|
Количество и физические свойства осадка (шлама), получающегося при очистке производственных сточных вод, зависят не только от начального состава этих вод, но и от способа их очистки; в свою очередь от состава и свойств осадка зависит способ его дальнейшей обработки, использования и ликвидации.
При обезвоживании осадка производственных сточных вод применяются те же приемы и технические средства, как и при обезвоживании осадка бытовых сточных вод, однако главным образом получило распространение механическое обезвоживание (вакуум-фильтрация, фильтр-прессование, вибрационное фильтрование, центрифугирование). Количественные показатели процесса обезвоживания определяются экспериментально для осадка каждого вида производственных сточных вод.
Для механического обезвоживания осадков производственных сточных вод, близких по составу к осадкам бытовых сточных вод, применяются вакуум-фильтры.
Для механического обезвоживания труднофильтруемых шламов применяются фильтр-прессы, в том числе автоматизированный камерный фильтр-пресс типа ФПАКМ (фильтр-пресс автоматический камерный модернизированный) с рабочим давлением 1,5 МПа и площадью фильтрации 5—25 м2.
Фильтр-пресс состоит из горизонтальных плит-камер, расположенных между поддерживающими плитами. Горизонтальные плиты обтягиваются фильтровальной тканью. Обезвоживаемый осадок и сжатый воздух для продувки подаются по коллектору и с помощью боковых каналов распределяются по камерам.
Фильтроцикл включает подачу осадка в камеры, его обезвоживание под давлением, выгрузку обезвоженного осадка и регенерацию фильтровальной ткани. После обезвоживания осадка ткань перемещается по замкнутому контуру на один шаг, соответствующий длине фильтровальной плиты. При перемещении ткани производятся съем обезвоженного осадка ножами и ее регенерация водой, подающейся из насадок. Обезвоженный осадок перемещается ленточным транспортером в приемный бункер, а фильтрат и промывная вода сбрасываются в канализацию. Все операции фильтр-прессования автоматизированы и осуществляются по заранее заданному режиму. Опыт работы фильтр-пресса ФПАКМ-25 по обезвоживанию осадка сточных вод литейных производств показывает, что достигается производительность по сухому веществу 30 кг/(м2-ч) при давлении фильтрования 0,3 МПа. Продолжительность фильтроцикла при этом 20 мин, влажность обезвоженного осадка 40%, давление воздуха при просушке 0,4—0,5 МПа.
Наибольший эффект получается при использовании фильтр-прессов для обезвоживания шламов минерального происхождения. В этих случаях отпадает необходимость в применении коагулянтов и одновременно достигаются низкая влажность кека и высокая производительность фильтра при сравнительно низких значениях давления фильтрации. При этом кек легко отделяется от фильтровальной ткани, а последняя хорошо регенерируется.
Исключение представляют шламы минерального происхождения, имеющие структуру геля. При обезвоживании такого осадка влажность кека не снижается менее 75—80% даже при давлениях 1 —1,4 МПа и одновременном применении больших доз различных коагулянтов.
Обработка осадков, образующихся в результате коагулирования взвешенных веществ, начинается с уплотнения до концентрации осадка 1,8—2,6%. Затем осадок поступает на фильтр-прессы. Предварительная обработка осадка известью позволяет получить кек с влажностью до 40%. Фильтрат может быть использован для регенерации коагулянта.
Регенерация сульфата алюминия из осадка осуществляется с помощью обработки осадка серной кислотой при соответствующей величине рН. После регенерации в осадке остается 10% сульфата алюминия от первоначального его объема. Оставшийся осадок хорошо обезвоживается на фильтр-прессах, в результате чего образуется кек с содержанием 40—50% сухого вещества.
Известны два метода регенерации: первый — после предварительного обезвоживания, высушивания и выжигания органической части; второй — влажного осадка без предварительного подсушивания и прокаливания.
Рекомендуемая схема технологического процесса обезвоживания шламов производственных сточных вод приведена на рис. 5.62. Обезвоживаемый осадок подается в резервуар, из которого под действием вакуума, создаваемого вакуум-насосами, перепускается в монжус. После заполнения монжуса закрываются задвижки 3 и 10, открываются задвижки 5 и 11 и включаются компрессоры. Под давлением сжатого воздуха осадок из монжуса выдавливается в фильтр-пресс, где происходит обезвоживание осадка. После окончания процесса фильтрации компрессор выключается, раздвигаются плиты фильтр-пресса и фильтровальная ткань с образовавшимся кеком протягивается на один ход, равный длине плиты.
Кек снимается ножами и подается на ленты транспортером, которые перемещают его в бункер или непосредственно в автосамосвалы. Одновременно часть фильтровальной ткани, перемещающаяся за пределами фильтра, очищается щетками и промывается с двух сторон водой, подающейся под давлением через специальные насадки. Для более полного удаления кека и прочистки коллекторов в фильтр-пресс по трубопроводу может подаваться сжатый воздух компрессором. В некоторых случаях вакуум-насосы не устанавливаются, а для перекачки осадка в монжус пользуются теми же компрессорами, что и для создания давления на фильтр-прессе.
Вместо вакуум-насосов, компрессоров и монжуса могут применяться плунжерные насосы, которые забирают осадок непосредственно из резервуара и под требуемым давлением подают на фильтр-прессы.
Одним из перспективных способов безреагентного сгущения и обезвоживания осадка производственных сточных вод является вибрационное фильтрование, которое заключается в использовании колебаний фильтровальной перегородки для интенсивного процесса разделения твердой
и жидкой фаз. Для сгущения и обезвоживания осадка применяются безнапорные вибрационные фильтры. Так, например, при обезвоживании шлама доменной газоочистки на вибрационных фильтрах при начальной влажности 75—80% после I ступени сгущения конечная влажность составила 35—42% при пропускной способности вибрационного фильтра по сухому веществу 1000—1500 кг/(м2-ч) и после II ступени сгущения конечная влажность была 28—32% при пропускной способности 2000— 3000кг/(м2-ч).
Для обезвоживания осадков производственных сточных вод применяются центрифуги (рис. 5.63). Преимущество центрифугирования состоит в том, что центрифуги занимают мало места. Центрифугированию поддается осадок, как уплотненный до 60% влажности, так и выпускаемый из отстойников с влажностью 99%.
Опыт работы центрифуг типа НОГШ показывает, что влажность обезвоженного осадка составляет 65—75%, фугат имеет вид разбавленного осадка, так как в нем остается от 40—50 до 75% сухого вещества. Производительность центрифуги НОГШ-350 1,6—2,3 м3/ч.
Повышение эффективности центрифугирования может быть достигнуто улучшением гидродинамических условий потока в роторе центрифуги с совпадающими потоками. В этих центрифугах подача осадка осуществляется в начале зоны осаждения, не вызывает взмучивания транспортируемого шнеком слоя обезвоженного осадка. Направления движения фугата и обезвоженного осадка в данной центрифуге совпадают. Увеличение прозрачности возвращаемого в цикл очистки сточных вод фугата можно получить также предварительной обработкой осадка фло-кулянтами, известью.
Если в результате центрифугирования остаточная влажность осадка велика, целесообразно использовать центрифугу для предварительного сгущения шлама с последующим обезвоживанием его на фильтр-прессах.
Для обезвоживания осадка успешно применяется метод замораживания. Для уменьшения объема обрабатываемого осадка и снижения стоимости обработки осадок следует подвергать сгущению.
Метод обработки осадков замораживанием состоит из двух этапов: замораживания в холодильной камере и последующего нагревания его в специальном резервуаре. Эффект замораживания заключается в разрушении гелей, содержащих гидрофильные соединения. При нагревании осадок уже не приобретает первоначального студенистого состояния и имеет уменьшенный объем. Содержание сухого вещества в нем составляет 15—20%.
Для замораживания осадков, подлежащих обезвоживанию, применяют компрессорные холодильные установки. Наиболее экономичным методом обработки считается естественное замораживание в лагунах. В результате получается осадок с содержанием 20—25% сухого вещества.
Для замораживания осадка применяются и пруды-накопители. Они не имеют искусственных дренажных устройств и оборудуются сливными
устройствами. Емкость прудов-накопителей рассчитывается на хранение осадка в течение 3—5 лет, после чего он уже больше не эксплуатируется либо очищается для повторного использования. Пруды-накопители лучше всего устраивать из 2—3 самостоятельных секций.
Наибольшие трудности наблюдаются при подсушивании в прудах-накопителях осадка гидроксида алюминия. В процессе подсушки осадка и слива осветленной воды на поверхности осадка образуется сухая корка, препятствующая дальнейшему его подсыханию. Осадок под коркой находится в разжиженном виде и сохраняет такое состояние длительное время.
Добавление к осадку в прудах извести позволяет повысить концентрацию твердой фазы осадка в нижних слоях до 25% (в мелких прудах до 50%).
Если осадок производственных сточных вод после обезвоживания не используется, его сжигают. В Мосводоканалниипроекте разработан тур-бобарботажный способ сжигания, осуществляемый в установках «Вихрь» производительностью 0,2; 3 и 10 т/ч.
Установки для турбобарботажного способа сжигания состоят из ванны с барботажной решеткой и расположенной под ней камеры сгорания с тангенциальными соплами для подачи вторичного воздуха. Ванна и камера сгорания выполнены кольцевыми, а барботажная решетка имеет воздухонаправляющие элементы для придания жидким отходам вращательного движения. Высокопроизводительные горелки турбобарботажного типа могут найти применение в централизованных пунктах сжигания нефтеотходов.
Для сжигания неутилизируемого органического осадка производственных сточных вод применяют циклонные печи. В печах этого типа можно сжигать как сырые, так и обезвоженные осадки после вакуум-фильтров и центрифуг, содержащие нефтяные отходы и другие органические шламы, в состав которых входят растворители и хлорированные углеводороды.
Циклонная печь представляет собой вертикальный цилиндр с непроницаемым подом, на котором помещают сжигаемые вещества. Воздух в печь подают тангенциально через насадки, расположенные над слоем осадка. Температура в топочном пространстве поддерживается на уровне 800° С. Продукты горения удаляют через верхнюю коническую часть печи. К достоинствам циклонной печи можно отнести то, что она практически исключает возможность недожога и образование дымов. В циклонной печи можно сжигать гранулированные, твердые, полужидкие и жидкие осадки.
Применяют печи сжигания и другого типа в зависимости от состава отходов, подлежащих уничтожению.
|
|
