Министерство образования и науки украины
Скачати 0.62 Mb.
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫХАРЬКОВСКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВАМЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯК ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ ПО КУРСУ"ОБРАБОТКА И УТИЛИЗАЦИЯ ОСАДКОВ"И ВЫПОЛНЕНИЮ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА(для студентов 5-6 курсов дневной и заочной форм обученияспециальности 7.092601 – «Водоснабжение и водоотведение»)Харьков - ХНАГХ - 2006Методические указания к практическим занятиям по курсу "Обработка и утилизация осадков" и выполнению дипломного проекта (для студентов 5-6 курсов дневной и заочной форм обучения специальности 7.092601 – «Водоснабжение и водоотведение») / Сост.: С.Б.Козловская, Е.Б.Сорокина. – Харьков: ХНАГХ, 2006. – 44 с.^Рецензент: доц. Л.И.Дегтерева^ СОДЕРЖАНИЕ стр.
ВВЕДЕНИЕ В общей проблеме очистки сточных вод обработка осадков представляет собой наиболее сложный и еще окончательно не решенный вопрос. Если сточные воды после надлежащей очистки вновь возвращаются в кругооборот (в водоем или на повторное использование), то выделенные в процессе очистки осадки постоянно накапливаются и проблема их размещения и удаления с каждым годом становится все более острой. В особенности это относится к органическим осадкам станций биологической очистки городских и производственных сточных вод, так как неорганический осадок обезвоживается, а затем увозится и складируется в специально отведенных местах. Осадки станций биологической очистки городских и производственных сточных вод разделяются на осадки первичных отстойников, избыточные активные илы, биопленку и сброженные осадки. Суммарный объем этих осадков составляет 0,6-1% общего объема очищаемых сточных вод при соотношении осадков первичных отстойников к избыточному активному илу (для городских сточных вод) 1:(0,8-2) по объему и 1:(0,1-1) по сухой массе. В исходном виде осадки представляют собой источник загрязнения окружающей среды. При очистке сточных вод, сбрасываемых в водоем или используемых в замкнутом цикле водоснабжения, постоянно накапливаются выделяемые из воды осадки. Поэтому необходимо не только обеззараживать и обезвреживать осадки, но и решать вопросы удаления их с территории очистных сооружений и последующей утилизации. Цель обработки осадков сточных вод – получение продукта, свойства которого обеспечивают возможность уменьшения его объема и утилизации, либо сведения к минимуму ущерба, наносимого окружающей среде. В настоящих методических указаниях приведены данные для проектирования и примеры расчетов сооружений по обработке осадков, производимых при изучении курса «Обработка и утилизация осадков», а также при выполнении дипломного проекта. ^ Основная задача обработки осадков сточных вод заключается в получении конечного продукта, свойства которого обеспечивали бы возможность его утилизации либо сведения к минимуму ущерба, наносимого окружающей среде, и проводится с целью уменьшения объёма осадка и его обеззараживания. Технологические процессы обработки осадков сточных вод можно разделить на следующие основные стадии: уплотнение (сгущение), стабилизация органической части, кондиционирование, обезвоживание, термическая обработка, утилизация ценных продуктов или ликвидация осадков. При уплотнении в среднем удаляется 60%, при мехобезвоживании 25%, при термической сушке и сжигании до 15% общего количества иловой воды, содержащейся в исходном осадке. При этом масса обрабатываемого осадка сокращается в среднем при уплотнении в 2,5 раза, при обезвоживании в 12,5 раз, при сушке - на 60%, а при сжигании - в 150 раз. Технологический цикл обработки осадков сточных вод, включающий все виды обработки, ликвидации и утилизации, представлен на рис. 1.1. Уплотнение осадков сточных вод является первичной стадией их обработки и предназначено для уменьшения их объемов. Наиболее распространены гравитационный и флотационный методы уплотнения. Гравитационное уплотнение осуществляется в отстойниках-уплотнителях; флотационное – в установках напорной флотации. Применяется также центробежное уплотнение осадков в циклонах и центрифугах. Перспективно вибрационное уплотнение путем фильтрования осадка сточных вод через фильтрующие перегородки или с помощью погруженных в осадок вибрационных устройств. Стабилизация осадков используется для разрушения биологически разлагаемой части органического вещества, что предотвращает загнивание осадков при длительном хранении на открытом воздухе (сушка на иловых площадках, использование в качестве сельскохозяйственных удобрений и т.п.). Стабилизация или минерализация органического вещества осадка может осуществляться в анаэробных условиях (метановое брожение) и в аэробных условиях. Для стабилизации осадков промышленных сточных вод применяют в основном аэробную стабилизацию – длительное аэрирование осадков в сооружениях типа аэротенков, в результате чего происходит распад основной части биологически разлагаемых веществ, подверженных гниению. Период аэробной стабилизации при температуре 20оС составляет 8-11 суток, расход кислорода для стабилизации 1 кг органического вещества ила – 0,7 кг. Сбраживание осадка в метантенках в анаэробных условиях осуществляется в мезофильном (при t=33оС) или термофильном (при t=53оС) режимах, что определяется способом дальнейшей обработки осадка. Кондиционирование осадков проводят для разрушения коллоидной структуры осадка органического происхождения и увеличения их водоотдачи  Рис. 1.1 – Технологический цикл обработки осадков сточных вод при обезвоживании. Применяют в основном реагентный метод кондиционирования. Обезвоживание осадков сточных вод предназначено для получения осадка (кека) влажностью 50-80%. До недавнего времени обезвоживание осуществлялось в основном сушкой осадков на иловых площадках. Однако низкая эффективность такого процесса, дефицит земельных участков в промышленных районах и загрязнение воздушной среды обусловили разработку и применение более эффективных методов обезвоживания: вакуум-фильтрование, центрифугирование, фильтрпрессование, термическая сушка. Ликвидация осадков сточных вод применяется в тех случаях, когда утилизация их является невозможной или экономически нецелесообразной. Выбор рациональной технологической схемы обработки осадка является сложной инженерно-экономической и экологической задачей, но в любом случае технологическая схема строится на комбинации различных методов обработки осадков, так как технологические схемы обработки осадков зависят от многих факторов: свойств осадков, их количества, климатических условий, наличия земельных площадей и пр. В табл. 1.1 приведены наиболее распространенные методы обработки осадков, которые следует рассматривать как отдельные процессы в схеме полной обработки осадков. Таблица 1.1 – Методы обработки осадков
^ 2.1. Определение количества осадков, образующихся на очистных канализационных сооружениях В зависимости от типа сооружений, применяемых для очистки сточных вод, осадки подразделяются на следующие виды:
Р  ассчитаем количество осадков, образующихся на очистной станции, производящей очистку сточных вод по следующей схеме: Рис. 2.1 – Схема очистки сточных вод: 1 – решетки; 2 – песколовки; 3 – первичный отстойник; 4 – аэротенк; 5 – вторичный отстойник; 6 – хлораторная; 7 – контактный резервуар; 8 – выпуск очищенных сточных вод в водоем; 9 – сбор задержанных крупных загрязнений; 10 –песковые площадки; 11 – илоуплотнители; 12 – насосно-компрессорная станция; 13 – избыточный активный ил; 14 – рециркуляционный активный ил Исходные данные для расчета:
Концентрация загрязнений в хозяйственно-бытовых сточных водах определяется следующим образом:  , мг/дм3, (2.1)где  - количество загрязняющих веществ на одного жителя, г/сут.; согласно табл. 25 [1] составляет по взвешенным веществам 65 г/сут., по БПКполн – 75 г/сут.; - норма водопотребления в населенном пункте, л/сут..чел.Тогда концентрация взвешенных веществ в бытовых сточных водах составит  мг/дм3;БПКполн бытовых сточных вод  мг/дм3.На рассматриваемые очистные сооружения поступает смесь бытовых и производственных сточных вод. Общий расход очищаемых сточных вод равен  м3/сут. = 3458,3 м3/ч = 960,65 л/с.Концентрация загрязнений смеси сточных вод составит  , мг/дм3; (2.2)т.е. по взвешенным веществам  мг/дм3;а по БПКполн  мг/дм3.По заданию эффект осветления в первичных отстойниках (Э) составляет 50%, снижение БПКполн смеси сточных вод - 15%. Тогда после первичного отстаивания концентрация загрязнений смеси сточных вод составит по взвешенным веществам  мг/дм3;по БПКполн  мг/дм3.Определяем расход осадков в первичных отстойниках. (по сухому веществу):  , т/сут., (2.3)где К – коэффициент, учитывающий увеличение объема осадка за счет крупных фракций взвеси, не улавливаемых при отборе проб; К=1,1-1,2.  , т/сут.Расход избыточного активного ила (по сухому веществу) равен  , т/сут., (2.4)где ? – коэффициент прироста активного ила; ?=0,3-0,5;  – БПКполн сточных вод после осветления.Тогда  т/сут.Расход осадка и избыточного активного ила по беззольному веществу равен  , т/сут.; (2.5) , т/сут., (2.6)где  - гигроскопическая влажность сырого осадка и избыточного активного ила; принимается равной 5-6%; - зольность сухого вещества осадка и ила;  =27%,  =25%. т/сут.;  т/сут. Объем сырого осадка и избыточного активного ила определяется из выражений  , м3/сут.; (2.7) , м3/сут., (2.8)где  - влажность сырого осадка; =93-95%; - влажность уплотненного активного ила; =97-98%; - плотность осадка и активного ила, т/м3; для практических расчетов может быть принята равной 1 т/м3. м3/сут.;  м3/сут.Общий расход сырого осадка и избыточного активного ила на станции равен: по сухому веществу  т/сут.; (2.9)по сухому беззольному веществу  т/сут.; (2.10)по расходу смеси фактической влажности  м3/сут. (2.11)Средняя влажность смеси равна  (2.12)Средняя зольность  (2.13) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
=72000 м3/сут.;
=300 л/сут..чел.;
=11000 м3/сут.;
=500 мг/дм3;
=400 мг/л;
=15 мг/л;