Mehaanilise, bioloogilise ja füüsikalis-keemilise (reaktiivse) puhastamise käigus jäätmetest ja reoveest eraldatud suspensioonid on setted.
Setete omadused on soovitav jagada nendeks, mis iseloomustavad nende olemust ja struktuuri, samuti nendeks, mis määravad nende käitumise dehüdratsiooniprotsessi ajal.
|
Vee algkvaliteedi mõju desinfitseerimisefektile |
Suurenenud hägusus, värvus ja pH halvenevad |
Orgaaniliste ainete olemasolul vees bakteritsiidne toime ei muutu |
Suspendeeritud ainete kontsentratsiooni suurenemisega väheneb bakteritsiidne aktiivsus |
Suspensioonide kontsentratsiooni, temperatuuri ja soola koostise suurenemisega |
Hõljuvate ainete olemasolu vähendab järsult desinfitseerimisefekti |
Ei mõjuta |
|
Mõju vee organoleptilistele omadustele |
Parandab: oksüdeerib fenoolid toodeteks, millel ei ole klorofenoolilõhna |
Halveneb: joodi lõhn, mis kaob 40-50 minuti pärast |
Parandab: Kõrvaldab lõhnad |
Ei mõjuta |
Ei mõjuta |
Parandab: kõrvaldab lõhna |
|
Tegevusjärgne periood |
Päev või rohkem, sõltuvalt annusest |
90-150 päeva sõltuvalt annusest |
Ei mõjuta E. coli't |
|||
|
Desinfitseerimisaeg, min |
Koheselt |
|||||
|
meetod |
Kloorimine |
Jodeerimine |
Osoonimine |
Hõbeda ioonide töötlemine |
UV-ravi |
Gamma kiiritamine |
Pidev mass. Vedelates setetes on see ligikaudu lähedane hõljuvate ainete kontsentratsioonile, mis on määratud filtreerimise või tsentrifuugimisega.
Hüdrofiilsetes orgaanilistes setetes on see näitaja sageli lähedane orgaaniliste ainete sisaldusele ja iseloomustab lämmastikku sisaldavate ainete sisaldust.
Elementaarne koostis on eriti oluline orgaaniliste setete puhul eelkõige selliste näitajate poolest nagu: süsiniku ja vesiniku sisaldus stabiliseerumisastme või üldise happesuse määramiseks; lämmastik ja fosfor sette väetise väärtuse hindamiseks; raskmetallid jne.
Anorgaaniliste setete puhul on sageli kasulik määrata Fe, Mg, Al, Cr, Ca soolade (karbonaadid ja sulfaadid) ja Si sisaldus.
Toksilisus. Tööstusliku reovee settes sisalduvad metallid (vask, kroom, kaadmium, nikkel, tsink, tina) on mürgised. Neil on võime tekitada inimorganismis erinevat tüüpi bioloogilisi mõjusid – üldtoksilisi, mutageenseid ja embrüotoksilisi. Toksilisuse ja ohtlikkuse aste mitmesugused metallid ei ole sama ja seda saab hinnata Laboriloomade keskmiste surmavate annuste väärtused. Katsetulemused näitavad, et kroom ja kaadmium on loomadele kõige mürgisemad.
Praegu aktsepteeritud maksimaalsete lubatud kontsentratsioonide kohaselt, mis arvestavad lisaks toksilisusele ka ainete kumulatiivseid omadusi, on rahvatervisele suurim oht kaadmium, kroom ja nikkel; Vask ja tsink on vähem ohtlikud.
Raskmetallide oksiide sisaldav galvaanilise tööstuse puhastusrajatiste muda kuulub neljandasse ohuklassi, st madala ohutasemega ained.
Kindlaksmääratud omadustega muda moodustamine algab nende puhastusmeetodite valikust, mis annavad võimaluse sette kõrvaldamiseks või ohutuks ladustamiseks, vähendades veetustamise ja kuivatamise kulusid.
Reoveesette ohutu ladustamise võimaluse määravad muda järgmised omadused ja omadused: sette näiv viskoossus ja sellega kaasnev voolavus, samuti settes sisalduva vee iseloom.
Näivat viskoossust ja sellega seotud setete voolavust võib pidada osakeste vaheliste ühendusjõudude intensiivsuse mõõdupuuks. Samuti võimaldab see hinnata sette tiksotroopsust (setete võimet moodustada puhkeolekus geeli ja taastada voolavus isegi õrna raputamise korral). See omadus on väga oluline, et hinnata muda kogumis-, transpordi- ja pumpamisvõimet.
Mudasuspensioon ei ole Newtoni vedelik, kuna leitud viskoossuse väärtus on väga suhteline ja sõltub rakendatavast nihkepingest.
Settes sisalduva vee olemus. See vesi on kergesti eemaldatava vaba vee ja seotud vee, sealhulgas kolloidse hüdratsioonivee, kapillaarvee, rakuvee ja keemiliselt seotud vee summa. Seotud vee vabastamine nõuab märkimisväärseid jõupingutusi. Näiteks rakuvesi eraldatakse ainult kuumtöötlemise teel (kuivatamine või põletamine).
Selle suhte ligikaudse väärtuse saab saada termogravimeetriliselt, st konstrueerides konstantsel temperatuuril ja sobivates tingimustes töödeldud tihendatud sette proovi massikadu kõvera. Punkti, kus termogrammil on katkestus, saab määrata sõltuvuse K = f (5") graafiku abil, kus V- kuivamiskiirus, g/min; S - Kuivainesisaldus proovis, % (joon. 2.6).
Vaba ja seotud vee suhe on muda veestavuse hindamisel määrav tegur.
Jooniselt fig. 2.6 on näha, et esimene kriitiline vool määrab veekoguse, mida saab settest konstantse kuivamiskiirusega (1. faas) eemaldada, ning kujutab kuivainesisaldust settes pärast vaba vee kadumist. Järgmisena eemaldatakse seotud vesi: kõigepealt punktini S2 lineaarse seosega kuivatuskiiruse vähenemise ja kuivainesisalduse suurenemise vahel (2. faas) ning seejärel kuivatuskiiruse vähenemise kiiruse järsema langusega (3. faas).
Nende tegurite hulka kuuluvad: tihendatavus; takistus; setete kokkusurutavuse arvulised karakteristikud suureneva rõhu mõjul (setete kokkusurutavus); kuivaine maksimaalse protsendi määramine mudas antud rõhul.
Tihenemisvõime määratakse sette settimiskõvera analüüsi põhjal. See kõver on koostatud aeglase segajaga varustatud anumas tehtud laboritestide põhjal. Kõver iseloomustab setete massi eraldumise astet anumas sõltuvalt selles viibitud ajast.
Reoveesette niiskuse eraldamise võime kõige olulisem näitaja on takistus. Eritakistuse väärtus (g) on üldine parameeter ja määratakse valemiga
kus P on rõhk (vaakum), mille juures sete filtreeritakse; F- filtri pindala; ri on filtraadi viskoossus; KOOS - filtraadi mahuühiku vastuvõtmisel filtrile sadestunud sette tahke faasi mass;
Siin t on filtreerimise kestus; V- vabanenud setete maht.
Niiskus. See parameeter võtab arvesse muda koostise ja omaduste muutusi töötlemise ja ladustamise ajal.
Setete kokkusurutavus. Rõhulanguse suurenedes kaovad koogi poorid ja suureneb filtreerimistakistus. Sette kokkusurutavuse koefitsient (S) määratakse valemiga
gr2 -gr{
Lgp2-lgi?" (2-5)
kus r ja r2 on sette eritakistus, mis on arvutatud vastavalt valemiga (2.3) rõhul /> ja P2.
Vee filtreerimise kiirus suureneb, jääb konstantseks või väheneb, kui P suureneb vastavalt sellele, kas S väärtus on väiksem, võrdne või suurem kui üks.
Lahustumatuid kristalseid aineid on tavaliselt raske kokku suruda (0 või< 0,3). Суспензии с гидрофильными частицами имеют высокую сжимаемость (5>0,5, ulatudes ja mõnikord üle 1,0).
Paljude orgaaniliste setete puhul on isegi "kriitiline rõhk", millest kõrgemal sulguvad koogi poorid nii palju, et äravool muutub võimatuks. Näiteks olmereoveesetete puhul on filtreerimine rõhul üle 1,5 MPa peaaegu ebaefektiivne. Seetõttu arvatakse, et järk-järgult suurendaval rõhul on mõningane eelis kooki tihendamise edasilükkamisel.
Maksimaalne kuivainesisaldus mudas antud rõhul. Sademete niiskus võib olla keemilises, füüsikalis-keemilises ja füüsikalis-mehaanilises ühenduses tahkete osakestega, aga ka vaba niiskuse kujul. Mida rohkem on settes seotud niiskust, seda rohkem tuleb selle eemaldamiseks kulutada energiat. Setteveekao suurenemine saavutatakse tahkete osakestega niiskuse sidumise vormide ümberjaotamisel vaba ja seotud niiskuse suurenemise suunas, kasutades erinevaid töötlemisviise.
Setete filtratsiooniteguri sõltuvuse uuringud nende niiskusest on näidanud, et sademete niiskuse vähenemisega vähenevad ka filtratsioonikoefitsiendi väärtused. Sel juhul võime märkida teatud sademete niiskuse väärtusi, millest allpool sõltub filtreerimiskoefitsient niiskusest vähe. Galvaanilise reovee hüdroksiidimuda puhul on see
jääb vahemikku 67-70% ja muda puhul pärast reovee galvanokoagulatsioonipuhastust - 50-55%.
Tugevus. Ainuüksi niiskusesisalduse kasutamine reoveepuhastussetete ladustamisvõime prognoosimiseks ei ole piisav. Seetõttu kasutatakse setete säilitamise võimaluse hindamiseks nende tugevusomadusi - nihketugevust ja kandevõime, toksilisus, leostuvus, niiskus, stabiilsus (tugevus) ja filtreeritavus.
Pestavus. Raskmetallid sisalduvad setetes hüdroksiidide või raskesti lahustuvate soolade kujul, näiteks karbonaadid, fosfaadid, kromaadid, sulfiidid jne. Metalliühendite vees lahustuvuse kohta kirjanduse andmete kasutamine ei võimalda ohuklassi määrata. setete piisava täpsusega, kuna ei võeta arvesse keerulist füüsikat -setete ladustamisel toimuvad keemilised protsessid. Usaldusväärsemaid andmeid saab reoveesette leostuvusuuringutega.
Väljapestud saasteainete hulk sõltub paljudest teguritest. Reoveesette faasilise koostise seisukohalt võib iseloomustada kui kristallrakk lahustuvate ja poollahustuvate komponentidega ning vedelikuga täidetud pooridega. Setete vedel faas sisaldab setteliselt raskemetalle ja lahustunud sooli anioonide SO4, SG, CO2 jne kujul. Sette ladustamisel toimub metallihüdroksiidide füüsikalis-keemiline vananemine, mille tulemusena desorbeerunud katioonid ja anioonid satuvad vedelfaas langeb pH väärtus ja suureneb soolasisaldus, mis aitab kaasa hüdroksiidide lahustuvusproduktide vähenemisele.Kui sade puutub kokku leostusvedelikuga, lahustuvad poollahustuvad ühendid, näiteks kips, mis toob kaasa ka vedelfaasi soolasisalduse suurenemine Kui leostusvedelik sisaldab happeanhüdriide (väävel-, süsi-, lämmastikhape), väheneb ka pH väärtus.
Settepesevuse katseline määramine viiakse läbi staatilistes ja dünaamilistes tingimustes. Staatilise uuringu sisuks on setteproovide leotamine destilleeritud vees ilma vett segamata või vahetamata, millele järgneb leostuva komponendi sisalduse jälgimine vees 6-12 kuud. Dünaamiline eksperiment hõlmab proovide säilitamist looduslikes tingimustes spetsiaalselt varustatud kohtadel, kus need puutuvad kokku igasuguste väliste atmosfäärimõjudega (vihm, külmumine jne). Elemendi leostumist jälgitakse nii kohast eemaldatud veeproovides kui ka katse ajal (6-12 kuud või rohkem) settes kao järgi.
Setete veesaagis sõltub suuresti nende tahke faasi suurusest. Mida peenemad on osakesed, seda halvem on sette saagis. Setete orgaaniline osa mädaneb kiiresti, samas suureneb kolloidsete ja peendisperssete osakeste hulk, mille tulemusena väheneb veesaagis.
Joonisel fig. Joonisel 2.7 on kujutatud tüüpiline reoveesetete töötlemiseks kasutatav protsessigraafik.
Kaasaegne tehnilisi vahendeid Niiskuse vähendamine on võimalik mis tahes tasemel.
Praegu kasutatakse nelja setete tihendamise ja paksenemise meetodit (vt joonis 2.7): gravitatsioon, flotatsioon, paksendamine tsentrifugaalväljas ja filtreerimine.
Gravitatsiooniline tihendamine on kõige levinum setete tihendamise meetod. Seda on lihtne kasutada ja suhteliselt odav. Tihendamise aeg määratakse katseliselt ja see võib olla väga erinev - 2 kuni 24 tundi või rohkem.
Tihendamise kestuse vähendamiseks, väiksema niiskusega muda saamiseks ja hõljuvate ainete eemaldamise vähendamiseks tihendamisel kasutatakse erinevaid võtteid: segamine tihendamisel, tsükliline paksenemine, koagulatsioon, vuugi tihendamine. erinevat tüüpi sademete ja termogravitatsiooni meetod.
Sette segamisel tihendamisel toimub sette pideva ruumilise struktuuri osaline hävimine. Segistilabad, tõugates üksteisest eraldatud struktureeritud sette osi, loovad tingimused eelnevalt sette ruumilise struktuuri poolt kinni jäänud ja kinni peetud vaba niiskuse takistamatuks vabanemiseks. Aeglane segamine aitab üksikuid setteosakesi üksteisele lähemale tuua, mis viib nende koagulatsioonini, mille tulemusena moodustuvad suured agregaadid, mis tihenevad intensiivsemalt oma massi mõjul.
Joonisel fig. Joonisel 2.8 on kujutatud setete paksenemise astme sõltuvust varrassegistis segamise kestusest ja kiirusest.
Maksimaalne efekt tihenemine saavutati segisti labade otste segamiskiirusel 0,04 m/s, heljumi sisaldus selitatud vees ei ületanud 50 mg/dm3.
Tsükliline paksendamine toimub mitme paksendamistsükli kondenseerunud muda järjestikuse akumuleerimisega, segades aeglaselt varrasega segaja ja pumbates pärast iga paksendamistsüklit välja selitatud vett. Tsüklilise paksendamisprotsessi tõhusust saab seletada asjaoluga, et hüdrostaatilise rõhu suurenemisega, mis on määratud muda paksenemise järjestikuste tsüklite arvuga, ja aeglasel mehaanilisel segamisel intensiivsemalt kui ühekordse täitmise korral, tekib sekundaarne helveste moodustumine. täheldatud varem kalgendunud mudas, mis toob kaasa raskemad helbed ja kiirenenud tihendustõmbe.
Alumisel paiknevate kondenseerunud settekihtide hüdrostaatilise rõhu tõus põhjustab sette struktuuri deformatsiooni, millega kaasneb osa sette flokulentses struktuuris seotud vee üleminek vabaks veeks, mis on eemaldatakse filtreerimise teel läbi kondenseerunud settekihi pooriruumi.
Koagulantidena kasutatakse erinevaid mineraalseid ja orgaanilisi ühendeid. Reaktiivihaldussüsteemis kontrollitakse reaktiivilahuste kvaliteeti ( raud(III)kloriid ja lubi) vastavalt toimeaine kontsentratsioonile neis. Reaktiivilahuste hoolikas kontrollimine on vajalik, kuna nende liig ei paranda setete filtreeritavust, samas kui nappide ainete liigne tarbimine toob kaasa tegevuskulude ebamõistliku kasvu.
Termograafilise tihendusmeetodiga sete kuumutatakse. Kuumutamisel hävib setteosakese ümber olev hüdratatsioonikest, osa seotud veest muutub vabaks ja seetõttu paraneb tihenemisprotsess. Hüdrolüüsitehaste reovee aktiivmuda optimaalne küttetemperatuur on 80-90°C. Pärast 20-30-minutilist kuumutamist, millele järgneb muda hoidmine ja tihendamine, väheneb selle niiskus 99,5-lt 96-95% -ni. Kogu töötlemisaeg on 50-80 minutit.
Flotatsioon. Selle meetodi eeliseks on see, et seda saab parameetreid kiiresti muuta. Meetodi puudused hõlmavad suuremaid tegevuskulusid ja suutmatust koguda tihendusseadmesse suures koguses setet.
Tavaliselt kasutatakse tiivikut, elektrilist ja surveflotatsiooni. Viimane on kõige levinum.
Flotatsioonitihendaja projekteerimisel on ette nähtud kuivaine erikoormus 5-13 kg/(m2 x h) ja hüdrauliline koormus alla 5 m3/(m2 x h); tihendatud sette kontsentratsioon võetakse: ilma polüelektrolüütideta 3-4,5% kuivainest, polüelektrolüütide kasutamisel 3,5-6% vastavalt polüelektrolüüdi doosile ja koormusele.
Settepaagi maht peaks olema kavandatud mitmeks tunniks, kuna selle aja möödudes lahkuvad settest õhumullid ja see omandab taas normaalse erikaalu.
Filtreerimistihend. Filtreerimist kasutatakse kõige sagedamini setete mehaanilise veetustamise meetodina ja seda kasutatakse väga harva nende paksenemiseks. Levinud on järgmist tüüpi kaasaegsed tihendfiltrid: trummelfilter, trummelsõel ja filtrikonteiner.
Anaeroobseks kääritamiseks kasutatakse tavaliselt kahte temperatuurirežiimi: mesofiilset temperatuuril 30-35 °C ja termofiilset temperatuuril 52-55 °C.
Metaankäärimisprotsesside jälgimine hõlmab tahke, vedela ja gaasilise faasi mõõtmiste ja analüüside süsteemi. Sissetuleva sette ja aktiivmuda koguse mõõtmine mahu järgi võimaldab arvutada kääriti ööpäevase laadimisdoosi mahuprotsentides D. Kääriti kogumahuks loetakse 100%. Sissetulevate sademete hulk päevas, väljendatuna protsentides kääriti kogumahust, moodustab ehitise mahulise laadimisdoosi. Seda väärtust saab väljendada kas protsendina kääriti kogumahust või osana selle ruumala ühikust, st sette m3 1 mahum3 kohta päevas. Näiteks kui doos D = 8%, siis selle väärtuse väljendamise teine variant on 0,08 m3/(m3 x päev).
Eeldatakse, et käärimisprotsessi käigus muda maht ja kääritisse siseneva vee koguhulk ei muutu. Seega jäetakse raamatupidamises tähelepanuta nii ülekuumendatud auruga (kasutatakse kääritatud massi soojendamiseks) tarnitud niiskuse hulk kui ka eemaldatud käärimisgaasidega kaotsiminek.
Vähemalt 1-2 korda nädalas tehakse sissetulevale ja kääritatud mudale analüüse selle niiskuse ja tuhasisalduse määramiseks. Teades algsete setete niiskust ja tuhasust, samuti D-d, on tuhavaba aine Dbz põhjal lihtne arvutada kääriti laadimisdoosi. See väärtus, mõõdetuna tuhavaba aine kilogrammides 1 m3 struktuurimahu kohta ööpäevas, on sarnane aeratsioonipaakide puhul määratud koormusega mahuühiku kohta. Sõltuvalt laaditud muda tüübist ja selle omadustest niiskuse ja tuhasisalduse osas on D63 väärtus väga erinev: mesofiilse kääritamise režiimi puhul 1,5–6 kg/(m3 x päev) ja termofiilse kääritamisrežiimi puhul 2,5. kuni 12 kg/ (m3 x päev).
Kääriti töötamisel tehakse setete keemiline analüüs gaasi moodustavate komponentide, aga ka fosfaatide, pindaktiivsete ainete ja üldlämmastiku sisalduse osas tavaliselt kord kvartalis (harvem kui kord kuus). Analüüs tehakse uuringuperioodi jooksul kogutud keskmiste proovide põhjal. Kasutatakse pärast niiskuse määramist allesjäänud kuivatatud setteid.
Käärimisgaaside kogust registreeritakse pidevalt automaatsete registreerimisseadmete abil. Gaasi koostise keemilist analüüsi tehakse kord kümnendi või kuus. Määratakse CH4, H2, CO2, N2 ja 02. Kui protsess on stabiilne, siis H2 - fermentatsiooni esimese faasi saadus - sisaldus ei tohi ületada 2%, CO2 sisaldus ei tohi ületada 30-35%. . Sel juhul peaks hapnik puuduma, kuna see protsess on rangelt anaeroobne. Hapniku olemasolu tuvastatakse ainult siis, kui analüüsimiseks kasutatud instrumente ei õnnestu täielikult atmosfääriõhust eraldada. Metaani kogus on tavaliselt 60-65%, lämmastikku - mitte rohkem kui 1-2%. Kui gaaside koostises tavapärased suhted muutuvad, tuleks põhjusi otsida käärimisrežiimi rikkumisest.
Sügavad ja pikaajalised muutused gaaside koostises, mis väljenduvad metaani protsendi vähenemises ja süsihappegaasi sisalduse suurenemises, võivad olla tunnistuseks kääriti “hapestumisest”, mis kindlasti mõjutab gaaside keemilist koostist. mudavesi. Selles ilmuvad suures koguses happefaasi tooteid, eriti madalamaid rasvhappeid (LFA), vähendades samal ajal interstitsiaalse vee aluselisust, mille määrab lisaks LFA-le ka karbonaat- ja süsivesinikühendite sisaldus.
Sel juhul täheldatakse gaasi saagise järsku langust laaditud sette mahuühiku kohta ja pH väärtuse langust 5,0-ni. Happelistes fermentatsioonigaasides ilmub vesiniksulfiid H2S, metaan CH4 väheneb ja süsinikdioksiidi CO2 kontsentratsioon suureneb oluliselt. Selle kõigega kaasneb vahu moodustumine ja tiheda kooriku kogunemine kääriti sisse.
Stabiilsete fermentatsioonitingimuste korral on NFA-de sisaldus mudavees vahemikus 5-15 mg-ekv/dm3 ja aluselisus 70-90 mg-ekv/dm3. Kõigi orgaaniliste hapete summa määratakse äädikhappe ekvivalendi ja aluselisus - vesinikkarbonaadi iooni ekvivalendi kaudu.
Mudavee keemilist koostist määratakse 1-3 korda nädalas (vastavalt sademete niiskuse määramise graafikule). Lisaks määratakse settevees ammooniumisoolade lämmastikusisaldus, mis ilmneb valgukomponentide lagunemise tulemusena. Kell normaalne töö Lämmastikammooniumsoolade seedimise kontsentratsioon settevees on vahemikus 500 kuni 800 mg/dm3.
Analüüside ja mõõtmiste andmete põhjal tehakse rida arvutusi, mille tulemusena määratakse D ja D63, setete P63 tuhavaba aine lagunemise protsent (arvestatakse niiskuse ja tuha muutustega sisaldus), samuti gaasisaagis Pr, gaasisaagis 1 kg koormatud kuivaine ja 1 kg kääritatud tuhavaba aine ja auru kulu 1 m3 sette kohta.
Normaalse kääritamise häirete põhjused võivad olla: kääriti suur annus värske setetega laadimine, teravad temperatuurikõikumised ja kääritamatute saasteainete laadimine kääritisse. Nende põhjuste mõjul pidurdub metaani tootvate mikroorganismide aktiivsus ja väheneb muda käärimisprotsessi intensiivsus.
Kääriti töötamise arvestus toimub vastavalt tabelis toodud vormile. 2.17.
Kell tellimistööd Kõigepealt kontrollitakse kääritite tihedust, kaitseklappide olemasolu, samuti segamisseadmete olemasolu ja töövõimet; Tähelepanu juhitakse sädemete tekkimise võimalusele, mis on tingitud terasest pöörlevate osade võimalikust kokkupuutest konstruktsiooni statsionaarsete osadega.
|
Tabel 2.17 Kääriti töötamise igakuise arvestuse väljavõte |
Töötavate kääritite tehnoloogiliste parameetrite automatiseeritud jälgimiseks kasutatakse järgmisi seadmeid.
1. Seadmed ruumide gaasisaaste jälgimiseks ja õhu plahvatuskindlast (kuni 2%) gaasisisaldusest märku andmiseks. Süstimisruumi seinale paigaldatakse häireandur, juhtpaneelile on paigaldatud näidik, mida saab anduri küljest eemaldada kuni 500 m kauguselt Kui metaani avariikontsentratsioon õhus on saavutatud, lülituvad automaatselt sisse avariiventilaator ja heli (valgus) hädasignaal.
2. Seade setete temperatuuri jälgimiseks. See sisaldab primaarset seadet - vasest või plaatinast soojustakistust kääriti paaki sisseehitatud hülsis ja sekundaarne seade juhtpaneelil.
3. Käärititest lähtuva gaasivoolu mõõtmiseks kasutatakse primaarse muundurina membraani- või kellu-diferentsiaalmanomeetrit ja sekundaarse muundurina salvestit. Vabanenud gaasi kogus registreeritakse iga päev.
Lisaks hõlmavad kääritite tüüpilised konstruktsioonid gaasi temperatuuri mõõtmist igast kääritist lähtuvates gaasijuhtmetes ja gaasirõhu mõõtmist.
Metaani fermentatsiooniprotsesse jälgitakse järgmiste eesmärkide saavutamiseks:
Kääritamise kestuse vähendamine, kui saavutatakse teatud lagunemisaste, et vähendada struktuuride mahtu ja sellest tulenevalt kapitalikulusid;
Käärimisprotsessis eralduva biogaasi koguse suurendamine, et seda kasutada kääritite endi kütmise kulude vähendamiseks ja lisaks saada muud liiki energiat;
Biogaasi metaanisisalduse suurendamine, et tõsta selle kütteväärtust ja kasutusefektiivsust;
Saavutus hea tihend ja kääritatud muda vett eraldavad omadused, et vähendada selle veetustamise seadmete kulusid.
Reoveesette töötlemise põhiülesanne on saada lõpptoode, mille omadused tagavad selle kõrvaldamise võimaluse rahvamajanduse huvides või minimeerivad kahju keskkonnale. Selle ülesande täitmiseks kasutatavad tehnoloogilised skeemid on väga mitmekesised.
Tehnoloogilised protsessid reoveesette töötlemisel kõigil mehaanilistel, füüsikalis-keemilistel ja bioloogiline ravi võib jagada järgmisteks peamisteks etappideks: tihendamine (paksendamine), orgaanilise osa stabiliseerimine, konditsioneerimine, dehüdratsioon, kuumtöötlemine, väärtuslike toodete kõrvaldamine või setete kõrvaldamine (skeem 2).
Joonis 5 – Reoveesette töötlemise etapid ja meetodid
Setete tihendamine
Setete tihendamine on seotud vaba niiskuse eemaldamisega ja on vajalik etapp kõigis setete töötlemise tehnoloogilistes skeemides. Tihendamise käigus eemaldatakse keskmiselt 60% niiskust ja sette mass väheneb 2,5 korda.
Tihendamiseks kasutatakse gravitatsiooni-, filtreerimis-, tsentrifugaal- ja vibratsioonimeetodeid. Kõige tavalisem on raskusjõu tihendamise meetod. See põhineb hajutatud faasi osakeste settimisel. Mudapressidena kasutatakse vertikaalseid või radiaalseid settepaake.
Aktiivmuda tihendamisega kaasneb erinevalt toormuda tihendamisest muda omaduste muutumine. Aktiivmudal kui kolloidsüsteemil on kõrge struktuurimoodustav võime, mille tulemusena selle tihenemine viib osa vaba vee üleminekust seotud olekusse ning seotud vee sisalduse suurenemine mudas vee saagikuse halvenemine.
Spetsiaalseid töötlemismeetodeid, näiteks töötlemist keemiliste reaktiividega, on võimalik osa seotud veest muuta vabaks olekuks. Märkimisväärse osa seotud veest saab aga eemaldada ainult aurustamise teel.
Muda stabiliseerimine
Anaeroobne stabiliseerimine
Olmereoveesetete neutraliseerimise peamine meetod on anaeroobne kääritamine. Käärimist nimetatakse metaankääritamiseks, kuna setetes orgaanilise aine lagunemise tulemusena tekib metaan ühe peamise tootena.
Metaani kääritamise biokeemiline protsess põhineb mikroobikoosluste võimel oksüdeerida oma elutegevuse käigus reoveesettes sisalduvaid orgaanilisi aineid.
Tööstuslikku metaani kääritamist viivad läbi lai valik bakterikultuure. Teoreetiliselt arvatakse, et setete käärimine koosneb kahest faasist: happelisest ja aluselisest.
Happelise ehk vesinikkäärimise esimeses faasis hüdrolüüsitakse setete ja muda keerulised orgaanilised ained rakuväliste bakteriaalsete ensüümide toimel esmalt lihtsamateks: valgud peptiidideks ja aminohapeteks, rasvad glütserooliks ja rasvhapeteks, süsivesikud lihtsuhkruteks. Nende ainete edasine transformatsioon bakterirakkudes viib esimese faasi lõppsaaduste, peamiselt orgaaniliste hapete moodustumiseni. Üle 90% moodustunud hapetest on või-, propioon- ja äädikhape. Samuti tekivad muud suhteliselt lihtsad orgaanilised ained (aldehüüdid, alkoholid) ja anorgaanilised (ammoniaak, vesiniksulfiid, süsihappegaas, vesinik).
Fermentatsiooni happelise faasi viivad läbi tavalised saprofüüdid: fakultatiivsed anaeroobid, nagu piimhappe- ja propioonhappebakterid, ning ranged (obligatoorsed) anaeroobid, nagu võihappe-, atsetoonbutüül- ja tselluloosibakterid. Enamik kääritamise esimese faasi eest vastutavaid bakteriliike on spoore moodustavad vormid. Leeliselise ehk metaankäärimise teises faasis tekivad metaan ja süsihape esimese faasi lõppproduktidest metaani moodustavate bakterite - mitteeoseid kandvate kohustuslike anaeroobide, keskkonnatingimuste suhtes väga tundlike - elutegevuse tulemusena. .
Metaan moodustub CO 2 või äädikhappe metüülrühma redutseerimise tulemusena:
kus AN2 on orgaaniline aine, mis toimib metaani tootvate bakterite vesiniku doonorina; tavaliselt on need rasvhapped (va äädikhape) ja alkoholid (v.a metüül).
Mitut tüüpi metaani moodustavad bakterid oksüdeerivad happelises faasis tekkinud molekulaarset vesinikku, siis on metaani moodustumise reaktsioon järgmine:
Mikroorganismid, mis kasutavad äädikhape Ja metüülalkohol, viige läbi reaktsioonid:
Kõik need reaktsioonid on metaani tootvate bakterite energiaallikad ja igaüks neist esindab lähteaine järjestikuste ensümaatiliste muundumiste jada. Nüüdseks on kindlaks tehtud, et B12-vitamiin osaleb metaani moodustumise protsessis, millele omistatakse peamine roll vesiniku ülekandmisel metaani tootvate bakterite energilistes redoksreaktsioonides.
Arvatakse, et ainete muundumiskiirused happelises ja metaanifaasis on samad, seetõttu ei toimu stabiilse fermentatsiooniprotsessi ajal hapete - esimese faasi saaduste - kogunemist.
Käärimisprotsessi iseloomustavad eralduva gaasi koostis ja maht, mudavee kvaliteet ja kääritatud muda keemiline koostis.
Tekkiv gaas koosneb peamiselt metaanist ja süsinikdioksiidist. Normaalse (leeliselise) kääritamise ajal võib vesinikku esimese faasi produktina jääda gaasi mitte rohkem kui 1–2%, kuna metaani moodustavad bakterid kasutavad seda energia metabolismi redoksreaktsioonides.
Valkude lagunemisel eralduv vesiniksulfiid H 2 S praktiliselt ei sisene gaasi, kuna ammoniaagi juuresolekul seostub see kergesti olemasolevate raua ioonidega, moodustades kolloidse raudsulfiidi.
Valguainete ammoniaagi lõppsaadus - ammoniaak - seondub süsinikdioksiidiga, moodustades karbonaate ja vesinikkarbonaate, mis põhjustavad mudavee kõrge leeliselisuse.
Sõltuvalt sellest, keemiline koostis Muda käärimisel eraldab 5 kuni 15 m 3 gaasi 1 m 3 muda kohta.
Käärimisprotsessi kiirus sõltub temperatuurist. Seega settetemperatuuril 25 - 27°C kestab protsess 25 - 30 päeva; 10°C juures pikeneb selle kestus 4 kuuni või kauemaks. Käärimise kiirendamiseks ja selleks vajalike struktuuride mahu vähendamiseks kasutatakse muda kunstlikku kuumutamist temperatuurini 30–35 °C või 50–55 °C.
Tavapäraselt toimuvat metaankäärimisprotsessi iseloomustab söötme nõrgalt aluseline reaktsioon (pH 7,b), interstitsiaalse vee kõrge aluselisus (65-90 mg-ekv/l) ja madal rasvhapete sisaldus (kuni 5-12 mg-ekv/l). Ammoniaaklämmastiku kontsentratsioon mudavees ulatub 500 - 800 mg/l.
Protsessi katkemine võib tuleneda struktuuri ülekoormamisest, muutumisest temperatuuri režiim, mürgiste ainete sissevõtmine settega jne. Rikkumine väljendub rasvhapete kuhjumises, mudavee leeliselisuse vähenemises ja pH languses. Tekkiva gaasi maht väheneb järsult ning süsihappe ja vesiniku sisaldus gaasis - käärimisfaasi happelises faasis - suureneb.
Hapet moodustavad bakterid, mis vastutavad fermentatsiooni esimese faasi eest, on vastupidavamad igasugusele ebasoodsad tingimused, sealhulgas ülekoormused. Seedimiseks tarnitavad setted on suures osas nendega saastunud. Kiiresti paljunedes suurendavad hapet moodustavad bakterid bakterimassi assimilatsioonivõimet ja kohanevad seega suurenenud koormustega. Esimese faasi kiirus suureneb ja söötmesse ilmub suur hulk rasvhappeid.
Metaanibakterid paljunevad väga aeglaselt. Mõnede liikide põlvnemisaeg on mitu päeva, mistõttu nad ei suuda kiiresti saaki kasvatada ja nende sisaldus toorsetes on ebaoluline. Niipea, kui kääriva massi neutraliseerimisvõime (aluselisuse reserv) on ammendunud, langeb pH järsult, mis viib metaani tootvate bakterite surmani.
Muda normaalseks kääritamiseks on suur tähtsus reovee koostisel, eelkõige ainete olemasolul, mis pärsivad või halvavad muda kääritamise protsessi läbi viivate mikroorganismide elutähtsat tegevust. Seetõttu tuleks tööstus- ja olmereovee ühise puhastamise võimalikkuse küsimus lahendada igal üksikjuhul, sõltuvalt selle olemusest ja füüsikalis-keemilisest koostisest.
Olmereovee segamisel tööstusreoveega on vajalik, et reovee segu pH oleks 7 - 8 ja temperatuur mitte madalam kui 6°C ja mitte kõrgem
30°C. Toksiliste või kahjulike ainete sisaldus ei tohiks ületada anaeroobsetes tingimustes arenevate mikroorganismide maksimaalset lubatud kontsentratsiooni. Näiteks kui vasesisaldus settes on üle 0,5% muda kuivainest, toimub aeglustumine. biokeemilised reaktsioonid fermentatsiooniprotsessi teine faas ja happefaasi reaktsioonide kiirendamine. Naatriumhüdroarseniidi annuses 0,037 massiprotsenti värske sette tuhavabast ainest aeglustub orgaanilise aine lagunemise protsess.
Toorsete muda töötlemiseks ja kääritamiseks kasutatakse kolme tüüpi konstruktsioone: 1) septikud (septikud); 2) kahetasandilised setitusmahutid; 3) seedijad.
Septikutes vesi selitatakse ja sealt langev sete lagundatakse. Praegu kasutatakse väikese võimsusega jaamades septikuid.
Kahetasandilistes settimismahutites on settimisosa eraldatud alumises osas paiknevast mädanemiskambrist. Kahetasandilise settimispaagi konstruktsiooni arendus on selgiti-seedija.
Praegu on enim kasutatav settepuhastusseadmed, mis on mõeldud ainult sette kääritamiseks kunstliku kuumutamise ja segamisega.
Kääritatud muda on kõrge õhuniiskus(95 - 98%), mis muudab selle kasutamise keeruliseks põllumajandus väetise jaoks (tavapäraste liikumisraskuste tõttu sõidukid ilma survejaotusvõrke paigaldamata). Niiskus on peamine setete mahtu määrav tegur. Seetõttu on muda töötlemise põhiülesanne selle mahu vähendamine vee eraldamise ja transporditava toote saamisega.
Reovee puhastamisel tekivad setted, mis kujutavad endast sanitaarriski. Neid tuleb töödelda ja/või utiliseerida. Reoveesetet töödeldakse järgmiste meetoditega:
- Stabiliseerimine;
- Tihend;
- Konditsioneerimine;
- Dehüdratsioon;
- Hävitamine;
- Utiliseerimine.
Töötlemismeetodi valik sõltub setete tüübist ja omadustest. Päritolu järgi võib setted jagada järgmisteks osadeks:
1. Esmane:
1.1. jäme (moodustub restidel ja sõeladel; niiskus – 80%);
1.2. raske (liivapüüdjates; niiskus – 60%);
1.3. ujuv (setitite peal; niiskus – 60%);
1.4. toores (esmasetes settimismahutites ja selgitajates; niiskus umbes 93–95%);
2. Teisene:
2.1. toores (sekundaarsetes settides; niiskus umbes 99,2-99,7%);
2.2. kääritatud (setete stabiliseerimise rajatistes; niiskus - 97%);
2.3. tihendatud (mudapressidel ja setete tihendajatel; niiskus – 90-96%%);
2.4. veetustatud (dehüdratatsioonirajatistes; niiskus – 68-75%);
2.5. kuiv (pärast kuivatit).
Setteid jaotatakse ka ohtlikkuse ja toksilisuse astme järgi:
- Madal oht;
- Mõõdukalt ohtlik;
- Väga ohtlik;
- Äärmiselt ohtlik.
Reoveesette tihendamine ja stabiliseerimine
Reoveesetete tihendamine on selle mahu vähenemine. Tavaliselt kasutatakse enne dehüdratsiooni. Seda saab läbi viia setete tihendajatel (aktiivmuda tihendamine) ja settetihendajatel (primaarsetes settimismahutites moodustuva aktiivmuda ja toormuda segu tihendamine). Struktuurselt on tihendid kahte tüüpi: radiaalsed ja vertikaalsed. Flotaatoreid kasutatakse ka setete tihendamiseks (enne kääritit või kuumtöötlemist).
Sademete stabiliseerimine Reovesi on kahte tüüpi:
1. Anaeroobne:
1.1. Seedimisseadmed (tootjad: R.Lach GmbH, KRESTA);
1.2. Septikud (üksikute hoonete jaoks, ilma sulamist kanalisatsioonisüsteemi juurdepääsuta), mille järel vesi desinfitseeritakse ja transporditakse prügilasse; (tootjad: GRAF, AUGUST-EKO, Akyop; UE “Polymerkonstruktsiya”).
1.3. Kahetasandilised settimismahutid (võimsusega kuni 10 000 m3/ööpäevas; ;
1.4. Selgitajad-lagundajad.
2. Aeroobne:
2.1. Koridori õhutuspaak;
2.2. Laiendatud aeratsiooniga õhutuspaak;
2.3. Aerotank-väljasurve.
Reoveesette konditsioneerimine– hooldus, mis parandab nende vettandvaid omadusi, mille tulemusena suureneb järgneva mehaanilise dehüdratsiooni mõju.
Konditsioneerimismeetodid:
1. Reaktiiv:
1.1 Koaguleerimine (rauasoolad, alumiiniumisoolad, lubi);
1.2 Neutraliseerimine;
2. Kuumtöötlus;
3. Sulatamine;
Reoveesette veetustamine— märja osa eraldamine nendest maksimaalse kuivatamise tagamiseks toimub:
- Vaakumfiltrid (tootjad: Koch Industries, Eagle Group);
- Vibratsioonifiltrid;
- Filtripressid (Ekoton);
- Tsentrifuugid (tootjad Humbolt, Flottweq, Alfa, Laval);
- Trummelkuivatid;
- Separaatorid;
- Vastupidised jugakuivatid;
- Vaakumkuivatusseadmed;
- Mudased kohad.
Reoveesette hävitamine toimub järgmistel viisidel:
- "Märg" oksüdatsioon;
- Põlemine;
- pürolüüs;
- Gaasistamine.
Pärast töötlemist transporditakse suurem osa mudast prügilasse. Aga setet, mis ei ole sanitaartehniliselt ohtlik, võib kasutada näiteks metsa istutamiseks või talvel teede puistamiseks (liivapüüdjate setteid). Varem kasutati taimede väetisena sekundaarsete settimismahutite muda pärast töötlemist.
Olmereoveesete on suurte mahtude, kõrge õhuniiskuse, heterogeense koostise ja omadustega ning sisaldab orgaanilisi aineid, mis võivad kiiresti laguneda ja mädaneda. Setted on saastunud bakteriaalse ja patogeense mikrofloora ning helmintide munadega.
Primaarsettite muda ja liigne aktiivmuda koosneb 65–75% orgaanilisest ainest, millest 80–85% moodustavad valgud, rasvad ja süsivesikud.
Reoveesete on raskesti filtreeritav muda suspensioon. Setete vett eraldavaid omadusi iseloomustab spetsiifiline filtreerimiskindlus ja tsentrifuugimisindeks.
Muda töötlemise tehnoloogilise protsessi saab jagada järgmisteks põhietappideks: tihendamine (paksendamine); orgaanilise osa stabiliseerimine; konditsioneerimine; dehüdratsioon; kuumtöötlus; väärtuslike toodete ringlussevõtt või jääkide kõrvaldamine.
Muda ja reoveesette tihendamine. Võttes arvesse vastuvõetud skeemi sõltuvust puhastusjaam Tihendada saab primaarsettite muda, üleliigset aktiivmuda, esmase settimismahutite muda ja üleliigse aktiivmuda segu, flotatsioonimuda, muda ja muda pärast stabiliseerimist.
Liigse aktiivmuda tihendamiseks reoveepuhastid Nendes kasutatakse vertikaal- ja radiaalgravitatsiooni tüüpi mudapressijaid või flotatsioonimudapressijaid, mis töötavad surveflotatsiooni põhimõttel.
Raskusjõuga tihendamine on kõige levinum meetod liigse aktiivmuda mahu vähendamiseks. See vähendab oluliselt selle järgnevaks töötlemiseks vajalike konstruktsioonide mahtu ja energiakulusid. Vertikaalsete ja radiaalsete tihendajate konstruktsioonid on sarnased primaarsete settimismahutite omaga.
Sette kogumine ja eemaldamine radiaalsetes mudapressides toimub mudakaabitsate või mudaimejate abil. Vertikaalsete mudapresside töö võrdlus radiaalsete settekaabitsate ja imipumpadega varustatud radiaalsetega näitas, et kõige tõhusamad on mudakaabitsaga radiaalsed mudapressid. See on seletatav aktiivmuda aeglase segunemisega tihendusprotsessi käigus, samuti radiaalsete mudapressijate madalama kõrgusega võrreldes vertikaalsetega. Segamisel väheneb aktiivmuda viskoossus ja selle elektrokineetiline potentsiaal, mis aitab kaasa paremale flokulatsioonile ja settimisele. Sel põhjusel sisse kaasaegsed kujundused mudapressid, on ette nähtud madala gradiendiga segistite paigaldamine.
Aktiivmuda flotatsioonitihendamine võimaldab vältida selle lagunemist, vähendada tihendamise kestust ja konstruktsioonide mahtu. Üleliigse aktiivmuda tihendamiseks mõeldud flotaatorid on tavaliselt ümmargused mahutid läbimõõduga 6, 9, 12, 15, 18, 20, 24 m ja sügavusega 2 - 3 m, mis erinevad sisemise varustuse poolest.
Reoveesette ja aktiivmuda stabiliseerimine anaeroobsetes ja aeroobsetes tingimustes. Primaarsete ja sekundaarsete setete stabiliseerumine saavutatakse orgaanilise osa lagunemisega lihtsateks ühenditeks või saadusteks, millel on pikk assimilatsiooniperiood. keskkond. Tuleb läbi viia sademete stabiliseerimine erinevaid meetodeid– bioloogilised, keemilised, füüsikalised, aga ka nende kombinatsioonid.
Enim kasutatavad meetodid on bioloogiline anaeroobne ja aeroobne stabiliseerimine. Kell väike kogus Sette eemaldamiseks kasutatakse septikuid, kahetasandilisi settepaake ja selgitajaid - rotaatoreid. Suure hulga setete töötlemiseks kasutatakse kääritiid ja aeroobseid mineralisaatoreid.
Kääritites viiakse biokeemiline stabiliseerimisprotsess läbi anaeroobsetes tingimustes ja see kujutab endast orgaanilise aine lagunemist setetes kompleksse mikroorganismide kompleksi elutähtsa aktiivsuse tulemusena lõpptoodeteks, peamiselt metaaniks ja süsinikdioksiidiks.
Kaasaegsete kontseptsioonide kohaselt hõlmab anaeroobne metaani lagundamine nelja omavahel seotud etappi, mida viivad läbi erinevad bakterirühmad:
1. Ensümaatilise hüdrolüüsi etappi viivad läbi kiiresti kasvavad fakultatiivsed eksoensüüme eritavad anaeroobid, mille osalusel viiakse läbi lahustumata komplekssete orgaaniliste ühendite hüdrolüüs lihtsamate lahustunud ainete moodustumisega. Optimaalne väärtus Selle bakterirühma arengu pH on vahemikus 6,5–7,5.
2. Happe moodustumise staadiumiga (atsidogeenne) kaasneb lenduvate rasvhapete, aminohapete, alkoholide, samuti vesiniku ja süsinikdioksiid. Lava viivad läbi kiiresti kasvavad, ebasoodsatele keskkonnatingimustele väga vastupidavad, heterogeensed bakterid.
3. VFAde, aminohapete ja alkoholide äädikhappeks muundumise atsetatogeenset etappi viivad läbi kaks atsetatogeensete bakterite rühma. Esimest rühma, mis moodustab atsetaadid koos vesiniku vabanemisega eelmiste etappide saadustest, nimetatakse tavaliselt vesinikku moodustavateks atsetogeenideks:
CH CH COOH + 2H 2 0 CH3COOH + CO + 3H 2.
Teist rühma, mis moodustab samuti atsetaadid ja kasutab süsinikdioksiidi vähendamiseks vesinikku, nimetatakse tavaliselt vesinikku kasutavateks atsetogeenideks:
4H2 + 2C02CHCOOH + 2H20.
4. Metanogeenne staadium, mida viivad läbi aeglaselt kasvavad bakterid, mis on ranged anaeroobid, väga tundlikud keskkonnatingimuste muutuste suhtes, eriti pH languse suhtes alla 7,0-7,5 ja temperatuuri. Erinevad metanogeenide rühmad toodavad metaani kahel viisil:
Atsetaadi lõhustamine:
CH 3 COOH CH 4 + C0 2,
Süsinikdioksiidi vähendamine:
CO 2 + H 2 CH 4 + H 2 0.
Esimene tee toodab 72% metaani, teine - 28%.
Käärimisprotsess on aeglane. Selle kiirendamiseks ja konstruktsioonide mahu vähendamiseks kasutatakse muda kunstlikku kuumutamist. Samal ajal on gaasi, metaani, eraldumine palju tõhusam, mis püütakse kinni ja seda tuleb kütusena kasutada. Võttes arvesse sõltuvust temperatuurist, eristatakse kahte tüüpi protsesse: mesofiilne (t = 30 - 35) ja termofiilne (t = 50 - 55).
Seedimisseadmed on hermeetiliselt suletud vertikaalsed mahutid koonilise või lameda põhjaga, raudbetoonist või terasest.
Kääriti diagramm on näidatud joonisel fig. 3.2.17. Settetase hoitakse kääriti kitsas kaelas, mis võimaldab suurendada gaasi eraldumise intensiivsust kääriva massi pinnaühiku kohta ja vältida tiheda maakoore teket.
Riis. 3.2.17. Seedija :
1 – setetega varustamine; 2 – aurupihusti; 3 – käärinud muda eraldumine;
4 – kääriti tühjendamine; 5 – soojusisolatsioon;
6 – gaasi kogumise ja eemaldamise süsteem; 7 – tsirkulatsioonitoru; 8 – setete tase
Reoveesette aeroobne stabiliseerimine on orgaaniliste ainete oksüdatsiooniprotsess aeroobsetes tingimustes. Erinevalt anaeroobsest lagundamisest toimub aeroobne stabiliseerumine ühes etapis:
C5H7N02 +502 ->5C02 +2H20+NH3,
millele järgneb NH3 oksüdeerimine N03-ks.
Tihendatud ja tihendatud üleliigse aktiivmuda ja selle segu esmase settimismahutite setetega võib allutada aeroobsele stabiliseerimisele.
Settete aeroobne stabiliseerimine viiakse tavaliselt läbi sellistes struktuurides nagu aeratsioonipaagid sügavusega 3–5 m Aeroobselt stabiliseeritud setete settimine ja tihendamine tuleks läbi viia 1,5–5 tunni jooksul eraldi mudapressides või selleks ettenähtud kohas. stabilisaatori sees. Tihendatud muda niiskus on 96,5 - 98,5%. Mudavesi tuleks juhtida õhutuspaakidesse. Aeroobse stabilisaatori skeem on näidatud joonisel fig. 3.2.18.
Riis. 3.2.18. Mineralisaatori diagramm: I – õhutustsoon; II – settimistsoon; III – setete tihendaja; 1 – stabiliseeritud sete; 2 – settimisvee väljalaskmine; 3 – õhukanal; 4 – tühjendamine; 5 – muda segu; 6 − tsentreerida mehaanilisest veeärastustsehhist
Setete aeroobne stabiliseerimine tagab bioloogiliselt stabiilsete toodete valmistamise, hea niiskuse ülekandekiiruse, käsitsemise lihtsuse ja konstruktsioonide madalad ehituskulud. Samal ajal piiravad märkimisväärsed energiakulud aeratsioonile selle protsessi kasutamise otstarbekust puhastites, mille võimsus on üle 50–100 tuh m 3 /ööpäevas.
Reoveesette desinfitseerimine. Olmereoveesete sisaldab suurel hulgal patogeenseid mikroorganisme ja helmintide mune, mistõttu on äärmiselt oluline sette enne kõrvaldamist ja ladustamist desinfitseerida. Reoveesette desinfitseerimine toimub erinevate meetoditega:
Termiline - kuumutamine, kuivatamine, põletamine;
Keemiline – töötlemine keemiliste reaktiividega;
Biotermiline - kompostimine;
Bioloogiline - mikroorganismide hävitamine algloomade, seente ja mullataimede poolt;
Füüsilised mõjud - kiirgus, kõrgsageduslikud voolud, ultraheli vibratsioonid, ultraviolettkiirgus jne.
üldised omadused reoveesette desinfitseerimise protsessid on toodud tabelis. 3.2.2. Suurtes õhutusjaamades on soovitatav kasutada mehaaniliselt veetustatud muda termilist kuivatamist, mis võimaldab vähendada transpordikulusid ja saada settest väetist kujul. puistematerjalid. Oluline on märkida, et kütuse- ja energiakulude vähendamiseks õhutusjaamades, mille võimsus on kuni 20 tuhat m 3 /ööpäevas, on soovitatav kasutada ussitõrjekambreid ja kuni 50 tuhat m 3 /päevas - keemilisi desinfitseerimismeetodeid. Juhtudel, kui setet ei ole võimalik väetisena ära visata, võib kasutada tekkivat soojust kasutades põletamist.
Reoveesette desinfitseerimismeetodite näitajad Tabel 3.2.2
| Protsess | Soojakulu, MJ 1 veetustatud muda kohta | Niiskus pärast töötlemist, % | Meetodi peamised eelised | Meetodi peamised puudused | Eelistatud rakendus |
| Ravi ussitõrjekambrites | 600-700 | 60-70 | Lihtne kasutada, väike kütusekulu | Suhteliselt kõrge õhuniiskus ja muda transpordikulu | Reoveepuhastid võimsusega kuni 20 |
| Termiline kuivatamine vastujoaga kuivatites | 1900-2800 | 35-40 | Transpordikulud vähenevad ja nii väetise kui ka kütuse taaskasutamine lihtsustub | Suur tarbimine kütus, vajadus kvalifitseeritud personali järele, heitgaaside puhastamise äärmine tähtsus | Sama, mahutavusega üle 100 |
| Biotermiline töötlemine (kompostimine) | - | 45-50 | Vähenevad kütuse-, energia- ja transpordikulud, valmistatakse kvaliteetne väetis | Vajadus rajada alad veekindla kattega ja kasutada täiteaineid (olmejäätmed, valmiskompost, turvas, saepuru jne) | Sama, mahutavusega kuni 200 |
| Põlemine, kasutades saadud soojust | -300 kuni +1800 | - | Transpordikulud vähenevad oluliselt, saab lisasoojust | Vajadus tõhus puhastus heitgaasid, vajadus kvalifitseeritud personali järele | Reoveepuhastusrajatised setetest pärit väetiste tarbijate puudumisel või nende kõrge toksilisuse tõttu |
Olmereoveesete on suurte mahtude, kõrge õhuniiskuse, heterogeense koostise ja omadustega ning sisaldab orgaanilisi aineid, mis võivad kiiresti laguneda ja mädaneda. Setted on saastunud bakteriaalse ja patogeense mikrofloora ning helmintide munadega.
Primaarsettite muda ja liigne aktiivmuda koosneb 65–75% orgaanilisest ainest, millest 80–85% moodustavad valgud, rasvad ja süsivesikud.
Reoveesete on raskesti filtreeritav muda suspensioon. Setete vett eraldavaid omadusi iseloomustab spetsiifiline filtreerimiskindlus ja tsentrifuugimisindeks.
Muda töötlemise tehnoloogilise protsessi saab jagada järgmisteks põhietappideks: tihendamine (paksendamine); orgaanilise osa stabiliseerimine; konditsioneerimine; dehüdratsioon; kuumtöötlus; väärtuslike toodete ringlussevõtt või jääkide kõrvaldamine.
Muda ja reoveesette tihendamine. Olenevalt puhasti vastuvõetud konstruktsioonist võib tihendada esmase settimismahutite setteid, üleliigset aktiivmuda, esmase settimismahuti muda ja üleliigse aktiivmuda segu, flotatsioonimuda, muda ja stabiliseerimisjärgset muda.
Liigse aktiivmuda tihendamiseks puhastites kasutatakse vertikaal- ja radiaalgravitatsiooni tüüpi mudapressijaid või flotatsioonimuda tihendajaid, mis töötavad kompressioonflotatsiooni põhimõttel.
Raskusjõuga tihendamine on kõige levinum meetod liigse aktiivmuda mahu vähendamiseks. See vähendab oluliselt selle järgnevaks töötlemiseks vajalike konstruktsioonide mahtu ja energiakulusid. Vertikaalsete ja radiaalsete tihendajate konstruktsioonid on sarnased primaarsete settimismahutite omaga.
Sette kogumine ja eemaldamine radiaalsetes mudapressides toimub mudakaabitsate või mudaimejate abil. Vertikaalsete mudapresside töö võrdlus radiaalsete settekaabitsate ja imipumpadega varustatud radiaalsetega näitas, et kõige tõhusamad on mudakaabitsaga radiaalsed mudapressid. See on seletatav aktiivmuda aeglase segunemisega tihendusprotsessi käigus, samuti radiaalsete mudapressijate madalama kõrgusega võrreldes vertikaalsetega. Segamisel väheneb aktiivmuda viskoossus ja selle elektrokineetiline potentsiaal, mis aitab kaasa paremale flokulatsioonile ja settimisele. Seetõttu näevad mudapresside kaasaegsed konstruktsioonid ette madala gradiendiga segistite paigaldamise.
Aktiivmuda flotatsioonitihendamine takistab selle lagunemist, vähendab tihendamise kestust ja konstruktsioonide mahtu. Üleliigse aktiivmuda tihendamiseks mõeldud flotaatorid on tavaliselt ümmargused mahutid läbimõõduga 6, 9, 12, 15, 18, 20, 24 m ja sügavusega 2 - 3 m, mis erinevad sisemise varustuse poolest.
Reoveesette ja aktiivmuda stabiliseerimine anaeroobsetes ja aeroobsetes tingimustes. Primaarsete ja sekundaarsete setete stabiliseerimine saavutatakse orgaanilise osa lagundamisel lihtsateks ühenditeks või saadusteks, millel on pikaajaline keskkonna omastatavus. Setete stabiliseerimist saab läbi viia erinevate meetoditega – nii bioloogilise, keemilise, füüsikalise kui ka nende kombinatsiooniga.
Enim kasutatavad meetodid on bioloogiline anaeroobne ja aeroobne stabiliseerimine. Kui sademeid on vähe, kasutatakse septikuid, kahetasandilisi settepaake ja selgitajaid - rotaatoreid. Suurte settekoguste töötlemiseks kasutatakse seedijaid ja aeroobseid mineralisaatoreid.
Kääritites viiakse biokeemiline stabiliseerimisprotsess läbi anaeroobsetes tingimustes ja see kujutab endast orgaanilise aine lagunemist setetes kompleksse mikroorganismide kompleksi elutähtsa aktiivsuse tulemusena lõpptoodeteks, peamiselt metaaniks ja süsinikdioksiidiks.
Kaasaegsete kontseptsioonide kohaselt hõlmab anaeroobne metaani lagundamine nelja omavahel seotud etappi, mida viivad läbi erinevad bakterirühmad:
1. Ensümaatilise hüdrolüüsi etapi viivad läbi kiiresti kasvavad fakultatiivsed anaeroobid, mis sekreteerivad eksoensüüme,
mille osalusel toimub lahustumata komplekssete orgaaniliste ühendite hüdrolüüs koos lihtsamate lahustunud ainete moodustumisega. Optimaalne pH väärtus selle bakterirühma arenguks jääb vahemikku 6,5 - 7,5.
2. Happe moodustumise staadium (atsidogeenne) kaasneb lenduvate rasvhapete, aminohapete, alkoholide, aga ka vesiniku ja süsinikdioksiidi vabanemisega. Lava viivad läbi kiiresti kasvavad, ebasoodsatele keskkonnatingimustele väga vastupidavad, heterogeensed bakterid.
3. VFAde, aminohapete ja alkoholide äädikhappeks muundumise atsetatogeenset etappi viivad läbi kaks atsetatogeensete bakterite rühma. Esimest rühma, mis moodustab atsetaadid koos vesiniku vabanemisega eelmiste etappide saadustest, nimetatakse vesinikku moodustavateks atsetogeenideks:
CH CH COOH + 2H 2 0 CH3COOH + CO + 3H 2.
Teist rühma, mis moodustab samuti atsetaadid ja kasutab süsinikdioksiidi redutseerimiseks vesinikku, nimetatakse vesinikku kasutavateks atsetogeenideks:
4H2 + 2C02CHCOOH + 2H20.
4. Metanogeenne staadium, mida viivad läbi aeglaselt kasvavad bakterid, mis on ranged anaeroobid, väga tundlikud keskkonnatingimuste muutuste suhtes, eriti pH languse suhtes alla 7,0-7,5 ja temperatuuri. Erinevad metanogeenide rühmad toodavad metaani kahel viisil:
Atsetaadi lõhustamine:
CH 3 COOH CH 4 + C0 2,
Süsinikdioksiidi vähendamine:
CO 2 + H 2 CH 4 + H 2 0.
Esimene tee toodab 72% metaani, teine - 28%.
Käärimisprotsess on aeglane. Selle kiirendamiseks ja konstruktsioonide mahu vähendamiseks kasutatakse muda kunstlikku kuumutamist. Samal ajal on gaasi, metaani, eraldumine palju tõhusam, mis püütakse kinni ja mida saab kasutada kütusena. Sõltuvalt temperatuurist eristatakse kahte tüüpi protsesse: mesofiilne (t = 30 - 35) ja termofiilne (t = 50 - 55).
Digesterid on koonilise või lameda põhjaga suletud vertikaalsed mahutid, mis on valmistatud raudbetoonist või terasest.
Kääriti diagramm on näidatud joonisel fig. 3.2.17. Settetaset hoitakse kääriti kitsas kaelas, mis võimaldab suurendada gaasi eraldumise intensiivsust kääriva massi pinnaühiku kohta ja vältida tiheda maakoore teket.
Riis. 3.2.17. Seedija :
1 – setetega varustamine; 2 – aurupihusti; 3 – käärinud muda eraldumine;
4 – kääriti tühjendamine; 5 – soojusisolatsioon;
6 – gaasi kogumise ja eemaldamise süsteem; 7 – tsirkulatsioonitoru; 8 – setete tase
Reoveesette aeroobne stabiliseerimine on orgaaniliste ainete oksüdatsiooniprotsess aeroobsetes tingimustes. Erinevalt anaeroobsest lagundamisest toimub aeroobne stabiliseerumine ühes etapis:
C5H7N02 +502 ->5C02 +2H20+NH3,
millele järgneb NH3 oksüdeerimine N03-ks.
Tihendatud ja tihendatud üleliigse aktiivmuda ja selle segu esmase settimismahutite setetega võib allutada aeroobsele stabiliseerimisele.
Settete aeroobne stabiliseerimine viiakse tavaliselt läbi sellistes struktuurides nagu aeratsioonipaagid sügavusega 3–5 m Aeroobselt stabiliseeritud setete settimine ja tihendamine tuleks läbi viia 1,5–5 tunni jooksul eraldi mudapressides või selleks ettenähtud kohas. stabilisaatori sees. Tihendatud muda niiskus on 96,5 - 98,5%. Mudavesi tuleks juhtida õhutuspaakidesse. Aeroobse stabilisaatori skeem on näidatud joonisel fig. 3.2.18.
Riis. 3.2.18. Mineralisaatori diagramm: I – õhutustsoon; II – settimistsoon; III – setete tihendaja; 1 – stabiliseeritud sete; 2 – settimisvee väljalaskmine; 3 – õhukanal; 4 – tühjendamine; 5 – muda segu; 6 − tsentreerida mehaanilisest veeärastustsehhist
Setete aeroobne stabiliseerimine tagab bioloogiliselt stabiilsete toodete valmistamise, hea niiskuse ülekandekiiruse, käsitsemise lihtsuse ja konstruktsioonide madalad ehituskulud. Märkimisväärsed energiakulud aeratsioonile piiravad aga selle protsessi kasutamise otstarbekust puhastites, mille võimsus on üle 50–100 tuh m 3 /ööpäevas.
Reoveesette desinfitseerimine. Olmereoveesete sisaldab suurel hulgal patogeenseid mikroorganisme ja helmintide mune, mistõttu tuleb setted enne kõrvaldamist ja ladustamist desinfitseerida. Reoveesette desinfitseerimine toimub erinevate meetoditega:
Termiline - kuumutamine, kuivatamine, põletamine;
Keemiline – töötlemine keemiliste reaktiividega;
Biotermiline - kompostimine;
Bioloogiline - mikroorganismide hävitamine algloomade, seente ja mullataimede poolt;
Füüsilised mõjud - kiirgus, kõrgsageduslikud voolud, ultraheli vibratsioonid, ultraviolettkiirgus jne.
Reoveesette desinfitseerimise protsesside üldised omadused on toodud tabelis. 3.2.2. Suurtes õhutusjaamades on soovitav kasutada mehaaniliselt veetustatud muda termilist kuivatamist, mis võimaldab vähendada transpordikulusid ja saada settest puistematerjalina väetist. Kütuse- ja energiakulude vähendamiseks õhutusjaamades, mille võimsus on kuni 20 tuhat m 3 /ööpäevas, on soovitatav kasutada ussitõrjekambreid ja kuni 50 tuhat m 3 /päevas - keemilisi desinfitseerimismeetodeid. Juhtudel, kui setet ei ole võimalik väetisena ära visata, võib kasutada tekkivat soojust kasutades põletamist.
