Спільне використання технології обробки мулу: згущення та зневоднення

Згущення осаду видаляє частину води з осаду за допомогою сили тяжіння або механічних засобів, зменшуючи його об’єм. Зневоднення осаду видаляє частину інтерстиціальної води з осаду за допомогою механічних засобів, ще більше зменшуючи його об’єм. Вміст вологи згущеного осаду зазвичай становить 94–96 %, а зневодненого осаду — близько 80 %.

Процеси згущення та зневоднення осаду повинні визначатися комплексно на основі таких факторів, як прийнятий процес очищення стічних вод, характеристики осаду, методи подальшої обробки та видалення, екологічні вимоги, площа ділянки, інвестиції та експлуатаційні витрати.

3.1 Основні види та характеристика процесів згущення

Методи згущення шламу в основному поділяються на гравітаційне згущення, механічне згущення та флотаційне згущення. В даний час часто використовують гравітаційне згущення і механічне згущення.

Гравітаційне згущення споживає менше електроенергії та має потужну буферну здатність, але воно потребує більшої площі, схильне до виділення фосфору та створює сильний запах, що вимагає додаткових засобів дезодорації. Осад із первинного відстійника згущується під дією сили тяжіння, зазвичай знижуючи вміст вологи з 97–98% до рівня нижче 95%. Надлишок мулу, як правило, непридатний лише для гравітаційного згущення. Змішування осаду первинного осадження з надлишковим активним мулом і подальше згущення під дією сили тяжіння може зменшити вміст вологи з 96%–98,5% до рівня нижче 95%.

Механічне згущення в основному включає відцентрове потовщення, потовщення стрічки, потовщення з ротаційним барабаном і потовщення гвинтовим пресом, які характеризуються невеликими вимогами до місця та уникненням виділення фосфору. У порівнянні з гравітаційним згущенням воно споживає більше електроенергії і вимагає додавання полімерних коагулянтів. Механічне згущення може загалом зменшити вміст вологи в надлишковому мулі з 99,2%–99,5% до 94%–96%.

3.2 Основні види та характеристика процесів зневоднення

Механічне зневоднення в основному включає зневоднення стрічкового фільтр-преса, відцентрове зневоднення та зневоднення пластинчастого та рамного фільтр-пресу.

Зневоднення стрічкового фільтр-преса має низький рівень шуму та низьке енергоспоживання, але вимагає більшої площі та більше промивної води, що призводить до погіршення середовища в майстерні. Для конвеєрного зневоднення зазвичай потрібен вміст вологості осаду, що припливає, нижче 97,5%, а вологість осаду, що випускається, зазвичай нижче 82%.

Центрифужне зневоднення займає менше площі, не потребує промивної води та створює кращі робочі умови, але споживає більше електроенергії, потребує вищих доз хімікатів і створює більше шуму. Для відцентрового зневоднення зазвичай необхідний вміст вологості осаду в стічних водах 95–99,5%, а вологість осаду в стічних водах зазвичай досягає 75–80%.

Зневоднення пластинчатого та рамного фільтр-преса дає кеки з низьким вмістом вологи, але для цього потрібно більше площі та води для промивання, що призводить до погіршення середовища в майстерні. Зневоднення пластинчастого та рамного фільтр-пресів зазвичай вимагає вмісту вологості осаду, що входить, нижче 97%, а вміст вологості осаду, що витікає, зазвичай досягає 65%–75%.

Зневоднення шнековим пресом і зневодненням роликовим пресом потребують менше площі, менше промивної води, створюють менше шуму та мають кращі робочі умови, але вони мають меншу потужність-окремої установки, вищий вміст твердих речовин у надосадовій рідині, і приклади їх застосування в Китаї все ще обмежені. Необхідний вміст вологості осаду для зневоднення шнекового преса зазвичай становить 95%–99,5%, а вологість осаду на виході зазвичай може досягати 75%–80%.

Глибоке зневоднення стосується осаду з вологістю 55–65 % після зневоднення, а за особливих умов вміст вологи може бути навіть нижчим. Зараз більшість міських очисних споруд у моїй країні не мають первинних відстійників і не проходять анаеробне оброблення; отже, вміст вологи в зневодненому мулі переважно становить від 78% до 85%. Цей високий вміст вологи створює значні проблеми для подальшої обробки, транспортування та утилізації осаду. Тому на ділянках із відповідними умовами можна проводити глибоке зневоднення осаду.

Перед глибоким зневодненням осад необхідно ефективно кондиціонувати. Механізм кондиціонування в основному передбачає модифікацію органічної речовини на поверхні частинок мулу або порушення клітинної та колоїдної структури мулу, зниження водо-зв’язувальної здатності мулу; водночас це зменшує стисливість осаду, дозволяючи йому відповідати вимогам процесів зневоднення з високою-сухістю.

Існує три основні види методів кондиціонування осаду: хімічне кондиціонування, фізичне кондиціонування та термічне кондиціювання.

Хімічне кондиціонування в основному передбачає додавання неорганічних солей металів, органічних полімерів і різних модифікаторів осаду.

Фізичне кондиціонування передбачає додавання до осаду речовин, які не викликають хімічних реакцій, щоб зменшити або покращити його стисливість. Ці речовини в основному включають золу димових газів, кизельгур, золу спаленого осаду та золу-винесення.

Термічне кондиціювання включає заморожування, середню-температуру та високо-температурне нагрівання, причому високо-термічне кондиціонування є найпоширенішим. Високо{4}}термічне кондиціонування можна розділити на два типи: гарячий гідроліз і вологе окислення. Високо{6}}температурне кондиціювання забезпечує глибоке зневоднення, а також до певної міри зменшує об’єм.

У процесі згущення та зневоднення осаду утворюється велика кількість газів із запахом, головним чином із резервуарів для зберігання осаду, резервуарів для згущення, машинних відділень зневоднення осаду та навісів для зберігання осаду чи силосів. Приміщення для зневоднення є ключовим місцем для контролю запаху під час процесу згущення та зневоднення осаду, оскільки гази з запахом важко розсіяти.

Заходи по боротьбі з запахом повинні здійснюватися відповідно до вимог оцінки впливу на навколишнє середовище. На нових очисних спорудах слід впроваджувати закриті заходи щодо резервуарів для згущення, резервуарів для зберігання осаду, приміщень для зневоднення, а також зон зберігання та транспортування осаду, використовуючи витяжну вентиляцію для забору повітря в систему та його обробки для контролю запаху, щоб забезпечити відповідність стандартам викидів. Для проектів реконструкції, що включають боротьбу з запахом, конструкції повинні бути закриті або закриті залежно від їх стану, а також повинні бути встановлені додаткові витяжні канали та системи контролю запаху. Як правило, використовуються біологічні методи дезодорації, але при необхідності також можна використовувати хімічні методи дезодорації.