Обработка на утайки от промишлени отпадни води

В и КСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 8, 2012

Пречистването на отпадните води в пречиствателните станции неизменно е съпроводено с образуването на голямо количество утайки. Поради силната концентрация на замърсяващи вещества в тях се препоръчва те да бъдат подложени на допълнителна обработка с оглед предотвратяване на опасността от замърсяване на околната среда. Проблемът с обеззаразяването и оползотворяването на утайките, получени в процеса на пречистване на отпадните води, е сред най-трудните етапи от процеса на пречистване, в същото време, според специалисти, по отношение на разработените технологии, за момента това е един от слабо развитите в технологично отношение етапи.

Обикновено процесът на обработка на утайките включва тяхното уплътняване, стабилизиране на органичната част, обезводняване, изсушаване. Крайната цел е получаването на безвреден за околната среда продукт и максимално оползотворяване на съдържащите се в утайките ценни компоненти.

Характеристики на утайките от промишлени отпадни води
Утайките, получавани при пречистването на промишлени отпадни води, се характеризират с разнообразен химичен състав и физични свойства. В тях могат да се съдържат органични, неорганични, токсични и бактериологични замърсители. Техният обем до голяма степен зависи от състава на пречистваните отпадни води и използваните методи за пречистване. При голяма част от получените утайки за подходящи се считат методите и съоръженията, използвани за обработка на утайките от отпадните води от градските пречиствателни станции, сред които метан-танкове, вакуум филтри, центрофуги и т. н. Някои утайки от производствени отпадни води, обаче съдържат токсични вещества като цианиди, роданиди, феноли, както и съединения на арсена, хрома, медта, оловото, никела и други, които също се характеризират със силно токсично действие. Те могат да възпрепятстват нормалното протичане на някои от процесите, като например може да се увеличи времето необходимо за протичане на изгнивателните процеси в метан-танковете. Също така се счита за неподходящо използването им за селскостопански цели. Голяма част от тях обаче могат да се използват отново в производството като вторични суровини.

Съдържанието на съединения на желязото, алуминия, хрома, медта, от своя страна благоприятства процеса на обезводняване и, съответно, той се ускорява. Наличието на такива вещества води и до намаляване на количествата на реагентите при кондиционирането на утайките.

Вещества като мазнини, масла, нефт, азотни вещества, затрудняват процеса на уплътняване и коагулация на утайките.

Състав на утайките
Принципно утайките. получени от пречистването на производствени отпадни води. условно могат да бъдат разделени на три групи: утайки, в чийто състав преобладават минералните вещества; утайки. съдържащи предимно органични съставки и утайки. съдържащи вещества от органичен и минерален произход.

Обикновено обработката на утайките от първата група не представлява особена трудност. В повечето случаи тези утайки се оставят в открити изгниватели, след което се утилизират. Такива са например утайките, получени от пречистване на отпадни води от металургията и въгледобивната промишленост. Обикновено в процеса на обработка на тези утайки не се включва тяхното стабилизиране в метан-танкове, а обработването им е свързано най-вече с тяхното обезводняване. Тъй като голяма част от тези утайки се явяват отпаден продукт от определен производствен процес, те могат да съдържат ценни вещества като цветни и редки метали. Обикновено за извличането на ценните съставки се използват различни физико-химични методи. Някои обезводнени утайки може да се използват като суровина за производството на строителни материали. Такива са например утайките от металургията, целулозно-хартиената и дървообработващата промишленост.

Утайките от втората и третата група се характеризират с голямо разнообразие по състав и свойства, и поради това за всеки конкретен вид утайка е необходимо отделно решение по отношение на обработка и утилизация.

Химичният състав на утайките от производствените отпадни води също влияе в немалка степен на избора на метод за тяхното обработване. Например утайките, получени при обработка на отпадни води, съдържащи петролни продукти, се подлагат на обезводняване, след което за много подходящо се счита изгарянето им в различни съоръжения като например апарати с кипящ слой.

Процеси при обработката на утайките
Принципно технологията за обработване на утайките включва няколко основни процеса - уплътняване, стабилизиране (минерализиране) на органичната част, обезводняване, изсушаване, изгаряне и използване.

Уплътняването е процес, чрез който се цели значително намаляване на обема на утайките, с което да се облекчи по-нататъшното им третиране. Той е задължителен при всяка технологична схема за обработване на утайки. Извършва се с уплътнители, а сред най-често използваните методи са гравитационен, флотационен, уплътняване в центробежно поле и филтриране. От всички тези методи гравитационното уплътняване се счита за най-лесно приложимия и икономичен метод. При този метод уплътняването на утайките се осъществява под действието на гравитационните сили. Така уплътнените утайки обикновено са с влажност най-малко 87-89%, а продължителността на уплътняването се приема от 4 до 24 часа и зависи от свойствата на утайките.

Стабилизирането на утайките е процес, при който съдържащите се в утайките органични вещества се разграждат. Извършва се по аеробен и анаеробен начин в изгниватели или съоръжения за аериране. Целта на стабилизирането е да се предпази околната среда от зловонни газове и зарази.

Основната цел на обезводняването е да се намали обемът на утайките и да се улесни тяхното транспортиране, оползотворяване, изгаряне или депониране. Извършва се в естествени или изкуствени условия. Обезводняването в естествени условия се извършва в изсушителни полета и лагуни за утайки, в който влажността намалява до 55%. Обезводняването в изкуствени условия се осъществява по механичен начин чрез прилагането на статични и динамични методи. Към статичните методи се отнасят вакуумната и напорната филтрация, осъществявани с помощта на различни видове вакуумфилтри, филтър преси и ситоволентови преси. Динамичните методи за обезводняване се извършват в центрофуги, циклони и сита. Ефектът от механичното обезводняване може да се повиши, ако утайките се подложат на предварителна обработка.

При обработката на утайки от промишлени отпадни води за механично обезводняване на трудно филтруеми шламове, често използвани са филтър-пресите. Според специалисти много добър ефект се получава при използването на филтър преси за обезводняване на шлам с минерален произход. Като особено перспективен метод за безреагентно уплътняване и обезводняване на утайките от производствени отпадни води се счита вибрационното филтриране, при което филтриращите прегради вибрират с цел интензивно разделяне на твърдата и течната фаза. Сред използваните методи е и замразяването на утайките. Първоначално утайките се замразяват в хладилна камера, след което се нагряват в специален резервоар. Посредством замразяването се постига разрушаване на геловете, съдържащи хидрофилни съединения.

При изсушаването обемът на утайките намалява и се подобряват санитарно-епидемиологичните им качества. Извършва се по естествен начин в изсушителни полета и по изкуствен начин чрез различни термични методи в сушилни и пещи.

Изгарянето се прилага рядко. Препоръчва се, когато обезводнените утайки не могат да се използват за каквито и да било други цели. Когато утайките съдържат токсични вещества, могат да се подложат на т. нар. мокро изгаряне без предварително обезводняване или изсушаване. Сред използваните съоръжения за изгаряне на утайки от промишлени отпадни води са турбобарботажният метод на изгаряне, циклонните пещи за изгаряне, използвани предимно за неутрализирани органични утайки, и други.

ЕКСКЛУЗИВНО

Top