Caracteristicile de precipitare, metodele de prelucrare utilizate pentru structuri mecanice și biologice

Ca urmare a tratamentului mecanică și biologică a stațiilor de epurare urbane pentru diferite tipuri de sedimente formate care conțin materii organice. Acest scum reținut Grătare precipitat care se încadrează în rezervoarele de sedimentare primară, nămolul activat sau biofilmelor se formează în structuri epurare biologică aerobă a apei. Scum după zdrobire obicei, este evacuat în canalul înainte de decantor primar, sunt captate de acestea și cad, astfel, în turtă umedă.

Cantitatea totală de precipitații, de obicei nu depășește 1% din efluentul tratat, astfel, asupra nămolului activat conturile 60- 70% din precipitatele rezultate.

compoziția fracționată ii activă decantoarelor primare precipitat substanțial omogen; aproximativ 98% (în greutate) a particulelor de nămol au o dimensiune mai mică de 1 mm. Umiditatea nămolului activat în conformitate cu schema de procesare este adoptat 96-99,2%. Fulgii de nămol, constând dintr-un număr mare de laminat in celule microbiene inchise in mucus, au o suprafață specifică foarte dezvoltată de circa 100 m2 până la 1 g de substanță uscată. La fel ca ouăle il precipitate pot fi infectate cu helminths.

Faza solidă a nămolului de epurare urbane este compus din substanțe organice și minerale organice, fără cenușă sau o porțiune a precipitatului din decantoare primare de 65-75% în greutate substanță uscată din nămolul - 70-75%. mâl Prin urmare variază de conținut de cenușă între 25 și 35%, nămol -din 25 până la 30%.

Principalele componente ale părții fără cenușă de nămol și nămol sunt proteineleadaugate, liposolubile, uglevodopodobnye substanță într-o cantitate ce constituie 80-85%. Restul de 15-20% se clasifică la compuși complecși de lignină-humus. Raporturile cantitative ale componentelor individuale în sediment și nămolul sunt diferite. În cazul în care substanțele predominante grăsimi cum ar fi, și hidrați de carbon, în nămolul activat o parte substanțială a substanței organice cuprind proteine ​​fără cenușă materialul de nămol.

nămolurile de epurare conține substanțe valoroase fertilizante (azot, fosfor, potasiu, micronutrienti) și poate fi utilizat ca îngrășământ.

Compoziția de nămol și nămol poate varia în limite largi și depinde de compoziția apei uzate au primit scheme de purificare și de alți factori.

Metoda principală de eliminare a depozitelor de ape uzate urbane este digestia anaerobă. Fermentarea numit metan, ca urmare a descompunerii materiei organice nămolului ca unul dintre principalele produse formate metan.

Biochimic Procesul de fermentare este baza de metan capacitatea comunităților microbiene în cursul activității sale de viață pentru a oxida materiei organice a nămolurilor de epurare.

fermentarea metan industrial se realizează un spectru larg de culturi bacteriene. Teoretic considera sediment fermentație care constă din două faze: acidă și alcalină.

În prima fază a acidului fermentare sau nămol de materii organice complexe de hidrogen și nămol sub acțiunea enzimelor bacteriene extracelulare este mai întâi hidrolizată la mai simple: proteine ​​- la peptide și aminoacizi, grăsimi - la glicerol și acizi grași uglevody- la zaharuri simple. Conversia ulterioară a acestor compuși în bacterii ca rezultat formarea produselor finale ale primei faze de acizi organici, în principal. Peste 90% din acidul rezultat este butiric, propionic și acid acetic. Produs și alte materiale organice relativ simple (aldehide, alcooli) și anorganice (amoniac, hidrogen sulfurat, bioxid de carbon, hidrogen).

Faza acidă a fost efectuată saprofite de fermentație convenționale: tip anaerobi de facultativa acid lactic, bacterii de acid propionic și strict (obligã) tip anaerob butiric, atsetonobutilo-O, bacterii celuloză. Cele mai multe tipuri de bacterii responsabile pentru prima fază de fermentare, se referă la o formă de spori.

În a doua etapă, produse alcaline sau fermentație metan din capăt prima fază a produs metan și acid carbonic rezultat activitate metan vital al bacteriilor - nonsporeforming anaerobi obligatorii ai, sunt foarte sensibile la condițiile de mediu. specii cunoscute de metan-bacterii aparțin trei genuri: Methanobacterium, Methanococcus, Methanosarcina.

O caracteristică a acestor bacterii este specificitatea lor strict pentru substratul utilizat. De exemplu, Methanobacterium formicicum oxidează hidrogen numai molecular și acid formic, și syboxydans Methanobacterium utilizează compuși mai complecși: valerianic și acidul caproic și alcool butilic. Cu toate acestea, în cultura generală, metan amestecat de bacterii capabile să utilizeze aproape toată faza majoră fermentație acidă produse.

Toate aceste reacții sunt sursele de metan de energie pentru bacterii, iar fiecare dintre ele reprezintă o serie consecutivă de conversii enzimatice ale materiei prime. Este acum stabilit că, în timpul formării metanului participă vitamina BI2, care este atribuit un rol esențial în transferul de hidrogen la energia reacțiilor redox din metan-bacterii.

Se crede că rata de substanțe de transformare în faze acide și metan sunt aceleași, deci fermentația constantă este nici o acumulare de acid - primele produse de fază.

Fermentarea proces caracterizat prin compoziția și volumul gazului degajat, calitatea apei de nămol, compoziția chimică a nămolului digerat.

Gazul rezultat este format în principal din metan și dioxid de carbon. În condiții normale de fermentare (alcaline) hidrogen ca un prim produs de fază poate să rămână în gazul în volum nu mai mare de 1-2%, așa cum este utilizat de bacteriile din reacțiile metan-oxidoreducere a metabolismului energetic.

Proteina separat cu hidrogen sulfurat H2S descompunere pierde substanțial gazul, deoarece prezența amoniacului, ușor se leaga cu ionii de fier disponibile în FeS sulfurii de fier coloidal.

Finale Proteinele amonificare produsului - Amoniac - se leagă cu bioxid de carbon la carbonați și bicarbonați, care asigură o apă interstițială ridicată alcalinitate.

În funcție de compoziția chimică a precipitațiilor în timpul fermentației alocate la 5 la 15 m3 de gaz per 1 m3 de nămol,

Rata procesului de fermentare depinde de temperatura. Astfel, la o temperatură de 25-27 ° C, procesul precipitat durează 25-30 de zile; la 10 ° C crește durata de 4 luni sau mai mult. Pentru a accelera digestia și de a reduce volumul necesar pentru aplicarea structurilor de nămol de încălzire artificială la o temperatură de 30-35 ° C sau 50-55 ° C

Acid formatoare de bacterii responsabile pentru prima fază de fermentație, mai rezistente la toate tipurile de condiții adverse, inclusiv la suprasarcină. intrare de precipitații la fermentația este în mare parte contaminat cu ei. creștere rapidă, bacterii formatoare de acid creste capacitatea de asimilare a masei bacteriene și adapta astfel la sarcina crescută. Viteza de fază crește apoi, în mediu există o cantitate mare de acizi grași.

De o mare importanță pentru compoziția nămolului de epurare digestiei normale HMeej, în special, prezența în ea a substanțelor care inhibă activitatea microorganismelor sau a paraliza efectuarea procesului de fermentație osadka1. Prin urmare, trebuie să li se permită posibilitatea tratării comune a apelor reziduale industriale și menajere, în fiecare caz, în funcție de natura și compoziția lor chimică și fizică.

Pentru manipularea și fermentarea nămolului prime utilizate trei tipuri de structuri: 1) o fosă septică (fose septice); 2) sedimentare suprapus (Emscherian); 3) Septice.

In fose septice decolorarea și apă simultană peregniva-set precipitat din acesta precipitat. fose sunt utilizate în prezent în stațiile de capacitate mică.

Patul Jompurile porțiunea slop este separată de (septic) camera putrezită situată în partea de jos. Dezvoltarea unei structuri cu două niveluri este decantor-clarificator peregnivatel.

Pentru tratarea nămolului este în prezent cele mai des folosite Septice care servesc numai pentru fermentarea nămolului în încălzire artificială și agitare.

Pentru procesarea volumelor mici de precipitare (nămol activat în principal), metoda de stabilizare aerobă recent utilizate, puse în aplicare într-un tip de facilități de aerare.

REZUMAT Stabilizarea aerobă constă în oxidarea aerobă a substanțelor organice disponibile biologic în autooxidare și precipitarea masei bacteriene. Stabilizarea aerobă poate fi expus ca nămolul activ și nămolul brut și un amestec al acestora.

Gradul de descompunere a substanțelor organice în timpul stabilizării aerob comparabile cu digestia anaerobă. Substanță stabilizată fără cenușă de sedimente constă în principal din compuși organici inerți biologic.

nămol fermentat are un conținut ridicat de umiditate (95-98%), ceea ce face ca aplicarea sa în agricultură pentru fertilizarea (datorită vehiculelor convenționale de dificultate aparatele care se deplasează fără rețele de distribuție a presiunii). Umiditatea este determinant major al volumului de precipitat. Prin urmare, obiectul principal al tratamentului nămolului este de a reduce volumul din cauza separării apei și obținerea unui produs de transportat.

apă liberă poate fi îndepărtat din precipitat prin filtrare sau stoarcere. O parte din apă liberă este îndepărtată în timpul precipitării compactarea gravitațională, cantitatea de precipitații scade semnificativ. De exemplu, la o umiditate de nămol schimbat 96 - 92% din volumul său se reduce la 2 ori.

Sigilarea nămolului activat, spre deosebire de sigilarea precipitatului brut, însoțită de schimbări ale proprietăților de nămol. În nămol activat ca sistem coloid are o capacitate ridicată de formare a structurii, prin care porțiunea sa sigiliu duce la o tranziție de apă liberă în stare legată și creșterea conținutului de apă legată în nămolul cauzează deteriorarea pierderii apei.

Prin aplicarea tehnicilor speciale de procesare, astfel de produse chimice de prelucrare, este posibil să se obțină porțiunea de transfer a apei legat într-o stare liberă. Cu toate acestea, o parte semnificativă a unui proces de evaporare se poate elimina apă legată.

Capacitatea de apă pentru a da precipitare este afectată de mai mulți factori: umiditate, gradul de dispersie a particulelor solide, structura și compoziția chimică a nămolului.

indicator al abilității pierderii de lichide la precipitare (filtrabilitatea nămol) Generalizarea este rezistența specifică de filtrare - rezistența exercitată de curgerea filtratului, un strat uniform de sedimente, care greutatea pe unitatea de suprafață a filtrului este unitatea. Cu cat mai mare rezistivitatea, cu atat mai greu apa dă un precipitat. nămol activat este rezistența la filtrare semnificativ mai mare decât precipitatul brut. Acest lucru se datorează faptului că o mulțime de nămol și substanțe coloidale constituie cea mai mare parte a particulelor foarte mici. rezistență specifică tort după digestie crește ca sbrozheyny precipitat devine mai fină și structură uniformă. Numărul de particule de dimensiune mai mică de 1 mm, este în ea de aproximativ 85%.

rezistența specifică de filtrare este valoarea inițială atunci când selectarea metodei de deshidratare a nămolului.

Pentru a reduce filtrarea rezistivitate și procesul de separare a apei intensificarea precipitațiilor, înainte de dezhidratare pretratate. Cu cât rezistivitatea, cu atât mai profundă tratare prealabilă necesară. Prin metode de pretratare includ spălarea precipitatului cu apă, tratarea cu agenți chimici, congelare urmată de decongelare, tratament termic.

Cea mai simplă metodă este uscarea deshidratarea nămolurilor tort pe locurile în care conținutul de umiditate poate fi redus la 75-80%. În acest caz, precipitatul este redus în volum și în greutate de 4 până la 5 ori, își pierde capacitatea de curgere și poate fi transportat cu ușurință la site-ul său de utilizare. Cu toate acestea, metoda de uscare necesită o mulțime de teren, și, în plus, umiditatea nămolului uscat este încă prea mare.

In ultimii ani, mai mult și mai sunt larg utilizate metode mecanice și termice pentru îndepărtarea umidității. În această deshidratare poate fi supus ca o precipitare brută (cu dezinfecție ulterioare) și precipitarea după procesarea biochimice. Alegerea unui circuit de procesare de precipitare dictată de condițiile locale și a făcut în vedere proprietățile fizico-chimice ale sedimentelor, cerințele sanitare-epidemiologice și calcule tehnico-economice.

cele mai mari filtre cu vid utilizare găsite pentru Deshidratarea mecanică. Cu toate acestea, în ultimii ani, în practică externă și internă, împreună cu ei a început să se folosească de centrifuge și prese de filtrare.

Când deshidratării sedimente umede și nămol, fermentate în diferite condiții specializate mezo sau aerobnostabilizirovannyh necesită dezinfectarea lor, deoarece aceste precipitate pot cuprinde ouă de helminți. Dezinfecția realizată prin încălzirea precipitatului la 60 ° C, compostare, radiații, uscare termică.

Precipitatul rezultat Deshidratarea mecanică încă conține 75-85% apă, component, astfel, aproximativ 3/4 din greutatea sa.

uscarea termică a șlamului pentru a reduce conținutul de umiditate la 20 până la 35%, ceea ce facilitează foarte mult condițiile de transport și depozitare. Precipitatul uscat poate fi ambalat sub forma livrat la locul de utilizare.

Costurile de capital ale acestei metode sunt destul de ridicate, prin utilizarea de uscare termică este justificată numai în cazul în care utilizarea eficientă a nămolului uscat.

Pentru eliminarea completă a componentelor organice arde precipitarea lor. Metoda de ardere este aplicabilă în cazurile în care nu este posibilă sau de eliminare a nămolului punct de vedere economic. Un obstacol în utilizarea nămolului ca îngrășământ poate fi faptul că aceasta conține substanțe toxice și alte impurități care se varsă în sistemul de canalizare municipale cu ape uzate industriale.

In ultimii ani, metoda de ardere este tot mai utilizate pentru a elimina producția de nămol o serie de produse chimice, petrochimice, industria cărbunelui și a apelor reziduale municipale stații de epurare a precipitațiilor.

Arderea are loc oxidarea completă a materiei organice și formarea de reziduuri de precipitare steril - cenușă care poate fi folosit ca material de umplutură în prepararea dewaterability nămolului. Acest lucru reduce consumul de substanțe chimice.

Economia procesului de ardere este determinată de doi factori principali: căldura de ardere și umiditate precipitat. Căldura de combustie, la rândul său, depinde de compoziția chimică și precipitarea pentru stațiile municipale de epurare a apelor uzate este 16800-27 400 kJ per 1 kg de substanță fără cenușă. Cea mai scăzută Căldura de combustie au digerat nămol, precipitat brut naibolshey- din decantoarele primare.

În funcție de căldura de ardere a nămolului deshidratat poate fi incinerate cu sau combustibil independent aditiv.

Deoarece procesul de ardere este precedată de evaporarea umezelii, care necesită cheltuieli considerabile de căldură (aproximativ 4200 kJ per 1 kg de apă), nevoia de combustibil suplimentar este direct proporțional cu umiditatea nămolului. Anterioare stațiilor de tratare străine care utilizează metoda de ardere arată că eul poate fi doar combustiei de precipitare, în care raportul dintre materia apă și fără cenușă nu depășește 3,5: 1.

Incinerator este utilizat într-un număr de stații de tratare a SUA, Franța, Suedia și alte țări. nămol deshidratat este ars într-un tambur sau cu mai multe vetre, reactoare, pat suspensie.