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.