Файл: Карюхина Т.А. Химия воды и микробиология учебник.pdf

цию среды бродящей массы до 7,6—8, малое содержание низших жирных кислот и высокую щелочность. •

Запас щелочности иловой воды определяется содер­ жанием веществ, титруемых раствором соляной кислоты. Проводят титрование с индикатором, при котором тит­ руются карбонаты, бикарбонаты и низшие жирные кис­ лоты (последние за счет реакции вытеснения). Расход кислоты определяет щелочность иловой воды. Отдельно титруют пробу иловой воды с другим индикатором, пе­ реход окраски которого соответствует нейтрализации карбонатов и бикарбонатов. По разнице первого и вто­ рого титрований определяется присутствие низших жир­ ных кислот.

В устойчивом мезофильном процессе содержание низших жирных кислот колеблется около 5 мг-экв/л, а в термофильном — около 8—12 мг-экв/л. Щелочность в обоих случаях составляет 65—90 мг-экв/л.

Повышение кислотности и одновременное снижение щелочности иловой воды — свидетельство нарушения процесса метанового брожения.

В процессе брожения белковоподобных веществ про­ исходит их аммонификация и переход аммонийного азо­ та в раствор. Наличие большого количества аммонийно­ го азота (до 500—800 мг/л) •— показатель нормально про­ текающего процесса брожения.

личеств других газов. Обычный состав газов брожения следующий: СН4 60—65%, С 0 2 30—32%, Н 2 до 2%, N 2 до 0,5%, 0 2 отсутствует или составляет не более 0,2% за счет несоблюдения условия полной герметичности при

1раз в 10 дней.

Вотчетных ведомостях показывают результаты: за­ меров расхода осадков и выделившегося газа, анализа химического состава осадков до и после брожения, ана­ лиза иловой жидкости, а также подсчетов некоторых тех­ нологических характеристик работы сооружения. К по­ следним относятся дозы загрузки метантенка, по смыслу

201

соответствующие понятиям нагрузки на сооружения аэробной очистки.

.Различают дозы загрузки по объему Д% и по без­ зольному веществу Дб/в- При определении дозы загруз­ ки по объему общий объем метантенка принимается за 100%. Суточный объем поступающих на сбраживание осадков, выраженный в процентах от объема метантенков, и есть доза загрузки-по объему, которая зависит от многих параметров и изменяется в пределах от 5 до 10% для мезофилы-юго процесса и от & до 18% для тер­ мофильного. Делением 100 Д% , подсчитывается длитель­ ность процесса брожения: для мезофилы-юго процесса она составляет от 10 до 20 суток, а для термофильного — от 6 до 16 суток. Доза загрузки по беззольному веществу'есть количество беззольного вещества в килограммах,

зультатам зольности исходного и сброженного осадков. Распад по газу подсчитывается как частное от деления веса выделившегося газа на вес поданного органическо­ го вещества осадка.

Величины Рб/в и Рг могут совпадать, поскольку удель­

окончания выделения газов происходит дальнейший рас­ пад органических веществ, сопровождающийся выделе­

распавшегося вещества объясняется участием воды в ре­ акциях метанообразования. Обычно такой результат сви­ детельствует о работе метаитенков с повышенными на­ грузками.

Параметр, определяющий эксплуатационную стои-

202

мость процесса, — расход пара. В ведомостях показыва­ ют суммарный расход пара за отчетный период, а также удельный в расчете на 1 ж3 обработанного осадка.

§ 102. Методы обезвоживания и сушки осадков и их контроль

Сушка и обезвоживание осадков возможны в естественных и искусственных условиях. Сооружениями естественной сушки могут быть иловые площадки с дре­ нажем или без дренажа, иловые пруды с отстаиванием и поверхностным удалением иловой воды, площадкиуплотнители. Обезвоживание в искусственных условиях проводится на вакуум-фильтрах с последующей термиче­ ской сушкой или без нее, в центрифугах, на фильтрпрессах.

Сушка осадков на иловых площадках — процесс дли­ тельный. В зависимости от технологического режима процесса сбраживания и качества осадка подсушка про­ должается от 1 года до 5—10 лет. Благоприятное влия­ ние на ускорение сушки оказывает промораживание осадков в зимнее время. В результате промораживания разрушается белковая структура веществ, что спо­ собствует эффективному выделению воды из массы осадка.

Контроль процесса сушки на иловых площадках сво­ дится к периодическому определению влажности осад­ ков. Пробы для анализа отбираются в нескольких местах площадки, а также с разных глубин. Обязательно выпол­ няется санитарно-бактериологический анализ с опреде­ лением количества бактерий Coli и яиц гельминтов. Только при получении удовлетворительных результатов санитарного анализа разрешается вывоз высушенных осадков на сельскохозяйственные поля.

Осадок из метантенков, поступающий на иловые пло­ щадки, имеет влажность 96—97%. Вывозят его с площа­ док при влажности ниже 70%. Высушенный осадок по внешнему виду напоминает торф; при складировании он не рассыпается. •

Большая длительность сушки в естественных усло­ виях привела к необходимости интенсификации процесса. В эксплуатационном отношении вполне освоенным счи­ тается прием обезвоживания осадков под вакуумом (400—500 мм рт. ст.). Разработаны технические условия

203

проведения процесса для обезвоживания сырых и сбро­ женных осадков.

По убывающей способности отдавать влагу осадки городских станций распределяются в следующем поряд­ ке: сырой осадок из первичных отстойников; сброженный осадок из первичных отстойников (мезофил); смесь сы­ рого осадка из первичных отстойников и активного ила; смесь этих осадков, сброженная в мезофильных услови­ ях; смесь осадков, сброженная в термофильных услови­

чением ультрафиолетовыми лучами тонкого слоя осадка, последующей термической сушкой. Обезвоживание сы­ рых осадков приводит к упрощению схемы станции, по­ скольку отпадает надобность в метантенках. Способ рекомендуется для обработки небольших количеств осад­ ков и активного ила, а также для станций, на которые поступают преимущественно производственные сточные воды, содержащие мало веществ, сбраживающихся до метана.

Перед вакуум-фильтрацией сброженные осадки про­ ходят предварительную обработку: их смешивают с 2—3 объемами очищенной сточной воды и подают в отстой­ ник-уплотнитель, где они находятся до 18 ч. В воду пере­ ходит самая мелкая фракция сброженного осадка, за­ трудняющая фильтрацию и засоряющая материал фильтрующей ткани. Количество мелкой фракции доста­ точно велико. Вода из отстойника-уплотнителя с концен­ трацией мелкой взвеси 0,5—1 г\л направляется на по­ вторную очистку в первичные отстойники. Одновременно из осадка удаляются вещества, находящиеся в коллоид­ ном и частично растворенном состоянии. Осадок после промывки может быть уплотнен до влажности 95—96%. К уплотненному осадку добавляют реагенты — хлорное железо и известь в виде известкового молока, в результает чего происходит образование гидроокиси железа, ко­

инертной части извести перемешиваются, образуя смесь, относительно легко отдающую влагу при вакуум-фильт-

204

рации. Влажность отфильтрованного осадка составляет 70—80%. Фильтрат направляют в отстойник-уплот­ нитель.

Весь цикл обезвоживания с момента подачи осадка -на промывку занимает не более 5—10 ч, что создает ог­ ромный выигрыш во времени по сравнению с сушкой в естественных условиях.

Процесс вакуум-фильтрации контролируют как по основной операции, так и по дополнительным — по от­ мывке осадка, приготовлению реагентов и их смешению с осадком.

Ряд операций контролируют по величине удельного сопротивления фильтрации. Экспериментально эта ве­

фильтрата подсчитывают удельное сопротивление фильт­ рации, представляющее собой высоту слоя фильтрата, от­ несенную к 1 г сухого вещества осадка.

Количество вводимых реагентов зависит в основном от качества осадка и от его удельного сопротивления фильтрации. В среднем необходимые дозы хлорного же­ леза составляют 3—6%, а извести—10—15% по отно­ шению к весу сухого вещества осадка.

Отстойник-уплотнитель контролируется как обычный отстойник, а вакуум-фильтр — по влажности исходного

осадки (мезофильного процесса) нуждаются в дополни­ тельном обеззараживании, которое проводится теми же методами, что и для сырых осадков. В процессе термо­ фильного сбраживания осадки обезвреживаются полно­ стью, поэтому после обезвоживания они могут использо­ ваться без дополнительной обработки.

После вакуум-фильтра обезвоженный осадок пода­ ется в барабанную сушилку, где сушится топочными га­

20—30%- Температура отработанных газов 100—200°С. Можно получить осадок и с меньшей влажностью, но это

205

нецелесообразно, поскольку осадок с влажностью ниже 20% приобретает пылевидную структуру, что затрудняет его транспортирование.

В настоящее время получают признание сушилки и других типов, в частности сушилки с кипящим слоем осадка. В этих сушилках осадок находится во взвешен­ ном состоянии в потоке топочных газов, что значительно ускоряет процесс сушки.

Работу сушилок контролируют по влажности осад­ ков, по температуре газов до и после сушки и по расхо­ ду общего количества газа и на 1 т сухого вещества осадка.

Центрифугирование осадков, а также обезвоживание на фильтр-прессах рекомендовано для станций с неболь­ шими расходами сточных вод. Обработка в центрифугах при скоростях вращения 2500—3500 об/мин обеспечива­ ет эффективное уплотнение осадка, но создает фугат низ­ кого качества с большим содержанием взвеси. Количе­ ство уплотненного осадка после центрифугирования не превышает 65% по весу сухого вещества от количества поданного осадка, а при обработке одного ила составля­ ет всего 10—30%. Весь остальной осадок остается в фу-

осадки полностью обезврежены, например, в термофиль­ ном процессе, то наиболее целесообразно их использо­ вать непосредственно на сельскохозяйственных полях в жидком виде, поскольку азот аммонийных солей нахо­ дится в иловой воде.

Осадки, высушенные в естественных условиях, теряют часть удобрительных свойств в связи с потерей иловой воды. Однако эти осадки по своим свойствам вполне сравнимы с таким общепризнанным удобрением, как конский навоз.

Осадки после вакуум-фильтрации значительно усту-

206