртовое компостирование (наиболее часто применимо); тоннельное компостирование с принудительной подачей воздуха и др. Технология буртового компостирования осуществляется путем смешения осадка и наполнителя, буртования и ворошения буртов непосредственно на площадке с использованием погрузочно-разгрузочной техники или специализированной техники. Применимость Согласно НДТ 11б, (табл.5.14, Раздел 5, ИТС 10-2015), Компостирование осадков – на больших – крупнейших ОС ГСВ. Подпроцесс не применим на СОСК в связи с ограниченным бюджетом финансирования и возможностью использовать подпроцесс №17 – нулевой вариант. 4.22. Подпроцесс № 19. Производство почвогрунтов из осадка Назначение: получение на основе осадка почвогрунтов, рекультивантов. Осадки, подсушенные на иловых площадках, механически обезвоженные, а также после дополнительной выдержки, или компост смешивают с неплодородным грунтом, песком, торфом, различными добавками. Полученную смесь пропускают через виброгрохот или другие устройства для сепарации и отделения крупных включений. Получаемые технологические характеристики вторичной продукции соответствуют заданной рецептуре почвогрунта. Подпроцесс применим на СОСК ввиду применения подпроцесса №17, а также соответствия стабилизированного осадка нормам, предъявляемым к почвогрунтам. 4.23. Подпроцесс № 20. Термическая сушка осадка Назначение: снижение влажности осадка до 8-35%, сокращение массы по сравнению с обезвоженным осадком примерно в 4 раза, стабилизация осадка, обеззараживание, обеспечение его сыпучести. Подготовка осадка к дальнейшему использованию в качестве органического удобрения, биотоплива или проведению дальнейшего процесса конверсии органического вещества в газообразное топливо (пиролиз и др.). Перечень основного оборудования для термической сушки согласно ИТС 10-2015, Раздел 2.1.2: установки конвективного типа (прямая сушка), установки кондуктивного типа (непрямая сушка), комбинированные установки. Применимость Согласно НДТ 11в, (табл.5.14, Раздел 5, ИТС 10-2015), Термическая сушка осадков – на больших – крупнейших ОС ГСВ. Подпроцесс не применим на СОСК в связи с ограниченным бюджетом финансирования и возможностью использовать подпроцесс №17 – нулевой вариант. 4.23. Подпроцесс № 21. Сжигание осадка (термическая утилизация) Назначение: максимальное сокращение объема осадка путем окисления всей органической части осадка, получение тепловой энергии. В России в настоящее время используют установки сжигания в псевдоожиженном слое песка (известен еще целый ряд вариантов реализации подпроцесса сжигания и применяемого оборудования, но для осадка ГСВ они пока не нашли применения в отечественной практике). Осадок сжигается в горячем слое песка, который псевдоожижается поступающим в зону горения воздухом. Осадок в процессе псевдоожижения эффективно смешивается с песком, вода быстро испаряется, а органическое вещество окисляется. В верхней части печи, свободной от кипящего слоя, происходит доокисление в газовой фазе. Полученная в результате сжигания зола улавливается на электрофильтрах, а дымовые газы очищаются мокрой (щелочным реагентом) или сухой (рукавные фильтры) газоочисткой. Потребность подпроцесса во внешних энергоресурсах и его величина зависят от содержания сухого вещества и органики в исходном осадке. Содержание органического вещества в золе является важной технологической характеристикой и не должно превышать 5%. Применимость Согласно НДТ 11г, (табл.5.14, Раздел 5, ИТС 10-2015), Сжигание осадка – на больших – крупнейших ОС ГСВ. Подпроцесс не применим на СОСК в связи с ограниченным бюджетом финансирования и возможностью использовать подпроцесс №17 – нулевой вариант. 4.24. Обоснование примененных решений |