Осадок очистных сооружений и его утилизация

Проблема утилизации осадка очистных сооружений и необходимость её решения

Переработка и обезвреживание осадка очистных сооружений – актуальный экологический вопрос для всего СНГ. Длительный период наши отстойники чистились нерегулярно, накапливались горы ила, которые никто не убирал. А если это делалось, то стихийно и бессистемно.

Присутствие данных отходов на открытом воздухе вредит окружающей среде и здоровью человека, ухудшая эпидемиологическую обстановку.

В настоящее время стоит цель минимизировать количество отходов путем целесообразного распределения, дальнейшего применения либо эффективной утилизации.

Как пример – рекультивация городских отвалов и хранилищ, содержащих остатки переработанных стоков.

В результате этой операции не только осуществляются природоохранные мероприятия, но и может извлекаться прибыль из ненужной дисперсной биомассы.

К тому же расчищаются заброшенные земельные участки, которые превращаются в ликвидное имущество. Показателен опыт столицы, где была реализована программа, позволившая в течение пятилетки завершить рекультивацию шламового хозяйства Курьяновской станции аэрации на 800 га. Утилизировано 15 млн кубометров отходов и возведен микрорайон «Мариинский парк» с жилой площадью 3,5 млн квадратных метров.
В Германии известен метод сжигания ила для производства синтетического горючего. Так, сжигая 350 тыс. т ила, получают объем горючего, приравниваемый к 700 тыс. баррелей нефти и 175 тыс. т угля.

Вот чего можно достичь буквально на пустом месте, если подойти к решению проблемы с умом!

Методы утилизации осадка очистных сооружений

В прошлом веке преимущественно было распространено анаэробное сбраживание в эмшерах. В этих резервуарах стоки осветлялись, а выпавший осадок сбраживался. Отстаивание проходило в их верхнем ярусе, сбраживание — внизу.

Впоследствии придумали метантенки, в которых после химической реакции осадок обезвоживался, а затем сушился в естественных условиях на отдельных илоплощадках. Со временем мегаполисам по понятным причинам пришлось от них отказаться.

Взамен появилось оснащение, принудительно обезвоживающее обработанный реагентами осадок, пропущенный через вакуум-фильтр. Однако оно обладало серьезными изъянами: небольшой мощностью, низким КПД, значительным потреблением реагентов, громоздкостью, низкой экозащищенностью, – и сегодня подобные схемы уходят в прошлое.

Актуальным стало оборудование, обезвоживающее ил в камерных, ленточных, рамных фильтр-прессах, шнековых обезвоживателях, осадочных машинах. Его кондиционирование происходит посредством органических флокулянтов.

Пиролиз обезвоженного осадка

Данный метод является инновационным в сфере операций с отходами. Он расценивается как наиболее прогрессивный и перспективный в сравнении с сжиганием. Смысл пиролиза в расщеплении органических веществ в высокотемпературных условиях в бескислородной среде. В качестве готового продукта фигурируют безопасная смола и экологит, служащие исходным материалом, например, для изготовления керамзита или бетона.

Разработки этого направления имеются в достаточном количестве как в России, так и за рубежом. Эксперты отмечают до 50 разнообразных моделей пиролизных установок. Их технические характеристики зависят от состояния сырья, температуры эксплуатации, особенностей устройства.

Впрочем, многочисленные достоинства омрачает большой минус, присущий пиролизу осадка. Для достижения проектной температуры требуется внушительный объем горючего. Специалисты нашли выход из ситуации путем создания взрывной камеры, что позволило на порядок поднять температуру технологического процесса – до 5 000 °С. Среди преимуществ взрывной камеры любая влажность сырья, простота конструкции, максимальная продуктивность сгорания, отсутствие запыленности остаточного газа.

К недостаткам можно отнести скрупулезный расчет ее рабочей конструкции. Параметры камеры должны соответствовать типу взрывоматериалов, которые планируется использовать. Это объясняется воздействием больших механических сил, наблюдающихся в момент взрыва. Динамический удар стремится разрушить установку, поэтому она должна быть прочной. Хотя существенным недостатком такое условие не назовешь.

Сама утилизация выглядит так. Иловые осадки перемещаются внутрь камеры, происходит взрыв. Получившаяся в результате газовоздушная смесь фильтруется и удаляется из сосуда, твердая субстанция собирается и отправляется для дальнейшего складирования.

Высвободившаяся энергия отбирается, поступая (как вариант) на обогрев жилсектора. Жидкий остаток подвергается окончательной утилизации, а отработавший газ, очистившись, выбрасывается в атмосферу.

После упомянутого научно-практического прорыва пиролиз становится окупаемым методом наиболее рациональной утилизации осадка. Главное его преимущество в том, что продукт утилизации удобен в обращении, а при горении ила высвобождающееся тепло тратится для генерации пара, который сразу же находит применение. В ходе же превращения ила в углеводород нужны расходы на хранение.

Добавка осадка в качестве компонента сырьевой смеси в цементной индустрии

Научные эксперименты свидетельствуют о вероятности применения специально подготовленных осадков в производстве цемента.

Шлам после очистки жидких отходов промышленной гальваники добавляют в исходный материал как пластификатор. А высушенный водоканализационный ил, обладающий высокой теплотворной способностью, можно использовать в качестве топлива для изготовления строительной смеси.

На подмосковных цементных заводах данная идея воплощена в виде пилотных проектов.

Микробиологическое окисление

Исследователи нашли альтернативные пути добычи белка – из биологических отходов.

В таком белке содержатся аминокислоты, микроэлементы и витамины группы В.

Этот процесс обеспечивают колонии окислительных бактерий, живущих в биологическом очистном сооружении, а источником является активный ил.

Почему он активный? Потому что содержащиеся в нем микроорганизмы участвуют в очистке сточных вод на клеточном уровне.

Принцип прост: микрофлора питается растворенной органикой, выступая в роли санитара. Сложный биохимический процесс идет в двух плоскостях: окисление до распада на углекислый газа и воду, клеточное синтезирование (воспроизводство).

Читать еще:  Как и где утилизировать старую бытовую технику

Расчет осадка при биологической очистке составляет около 1 % от общего объема сточных вод.

Термический метод утилизации осадка

Для дезинфекции осадка используется термосушка. Это приспособление функционирует по «продвинутому» принципу, посредством которого осадок обеззараживается, стабилизируются его качества, оптимизируется водоотдача. Вдобавок термический метод позволяет полностью отказаться от применения реагентов.

Что касается средств тепловой обработки ила с влажностью около 80 %, то наиболее подходящими признаны установки прямоточной сушки. Они ценятся тем, что выдерживают неплохой показатель влажности на выходе, не превышающий 40–50 %. А еще прямоточная установка способна комбинировать собственно сушку, обеззараживание осадка, подачу его сжатым воздухом в места складирования.

Производство биопочв

Масса активного ила, содержащего сложные микроэлементы, а также азот и особенно фосфорные соединения постоянно накапливаются, поэтому люди вынуждены принимать дополнительные меры по его переработке.

В данном аспекте интересна технология производства почвогрунтов (эта субстанция, конечно, уступает сапропелю и гумусу по содержанию питательных веществ, но тем не менее…).

Данным методом обезвоживают избыточно активный ил посредством барабанных вакуум-фильтров, центрифуг с дальнейшей сушкой при параллельном гранулировании.

При этом выходят готовые изделия-окатыши, из которых затем изготавливаются стойкие для разложения, отлично хранящиеся и транспортабельные органоминеральные удобрения, удобные в использовании по прямому назначению. Технология позволяет одновременно утилизировать осадок, производить полезный агроматериал да еще и зарабатывать на этом!

Единственное условие – строгий контроль над кондицией готового продукта, который не должен содержать примеси тяжелых металлов, химикаты и яйца паразитов. Если соблюсти его нельзя, следует выбрать иной способ утилизации, например сжигание.

Заключение

Вышеописанные методы появились, что называется, не от хорошей жизни, а из-за периодически обнаруживаемых «свежих» ядов и токсичных образований. Зачастую они труднораспознаваемы, плохо поддаются анализу и устранению. Попадая в водную среду после традиционных очистных операций, не являющихся для них препятствием, они становятся опасным замаскированным источником загрязнения.
Но больше всего в коммунальных стоках содержится патогенной микрофлоры и продуктов гниения. Бороться с ними непросто, а обезвредить со стопроцентным эффектом допотопными способами и вовсе нереально. Поэтому вслед за усовершенствованием собственной жизнедеятельности мы обязаны адекватно развивать утилизационную индустрию, поглощающую отходы канализации. Иначе канализация поглотит нас.

Посмотрите на видео как происходит биологическая очистка сточных вод:

Проблематика утилизации осадков очистных сооружений: основные методы очисткис

Очистные предприятия находятся в верхних ступенях по своей значимости среди всех инфраструктур города, но многие их недооценивают из-за того, что сами не до конца понимают, как они работают и насколько важную функцию они выполняют. Через них проходят процессы первичной и вторичной очистки сточных вод перед их повторным использованием или сбросом обратно в водоемы, при котором и образуется осадок.

Проблемы утилизации иловых осадков очистных сооружений

На сегодняшний день утилизация иловых осадков очистных предприятий является серьезной проблемой для любого города. Она обусловлена увеличением с каждым годом их объема в связи с ростом численности населения и соответственно увеличенным количеством задействованных сточных вод. Единственным верным решением будет их переработка для дальнейшего использования в различных отраслях промышленности.

Основные методы утилизации осадков очистных сооружений

Можно выделить пять отдельных методов по борьбе осадками сточных вод. Подробно распишем для Вас каждый из вариантов:

Применение осадка в производстве цемента

Хорошим способом применения осадка является его использование на цементном производстве, он служит добавкой к сырьевой смеси. Производству необработанный осадок приносит двойную пользу, так как сначала он проходит через этап удаления органической его части с помощью сжигания, во время которого выделяется дополнительная тепловая энергия. Это дает возможность производству использовать тепло в своих нуждах, тем самым экономя дорогостоящее топливо. После сжигания все оставшиеся в составе неорганические части переходят в цементный клинкер, где они растворяются в силикатном составе. Данное применение осадков никак не влияет на качество выпускаемой продукции. Способ экологически выгоден для людей, так как практически проходит без попадания вредных веществ в окружающую среду.

Именно пиролиз считается наиболее прогрессивным методом утилизации отходов очистных сооружений. Его главным преимуществом от остальных является хорошая окупаемость. Сама технология пиролиза представляет собой процесс термической обработки органических веществ. Для этого используют специальные бескислородные камеры, в которых поддерживается температура около 800 градусов Цельсия, это оптимальная температура для осуществления сухой перегонки отходов с дальнейшим образованием пирокарбона, жидкой смолы и горючего газа. Получаемый газ в дальнейшем используется в качестве топлива, оно обладает большой теплотой сгорания вплоть до 3500 кДж/м3 .

Пирокарбон – это твердый углеродистый остаток непрерывного пиролизного процесса, получаемый из не компостируемых отходов, абсолютно безвредный инертный материал. Может применяться на производстве пластика, резинотехнических изделий, красителей, производственных процессах изготовления черных металлов.

Термические способы

Метод, при котором обезвоженный центрифугой или фильтр-прессом осадок проходит процесс обеззараживания при помощи термической пушки. Данный способ значительно облегчает задачу по удалению осадков с территорий очистных сооружений из-за значительно уменьшенного веса и объёма материалов.

После окончания такого процесса обеззараживания высушенный осадок будет накапливать в себе влагу. А так как по теплофизическим характеристикам осадок с влажность 30 процентов будет примерно равен по свойствам с бурым углем или торфом то обязательным условием нужно проводить его охлаждение, чтобы предотвратить самовоспламенение.

Читать еще:  Оголовок для скважины своими руками - как правильно сделать выбор

Микробиологическое окисление

Метод применим только для малотоксичных осадков. Процесс проходит с помощью колоний окислительных бактерий, которые вступают в реакцию с активным илом. После прохождения этой процедуры мы получаем компост, содержащий в себе полезную микрофлору и повышающие плодородие почв вещества.

Использование в производстве почвы

Для качественного производства биологической почвы нужно правильно подготовить сам материал, а именно избыточно активный ил. Сначала идет процесс его обезвоживания с помощью специальных центрифуг и вакуумных фильтров, а после проходит стадия сушки.

Такой способ хорош тем, что с его помощью можно утилизировать осадок и изготовлять качественную почву для высаживания растений, что для загрязненного города, несомненно, важный фактор. К недостаткам можно отнести строгий контроль сырья для изготовления, так как это может отрицательно сказаться на готовом продукте. Если же проверка выявит несоответствие в виде наличия тяжелых металлов или яиц паразитов, то нужно будет искать другое сырье, а данное утилизировать каким-то другим методом.

Производство биопочвы в городах может решить несколько важных проблем:

  • Утилизация осадка очистных сооружений;
  • Формирование достаточного количества кондиционных почвогрунтов в городе.

Кондиционный грунт — это получаемая в искусственных условиях почва с высоким содержанием минеральных удобрений. Он содержит все необходимые для растений питательные вещества, а также микроэлементы. Более распространенное название — плодородный грунт.

Заключение

С каждым годом нагрузка на очистные сооружения города возрастает и поэтому для большей продуктивности утилизации вредных веществ учеными и инженерами придумываются новые способы по преобразованию и применению получившихся вторичных продуктов из осадков в нашей с Вами повседневной жизни. На данный же момент еще не придумано полностью универсального метода.

Для точного определения метода утилизации нужно тщательно проводить исследования химического состава. Например, осадки сточных вод промышленного города будут сильно отличаться своими свойствами от осадков небольшого населенного пункта. Только так можно добиться лучшей «отдачи» .

Утилизация осадков

В процессе очистки городских сточных вод на московских очистных сооружениях образуется около 9 млн. куб.м жидких осадков, требующих переработки и обезвреживания.

Для переработки и обезвреживания осадка используются индустриальные методы. Обезвреживание осадка осуществляется в специализированных сооружениях – метантенках при термофильном режиме сбраживания (при температуре 50-53 0 С). В целях максимального уменьшения объема утилизируемых отходов, обезвреженные осадки, предварительно кондиционированные раствором флокулянта, подаются для обезвоживания на декантеры, минуя стадии промывки и уплотнения в уплотнителях сброженного осадка. В процессе механического обезвоживания объем осадка уменьшается более чем в 9 раз.

Анализ передового опыта показал, что в современных условиях использование центробежных аппаратов — декантеров для переработки осадков сточных вод является наиболее предпочтительным.

В 2013-2014 годах проведена реконструкция отделений цеха механического обезвоживания осадка Курьяновских очистных сооружений в Ленинском и Раменском районах Московской области, в ходе которой была проведена замена 12 морально и физически устаревших камерных фильтр-прессов на современное обезвоживающее оборудование – восемь декантеров.

В 2017 году завершена реконструкция цеха механического обезвоживания на Люберецких очистных сооружений с созданием единого центра обезвоживания осадка на территории Новолюберецких очистных сооружениях, в результате которой введены в эксплуатацию девять декантеров.

Модернизация цехов обезвоживания позволила решить ключевые проблемы:

  • обеспечен резервный запас по производительности оборудования, т.е. увеличена его надежность,
  • выведены из эксплуатации 34 уплотнителя сброженного осадка, являющихся источниками дурных запахов,
  • сокращено количество простоев из-за засоров посредством установки решеток на сброженном осадке,
  • уменьшен рецикл взвешенных веществ со сливной водой, тем самым снижена нагрузка по загрязнениям на головные сооружения,
  • сокращена численность обслуживающего персонала.

Проблемы утилизации осадка

Использование индустриальных методов обезвоживания позволяет уменьшить объем осадка более чем в 9 раз.

В настоящее время обезвоженный осадок вывозится сторонними организациями за пределы территории очистных сооружений в целях его обезвреживания или возможного использования для производства готовой продукции. На основе осадков производятся технические/биологические рекультиванты, биопочва и т.д., которые применяются для рекультивации нарушенных земель, отработанных карьеров, полигонов твердых бытовых отходов, проведения планировочных работ. В сложившейся экологической обстановке в Московской области проводить такие работы с каждым годом становится все труднее и затраты на утилизацию осадка неуклонно растут.

Предлагаемые на мировом рынке варианты утилизации осадков, могут быть сведены к следующим методам:

  • использование осадка для производства биопочвы;
  • утилизация осадка на базе современных термических технологий и, как следствие, получение из отходов вторичных продуктов, пригодных к реализации в строительной отрасли для производства строительных материалов или цемента.

Преимущества производства биопочв

Одним из путей решения проблемы загрязненных и деградированных городских почв – применение в зеленом строительстве города почвогрунтов с использованием обезвоженных и обезвреженных осадков сточных вод.

Технология производства почвогрунтов решает сразу несколько важнейших экологических задач:

  • утилизация отходов очистных сооружений;
  • создание достаточного количества кондиционных почвогрунтов в городе.

Преимущества термического метода утилизации осадка

С 2018 года в АО «Мосводоканал» ведутся работы по производству твердого биологического топлива (ТБТ) из механически обезвоженного осадка ЛОС в соответствии с Техническими условиями «Твердое биотопливо» ТУ 38.32.39.-001-03324418-2017. Производство ТБТ осуществляется на оборудовании ООО «ЕФН Эко Сервис» в отделении сушки осадка на мини-ТЭС с использованием биогаза, образованного на очистных сооружениях.

Читать еще:  Обзор бюджетных проектов домов из арболита

В настоящее время полученное твердое биотопливо передается для использования в качестве альтернативного топлива цементным заводам ООО «Холсим (Рус) СМ», ООО «БазэлЦемент» и ООО «Хайдельберг-Цемент».

Утилизация осадка очистных сооружений в Москве

Специальные очистные сооружения используются во всех современных городах в ливневых стоках, а также на автомобильных мойках. Они призваны отфильтровывать из воды всю грязь, песок и, что наиболее важно для экологии, опасные примеси различных химикатов, тяжелые металлы и нефтепродукты, попадающие на городские улицы.

Во избежание загрязнения окружающей среды и существуют системы очистки и ливневые фильтры. Естественным образом происходит переполнение и засорение ливнестоков.

Компания «Экология 24» осуществляет своевременную очистку очистных сооружений совмещая в своей работе современное оборудование и профессиональный подход.

Утилизация осадков очистных сооружений

Существуют специализированные предприятия, которые занимаются утилизацией опасных отходов. Именно специалисты-экологи должны осуществлять очистку городских ливнестоков, а впоследствии вывоз и утилизацию иловых осадков очистных сооружений. Задача переработки подобных отходов и уничтожения токсичных веществ не из легких, ведь в осадках могут содержаться самые разнообразные загрязняющие химические соединения и тяжелые металлы. И под каждый состав необходимо подобрать правильный способ переработки.

Способы утилизации

На сегодняшний день утилизация осадков осуществляется путем специальной переработки при высокой температуре; токсичные вещества уничтожаются термическим способом, а остатки после дополнительной обработки становятся безвредными для окружающей среды.

Кроме того, есть несколько вариантов дальнейшего использования иловых осадков:

  • В результате воздействия способом микробиологического окисления получается удобрение, которое используют в сельском хозяйстве.
  • Некоторые виды осадков от ливневых вод после переработки можно использовать в изготовлении цемента. Пожалуй, именно этот вариант является самым распространенным и приносит много пользы.
  • Также существуют такие виды осадков, которые используются для производства асфальтового и других видов дорожных покрытий.

Необходимо планомерно и своевременно вычищать стоки во избежание их засорения, ведь это может привести к плохим последствиям и затоплению улиц во время ливней или в период таяния снега.

Сотрудники компании «Экология 24» в кратчайшие сроки выполняют очистку городских ливневых стоков, используя специально для этого предназначенное оборудование. Далее все осевшие в фильтрах осадки очистных сооружений в герметичных контейнерах перевозятся на предприятие. Затем специалисты проводят химический анализ отходов на содержание тяжелых металлов, по результатам которого выбирают способ их переработки и вариант дальнейшего использования.

Утилизация осадков очистных сооружений

Большие объемы образования осадков при физико-химической и биологической очистке сточных вод, многообразие их химсостава, содержание тяжелых металлов, ПАВ и нефтепродуктов требуют их обязательной утилизации на специализированных предприятиях.

Одним из наиболее экологически безопасных способов утилизации отходов (осадков) от очистки сточных вод является их переработка и использование в производстве цемента. При этом обеспечивается ресурсосбережение, т.е. происходит полезное использование компонентов осадков для экономии топливно-сырьевых ресурсов. Обеспечивается полезное использование как органической, так и минеральной части осадков. Органические составляющие полностью сгорают в виде дополнительного топлива, а неорганические, в том числе тяжелые металлы, – полностью переходят в цементный клинкер, растворяясь в силикатном расплаве. Там они превращаются в нетоксичную, невымываемую форму и не ухудшают качество продукции.

ООО Фирма «ЭКОТРАК» предлагает услуги по вывозу и безотходной утилизации всех видов осадков сточных вод с получением продукции – добавок для производства цемента, соответствующих ТУ 5743-001-84050842-09. Подробнее смотри страницу «Использование отходов с получением добавок для производства цемента».

1. Номенклатура утилизируемых осадков сточных вод:

2. Осадки очистных сооружений физико-химической и биологической очистки сточных вод;

3. Осадки шламонакопителей;

4. Активный ил биологической очистки, иловые осадки и др.;

5. Осадки очистных сооружений мойки автотранспорта;

6. Осадки от очистки ливнестоков;

Осадки очистных сооружений гальванических производств (подробнее смотри страницу «Утилизация гальванических отходов»).

Для приема осадков очистных сооружений Фирма «ЭКОТРАК» использует современную илососную машину MAN TGA 35.400 емкостью 16 м3. Илососная машина снабжена мощным вакуумным насосом, обеспечивающим разрежение до 0,5-1,0 барр, что позволяет эффективно откачивать любые осадки очистных сооружений. Подробнее смотри страницу «Вывоз и утилизация жидких отходов»

Для приема и накопления осадков сточных вод на производственной площадке ООО Фирма «ЭКОТРАК» оборудованы два накопителя – бетонированные емкости по 18 м3 каждая. Подробнее смотри страницы «Утилизация жидких отходов» и «Схема размещения производственного оборудования и его характеристики»

С учетом вывоза жидких отходов на цементные заводы собственной илососной машиной максимальная возможность приема осадков очистных сооружений на производственной площадке составляет до 50 м3/сутки.

Кроме осадков очистных сооружений для изготовления добавок для производства цемента могут использоваться:

1. Осадки от очистки жироуловителей;

3. Нефтешламы и осадки нефтеотделительных установок;

4. Шламы от очистки производственных зданий;

5. Осадки при промывке канализации;

6. Буровые растворы и бентонитный шлам;

Таким образом, Фирма «ЭКОТРАК» осуществляет вывоз и безотходную и ресурсосберегающую утилизацию всех видов осадков сточных вод сполезных их использованием на цементных заводах. Отходы не размещаются на полигонах и в природной среде, что гарантирует экологическую безопасную утилизацию.

Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector