Технологии очистки вод и обезвоживания осадков. Модули
Обезвоживание осадков коммунальных сточных вод
В 1997 г. в г. Харькове на Безлюдовских биологических очистных сооружениях была испытана центрифуга ОГШ 459У для обезвоживания смесей осадков с применением катионных флокулянтов. Испытания показали (подробно см. Заключение от 12.97 г.), что центрифуга ОГШ 459У пригодна для обезвоживания осадков (смеси осадков) сточных вод г. Харькова с использованием флокулянтов, при этом параметры очистки вод и обезвоживания осадков следующие:
Объемная производительность, Qп, м3/час – 8…16.
Влажность смеси осадка в питании, Wпит, % – 95+2.
Влажность обезвоженного осадка, Wос, % – ~80.
Расход флокулянта, кг/т АСВ – 3…8,2.
Содержание взвеш. вещ. в фугате, Сф, мг/л – не более 500.
В 1998 г. на городских очистных сооружениях в г. Горловка для безреагентного обезвоживания осадка первичных отстойников была введена в эксплуатацию центрифуга ОГШ-459. Параметры очистки вод и обезвоживания осадка при 86 % загрузке центрифуги следующие (подробно см. Отчет от 02.07.98 г.):
Объемная производительность, Qп, м3/час – 8…30.
Влажность сырого осадка в питании, Wпит, % – 93…97.
Влажность обезвоженного осадка, Wос, % – 70.
Содержание взвеш. вещ. в фугате, Сф, г/л – 5…7.
Для сравнения, производительность при обезвоживании сырых осадков комунальных сточных вод г. Горловка составляли для центрифуги ОГШ 501 – max 12 м3/час, центрифуги ОГШ 630 – 35…40 м3/час.
Проектным решением на очистных сооружениях г. Горловка для снижения абразивной нагрузки на центрифугу было предусмотрено постановка гидроциклонов перед центрифугой, обеспечивающих классификацию твердого по классу 0,2 мм. Указанное решение обеспечивало работоспособность шнека центрифуги, упрочненного карбидом вольфрама, в течение ≥10000 час (гарант. 5000 час) эксплуатации.
В сгущенном продукте гидроциклона выявлены крупные ингредиенты: мех. примеси, косточки вишен и др. см. фото 1.
Фото 1. Крупные частицы в сгущенном продукте гидроциклонов.
Для обеспечения работоспособности шнеков центрифуг при обезвоживании осадков, содержащих значительное количество абразивных частиц, разработаны центрифуги типа Ecomash SHS 511 (прототип Центрифуга ОГШ 459) и центрифуги типа Ecomash SHS751 с керамической защитой шнеков и др. конструктивных элементов. Дополнительно, при наличии крупнодисперстных абразивных частиц перед центрифугами устанавливались барабанные сита Ecomash DS либо барабанные решетки Ecomash DFS, классифицирующие твердое в питании центрифуг по классу 0,5 мм (см. фото 2).
Фото 2. Внешний вид центрифуг с барабанными ситами.
В январе 2004 г. на канализационные очистные сооружения г. Кировограда для обезвоживания сырого осадка была внедрена центрифуга ОГШ 759 Л-02 с керамической защитой шнека.
Технологические показатели работы центрифуги ОГШ 759 Л-02 при фактической загрузке ∼50 % представлены ниже:
Объемная производительность, Qп, м3/час – 14…38.
Массовая производительность, Т, кг/час – 1500.
Влажность обезвоженного осадка, Wос, % – 75.
Содержание взвеш. вещ. в фугате, Сф, г/л – 8…12.
Техническое обслуживание и текущий ремонт производился силами эксплуатирующей организации (см. Отзыв от 14.12.2006 г.).
В 2018 г. в г. Днепр проходили испытания центрифуги Ecomash SHS 511А-113 при обезвоживании сырых осадков, направляемых (по проекту) в метантенк. Предварительные технические характеристики при 65 % загрузке центрифуги представлены ниже (подробно см. протокол испытаний):
Объемная производительность, Qп, м3/час – 30.
Влажность сырого осадка в питании, Wпит, % – 96.
Влажность обезвоженного осадка, Wос, % – 65;
Содержание взвеш. вещ. в фугате, Сф, г/л – 25.
Дальнейшая интенсификация технологических режимов обезвоживания не производились в связи с недостаточной абразивной защитой перед центрифугой.
В настоящее время в быту и в пунктах общественного питания, пищевых и других производствах активно используется большое количество ПАВ, жиров и водорастворимых органических веществ (моющие средства, порошки и т.д.), которые в конечном итоге попадают в коммунальные сточные воды и в биологической системе очистки поглощаются избыточным активным илом.
При гидроуплотнении избыточного активного ила (если не используются иные способы уплотнения избыточного активного ила) происходит травмирование ила и концентрирование загрязняющих органических веществ, которые изменяют свойства смесей илов перед обезвоживающими аппаратами: центрифугами, фильтр-прессами, приводя к срывам процесса мех. обезвоживания смеси илов.
Для уплотнения без травмирования избыточного активного ила рекомендуются компактные тонкослойные отстойники-сгустители с добавкой флокулянтов. После чего сгущенный (уплотненный) избыточный ил смешивается с сырым осадком, прошедшим классификацию твердого по классу 0,5 мм, и далее смесь илов подается в обезвоживающие аппараты.
Если в качестве обезвоживающего аппарата используются фильтр-пресса, либо дегидраторы, то обязательным условием удовлетворительного механического обезвоживания смеси илов является использование флокулянта.
Если в качестве обезвоживающего аппарата используются центрифуга, то механическое обезвоживание сырого осадка либо смеси сырого осадка и уплотненного сфлокулированного избыточного ила достаточно эффективно протекает и без использования флокулянта, что подтверждается результатами эксплуатации. При этом эксплуатационные затраты на механическое обезвоживание смеси илов с использованием центрифуг снижаются на ~ 80 %, в сравнении с затратами на механическое обезвоживание смеси илов с помощью фильтр-прессов либо дегидраторов, несмотря на большее энергопотребление центрифуг.
Для оценки экономии рассмотрим эксплуатационные затраты, которые необходимы на механическое обезвоживание смеси илов, возникающих при очистке каждых 100000 м3 коммунальных сточных вод. В среднем из 100000 м3 коммунальных сточных вод образуется 500 м3 осадков, из которых ≈ 500 м3 / 3 = 167 м3 – сырой осадок первичных отстойников с содержанием АСВ 5…6 %, т.е. ~ 9 т АСВ, остальные 333 м3 илов – избыточный активный ил с содержанием АСВ 0,5 %, т.е. ~ 1,67 т АСВ. Итого, в 500 м3 илов, содержится 9 т + 1,67 т = 10,67 т АСВ. Доля АСВ в избыточном активном иле составляет 1,67 т / 10,67 т ≈ 0,1565 (15,7 %), на него расходуется флокулянт во вторичном отстойнике, оставшиеся 9 т АСВ (84,3 %) в сыром осадке не требуют использования флокулянта.
При среднем расходе флокулянта 5 кг / 1 т АСВ, снижение использования флокулянта составит 5 кг · 9 т = 45 кг флокулянта при очистке каждых 100000 м3 коммунальных сточных вод. Что при стоимости флокулянта 6 $ / 1 кг составляет 6 $ · 45 кг = 270 $ (270 $ · 35 грн. = 9450 грн.).
Затраты по электроэнергии при мех. обезвоживании смеси илов, содержащих 10,67 т АСВ с использованием допустим центрифуги Ecomash SHS 511 составляет ориентировочно (27 кВт·час · 10,67 т) / (30 · 0,05 т АСВ) = 18 (кВт·час / 1 т АСВ) · 10,67 т = 192 кВт·час (при стоимости 1 кВт·час 4 грн. в августе 2022 г., энергозатраты не превысят 770 грн.).
Таким образом, экономия при мех. обезвоживании смеси илов с использованием центрифуг по рекомендуемой технологии составит: ~9450 грн. – 770 грн. = 8680 грн. с 10,67 т АСВ илов, образующихся после очистки каждых 100000 м3 коммунальных сточных вод, как минимум, так как нередко расходы флокулянта в технологии и закупочная стоимость флокулянта на местах заметно выше.
Для оперативного внедрения экономичной технологии мех. обезвоживания илов коммунальных сточных вод необходимое оборудование поставляется в виде Модуля в укрытии, что сокращает объем проектных работ.
Система регулирования характеристик бурового раствора
Система очистки сточных вод без использования хим. усиления (г. Павлогрвд, г. Киев)
Система очистки сточных вод с использования хим. усиления ( Кураховка, БСВ, коммунальные сточные воды)
Системы обезвоживания послеспиртовой барды (ПСБ) и сусла пива