1. Принцип и функция
Утолщение осадка удаляет часть воды из осадка под действием силы тяжести или механическими средствами, уменьшая его объем. При обезвоживании осадка удаляется часть поровой воды из осадка механическими средствами, что еще больше уменьшает его объем. Содержание влаги в сгущенном иле обычно составляет 94–96%, а в обезвоженном иле обычно составляет около 80%.
2. Принципы применения
Процессы сгущения и обезвоживания осадка должны определяться комплексно на основе таких факторов, как принятый процесс очистки сточных вод, характеристики осадка, методы последующей обработки и удаления, экологические требования, площадь объекта, инвестиции и эксплуатационные затраты.
3. Обычное сгущение и обезвоживание.
3.1 Основные виды и характеристики процессов загущения
Методы сгущения осадка в основном делятся на гравитационное, механическое и флотационное. В настоящее время часто используются гравитационное и механическое загущение.
Гравитационное сгущение потребляет меньше электроэнергии и обладает высокой буферной способностью, но требует большей площади, склонно к выделению фосфора и дает сильный запах, что требует дополнительных устройств для дезодорации. Ил первичного отстойника уплотняется под действием силы тяжести, что обычно снижает содержание влаги с 97–98% до менее 95%. Избыточный ил, как правило, не пригоден для гравитационного загущения. Смешивание осадка первичного осаждения с избыточным активным илом и последующее загущение под действием силы тяжести может снизить содержание влаги с 96–98,5% до менее 95%.
Механическое утолщение в основном включает в себя центробежное утолщение, ленточное утолщение, утолщение вращающимся барабаном и утолщение шнековым прессом, которые характеризуются небольшими требованиями к пространству и предотвращением выделения фосфора. По сравнению с гравитационным сгущением оно потребляет больше электроэнергии и требует добавления полимерных коагулянтов. Механическое загущение обычно позволяет снизить содержание влаги в избыточном иле с 99,2–99,5 % до 94–96 %.
3.2 Основные виды и характеристики процессов обезвоживания
Механическое обезвоживание в основном включает обезвоживание в ленточных фильтр-прессах, центробежное обезвоживание и обезвоживание в пластинчатых и рамных фильтр-прессах.
Обезвоживание ленточного фильтр-пресса имеет низкий уровень шума и низкое энергопотребление, но требует большей площади и большего количества промывочной воды, что приводит к ухудшению условий труда в цеху. Ленточное обезвоживание обычно требует содержания влаги в поступающем иле ниже 97,5%, а содержание влаги в сточных отстоях обычно ниже 82%.
Центробежное обезвоживание требует меньше площади, не требует промывочной воды и обеспечивает лучшие условия в цехе, но потребляет больше электроэнергии, требует более высоких доз химикатов и создает больше шума. Центробежное обезвоживание обычно требует влажности поступающего ила 95–99,5%, а влажность выходящего ила обычно достигает 75–80%.
Обезвоживание пластинчатого и рамного фильтр-пресса дает осадок с низким содержанием влаги, но требует больше площади и промывочной воды, что приводит к ухудшению условий в цехе. Обезвоживание пластинчатого и рамного фильтр-пресса обычно требует содержания влаги в поступающем иле ниже 97%, а содержание влаги в выходящем иле обычно достигает 65–75%.
Обезвоживание шнековым прессом и обезвоживание роликовым прессом занимают меньше места, требуют меньше промывочной воды, создают меньше шума и имеют лучшие условия в цехе, но они имеют меньшую-производительность, более высокое содержание супернатанта, а примеры их применения в Китае по-прежнему ограничены. Требуемая влажность осадка для обезвоживания шнековым прессом обычно составляет 95–99,5%, а влажность выходного осадка обычно может достигать 75–80%.
4. Глубокое обезвоживание осадка
Под глубоким обезвоживанием понимают осадки с влажностью 55–65% после обезвоживания, а в особых условиях содержание влаги может быть и ниже. В настоящее время на большинстве городских очистных сооружений в моей стране отсутствуют первичные отстойники, и они не подвергаются анаэробной очистке; поэтому содержание влаги в обезвоженном осадке обычно составляет от 78% до 85%. Такое высокое содержание влаги создает серьезные проблемы для последующей обработки, транспортировки и утилизации осадка. Поэтому в районах с подходящими условиями можно проводить глубокое обезвоживание осадка.
Перед глубоким обезвоживанием осадок должен быть эффективно кондиционирован. Механизм кондиционирования в основном включает в себя модификацию органического вещества на поверхности частиц ила или нарушение клеточной и коллоидной структуры ила, снижая водо-связывающую способность ила; одновременно это снижает сжимаемость осадка, позволяя ему соответствовать требованиям процессов обезвоживания с высокой-сухостью.
Существует три основных типа методов кондиционирования осадка: химическое кондиционирование, физическое кондиционирование и термическое кондиционирование.
Химическое кондиционирование в основном включает добавление неорганических солей металлов, органических полимеров и различных модификаторов осадка.
Физическое кондиционирование включает добавление к осадку веществ, которые не вызывают химических реакций, для уменьшения или улучшения его сжимаемости. Эти вещества в основном включают золу дымовых газов, диатомит, золу от сожженного осадка и летучую золу.
Термическое кондиционирование включает в себя замораживание, средне-и высокотемпературное-нагрев, причем наиболее распространенным является высоко-термическое кондиционирование. Высокотемпературное-термическое кондиционирование можно разделить на два типа: горячий гидролиз и мокрое окисление. Высоко-термическое кондиционирование обеспечивает глубокое обезвоживание, а также в определенной степени уменьшает объем.
5. Потенциальное вторичное загрязнение и требования по контролю со стороны установки сгущения и обезвоживания.
В процессе сгущения и обезвоживания осадка образуется большое количество пахучих газов, в основном из резервуаров для хранения осадка, резервуаров для сгущения, машинных помещений для обезвоживания осадка, а также навесов или силосов для хранения осадка. Помещение обезвоживания является ключевым местом для контроля запахов во время процесса сгущения и обезвоживания осадка, поскольку пахучие газы трудно рассеивать.
Меры по борьбе с запахом должны осуществляться в соответствии с требованиями оценки воздействия на окружающую среду. На новых станциях очистки сточных вод должны быть реализованы закрытые меры для резервуаров-сгустителей, резервуаров для хранения осадка, помещений для обезвоживания, а также зон хранения и транспортировки осадка, используя вытяжную вентиляцию для втягивания воздуха в систему и его обработки для контроля запаха, чтобы обеспечить соответствие стандартам выбросов. В проектах реконструкции, связанных с контролем запаха, конструкции должны быть закрыты или огорожены в зависимости от их состояния, а также должны быть установлены дополнительные вытяжные каналы и системы контроля запаха. Обычно используются биологические методы дезодорации, но при необходимости можно использовать и химические методы дезодорации.
