Утилизация сгущённых осадков очистных сооружений.

Для обезвоживания осадков используют различное оборудование: барабанные вакуум-фильтры, ленточные фильтры, фильтр-прессы, центрифуги, сепараторы. В последнее время на очистных сооружениях применяют комбинированные методы обезвоживания, например, сгущение на сепараторах и последующее обезвоживание на центрифугах и фильтр-прессах, на ленточных фильтр-прессах.

Сопоставление методов и оборудования для механического обезвоживания осадков показывает, что каждый из них имеет определённые преимущества и недостатки. На центрифугах получают осадки с влажностью 80-90%, на фильтр-прессах – 65-80%, на ФПАКМах – 45-56%, на вакуум фильтрах – 70-80%.

В Западной Европе сгущённые осадки утилизируют, в основном, путём сброса на свалку (18-90%) или сжиганием (5-28%) [125]. В таких странах как Англия и Дания избыточный активный ил утилизируют в количестве 37-45% в качестве удобрения. Утилизация отходов в сельском хозяйстве ограничена действующими ПДК на содержание в них тяжёлых металлов.

В Санкт-Петербурге на Центральной станции аэрации применён способ обезвреживания осадка, включающий в себя снижение влажности осадка с помощью высокопроизводительных центрипрессов и сжигание осадка в печах с псевдоожиженным слоем. Технология Pyrofluid основана на сжигании осадков очистных сооружений в слое раскалённого песка в высокоскоростном потоке воздуха. Отличием технологии является принцип автотермичности, т.е. поддержание горения за счёт собственной теплотворной способности органической части осадка без использования дополнительного топлива.

В СССР работало более 100 огневых установок по обезвреживанию жидких и твёрдых отходов (суспензию с иловых карт предлагается сжигать в вихревой нефутерованной печи), в том числе 10 на предприятиях медицинской и микробиологической промышленности.

Не менее перспективным направлением является утилизация сгущённых осадков сточных вод. Предложены различные способы утилизации избыточного активного ила, три из которых являются основными: применение для кормовых, технических целей, а также в качестве удобрения.

В связи с тем, что активный ил содержит ценные питательные вещества (белки, жиры, углеводы, витамины, кальций, фосфор, калий, микроэлементы и др.), прежде всего, исследована возможность его использования в рационе сельскохозяйственных животных, птицы и рыб. Но до настоящего времени его не используют в качестве кормовой добавки из-за наличия в нём ряда токсических веществ. В литературе [126] указывается на присутствие в активном иле гидролизных заводов (Кропоткино, Запорожье) 3,4-бензопирена в количестве 0,01-0,3 мг/м3. Разрешение на использование АИ в качестве кормовой добавки можно получить только в случае отсутствия в нём 3,4-бензопирена.

О возможности использования осадков очистных сооружений в качестве органического удобрения писали многие исследователи [105]. Наличие токсикантов в осадках соответствует ПДК содержания их в почве, поэтому допускается возможность их использования в качестве удобрения. Их можно вносить под технические культуры, применять при озеленении городов, лесовостановительных работах, рекультивации земель после промышленного использования.

Переработка лигнина и сгущённых осадков на компосты является перспективным способом реализации твёрдых отходов и наиболее рациональным при создании экологически безопасной технологической схемы.

На Кировском биохимическом заводе в лабораторных и опытно-промышленных условиях проводили компостирование лигнина с помощью микроорганизмов активного ила. Были проведены работы по компостированию осадков в смеси с лигнином в брикетах (0,015 х 0,015 х 0,020 м) и в промышленных условиях в буртах при температуре 18-28о С.

Установлено, что осадки в смеси с лигнином в количестве 60% оказывают компостирующее действие: повышается массовая доля минеральных веществ с 12 до 15%, снижается количество неотмытых РВ и трудногидролизуемых полисахаридов, а также азота; увеличивается количество гуминовых веществ. Компостированное удобрение через три месяца имеет следующее качество: массовая доля минеральных веществ не более 15%, трудногидролизуемых полисахаридов не более 12%, массовая доля общего азота не менее 2%, массовая доля Р2О5 не менее 1,5%, массовая доля гуминовых веществ не менее 85%.

Основной недостаток вышеуказанных способов компостирования ? длительное время – 3-6 месяцев. Для сокращения времени компостирования (один месяц) возможно использование отходов производства этилового спирта, а также известных компостирующих добавок «Байкал ЭМ-1» и «Тамир».

На Кировском биохимическом заводе реализован указанный выше способ утилизации осадков очистных сооружений, полученных после центрифугирования.

Помимо компостов, на основе твёрдых отходов гидролизного производства возможно получение органо-минеральных удобрений без процесса компостирования. Смеси лигнина и сгущённых осадков, содержащих около 70% гуминовых веществ (общего азота 3-4%, Р2О5 – 1,5-2%), можно использовать в качестве удобрения. Для этого проводят термообработку сгущённых осадков путём экструдирования или обработку каустиком и смешивают их с лигнином.

          Технологическая схема получения органно-минеральных удобрений на основе жидких и твёрдых отходов гидролизного производства представлена на рисунке 4.10.

         Избыточный активный ил очистных сооружений направляют на сепараторы (1) с целью сгущения до содержания абсолютно сухих веществ 2-4% и затем в сборник (2) для смешения с осадком первичных отстойников очистных сооружений. Далее насосами (3) смесь осадков подают на центрифуги (4) марки ОГШ-631К-02-М. Центрифугирование осуществляют с флокулянтами марки «Праестол» (ТУ 2216-001-40910172-98) или марки «Суперфлок С-494, 496». Раствор флокулянта готовят в две ступени. Вначале готовят в мешалке (5) раствор флокулянта с концентрацией 0,5%, а затем в следующей мешалке (6) с концентрацией 0,1%. Хозпитьевую воду задают в мешалки по указателю уровня. Мешалки снабжены механизмами для перемешивания. На 17-18 м3/ч смеси осадков задают 4,0-4,5 м3/ч 0,1% раствора флокулянта.

Фугат от центрифуги (4) непрерывно сбрасывают в канализацию и на очистные сооружения.

Сгущённый осадок от центрифуги (4) сбрасывают в бункер (8), из которого направляют на шнековый питатель (10).

Лигнин и гидролизный шлам автомашинами привозят и сваливают в груды. Затем элеватором их загружают в бункер (9), из которого направляют на шнековый транспортёр (10), где их смешивают с осадками.

Влажную смесь твёрдых отходов гидролизного производства компостируют в полевых условиях и используют в качестве удобрения.

Рис. 4.10. Технологическая схема получения органо-минерального удобрения (ОМУ) из отходов: 1- сепаратор; 2- сборник осадков; 3,7- насосы; 4- центрифуга; 5-мерник 30-40% р-ра флокулянта; 6-сборник 0,1% р-ра флокулянта; 8- бункер сгущённых осадков; 9- бункер лигнина и гидролизного шлама; 10- шнековый транспортёр; 11- экструдер; 12- барабанная сушилка; 13- топка

Экструдированное органно-минеральное удобрения (ОМУ) может быть использовано как во влажном, так и в сухом виде. Влажное ОМУ отгружают в автомашины, а сухое ОМУ фасуют в мешки и в таком виде реализуют покупателю.