Характеристики на утаяване, методи за обработка, използвани за механични и биологични структури

В резултат на механично и биологично третиране на градски пречиствателни станции за различни видове образуват утайки, съдържащи органични вещества. Тази пяна задържан решетки утайка, която попада в първични утаители, активна утайка или биофилм се образува в структури аеробно биологично пречистване на вода. Scum след счупване обикновено се изхвърля в канала преди първичния заселник, са заловени от тях и есен, като по този начин мокър шрот.

Общият размер на утаяване, обикновено не надвишава 1% от третираната поток, като по този начин на активната утайка представлява 60- 70% от получените утайки.

Активно ил фракционна състав на по същество хомогенни утайка първични утаители; около 98% (спрямо теглото) от частиците на утайки имат размер по-малък от 1 mm. Влажност на активната утайка в съответствие със схемата за обработка се приема 96-99,2%. Люспи на утайка, състояща се от голям брой от слоеста в микробни клетки приложени в слуз, имат силно развита специфична повърхност от около 100 м2 до 1 г сухо вещество. Само като утайка ил яйца могат да бъдат заразени с хелминти.

Твърдата фаза на отпадни градски води утайка се състои от органични и неорганични вещества, органични, без пепел или част от утайката от първичните бистрители на 65-75% от теглото на сухото вещество в шлама - 70-75%. Съответно утайки диапазони съдържание пепел от 25 до 35%, тиня -от 25 до 30%.

Основните компоненти на част безпепелен утайка и утайки са протеин-, fat-, uglevodopodobnye вещество в количество, представляващо 80-85%. Останалите 15-20% спад на лигнин-хумус комплексни съединения. Количествените съотношения на индивидуалните компоненти в утайката и утайката са различни. Ако преобладаващите мазнини като вещества и въглехидрати, в активна утайка значителна част от органичното вещество съдържа протеини безпепелни утайка материал.

Утайки от отпадъчни води съдържа ценни вещества подхранващите (азот, фосфор, калий, микроелементи) и може да се използва като тор.

Състав на утайката и утайката може да варира в широки граници и зависи от състава на отпадни води, получени схеми на пречистване и други фактори.

Основният начин за обезвреждане на депозитите на градските отпадъчни води е анаеробно разлагане. Ферментация наречен метан, в резултат на разпадането на утайка органични вещества като един от основните продукти, образувани метан.

биохимичен процес на ферментация основа метан е способността на микробни общности в хода на живот активност за окисление на органичните вещества на утайки от отпадъчни води.

Индустриална метан ферментация се извършва широк спектър от бактериални култури. Теоретично помисли ферментация утайка, която се състои от две фази: киселини и основи.

В първата фаза на ферментация киселина или водороден комплекс утайка органична материя и утайки под действието на извънклетъчни бактериални ензими първо се хидролизира до прости: протеини - до пептиди и аминокиселини, мазнини - до глицерол и мастни киселини uglevody- до прости захари. Следващото превръщане на тези съединения в бактерии доведе до образуването на крайните продукти от първата фаза предимно органични киселини. Над 90% от получената киселина е маслена, пропионова и оцетна киселина. Произвежда и други относително прости органични материали (алдехиди, алкохоли) и неорганичен (амоняк, сероводород, въглероден диоксид, водород).

Киселата фаза се извършва конвенционални ферментационни сапрофити: факултативно анаеробни вид на млечна киселина, пропионова киселина бактерии и стриктно (задължи) тип анаероб маслена, atsetonobutilo-О, целулозни бактерии. Повечето видове бактерии, отговорни за първия етап на ферментация, се отнася до спори форми.

Във втората фаза, алкални или метан ферментационни крайни продукти от първата фаза, произведени метан и въглена киселина полученият метан-жизнената дейност на бактерии - nonsporeforming облигатни анаеробни бактерии, са много чувствителни към условията на околната среда. Известни видове метан бактерии принадлежат към три родове: Methanobacterium, Methanococcus, Methanosarcina.

Отличителна черта на тези бактерии е тяхната строга специфичност на субстрата се използва. Например, Methanobacterium formicicum окислява само молекулярен водород и мравчена киселина, и Methanobacterium syboxydans използва по-сложни съединения: валерианова и капронова киселина и бутилов алкохол. Въпреки това, като цяло, метан-смесена култура от бактерии, способни да се използва почти всички основни ферментация фаза продукти киселина.

Всички тези реакции са метан-енергийни източници за бактерии, и всеки от тях представлява поредна поредица от ензимни превръщания на изходен материал. Сега е установено, че по време на образуването на метан участва витамин Bi2, който се приписва ключова роля в предаването на водород към енергията на редокси реакции от метан-бактерии.

Смята се, че скоростта вещества трансформация в кисела и метан фази са еднакви, така че стабилен ферментация не е натрупване на киселина - първата фаза продукти.

ферментационен процес характеризиращ от състава и обема на отделеният газ, качеството на утайките вода, химическия състав на разграден шлам.

Полученият газ се състои главно от метан и въглероден диоксид. При нормална (алкален) водород ферментация като първа фаза продукт може да остане в газа в обема на не повече от 1-2%, като се използва от бактерии в реакциите на метан-окисление намаляване на енергийния метаболизъм.

Отделеният протеин със сероводород H2S гниене по същество пропуска газ, тъй като присъствието на амоняк, лесно се свързват с наличните железни йони в колоидни железни сулфидни FeS.

Крайният продукт ammonification протеини - амоняк - свързва с въглероден диоксид до карбонати и бикарбонати, които осигуряват висока алкалност интерстициален вода.

В зависимост от химичния състав на утаяване по време на ферментацията разпределени от 5 до 15 м3 газ на 1 м3 на утайки,

Скоростта на ферментационния процес зависи от температурата. По този начин, при температура от 25-27 ° С процеса на утайка трае 25-30 дни; при 10 ° С се увеличава продължителността на 4 месеца или повече. За да се ускори храносмилането и намаляване на обема, необходим да се прилагат структури на изкуствено отопление утайка до температура от 30-35 ° С или 50-55 ° С

Киселина бактерии, образуващи отговорни за първия етап на ферментация, по-издръжлив на всякакви неблагоприятни условия, включително претоварване. Валежите принос към ферментацията до голяма степен е замърсен с тях. Бързо отглеждане, образуващи киселини бактерии увеличаване на капацитета асимилация на бактериалната маса, и по този начин се адаптират към повишен товар. след скорост фаза се увеличава, в средата има голямо количество мастни киселини.

От голямо значение за състав утайки нормалното храносмилане HMeej, по-специално наличието в него на вещества, които инхибират активността на микроорганизми или парализират извършване на процес на ферментация osadka1. Поради това, възможността за съвместно пречистване на промишлени и битови отпадъчни води трябва да се допуска във всички случаи, в зависимост от техния характер и тяхната физико-химичен състав.

За обработка и ферментация на сурова утайка се използват три вида структури: 1) септичен резервоар (септичен резервоар); 2) утаяване легло (Emscherian); 3) резервоари за храносмилането.

В септични ями едновременно осветление и вода peregniva зададената утаява тях утайка. Септични ями в момента се използват в станциите на малък капацитет.

Леглото водосборни ями отпадъчната част е отделена от гнилостните (септичен) камера се намира в долната част. Развитие на структурата на две нива е заселник-утаител peregnivatel.

За третиране на утайките в момента е най-широко използваните храносмилането резервоари служат само за ферментация утайка в изкуствено нагряване и разбъркване.

За обработката на малки обеми на утаяване (предимно активирани утайки) наскоро използван метод аеробна стабилизация, прилагани в тип аериране съоръжения.

РЕЗЮМЕ аеробна стабилизация се състои в аеробния окисляването на органични вещества биологично достъпни в автоокисляването и утаяването на бактериалната маса. Аеробни стабилизиране може да бъде изложен като активна утайка и сурова утайка и смес от тях.

Степента на разлагане на органични вещества, по време на аеробна стабилизация сравнима с анаеробно разграждане. Безпепелни вещество стабилизира утайка се състои предимно от биологично инертни органични съединения.

Разграденият шлам е с високо съдържание на влага (95-98%), което прави неговото приложение в селското стопанство за торене (поради трудността конвенционални средства апарат движат без разпределение налягане мрежи). Влага е основен фактор за обема на утайка. Следователно основната цел на лечението на утайката е да се намали обемът му се дължи на отделянето на вода и получаване на транспортируемо продукт.

Безплатна вода може да се отстранява от утайката чрез филтруване или изстискване. Част от свободна вода се отстранява по време на гравитационно утаяване уплътняване, количеството на валежите значително намалява. Например, при влажност на утайки променя от 96 до 92% от своя обем се намалява до 2 пъти.

Запечатване на активната утайка, за разлика запечатване на суровия утайка, придружени от промени в свойствата на утайките. Активна утайка като система колоид има висока способност образуващо структура, при което неговото уплътнение част води до преминаване на свободна вода в свързано състояние и увеличаване на съдържанието на свързаната вода в утайката причинява влошаване на загубата на вода.

Чрез прилагане на специални техники за обработка, такива химикали за обработка, е възможно да се получи част прехвърляне на свързаната вода в свободно състояние. Въпреки това, значителна част от процеса на изпаряване може да премахне свързана вода.

Способността на вода за да се получи утаяване се влияе от няколко фактора: влага, степента на дисперсия от твърди частици, структура утайка и химически състав.

Разпространяването на индикатор за способността на загуба на течности за утаяване (филтриране на утайката) е специфично съпротивление филтруване - съпротивлението упражняван от потока на филтрата, равномерен слой от седимент, който тегло на единица площ на филтъра е единство. Колкото по-високо съпротивление, толкова по-трудно водата дава утайка. Активна утайка е значително по-голяма устойчивост на филтриране от суровия утайка. Това се дължи на факта, че много от утайките и колоидни вещества представляват по-голямата част от много малки частици. Специфична резистентност кейк след храносмилането увеличава както sbrozheyny утайка става по-фина и еднородна структура. Броят на частици с размер по-малък от 1 mm е в него около 85%.

Специфична резистентност филтруване е първоначалната стойност при избора на метод утайки обезводняване.

За да се намали съпротивление филтруване и процес на отделяне вода интензификация валежи преди обезводняване предварително обработен. Колкото по-голямо съпротивление, изисква по-задълбочено на предварителна обработка. От предварителната обработка методи включват промиване на утайката с вода, нейното лечение с химични агенти, замразяване, последвано от размразяване, топлинна обработка.

Най-простият метод е дехидратация изсушаване на утайки торта върху сайтовете, където му съдържание на влага може да бъде намален до 75-80%. В този случай утайката се намалява по обем и тегло от 4 до 5 пъти, губи течливост и може лесно да се транспортира до мястото на неговото използване. Въпреки това, на метода на сушене изисква много земя, и в допълнение, влажността на изсушената утайка все още е твърде висока.

През последните години все по-широко се използват механични и термични методи за отстраняване на влага. В този дехидратация може да бъде подложен като суров утаяване (с последващо дезинфекция) и утаяване след биохимична обработка. Изборът на схема за обработка на валежите продиктувано от местните условия и направен с оглед на физико-химичните свойства на утайките, санитарно-епидемиологично изисквания и технико-икономическите изчисления на.

намерени големите използване вакуумни филтри за механично обезводняване. Въпреки това, през последните години в чуждестранни и местни практики, заедно с тях започват да използват центрофуги и филтър-преси.

Когато обезводняване влажни утайки и утайки, ферментирали в мезо различни специализирани условия или aerobnostabilizirovannyh изисква тяхното дезинфекция, тъй като тези утайки могат да съдържат хелминтни яйца. Дезинфекция постига чрез загряване на утайката до 60 ° С, компостиране, радиация, термично сушене.

Получената утайка механично обезводняване все още съдържа 75-85% вода, като по този начин компонент около 3/4 от теглото си.

Термично сушене на утайката да се намали съдържанието на влага до 20 до 35%, което значително улеснява условията на транспортиране и съхранение. Изсушената утайка може да се опакова във формата доставя до мястото на неговото използване.

Капиталовите разходи за този метод, са доста високи, при което използването на термично сушене е оправдано само ако ефективното използване на изсушения утайка.

За пълното отстраняване на органични компоненти изгори утаяване им. метод на горене е приложима за случаите, когато не е възможно или икономически неосъществим за депониране на утайките. Пречка за използването на утайките като тор може да бъде, че тя съдържа токсични вещества и други примеси, вливащи се в общински канализация с промишлени отпадъчни води.

През последните години, методът на изгаряне все повече се използва за премахване на производството на утайки серия от химическата, нефтохимическата, въглища индустрии и общински пречиствателни станции валежи.

Изгарянето се извършва пълно окисление на органичните вещества и образуването на утаяване остатък стерилен - пепел, която може да се използва като материал за пълнеж в получаването на утайка dewaterability. Това намалява консумацията на химикали.

На икономиката на процеса на горене се определя от два основни фактора: горенето топлина и влажност утайка. Топлината на изгаряне, от своя страна, зависи от химичния състав и утаяването на общински пречиствателни станции е 16800-27 400 кДж на 1 кг безпепелен вещество. Най-ниската топлина на изгаряне се смила утайка, naibolshey- суров утайка от първични утаители.

В зависимост от топлината на изгаряне на обезводнява утайка може да се изгарят с или независимо гориво добавка.

Тъй като процесът на горене се предхожда от изпаряване на влагата, което изисква значителни разходи на топлина (около 4200 кДж на 1 кг вода), необходимостта от допълнително гориво е в пряка зависимост от влагата на утайки. Предишни растения външната лечение, използвайки метод на горене показва, че аз може да се изгаря само утаяване, в които съотношението на вода и пепел без значение не надвишава 3.5: 1.

Изгаряне се използва в редица лечебни растения в САЩ, Франция, Швеция и други страни. Обезводнява утайка се изгаря в барабан или няколко лакирани пещи, реактори, суспензия слой.