пара. Методы и сооружения для глубокой доочистки биологически очищенных сточных вод
 Скачать 23.32 Kb.
|
|
Методы и сооружения для глубокой доочистки биологически очищенных сточных вод Существующие очистные сооружения в основном не обеспечивают нормативные требования к сбросу очищенных сточных вод, поэтому требуется их доочистка. Чаще всего полная биологическая очистка дополняется сооружениями фильтрации очищенных сточных вод, глубокой биологической очисткой от биогенных элементов в биологических окислителях и биопрудах, физико-химическими методами доочистки или комбинацией этих методов. В особых случаях необходимая степень глубокой очистки достигается только при использовании сорбции на активированном угле. Все эти мероприятия направлены на получение минимальных допустимых концентраций органических соединений, азота, фосфора и других специфических компонентов. Глубокая очистка сточных вод необходима перед использованием их в системах повторного и оборотного водоснабжения промышленных предприятий, в сельском хозяйстве. Рассматриваемые методы глубокой очистки сточных вод можно разделить на: - глубокую очистку сточных вод от органических загрязнений и взвешенных веществ; - глубокую очистку сточных вод от биогенных элементов; - глубокую очистку сточных вод от отдельных компонентов; - удаление из очищенных сточных вод бактериальных загрязнений (дезинфекция или обеззараживание сточных вод); - насыщение сточных вод кислородом. Сооружения доочистки сточных вод от взвешенных веществ и органических загрязнений. Наиболее распространенными методами глубокой очистки биологически очищенных сточных вод являются процеживание и фильтрование. Процеживание сточных вод. Для глубокой очистки сточных вод от взвешенных веществ широкое распространение получил метод процеживания сточных вод на микрофильтрах (рис. 14.1). . Схема устройства микрофильтров: 1 - сточная вода на доочистку; 2 - впускная труба; 3 - барабан микрофильтра; 4 - сетчатые стенки; 5 - промывные трубы; 6 - промывная вода; 7 - очищенная сточная вода. Глубокая очистка сточных вод от биогенных элементов.(биогенные эл-ты). Традиционная биологическая очистка позволяет изъять основную массу органически загрязняющих веществ, но не может обеспечить достаточную, по требованиям настоящего времени, глубину удаления соединений азота и фосфора, а также органических веществ. В процессе очистки происходит трансформация и частичное (до 20-40%) изъятие аммонийного азота и фосфора. При этом в ходе очистки протекают процессы аммонификации и последующей нитрификации азота, а также гидролиз соединений фосфора. Среди методов очистки сточных вод от соединений азота известны следующие: биологические, физико-химические, электрохимические, методы отдувки, ионного обмена. Глубокая очистка от отдельных компонентов. К наиболее эффективным методам глубокой очистки сточных вод от отдельных компонентов относится адсорбция, позволяющая добиться их снижения до норм ПДК с одновременной утилизацией или деструкцией извлеченных веществ. Достоинствами метода являются возможность удаления токсичных и биохимическинеразрушаемых веществ, отсутствие вторичного загрязнения воды, надежность в условиях колебания расхода и состава сточных вод, независимость от климатических факторов, компактное аппаратурное оформление, возможность полной автоматизации процесса. Адсорбция - это изменение (обычно повышение) концентрации вещества вблизи поверхности раздела фаз (поглощение на поверхности). Молекулы загрязнений сточных вод образуют соединения, которые имеют значительно большую энергию поглощения, чем гидроксильные группы. В этом случае основное значение имеет величина работающих пор, а не химический состав сорбента. Поэтому становится возможным использование природных и искусственных крупнопористых сорбентов для очистки сточных вод от углеводородов, находящихся в эммульгированном виде, от высокомолекулярных веществ и т.д. В качестве сорбентов применяют различные пористые материалы: активные угли, силикагели, алюмогели, активные глины и земли. Сорбенты характеризуются пористостью, структурой пор и химическим составом. Удаление из очищенных сточных вод бактериальных загрязнений (дезинфекция или обеззараживание сточных вод). Обеззараживание очищенных сточных вод производится с целью уничтожения оставшихся в них патогенных бактерий и устранения опасности заражения водоема. При биологической очистке сточных вод на искусственных сооружениях (на биофильтрах или аэротенках) общее содержание бактерий уменьшается на 95%, при очистке на полях орошения - на 99%. Однако полностью уничтожить болезнетворные бактерии можно только обеззараживанием сточных вод различными дополнительными способами. Способы обеззараживания сточных вод можно разделить на четыре основные группы: термические; химические с помощью сильных окислите-лей; олигодинамические (воздействие ионов благородных металлов); физические (с помощью ультразвука, радиоактивного излучения, ультрафиолетовых лучей). Обработка, обеззараживание и утилизация осадков сточных вод Реагентная обработка осадков. Биологическая стабилизация осадка анаэробными или аэробными методами обеспечивает наиболее глубокое разложение органического вещества, однако требует сооружений большого объема. В тех случаях, когда необходима стабилизация осадков при минимальных капитальных вложениях, используют методы химической обработки. Введение реагентов не влияет на количество биологически разрушаемых органических веществ, а оказывает в основном бактерицидное действие. Из существующих реагентов наиболее часто применяют известь вследствие ее низкой стоимости. Эффективность действия извести зависит от того, используется она для обработки жидкого или обезвоженного осадка. Обработка известью обезвоженных осадков оказывает более длительный эффект. Чем меньше содержание воды в осадке, тем более он устойчив к развитию процессов кислого брожения. Известкование осадков ст. вод одновременно позволяет существенно снизить в них содержание патогенных микроорганизмов. Смешение осадка и извести можно осуществлять с помощью механической мешалки или воздуха. Скорость перемешивания должна быть такой, чтобы поддерживать взвешенные частицы осадка в виде суспензии. Основное различие двух видов перемешивания, сказывающееся на стабилизации осадка, заключается в том, что при продувке воздуха из осадка отдувается аммиак. Осадок, стабилизированный известью, при определенных условиях может быть использован на сельскохозяйственных землях. Биотермическая обработка осадков сточных вод. Биотермический процесс разложения органических веществ осадков, осуществляемый под действием аэробных микроорганизмов с целью стабилизации, обеззараживания и подготовки осадков к утилизации в качестве удобрения, называется компостированием. Разложение органического вещества сопровождается выделением теплоты. Компостирование позволяет существенно сократить топливно-энергетические расходы на обеззараживание осадков и улучшить их санитарно-гигиенические показатели. В процессе жизнедеятельности аэробных микроорганизмов происходит потребление и расход органических веществ, поэтому биотермический процесс наиболее эффективен при компостировании сырых несброженных осадков. Возможно применение процесса биотермической обработки в сочетании с анаэробным сбраживанием осадков в мезофильных условиях. Процесс компостирования эффективно идет при влажности осадков, не превышающей 60-80%, и оптимальном соотношении углерода и азота С:N =20:1-30:1. Процесс компостирования состоит из двух фаз. Первая фаза продолжается в течение 1-3 недель и сопровождается интенсивным развитием микроорганизмов, а температура осадка повышается до 50-80° С. При этом происходит обеззараживание осадка и сокращение его массы. Вторая фаза - созревание компоста - более длительная. Она продолжается от двух недель до 3-6 мес. и сопровождается развитием простейших и членистоногих организмов, понижением температуры до 40°С и ниже. Повышение температуры окружающего воздуха интенсифицирует процесс разложения органических веществ. Для процесса компостирования важным фактором является поступление в компостируемую массу осадка кислорода воздуха. В последние годы разработаны и применяются различные способы компостирования осадков, среди которых можно выделить три основных: компостирование грядами, компостирование статическими кучами и механическое компостирование. Основные операции процесса во всех системах компостирования полностью аналогичны. Обеззараживание осадков ст. вод достигается разными методами: - термическими - прогревание, сушка, сжигание; - химическими - обработка химическими реагентами; - биотермическими - компостирование; - биологическими - уничтожение микроорганизмов простейшими, грибками и растениями почвы; - физическими воздействиями - радиация, токи высокой частоты, ультразвуковые колебания, ультрафиолетовое излучение и т. п. Во многих случаях задача обеззараживания осадков решается в основных процессах их обработки, например при термофильной стабилизации, тепловой обработке, термосушке и сжигании. Как самостоятельная, она ставится в случае дальнейшего их использования в сельском хозяйстве в качестве органического удобрения. Широкое практическое применение для этих целей получили термические и химические методы обеззараживания осадков. Обеззараживание механически обезвоженных осадков проводят на установках по дегельминтизации, состоящих из ленточного конвейера с приемным бункером и газовых горелок инфракрасного излучения. Химическое обеззараживание осадков можно осуществлять как жидких, так и обезвоженных. Для химического обеззараживания осадков применяют известь, аммиак, тиазон, формальдегид и мочевину. Остаточное содержание в осадках названных веществ предотвращает реактивацию патогенных микроорганизмов и поддерживает стабильность осадков. В последние годы получают распространение способы обеззараживания осадков химическими веществами, которые применяются либо для удобрения почвы, либо для уничтожения вредных почвенных микроорганизмов или сорняков. Утилизация осадков сточных вод Осадки городских сточных вод целесообразно использовать главным образом, в с/х в качестве азотно-фосфорных удобрений, содержащих необходимые для развития растений микроэлементы и органические соединения. Попадая в почву, осадок минерализуется, при этом биогенные и другие элементы переходят в доступные для растений соединения. Эффективность утилизации осадков в качестве удобрений определяется комплексным содержанием в них биогенных элементов. Активный ил представляет наибольшую ценность как органическое удобрение, особенно богатое азотом и усваиваемыми фосфатами. Содержание этих веществ в осадках определяется составом сточных вод и технологией ее очистки. Отношение общего органического углерода к азоту в среднем составляет 15:1. Накопления калия в почве не происходит, так как в осадках недостаточно этого элемента. Минеральная часть осадков представлена в основном соединениями кальция, кремния, алюминия и железа. Поступление на очистные станции городов производственных стоков обусловливает присутствие в осадках ряда микроэлементов, таких как бор, кобальт, марганец, медь, молибден, цинк. Внесение осадков значительно уменьшает кислотность почв и увеличивает содержание азота, гумуса и фосфора. Особенно благоприятно действует на кислые почвы осадок, обработанный известью. Содержание большого количества органических веществ (40-70% массы сухого вещества) позволяет использовать осадки в качестве рекультиванта почв, у которых потерян верхний плодородный слой, что особенно важно для сохранения плодородия в условиях широкого применения минеральных удобрений, ухудшающих структуру почв, и возвращения сельскому хозяйству земель после использования их промышленностью. Расчет доз внесения осадков в почву необходимо вести с учетом ПДК по каждому нормируемому элементу и фоновой концентрации его в почве. По результатам расчета принимают наименьшее значение из найденных доз. Наряду с применением осадков в агротехнике, перспективно использование их для получения кормовых добавок и препаратов для питания сельскохозяйственных животных, птиц, рыб и зверей ценных пород.Перспективным направлением утилизации осадков сточных вод является их переработка с целью получения продуктов, используемых в промышленном производстве и теплоэнергетике. Для этого направления переработки осадков нет жестких ограничений по санитарным показателям и присутствию токсичных соединений. Захоронение осадков сточных вод следует применять только в случаях невозможности утилизации по техническим или экономическим причинам с учетом необходимости предотвращения возможных отрицательных воздействий на окружающую среду. |