КАНАЛИЗАЦИЯ

ОЧИСТКА И ЛИКВИДАЦИЯ СТОЧНЫХ ВОД, СОДЕРЖАЩИХ ОСОБО ВРЕДНЫЕ ПРИМЕСИ, ОБРАБОТКА ОСАДКА

Очистка сточных вод, содержащих радиоактивные примеси

Развитие ядерной энергетики и расширение области применения радиоактивных изотопов в различных отраслях промышленности, нау­ки, техники, медицины требуют решения вопроса обезвреживания ра­диоактивных отходов.

Наиболее опасными для человека и животных являются изотопы: стронций-90, цезий-137, иод-131. Попадая в организм, они вызывают тяжелые заболевания.

Активность радиоактивных отходов уменьшается только в резуль­тате естественного распада, что в случае изотопов, обладающих дли­тельным периодом полураспада, связано с необходимостью осущест­вления контроля над радиоактивными отходами иногда в течение не­скольких сотен лет.

Радиоактивные сточные воды отличаются большим разнообразием содержащихся в них радиоактивных элементов. Каждый из этих эле­ментов характеризуется двумя основными величинами: энергией ра­диоактивного излучения а-, и у- лучей и периодом полураспада, т. е. промежутком времени, в течение которого распадается половина на­чального количества атомов.

Источником загрязнения воды наиболее часто являются продукты деления урана U235, состоящие из короткоживущих и долгоживущих радиоактивных изотопов.

Высокоактивные сточные воды с содержанием радиоактивных изо­топов более 1 мкюри/л образуются в первой стадии процесса перера­ботки используемого ядерного топлива, при котором ставится цель изъять топливные и расщепляемые материалы, и при ряде других про­цессов. Количество таких сточных вод невелико — 2—20 л на 1 г по­лучаемого урана U235. Кроме продуктов расщепления высокоактивные сточные воды содержат большое количество нерадиоактивных солей — свыше 10 г/л, азотную кислоту, органические растворители и др.

Количество радиоактивных сточных вод низкой активности (до 1 мкюри/л) значительно больше. Они образуются при переработке руды, стирке одежды, удалении радиоактивных загрязнений из поме­щений, эксплуатации реакторов, лабораторных исследованиях, исполь­зовании радиоактивных изотопов в лечебных целях.

Специфические свойства радиоактивных отходов требуют примене­ния специальных методов' переработки, которые сводятся к концентри­рованию отходов и рассеиванию в окружающей среде при соблюдении предельно допустимого содержания в ней радиоактивных изотопов (табл. 5.23).

Таблица 5.23

Концентрированию подвергаются сточные воды высокой активно­сти и с большим периодом полураспада радиоактивных загрязнений. После концентрирования радиоактивные отходы хранят в специальных резервуарах или переводятся в твердое состояние связывающими ма­териалами. Применяется также сплавление отходов с керамическими материалами, стеклом, после чего полученные блоки закапывают глу­боко в землю.

Обезвреживание сточных вод, содержащих радиоактивные изотопы с небольшим периодом полураспада (до 60 дней), производится в ре­зервуарах с целью снижения радиоактивности до допустимых норм. Для отвода тепла, выделяющегося в результате естественного распада радио­активных веществ, необходимо предусматривать водяное охлаждение ре­зервуаров. В целях защиты от радиации над резервуарами насыпается слой земли толщиной до 3 м.

Все сточные воды, содержащие радиоактивные вещества, перед сбросом в почву или водоем подвергаются очистке.

Способы очистки радиоактивных сточных вод подразделяются на физико-химические (осаждение, коагулирование, сорбция, ионооб - мен, экстрагирование, выпаривание, дистилляция), электролитиче­ские (электролиз, электродиализ, электроионизация), биологиче­ские.

При очистке стоков от радиоактивных изотопов способом осажде­ния в очищаемую воду добавляется в достаточном количестве неак­тивный изотоп того же элемента или другой элемент, являющийся изо - аморфным с радиоактивными микрокомпонентами. Так удаляют, на­пример, радиоактивный иод J131.

Способ коагулирования с последующим осаждением применяют при наличии в воде радиоактивных коллоидов. В случае необходимости про­изводят, кроме того, фильтрование воды. Так, например, при помощи сульфата алюминия удаляют до 96—99,6% радиоактивного фосфора Р32, присутствующего в воде в виде Р03~. Еще лучшие результаты получаются при применении в качестве коагулянта хлорида же­леза.

Способ сорбции радиоактивных ионов на взвешенных в воде веще­ствах или на активированном угле с последующим их осаждением яв­ляется высокоэффективным: достигается удаление церия Се144 и плуто­ния Ри239 до 99%.

Способ реагентного умягчения воды с применением извести и со­ды, широко известный в практике водоснабжения, используется для извлечения из воды до 74—84% радиоизотопов Sr89 и Sr90, образую­щихся при делении урана. Более полное извлечение стронция может быть достигнуто способом ионного обмена.

Способ ионного обмена является эффективным методом очистки слабоактивных сточных вод, предварительно освобожденных от раство­ренных органических веществ на биофильтрах.

Электролитические способы находят применение для удаления из раствора некоторых продуктов деления урана в ионной форме.

Способы биологической очистки используются для обработки бы­товых сточных вод, содержащих небольшие количества радиоактивных веществ. Этот способ основан на способности радиоизотопов сорбиро­ваться на взвешенных веществах и избирательно биологически ассими­лироваться биоценозами, населяющими аэротенки, биофильтры, био­пруды.

Более полное извлечение радиоактивных веществ достигается на очистных станциях, работающих по схеме двухступенчатой биологиче­ской очистки. Станции очистки этих сточных вод должны быть пол­ностью автоматизированы и герметизированы.

Степень очистки различных радиоизотопов неодинакова (табл. 5.24).

Выбор способа зависит от физико-химического и радиоактивного со­става сточных вод, местных условий, стоимости способа и требуемой степени очистки.

Кроме отдельных способов для глубокого обезвреживания сточных вод могут быть применены различные их сочетания.

Очистка сточных вод от ртути

Существует несколько способов очистки сточных вод от ртути: осаждение ртути в виде нерастворимого сульфида ртути, поглощение ионов ртути катионитами, сорбция ионов ртути ионообменным волокном мтилон-т и др.

При осаждении ионов ртути в виде сульфида происходит следую­щая реакция: Hg2+-f-S2--»-HgS|.

Произведение растворимости HgS в дистиллированной воде состав­ляет 1,6Х 10~52, что соответствует остаточной концентрации ионов рту­ти в растворе, равной 2,5X10~21 мг/л. В производственных сточных во­дах произведение растворимости HgS несколько больше, основная же часть сульфида ртути находится в воде в виде тонкодисперсных кол­лоидных частичек, выделить которые в осадок можно коагулировани­ем сточных вод водным сульфатом алюминия A12(S04)3- 18Н20, вод­ным сульфатом железа FeS04-7H20, известью СаО, смесью этих коа­гулянтов и т. д.

При очистке сточных вод, содержащих 1,5—20 мг/л катионов рту­ти, для полноты осаждения сульфида ртути требуется 10—40% избыт­ка сульфид-ионов сверх стехиометрического количества. Для дальней­шего коагулирования образовавшегося осадка необходимо добавить 50—60 мг/л сульфата алюминия при рН = 6,9...7,3 или 40—60 мг/л суль­фата железа при рН = 8,5...8,8.

Более полной очистки сточных вод от ртути можно достигнуть при фильтровании их через сильноосновной катионит в Н - или Na-форме. В результате реакции обмена

2RS03H[Na] + Hg"2+->(RS03)2Hg + 2Н+ [Na+]

Растворенная ртуть полностью переходит из раствора на поверхность катионита и выходящая из ионообменных фильтров вода практически не содержит ионов ртути.

Емкость катионитов отечественных марок (КУ-2, КУ-2-20, сульфо - уголь и др.) при извлечении ртути из дистиллированной воды состав­ляет 10—12% по отношению к массе смолы. При этом следует иметь в виду, что при извлечении ртути ионообменной смолой из производ­ственных сточных вод сорбционная емкость катионита по отношению к ионам ртути будет несколько ниже, так как смола одновременно бу­дет извлекать из сточных вод все другие катионы, находящиеся в рас­творе.

Предельно допустимая концентрация ртути в водоемах составляет 0,005 мг/л, поэтому сточные воды следует тщательно очищать от ртути.

Сорбция ртути ионообменным волокном мтилон-т (до 0,4 г метал­ла на 1 г волокна) происходит достаточно быстро — время контакта не превышает 1 мин при низких концентрациях ртути в растворе.

На рис. 5.57 приведена технологическая схема установки по очист­ке промышленных стоков от ртути

Промышленные стоки при помощи вакуума закачиваются в три от­стойные колонны из оргстекла для отделения взвешенных веществ. Пос­ле отстаивания осветленная часть раствора фильтруется на нутч-фильт - ре и перекачивается вакуум-сборником в напорный мерник 4.

Промышленные стоки сливов рабочих площадок из вакуум-сборни­ка также перекачиваются в напорный мерник.

Затем промышленные стоки поступают на параллельно соединен­ные оргстеклянные колонны высотой 1 м и диаметром 300 мм, запол­ненные ионитом мтилон-т. Загрузка ионитом каждой колонны состав­ляет 12 кг.

Колонны при помощи перфорированных перегородок из оргстекла разделены на три секции, что предотвращает чрезмерное уплотнение ионита и создает возможность замены его в тех секциях, где он уже насыщен ртутью.

Скорость пропускания промышленных стоков через колонны кон­тролируется ротаметрами марки РС-5.

Очищенные от ртути промышленные стоки собираются б эмалиро­ванный вакуум-сборник и по мере наполнения перекачиваются при по­мощи сжатого воздуха в цех нейтрализации.

Контроль уровня промышленных стоков в емкостях осуществляет­ся автоматическими сигнализаторами уровня.

Кроме ионной ртути волокно механически задерживает мелкодис­персную металлическую ртуть и взвеси солей редкоземельных металлов.

Очистка сточных вод,

Содержащих поверхностно-активные вещества (ПАВ)

Широкое распространение поверхностно-активные вещества на­ходят в промышленности и в быту в качестве моющих средств.

Синтетические ПАВ (детергенты) содержат 15—30% поверхностно- активных веществ, большое количество полифосфатов, отбеливающих и пахучих веществ.

Детергенты, попадая со сточными водами в водоемы, вызывают вспенивание, ухудшают органолептические свойства воды, нарушают процессы обмена кислорода, токсически действуют на фауну.

Поверхностно-активные вещества, попадая на очистные сооруже­ния, оказывают тормозящее влияние на процессы очистки. Эффект осаждения сточных вод, загрязненных ПАВ, уменьшается на 7—10%, наблюдается нарушение работы биофильтров при концентрации ПАВ свыше 15 мг/л, а содержание ПАВ более 5—10 мг/л оказывается ток­сичным для активного ила аэротенков. При сбраживании осадков, со­держащих ПАВ, в метантенках уменьшается выход метана, что объяс­няется понижением степени распада органических веществ.

Очистка сточных вод, загрязненных ПАВ, может производиться фи­зико-химическими и биохимическими методами.

Весьма эффективен метод коагуляции с применением в качестве коагулянта солей цинка. При использовании обычных коагулянтов со­держание поверхностно-активных веществ уменьшается только на 20—30%.

По зарубежным данным, совместное применение химической коагу­ляции и сорбции на активированном угле обеспечивает почти полное изъятие ПАВ из сточных вод.

Применение физико-химических методов является целесообразным прежде всего при предварительной очистке сточных вод отдельных предприятий, когда концентрация ПАВ в сточных водах значительна (сточные воды текстильных фабрик, фабрик переработки шерсти, заво­дов синтетического каучука).

Очистка сточных вод, содержащих ПАВ в небольших количествах, производится методами биохимического разложения. В связи с этим расширяется производство синтетических ПАВ, легко поддающихся биохимическому окислению, например эфиров сахарозы, алкилбензол - сульфонатов, сульфированных жирных кислот и др.

При биологической очистке сточных вод, загрязненных ПАВ, опре­деляющим условием является их способность к биохимическому рас­паду. Учитывается также влияние высокой поверхностной активности ПАВ на процесс растворения кислорода, так как недостаточная обес­печенность процесса кислородом сказывается на развитии активного ила даже при поступлении на станции аэрации только «биологически мягких» ПАВ.

Исходя из современных представлений о биологической очистке сточных вод можно обеспечить получение стабильных результатов уда­ления ПАВ в системах, работающих со средними и низкими нагрузка­ми. Рекомендуется применение механической аэрации и представляют­ся наиболее эффективными аэротенки с децентрализованным впуском сточной воды, так как в них обеспечивается частичное выравнивание скоростей потребления кислорода. При эксплуатации аэротенков стре­мятся поддерживать более высокую рабочую дозу активного ила, что способствует снижению концентрации сорбированных на активном иле ПАВ, а это, в свою очередь, улучшает процессы обмена бактериальной клетки с внешней средой и позволяет микроорганизмам полнее исполь­зовать ПАВ в качестве источника углеродистого питания. Недостаточ­ная стабилизация активного ила в высоконагружаемых процессах час­тично может быть восстановлена введением регенерации с переменным объемом.

В ряде случаев требуется дополнительная очистка сточных вод, уже прошедших биологическую очистку.

Для очистных станций средней и большой производительности пер-
€пективным является перевод ПАВ в пену путем аэрации биологиче­ски очищенных сточных вод.

Пена после ее концентрирования может быть возвращена в соору­жения биологической очистки (рис. 5.58).

Резервуар для вспенивания по конструкции аналогичен аэротенку. Высота резервуара 2—3 м, пеногашение осуществляется вентилятором. Для защиты образующейся пены от ветра и атмосферных осадков ре­зервуар размещают в здании или под шатром.

Исследованиями, проведенными в АКХ имени К. Д. Памфилова, было установлено, что снижение концентрации сульфонола НП-3 с 4—6 до о,5—0,7 мг/л, т. е. в среднем на 85%, и хлорного сульфонола с 5—

Рис. 5.58. Схема доочистки сточных вод от ПАВ методом фракционирования их в пену

I — аэротенк; 2 — вторичный отстой­ник; 3 — резервуар для вспенивания сточных вод; 4 — сборник пены; трубопроводы: I — сточной воды от первичных отстойников; II — цирку­лирующего активного ила; III — Очищенной сточной воды в водоем;

IV~ конденсата пены

5,5 до 1,5—2 мг/л, т. е. на 60—65%, может быть достигнуто при интен­сивности аэрации сточной воды в среднем 18—22 м3/(м2-ч) в течение 30—60 мин.

Если принять процент удаления ПАВ в аэротенках за Б, а в про­цессе доочистки биохимически очищенных сточных вод за Д, концен­трация ПАВ в поступающей из первичных отстойников жидкости Сж после непрерывного возвращения концентрата пены будет увеличивать­ся на величину АС:

ДС = ,Сж + ДС,(і-4)т|. (5.80)

Решая это уравнение баланса относительно АС, получим

_ JL)A Юо/100

А С =---------------------------- . (5.81)

'-"-г--

V юо/ юо

Следовательно, в непрерывном процессе при частичном распаде ПАВ, содержащихся в концентрате пены, их содержание в жидкости, поступающей в сооружения биологической очистки, будет:

Са= ,__ДЛ м • (5'82)

100 { 100/

А конечная концентрация ПАВ, мг/л, в очищенных сточных водах, .сбрасываемых в водоем,

100 { юо/

При очистке в аэротенках с последующей доочисткой сточных вод, содержащих 20 мг/л «биологически мягких» ПАВ, для которых можно принять Б=80% и Д=85%, концентрация этих веществ в аэротенке Са вследствие непрерывного возвр-ата концентрата пены повысится с 20 до 24 мг/л; очищенные воды будут содержать порядка 0,7 мг/л ПАВ.

В случае поступления со сточными водами ПАВ «промежуточной» группы, для которых можно принять Б ==60% и Д = 65%, концентра­ция этих веществ в аэротенке возрастает с 20 до 27 мг/л, а содер­жание ПАВ в очищенных водах будет снижено до 3,8 мг/л. Применить возврат в сооружении биологической очистки концентрата пены, со­держащего «биологически жесткие» ПАВ, нельзя, так как эти соеди­нения практически не окисляются, а увеличение концентрации более 10 мг/л оказывает отрицательное влияние на процессы биологической очистки сточных вод.

Очистка сточных вод от производства капролактама

Количество загрязненных сточных вод от производства капролак­тама составляет на одном из действующих комбинатов в среднем 70—80 м3/ч. Высококонцентрированные сточные воды в количестве 14—17 м3/ч от цехов окисления и капролактама выпариваются и сжи-

Рис. 5 59. Принципиаль­ная схема биологической очистки сточных вод производства капролак­тама

1 — аварийные емкости; 2 — установка фирмы «Бальфуо» и станция нейтрализации, 3—регулирующие резервуа­ры-усреднители; 4—возду­ходувки, 5—аэротенки-сме - сители; 6 — вторичные ради­альные отстойники, 7 — на­сосная станция; 8 — пруды - каскады, трубопроводы: I — условно чистой воды для разбавления; II — биогенных веществ; III — возвратного активного ила

, ч > «_/ : і

Гаются на установке голландской фирмы «Бальфур». Все остальные, загрязненные органическими веществами производственные сточные воды, включая конденсат в количестве 10 м3/ч от выпарной установки «Бальфур», собираются в емкость, нейтрализуются и поступают в три резервуара объемом до 1500 м3 каждый. Резервуары выполняют роль усреднителей сточных вод. В этих резервуарах выделяются смолы и всплывающие вещества. За качеством поступающих в резервуары сточ­ных вод по ХПК установлен контроль. В состав очистных сооружений входят также две резервные земляные емкости по 45 000 м3 каждая для приема сточных вод при нарушениях работы биологических соору­жений.

Внеплощадочные сооружения для биологической очистки сточных вод, прошедших усреднители, включают аэротенки-смесители, установ­ку для биогенной подпитки стоков фосфором, воздуходувную станцию, вторичные радиальные отстойники, биологические пруды-каскады для доочистки стоков, выпуск в реку (рис. 5.59). Для разбавления произ­водственных сточных вод используются условно-чистые воды комбина­та в количестве 300—500 м3/ч.

Средние показатели работы сооружений биологической очистки приведены в табл. 5.25. Максимальные концентрации загрязнений в об­щем разбавленном стоке перед аэротенками-смесителями достигали: по азоту аммонийных солей до 408 мг/л, БПК5 до 490, анону 140, анолу 240, дактаму 152, ХПК 1850 и по адипатам натрия до 2186 мг/л.

38—11

Наладка и пуск очистных сооружений производились на бытовых сточных водах города. Затем на очистные сооружения начали посту­пать сточные воды от производства капролактама. Активный ил нара­щивался постепенно, сооружения нагружались по мере повышения ра­ботоспособности активного ила. Минимальная температура бытовых сточных вод в период наладки не понижалась менее 13° С. В произ­водственных сточных водах температура колебалась в пределах 20— 25° С. Для адаптации активного ила и наладки всех сооружений по­требовался один месяц.

Общий объем установленных аэротенков 25 ООО м3 (две секции по 12500 м3 каждая). Продолжительность аэрации 24 ч. Концентрация активного ила 3—3,5 г/л (по беззольному веществу). Расход воздуха 50 м3/м3. Содержание растворенного кислорода на выходе 4 мг/л.

В состав очистных сооружений входят два вторичных радиальных отстойника, продолжительность отстаивания в них 4 ч.

Биологические пруды-каскады рассчитаны на пребывание сточных вод в течение 30 суток, глубина их в среднем 1,5 м. На выпуске из пру­дов в водоем БПКб стоков стабильно и составляет 3—4 мг/л.

Закачка производственных сточных вод в подземные горизонты

Закачка производственных сточных вод в глубокие пласты порис­то-трещиноватых пород производится нагнетанием их через специаль­но пробуренные скважины (рис. 5.60). В отдельных случаях, например в нефтедобывающей промышленности, используются уже существующие скважины.

В СССР производственные сточные воды закачивают в глубокие пла­сты на нефтепромыслах, химических, нефтеперерабатывающих и дру­гих предприятиях.

На нефтепромыслах производственные стоки закачивают в нефтесо - держащие пласты для поддержания в них пластового давления при до­быче нефти. При этом способе, с одной стороны, освобождается часть емкости пласта за счет извлечения нефти, а с другой — исключается не­обходимость использования пресных вод для заводнения, ресурсы кото­рых в ряде нефтегазоносных районов ограничены.

Наибольшей проницаемостью обладают рыхлые несцементированные песчаные породы, а также трещиноватые и закарстованные карбонат­ные породы.

Даже при очень благоприятных величинах коэффициента проницае­мости приемистость скважины не превышает 1600 м3/сутки. Поэтому уда-

1 — поддерживающая плита; 2 — коллектор; 3 — фильтровальная ткань; 4— насадки; 5—про­мывная вода; 6 — фильтрат; 7 — ленточный транспортер, S—ножи; 9 — камеры

Рис. 5.60. Конструкция нагнетательной скважины

1 — оголовок скважины; 2—направляющая ко­лонна; 3 — кондуктор; 4 — эксплуатационная колонна; 5 — лифтовые трубы; 6 — цемент; 7 — перфорация; 8 — водоносный горизонт-кол­лектор; 9—слабопроницаемые отложения; 10 — зона пресных вод

Ление производственных сточных вод в скважины целесообразно произ­водить в ограниченных объемах.

При решении вопроса закачки производственных стоков следует учи­Тывать санитарную безопасность и экономическую эффективность вы­бранного метода, определяемую характером и объемом промышленных стоков, необходимостью подготовки их для закачки, стоимостью буре­ния, оборудования и защиты его от коррозии, а также эксплуатации скважины.

Обработка осадка

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 (рис. 5.61).

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.

12

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 Я 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— 3000 кг/(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 разбавлен-

Ного 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 фло­кулянтами, 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.