9.3. Переробкатвердих продуктів водоочищення.

Характеристика осадів стічних вод і загальні принципи їх переробки.

У процесі очищення природних і промислових стічних вод утворюються осади, склад яких визначається хімічною природою забруднень води і техно­логією очищення. Осади промислових стічних вод розділяють на інертні і токсичні. Вони бувають двох видів: стабільні і нестабільні (загниваючі). Оброб­ка інертних стабільних осадів не викликає особливих труднощів. Хімічний склад осадів істотно впливає на технологію їх переробки. За хімічним складом осади поділяють на три групи:

1) переважно мінерального складу;

2) переважно орга­нічного складу із зольністю менше ніж 10 %;

3) органічного і мінерального скла­ду, зольність яких може змінюватися від 10 до 60 %.

Важливою характерис­тикою осадів є їхня вологість. Вологовіддача осаду залежить від питомого опору, у величині якого враховано зміну його складу і властивостей, що дає змогу вибрати відповідну технологію їх переробки. Вологість може змінюватись від 58 до 97 %, а питомий опір — у межах (2.9...10 000) • 1010 см/г.

Волога в осадах за ступенем зростання енергії зв'язку з твердими часточ­ками суспензій поділяється на надлишкову, осмотичну, вологу макро- і мікро­пор. Механічним зневодненням і природним висушуванням на мулових май­данчиках з осадів видаляється значна частина надлишкової та осмотичної вологи. Вологу мікро- та макропор видаляють випарюванням або під дією тиску.

Основними компонентами осадів після очищення природних вод є міне­ральні речовини — глина, кварцовий пісок, карбонати, польові шпати, гідро­ксиди алюмінію та заліза, що утворюються внаслідок гідролізу, силікатна кислота неорганічних флокулянтів тощо, а також органічні речовини—гумінові кислоти, фульвокислоти, мул, фіто- і зоопланктон, різноманітні мікроорганізми і бактерії, продукти життєдіяльності водяних організмів і бактерій, адсорбовані високомолекулярними флокулянтами, тощо. Під час очищення промислових стічних вод в осад можуть потрапляти цінні продукти, наприклад, оксиди феруму (III) і титану (IV) у пігментному виробництві, рештки сировини, що не прореа­гували, або проміжні продукти, які утворилися в процесі переробки мінеральної сировини. Осаджену сировину, яка не розклалася, можна спрямовувати на по­вторну переробку, що разом з вилученими продуктами й напівпродуктами сприятиме підвищенню виходу готового продукту і забезпечить раціональніше використання мінеральної сировини.

Обробка осадів стічних вод загалом складається з таких технологічних операцій: ущільнення (згущення); стабілізація; кондиціонування; зневоднення;. Ліквідація; знезаражування та утилізація.

 Ущільнення оса­дів застосовують, як правило, в усіх технологічних схемах обробки.

Стабілізацію здійснюють з метою запобігання загниванню осадів для полегшення їх за-хоронення або утилізації. Зміст цього процесу полягає у зміні фізико-хімічних характеристик осаду з метою пригнічення життєдіяльності гнильних бактерій. Стабілізувати осади можна за допомогою таких технологічних прийомів:

1) мінералізацією органічних речовин анаеробним метановим зброджуванням, аеробним окисненням, тепловою обробкою, біотермічним розкладанням, рідиннофазним окисненням; 2) зміною активної реакції середовища до високих значень рн введенням лугів; 3) висушуванням осадів; 4) введенням інгібіторів хімічного походження. Залежно від застосованого методу обробки осадів їх стабілізація може бути частковою або повною.

Кондиціювання повинно забезпечувати найліпше зневоднення осадів, і здебільшого на цій технологічній операції завершується обробка осадів. Для кондиціонування малозольних осадів зазвичай використовують реагентну або теплову обробку і рідиннофазне окиснення. Осади з високим вмістом елект­ролітів піддають заморожуванню та розморожуванню або електрокоагуляції.

Зневоднення осадів здійснюють за природних (на мулових майданчиках або в мулових ставках) та штучних умов (на вакуум-фільтрах, фільтр-пресах, віброфільтрах, центрифугах). Заключною операцією зневоднення осадів є термічне висушування, після якого осади мають вологість 5—40 %. Термічне висушування осадів проводять у барабанних, стрічкових, пневматичних і валь-цевих сушарках, а також у сушарках з киплячим шаром із зустрічними по­токами.

 

Типові процеси, які застосовують для обробки осадів промислових стічних вод.

Спалювання малозольних осадів використовують тоді, коли їхня утилізація недоцільна і неможлива, особливо за наявності в них токсичних домішок. Для спалювання застосовують барабанні, багатоподові, камерні, розпилювальні, циклонні і з киплячим шаром печі.

Утилізують осади виробничих стічних вод з метою вилучення і використання цінних речовин. Деякі осади можна викорис­тати як добрива. Активний мул можна застосовувати як кормовий продукт або як добриво. Осади мінерального походження застосовують у промисловості будівельних матеріалів і в шляховому будівництві (замінники керамзиту, в'я­жучий матеріал для шляхових робіт). Під час зброджування в метантенках осадів органічного походження виділяється метан, який використовують як джерело теплової енергії.

Як видно з наведеної вище схеми, технологічні варіанти переробки осадів можуть бути досить різноманітними. Вибір раціональної технологічної схеми обробки осадів промислових стічних вод залежить від їхніх властивостей і кількості, кліматичних умов, наявності земельних площ та інших чинників.

Інертні осади можна переробляти за такими схемами:

1) ущільнення, кондиціонування, зневоднення, утилізація;

2) ущільнення, стабілізація, кондиціонування, зневоднення, утилізація;

3) ущільнення, стабілізація, утилізація та інші варіанти.

 Для переробки токсичних осадів можна застосовувати такі схеми:

1) ущільнення, ліквідація;

2) ущільнення, кондиціонування, зневоднення, лік­відація;

3) ущільнення, кондиціонування, утилізація та інші варіанти.

Узагальнення:

Для того, щоб зменшити обсяги водоспоживання та водовідведення, необхідно застосовувати:

1 - схеми оберненого використання води;

2 - схеми комплексної переробки стічних вод.

 Перший варіант вимагає використання досконаліших методів очистки. Але при цьому утворюватимуться продукти очищення. Для їх знешкодження необхідно застосовувати заходи, притаманні другому варіанту. Отже вдосконалення методів водоочистки необхідно підкріплювати застосуванням методів переробки розсолів та осадів стічних вод.

Література для самопідготовки: 7, 10.