Совершенствование технологии обработки осадков сточных вод крупных городов : на примере г. Н. Новгорода

• Автор: Луков, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 204 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ стр.

Введение.

Глава 1. Анализ сооружений по обработке осадков сточных вод

1.1. Состав и свойства осадков сточных вод.

1.2. Обезвоживание осадков сточных вод.

1.2.1. Гравитационное уплотнение осадков.

1.2.2. Механическое обезвоживание осадков

1.3. Термическая обработка осадков.

1.3.1. Классификация отходов.

1.3.2. Методы термической обработки осадков

1.4. Утилизация осадков сточных вод

1.5. Депонирование осадков сточных вод. .
Выводы.
Глава 2. Краткая характеристика очистных сооружений Нижегородской станции аэрации НСА
2.1. Технология очистки сточных вод
2.2. Система механической очистки
2.3. Система биологической очистки.
2.4. Система обработки осадков.
Выводы.
Глава 3. Интенсификация процесса гравитационного уплотнения осадков сточных вод
3.1. Интенсификация гравитационного у плотнен ия ила реагентами
3.1.1. Методика проведения исследований
3.1.2. Результаты исследований.
3.2. Интенсификация гравитационного уплотнения ила омагничиванием.
3.2.1. Методика проведения исследований
3.2.2. Результаты исследований.
Выводы.
Глава 4. Совершенствование технологий обработки осадков сточных вод на Нижегородской станции аэрации.
4.1. Состав осадков, поступающих на обезвоживание.
4.2. Сооружения цеха обработки осадков
4.3. Оптимизация работы участка механического обезвоживания осадков.
4.3.1. Выбор оптимальной концентрации раствора реагента.
4.3.2. Выбор оптимальной скорости движения лент на фильтрпрессе
4.3.3. Выбор оптимального давления фильтрующих лент.
4.4. Состав сооружений и анализ работы сооружений участка механического обезвоживания осадка УМОО.
Выводы.
Глава 5. Построение моделей и оптимизация направлений технологических систем НСА.
5.1. Общее понятие по организации системы и ее модели
5.2. Математическая модель техникоэкономической системы.
Выводы.
Глава 6. Построение и анализ математических моделей НСА
6.1. Построение насыщенных моделей отдельных сооружений.
6.2. Математическая модель и оптимизация работы участка механического
обезвоживания осадка.
Выводы.
Выводы по диссертации.
Список использованной литературы


Так как стоимость депонирования осадка непрерывно растет, поэтому все большее развитие приобретает метод сжигания. Отмечается также рост применения методов жидкофазного окисления и газификации. Свойства суспензии во многом зависят от содержания в ней воды. Общее влагосодержание в осадках принято определять понятием «влажность». Величина влажности не позволяет оценить в достаточной мере возможность, условия и степень удаления влаги из осадка. Это обусловлено сложностью его структуры и особенностями распределения в ней воды. Однако только направленным воздействием на структуру осадка можно обеспечить эффективность процессов его обезвоживания. Наиболее полная классификация форм связи влаги с твердыми частицами предложена акад. П. А. Ребиндером []. В основе классификации лежит энергия связи, которую необходимо затратить для выделения воды из состава структуры. Применительно к осадкам сточных вод и методам их обработки эта классификация может быть представлена в форме табл. Таблица 1. WM - объем осадка, м3; Рос - плотность осадка, кг/м3. В структуре осадка влага может находиться в форме свободной воды, в физико-механической связи с твердыми частицами, а также в физико-химической и химической формах связи [2-7]. Свободная влага имеет наименьшую энергию связи со структурой осадка и легко может быть из него удалена. Физико-механически связанная влага - это капиллярная вода, вода смачивания и структурная влага. Физико-химической связью удерживается адсорбционная и осмотическая влага, а химически связанная вода, входящая в состав веществ, не выделяется даже при термической сушке осадков. Обезвоживанием на иловых площадках, вакуум-фильтрах удаляется только часть свободной воды. Связанная вода этими методами не удаляется. Для удаления связанной воды необходимо разрушение физико-механических форм связи. Для этого необходимо создание механизмов, работающих при большом давлении или центробежной силе, больше капиллярного, и разрушающих структурные связи. При вакуум-фильтрации (величина /^=0,—0, МПа) теоретически удаляется влага микрокапилляров радиусом более 5-1 О*6 м. Нарушение механофизических связей воды с частицами возможно при фильтр-прессовании (при соответствующем значении Р) и центрифугировании (при соответствующем факторе разделения). Простое отстаивание и уплотнение позволяют удалить только часть свободной воды и служат для уменьшения объема осадка, подвергаемого последующему механическому обезвоживанию. Уплотнение как метод уменьшения объема влажных осадков (с влажностью > %) является самым простым и распространенным способом. Уплотнению могут подвергаться сырые осадки первичных отстойников, активный ил вторичных отстойников, а также смесь осадков этих отстойников. Практика показала, что простое (безреагентное) уплотнение осадков с начальной влажностью менее % нерационально. Поэтому уплотнению, как правило, подвергаются активный ил вторичных отстойников или смесь сырого осадка и активного ила. При этом уплотнение может происходить с добавлением коагулянтов и без коагулянтов. Влажность уплотненного ила обычно составляет -,5 %, влажность смеси уплотненных осадков может достигать - %. В связи с этим уплотнение смеси осадков первичных и вторичных отстойников является более предпочтительным. Коагулирование осадков при уплотнении применяется редко. Для уплотнения осадков применяются модификации первичных вертикальных и радиальных отстойников, сгустители, флотаторы [7,,]. Предварительное уплотнение осадков приводит к снижению свободной влаги и, как следствие, к увеличению удельного сопротивления. Так, удельное сопротивление возрастает с до • Ю см/г, т. Вместе с этим при коагулировании сырых осадков хлорным железом, известью с последующим уплотнением удельное сопротивление возрастает всего на - %. Таким образом, при обработке осадков связка «отстаивание - уплотнение - обезвоживание» решается на основе экспериментальных исследований каждой станции в процессе очистки сточных вод, на основе оптимизации всех технологических и конструктивных параметров сооружений системы в целом.