Категории

 

Переработка водных суспензий

Осадки сточных вод представляют полидисперсные водные суспензии — пульпы, которые обычно содержат 1-10% твердой тонко измельченной фазы.

Стадии переработки пульп, образующихся при очистке сточных вод: сгущение или уплотнение, стабилизация, кондиционирование, обезвоживание с последующей их утилизацией, обезвреживанием или ликвидацией.

Для уплотнения пульп используют методы гравитации, флотации, фильтрации. При этом удаляется около 60% излишней воды и масса осадка уменьшается в 2,5 раза. Гравитационное уплотнение проводят в вертикальных или радиальных отстойниках в течение 4-24 час.

Стабилизация осадков используется для биологического разрушения органического вещества на метан, СО2 и воду, чтобы в последующем избежать загнивания осадков. Для этого применяют стабилизацию в аэробных (~ 20 оС, 8-11 суток) и анаэробных условиях.

Анаэробная стабилизация пульп. Анаэробное брожение наиболее часто используют для предварительной очистки концентрированных сточных вод (навоза) и переработки их осадков. Его виды различают по конечному продукту: спиртовое, молочнокислое, метановое брожение, когда выделяется соответственно спирт, кислота, метан и газы: СО2, Н2. Для получения биогаза обычно используют метановое брожение, в котором из многих стадий различают:

  • стадию расщепления сложных органических веществ, в частности целлюлозы, с образованием органических кислот, а также спиртов, ацетона, H2S, CO2 и др.; при этом вода подкисляется до рН около 6;

  • разрушение кислот метановыми бактериями до метана и СО2.

В среднем степень распада органических соединений составляет 40%. Из 1 т сухого вещества навоза или помета получается 450-650 м3 биогаза. При сбраживании выделяются газы со средним содержанием 60-70% метана, остальное — в основном диоксид углерода. Его теплотворная способность 20-25 мДж/кг.

Процессы сбраживания обычно ведут в две ступени, последовательно в двух метантенках: сначала в термофильных (50-55 °С), а затем в мезофильных условиях (около 35 °С). Часть

осадка из второго метантенка возвращается в первый, где обеспечивается хорошее перемешивание. Метантенки — это герметически закрытые железобетонные резервуары с коническим днищем, диаметром до 20 м и полезным объемом до 4000 м3.

Рис. 4.13. Схема установки для получения биогаза

На рисунке 4.13 приведена схема установки для получения биогаза. Органические стоки, обычно жидкий навоз, поступают в приемник-теплообменник 1, где подогреваются нагретым шламом, подаваемым по трубе-теплообменнику насосом 9 из метантенка 3, и разбавляются горячей водой. Дополнительное разбавление стоков горячей водой и подогрев до нужной температуры проводится в аппарате 2. Сюда же для создания нужного соотношения С/N подаются отходы полеводства. Биогаз, образующийся в метантенке 3, частично сжигается в нагревателе воды 4, и продукты горения выводятся через трубу 5. Остальная часть биогаза проходит через устройство очистки 6, сжимается компрессором 7 и поступает в газгольдер 8. Шлам из аппарата 1 поступает в теплообменник 10, где дополнительно охлаждаясь подогревает холодную воду. Шлам представляет собой обеззараженное высокоэффективное естественное удобрение, способное заменить 3-4 т минерального удобрения типа нитрофоски.

Кондиционирование осадков — это изменение структуры и формы связи воды в осадке, благодаря чему он полнее обезвоживается. Для ускорения процесса применяют коагуляцию растворами хлорного железа, извести, путем смешения различных видов осадков, что составляет до 40% затрат на обработку осадков. Более экономичны безреагентные методы: нагревание до 80-90 оС, замораживание с оттаиванием, электрокоагуляция.

Обезвоживание проводят на иловых площадках и механическим способом — на фильтрах разной конструкции и центрифугах. Широко применяются вакуум-фильтры. Термическая обработка осадков — это их сушка топочными газами, перегретым паром, горячим воздухом. Наиболее часто используются дымовые газы с температурой 500-800 оС.


Похожие статьи