Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Современное состояние вопроса по обработке осадков сточных вод 9
1.1.Требования к качеству обработанных канализационных осадков 9
1.2.Существующие способы стабилизации осадков сточных вод 10
1.2.1. Предварительная обработка сырого осадка 14
1.2.2. Предварительная обработка активного ила 16
1.3.Существующие технологии обезвоживания осадков сточных вод 18
1.3.1. Гравитационный способ обезвоживания осадков 18
1.3.2. Механический способ обезвоживания осадков 24
1.3.3. Способы подготовки осадков сточных вод к обезвоживанию 29
1.4.Обезвреживание осадков сточных вод 33
Выводы 36
ГЛАВА 2. Исследование способов интенсификации процесса стабилизации осадков сточных вод 38
2.1.Состав и свойства осадков сточных вод 38
2.2.Исследования по подготовке уплотнённого активного ила к сбраживанию 44
2.2.1. Изучение механического способа разрушения клеток активного ила 45
2.2.2. Изучение ферментного способа разрушения белковой оболочки активного ила 50
2.3.Исследования процессов сбраживания и газообразования при анаэробной стабилизации осадков сточных вод 55
2.3.1. Исследования возможности интенсификации процессов сбраживания в существующих метантенках 55
2.3.2. Экспериментальные исследования по сбраживанию осадков сточных вод 57
Выводы 67
ГЛАВА 3. Исследование способов обезвоживания осадков сточных вод 69
3.1 .Предварительная реагентиая обработка осадков перед обезвоживанием 69
3.1.1. Изучение свойств осадков, обработанных флокулянтом 69
3.1.2. Исследование свойств осадков при введении в них присадочных материалов 84
3.2.Исследование гравитационного способа обезвоживания осадков 101
3.3.Изучение механического способа обезвоживания осадков сточных вод 106
3.3.1. Математическое моделирование процесса центрифугирования... 106
3.3.2. Прогнозирование качества обезвоживания осадков сточных вод на декантерах 116
3.4.Исследования методов обезвреживания осадков сточных вод 128
Выводы 135
ГЛАВА 4. Разработка технологии комплексной обработки осадков сточных вод 137
4.1.Существующая технологическая схема обработки осадка на очистных сооружениях канализации 137
4.2. Рекомендуемые технологии комплексной обработки осадка для очистных сооружений канализации 140
4.3.Технико-экономическое сравнение существующих и рекомендуемых технологий 147
Выводы 163
Заключение 164
Библиографический список использованной литературы. 166
Приложения 181
- Способы подготовки осадков сточных вод к обезвоживанию
- Изучение ферментного способа разрушения белковой оболочки активного ила
- Исследование свойств осадков при введении в них присадочных материалов
- Рекомендуемые технологии комплексной обработки осадка для очистных сооружений канализации
Введение к работе
В настоящее время во многих регионах России сложилась тяжёлая ситуация с обработкой осадков сточных вод. Особенно остро она стоит в городах Сибири. Традиционные технологии обработки осадков несовершенны и не удовлетворяют современным требованиям, предъявляемым экологическими службами. Так, например, Кузбасс является одним из наиболее неблагополучных в экологическом отношении регионов Российской Федерации. Вода, воздух и почва загрязнены отходами различных отраслей индустрии - черная и цветная металлургия, химическая и угледобывающая промышленность. В настоящее время экологическая ситуация в Кузбассе во многих ее аспектах критическая, а положение с основным водоисточником региона (р. Томь) близко к катастрофическому. Основными причинами загрязнения реки являются растущие объемы сточных вод и смыв в период паводков с иловых карт осадков сточных вод. Существует реальная опасность катастрофического загрязнения реки Томь, что представляет собой серьёзную экологическую угрозу для всего бассейна р. Томи (г.г. Кемерово, Юрга, Томск).
В последнее время экологической ситуации уделяется особое внимание. Принятые нормативные документы [1, 2, 3] рекомендуют вносить изменения в технологические процессы обработки осадков для выполнения требований Закона РСФСР «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» и постановления ГосКома РФ по охране окружающей среды № 1518.
В большинстве городов Кузбасса обезвоживание осадков осуществляется на иловых картах, в то время как данный способ обезвоживания является неэффективным в условиях Сибири. Работа площадок на испарение влаги в регионах с суровыми климатическими условиями практически не происходит ввиду короткого летнего периода, а дренажная система для отвода надиловых вод не работает вследствие ее быстрой кольматации. В таких регионах площадки работают в основном на намораживание осадков. Также недостатком иловых площадок является то, что для их устройства требуется отведение значительных земельных угодий. К тому же иловая вода, которая отводится в головную часть очистных сооружений повышает концентрацию загрязняющих веществ в поступающих на очистку стоках, что ведет к увеличению нагрузки на процесс очистки. Из вышесказанного следует, что необходима разработка эффективных технологических решений по обработке осадков городских сточных вод, которые будут удовлетворять современным экологическим требованиям. Методы обработки должны быть не только эффективными, но и более выгодными с экономической точки зрения по сравнению с типовыми техническими решениями.
Настоящая диссертационная работа посвящена изучению вопросов, связанных с разработкой экологически безопасной технологии обработки осадков городских сточных вод. В связи с тем, что в Кузбассе имеются как крупные, так и мелкие города, разработку технологических схем обработки осадка было решено производить по двум вариантам: для очистных сооружений производительностью более 100 тыс. м /сут и менее 100 тыс. м /сут. В качестве объектов исследования были выбраны очистные сооружения г. Кемерово.
Очистка сточных вод г. Кемерово осуществляется на двух площадках ОСК, расположенных на разных берегах р. Томи. Обе площадки имеют традиционные технологические схемы очистки сточных вод. Левобережные ОСК-1 рассчитаны на производительность — 250 тыс. м /сут, а правобережные ОСК-2 на производительность - 40 тыс. м3/сут.
Основной проблемой очистных сооружений является обезвреживание и снижение объёмов осадков сточных вод, образующихся в процессе очистки стоков. По предварительной оценке механическое обезвоживание позволит сократить количество осадка в несколько раз. При этом сократятся требуемые земельные площади для складирования и подсушки осадка, предотвратится угроза аварийных сбросов загрязняющих веществ, при переполнении иловых карт или в период паводка. Кроме того, сократится воздействие осадка на подземные воды. К тому же обезвоженный осадок можно будет утилизировать. Следует отметить, что механическое обезвоживание требует значительных эксплуатационных затрат. Экономически более целесообразным может быть гравитационное осаждение, однако в зимний период, как указывалось выше, данный метод для условий Сибири неэффективен. Кроме того, вопрос обезвоживания осадка должен рассматриваться в комплексе с проблемами обезвреживания и предварительной подготовки осадка к обезвоживанию. Хотя актуальность данной проблемы очевидна, в настоящее время нет её эффективного решения.
Целью диссертационной работы является разработка комплексной, экономически и экологически обоснованной технологии обработки осадков городских сточных вод, предотвращающей загрязнение окружающей среды за счёт сокращения объёмов осадков сточных вод и их эффективного обезвреживания, обеспечивающей снижение эксплуатационных затрат при утилизации осадков.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Выполнить анализ зарубежного и отечественного опыта по обработке осадков сточных вод.
2. Исследовать характеристики и свойства осадков, образующихся на ОСК.
3. Изучить процесс подготовки активного ила к сбраживанию путём разрушения клеточной оболочки микроорганизмов. Исследовать процесс интенсификации сбраживания при совместной обработке сырого осадка и избыточного активного ила с определением состава образующегося при этом биогаза.
4. Исследовать способы интенсификации процесса обезвоживания осадка на иловых картах.
5. Изучить действие различных видов реагентов на изменение интенсивности водоотдачи осадков городских сточных вод. Определить наиболее эффективные реагенты и их оптимальные дозы.
6. Исследовать свойства осадков при их механическом обезвоживании. Установить зависимость технологических характеристик обезвоженного кека от вида реагента, применяемого для предварительной обработки осадка при механическом обезвоживании.
7. Изучить процесс обезвреживания осадков сточных вод овицидным препаратом и разработать эффективную технологию дегельминтизации осадков в условиях Сибири.
8. На основе анализа экспериментальных исследований и теоретических расчётов разработать комплексную технологию обработки осадков городских сточных вод. Выполнить технико-экономическое обоснование разработанной технологии.
Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:
1. Экспериментально установлена и теоретически обоснована эффективность использования фермента трипсин при механическом разрушении микроорганизмов активного ила.
2. Определена зависимость эффекта обезвоживания канализационного осадка от возраста осадка промывных вод водопроводных фильтров при их совместной обработке.
3. Предложен теоретический расчёт технологических характеристик кека, получаемого при механическом обезвоживании, учитывающий способ предварительной обработки осадка.
4. Экспериментально установлена эффективность обезвреживания осадков сточных вод овицидным препаратом «Пуролат-Бингсти» в условиях Сибири.
Практическая ценность работы состоит в том, что: 1. Разработана комплексная технология обработки осадков городских сточных вод, позволяющая повысить эффект обезвоживания и обезвреживания осадка, сократить эксплуатационные затраты при его обработке в условиях Сибирского региона за счёт снижения расхода электроэнергии и платежей за негативное воздействие на окружающую среду.
2. Внедрение разработанной технологии в г. Кемерово позволило снизить себестоимость обработки осадка. Подтверждённый экономический эффект от внедрения составил 3,1 млн. руб. в ценах 2002 г.
3. По результатам работы выданы рекомендации ОАО «КемВод» г. Кемерово, которые были использованы при реконструкции и строительстве очистных сооружений канализации г. Кемерово и г. Мариинска Кемеровской области.
Достоверность полученных экспериментальных результатов обеспечена применением аттестованных приборов и установок, достаточной воспроизводимостью экспериментальных величин.
Личный вклад автора
Автор с 1996 по 2003 г.г. принимал непосредственное участие в работах, связанных с очисткой сточных вод и обработкой образующихся при этом осадков. Ею внедрена технология обезвреживания осадков сточных вод, исследован в промышленных условиях способ совместной обработки осадков канализационных очистных сооружений и водоподготовительных станций. За этот период Савельевой Л.Н. по рассматриваемой теме подготовлено 11 публикаций.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на международных научно-практичекских конференциях «Водоснабжение и водоотведение: качество и эффективность» (г. Кемерово 1998, 1999, 2001, 2002 г.г.); научно-технической конференции НГАСУ (г. Новосибирск апрель 2003 г).
Диссертация изложена на 165 страницах, состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка используемой литературы из 138 наименований, 2 приложений, содержит 61 таблицу, 27 рисунков.
Способы подготовки осадков сточных вод к обезвоживанию
Обезвоживание осадка в отечественной практике [70] осуществляется в 2 этапа. На 1-м этапе обезвоживания осадок фильтруют при постоянном перепаде давления до образования слоя обезвоженного осадка в фильтр-прессе; на 2-м этапе разрушают коагуляционную структуру осадка с помощью центробежного насоса, после чего подают осадок на фильтр-пресс при возрастающей разности давлений. В работе [71] предлагается усовершенствование процесса обезвоживания осадка на фильтр-прессах. Сущность предложения состоит в том, что на всем пути транспортировки осадка фильтр-прессом производится его перемешивание коническими насадками, установленными вдоль пути следования. Угол при основании конуса насадки от 15 до 30 к горизонтали и изменен таким образом, что интенсивность перемешивания возрастает в направлении вывода обезвоженного осадка.
Компанией «Дегремон» [72] предложен вариант усовершенствованного ленточного фильтр-пресса GDE - Superpress, в котором предусмотрены стадия предварительного естественного обезвоживания и стадия обезвоживания механическим сжатием между лентами фильтроткани. С целью повышения содержания сухого вещества до 60-70% без применения реагента [73] предлагается процесс, в котором осадок после фильтр-пресса подается в камеру с перфорированным дном, где за счет потока теплого воздуха поддерживается температура не ниже 60С. Время выдержки около 6 суток, при этом в осадке протекают биологические и химические процессы с выделением тепла, что позволяет уменьшить энергозатраты. За счет деструкции органических компонентов объём и вес осадка снижается, конечный продукт имеет вид гранулята с достаточной механической прочностью.
Среди современных аппаратов для обезвоживания осадка СВ успехом пользуются напорные флотаторы и камерные фильтр-прессы фирм Filax, Blasweiler, Netzsch, Selb, а также ленточные фильтр-прессы фирмы Windhoff AG, Roll AG. Представляет интерес непрерывно работающий ленточный фильтр-пресс [74] с насосом-дозатором флокулянтов.
Также предлагается использование трубчатых фильтр-прессов [75], в которые осадок подается под давлением через распределитель внутрь множества расположенных параллельно труб из пористого тканого полиэфирного волокна. Кск накапливается внутри, а фугат просачивается через стенки труб. Кек удаляется при сжимающем обкатывании труб снаружи роликами (см. рис. 1.З.).
Фирмой Bokela [76] по заказу фирмы Siempel-Kamp, Krefeld, разработана конструкция высоконапорного пресса. Рабочее пространство пресса выполнено в виде цилиндра, плотно заполняемого сложенной определенным образом фильтровально-дренажной тканью. Фильтроцикл включает следующие последовательные технологические операции: заполнение слоев между тканью исходным осадком, создание рабочего давления (до 100 бар) с помощью гидросистемы, сбор и удаление фильтрата, выгрузка обезвоженного осадка. Фильтроцикл продолжительностью 10 минут обеспечивает обезвоживание осадка до влажности 60%. При этом отпадает необходимость применения коагулянта и снижаются дозы флокулянтов.
Приведённые выше технологии обезвоживания осадков с использованием различных видов фильтр-прессов позволяют значительно повысить эффект обезвоживания осадков. Однако оборудованию этого рода присущи такие недостатки, как большие габаритные размеры и низкие санитарные условия труда при их обслуживании из-за наличия открытой системы.
Помимо фильтр-прессов, современная промышленность предлагает множество центрифуг различных типов. Отечественная промышленность выпускает центрифуги ОГШ, ЦЛР-ІУ.4.2 и ОМД - 802 К-4. Ведущими зарубежными производителями центрифуг являются фирмы Westfalia Separator, Humbolt и Flottweg Vorones. Фирма Westfalia Separator [77] предлагает декантирующие центрифуги, производительностью от 2 до И0м3/ч обезвоженного осадка с содержанием сухого вещества 30%. Особенностью их является двойная зубчатая передача, гидравлическая муфта и самозащита от перегрузок. Такие центрифуги выигрывают у фильтр-прессов по технико-экономическому показателю. Получаемый осадок удобен для использования в сельском хозяйстве и сжигания. В Англии на «Auglian Water Services» установлена центрифуга, в которой осадок обезвоживается до содержания в нем сухого вещества 25% [78].
Возможно обезвоживание осадка в поле центробежных сил, реализуемое в корзинчатой центрифуге с вертикальной осью вращения и рациональным удалением нерастворимых примесей обезвоживаемых суспензий. При этом в фильтрующей корзине обеспечивается дополнительная подсушка обезвоженного осадка горячим воздухом [79]. Конструкция обезвоживающей корзины позволяет интенсифицировать процесс обезвоживания и повысить надежность работы из-за отсутствия шнека.
Применение центрифуг, в отличие от вакуум- и пресс-фильтров, имеет преимущества за счёт наличия закрытой системы, обеспечивающей полную изоляцию обслуживающего персонала от контакта с осадками сточных вод. Центрифугами можно достигать скорости осаждения 10 м/ч, что в 50 раз превышает скорость естественного уплотнения осадка, при этом сокращается продолжительность процесса обезвоживания. Они имеют компактную конструкцию, допускают полную автоматизацию процесса.
Однако недостатком центрифуг является то, что они имеют много движущихся элементов, подверженных износу за счёт абразивности осадков, в том числе шнек, который является основным рабочим элементом.
Изучение ферментного способа разрушения белковой оболочки активного ила
При проведении теста на Соїі-титр фугат от сброженного осадка засевался на стерильную лактозо-пептонную среду и инкубировался в течение 1 суток при температуре 37С. При подозрении на кишечную палочку (образование газа и мути в заражённой питательной среде) результат подтверждался путём пересева полученной пробы на среду Эндо. В случае вырастания на среде типичных колоний с металлическим блеском производился пересев колоний на вторую бродильную среду Гисса. При наличии в пробе палочек Coli среда Гисса изменяла окраску с бледно-розовой на ярко-красную и в поплавке образовывался газ. Параллельно с пересевом на среду Гисса выполнялся мазок выращенной колонии с последующим его микроскопическим обследованием [120].
Посев на патогенные группы микроорганизмов (сальмонеллы, шегеллы, дизентерийные палочки) производился также из фугата от центрифугирования сброженных осадков. При этом засев фугата производился в накопительную магниевую среду с инкубацией в течение 1 суток при температуре 37иС. Затем выполнялся пересев на висмут-сульфитный агар с инкубацией в течение 48 часов при 37 С. После инкубации производился просмотр дифференциально-диагностических сред. Подозрительные колонии сальмонелл (бесцветные или бледно-розовые) пересевались на среду Ресселя и термостатировались при 37С в течение 24 часов. Если при этом среда изменялась до кислоты и газа или оставалась без изменений, то давался отрицательный результат. Если в среде Ресселя лактоза и сахароза оставалась без изменения, глюкоза изменялась до кислоты, а сероводород не образовывался, то такая среда давала подозрения на дизентерийную палочку. Если в среде Ресселя лактоза и сахароза оставались без изменений, глюкоза изменялась до кислоты и газа и образовывался сероводород, то возникали подозрения на наличие сальмонеллы. Из подозрительных сред Ресселя выполнялись мазки и микроскопия. Бактерии сальмонеллы и дизентерийные палочки характеризуются короткими грамм отрицательными палочками, окрашивающимися по Гаму [120].
Аналогично производился тест на шегеллы. Для этого фугат вносили в 1% раствор мясопептонного бульона и термостатировали при 37 С в течение 24 часов, затем производился пересев на дифференциальную селективную среду Плоскирева-Эндо с эозиновым метиле новым синим. Чашки с посевом инкубировались 24 часа. При вырастании мелких серовато-зеленых колоний производился пересев на среду Ресселя. Если в среде Ресселя лактоза и сахароза оставались без изменений, глюкоза изменялась до кислоты и образовывался сероводород, то возникало подозрение на наличие шегелл.
Параллельно с пересевом на среду Ресселя выполнялась окраска мазков по Граму с последующим микросколированием [120].
Для определения наличия в осадке яиц гельминтов его подвергали экстракции щелочью в течение 20 минут с последующим центрифугированием. Центрифугированный осадок смешивали с насыщенным раствором NaNO и вновь центрифугировали. После этого смесь отстаивалась до всплытия яиц гельминтов. Затем пробирки накрывались предметным стеклом, и с пробы снималась поверхностная пленка. Пленка смешивалась с 50-% раствором глицерина, и проводилась микроскопия полученного мазка [120].
Определение жизнеспособности яиц гельминтов проводилось путём инкубации пробы осадка в течение 10 сут при температуре 27С, что обеспечивало оптимальные условия для развития яиц паразитозов. Затем выполнялось микроскопическое обследование по выявлению жизнеспособности. В случае, если оболочка яйца была разрушена или деформирована, давалось заключение, что такое яйцо является нежизнеспособным. Жизнеспособными считались яйца, в которых просматривалась развитая личинка гельминта. Обобщённые результаты агрохимической и санитарно микробиологической характеристик сброженного осадка представлены в таблице 2.2. При классификации фактических сброженных осадков их можно отнести по агрохимическим показателям — к высоко органическим удобрениям, по содержанию тяжёлых металлов — ко П-ой группе токсичности [9]. Такие осадки могут быть использованы под зерновые, зернобобовые, технические и кормовые культуры (кроме корнеклубнеплодовых культур), а также в промышленном цветоводстве, зелёном строительстве, в лесных и декоративных питомниках, для биологической рекультивации нарушенных земель и полигонов бытовых отходов. По санитарно-микробиологическим показателям качество сброженного в мезофильных условиях осадка не удовлетворяет требованиям ГОСТ Р17.4.3.07-2001. По литературным данным, обезвреживание яиц гельминтов может быть достигнуто при сбраживании осадков в термофильных условиях. Превышение нормы санитарно-микробиологического показателя по наличию жизнеспособных яиц гельминтов является сдерживающим фактором для применения осадков сточных вод в сельском хозяйстве. Для решения этой проблемы необходимо определить целесообразность перевода режима сбраживания осадка с мезофильного в термофильный или предусмотреть дополнительную обработку осадков с целью полного их обезвреживания. Помимо неудовлетворительных санитарных норм, осадки имеют высокую влажность, что также затрудняет возможность их утилизации. Наибольшая эффективность сбраживания и газообразования достигается путём совместного сбраживания в метантенках сырого осадка и предварительно подготовленного активного ила. Одним из способов подготовки активного ила является деструкция [121]. Активный ил представляет собой высокоорганическую суспензию, содержащую аморфные хлопья, включающие аэробные микроорганизмы и простейшие с адсорбированными на их поверхности загрязнениями сточных вод [132].
Исследование свойств осадков при введении в них присадочных материалов
Анализ литературных источников (см. гл.1) показал, что в качестве реагентов для подготовки осадков к обезвоживанию можно применять не только флокулянты, но и комбинированную обработку осадков флокулянтами с коагулянтами, с целью снижения расхода дорогостоящего флокулянта. Поэтому следует рассмотреть возможность утилизации водопроводных осадков в качестве коагулянта при комплексной обработке канализационного осадка [122, 124].
Осадки, образующиеся на водопроводных станциях, являются сложными органоминеральными системами, различными по своему составу и свойствам.
Осадки подземных вод отличаются от осадков поверхностных вод, но и те, и другие обладают остаточной коагулирующей активностью за счёт наличия в них гидрооксидов металлов. Наличие остаточной коагулирующей способности водопроводных осадков было решено использовать для снижения влажности канализационных осадков [122].
В качестве присадки были использованы свойства водопроводных осадков подземного водозабора р.п.ш. Ягуновская г. Кемерово, образующихся после промывки скорых фильтров. Следует отметить отличительную особенность водопроводных осадков -наличие процесса старения. Старение сопровождается отделением капиллярной жидкости, что приводит к уменьшению объёма осадка, улучшению его седиментационных и фильтрующих свойств. На процесс старения существенное влияние оказывает температура. Старый осадок состоит в основном из хлопьев рыхлой структуры с объёмной массой 0,01-1,03 г/м . По мере старения осадка резко ухудшаются его тиксотропные свойства. Учитывая указанное свойство водопроводных осадков, исследования проводились как со свежим, так и со старым водопроводным осадками. Следует отметить, что к свежим осадкам относятся водопроводные осадки со сроком хранения - 10 суток, а к старым со сроком хранения более 30 суток. Целью исследований было определение действия водопроводных осадков на канализационные, определение их оптимальной дозы в качестве присадки и изучение изменений характеристик канализационных осадков и их смесей при обработке водопроводными осадками. Для этого водопроводные осадки вводились в качестве присадки в различные виды канализационных осадков, образующихся на очистных сооружениях в различных соотношениях. При этом выдерживалось соотношение канализационных и водопроводных осадков: Практически для всех осадков и их смесей после введения присадки наблюдалась тенденция к увеличению способности уплотнения, уменьшению индекса центрифугирования и снижению удельного сопротивления. Для всех видов осадков были определены следующие показатели: способность к уплотнению, плотность, влажность, зольность осадка, концентрация по сухому веществу, концентрация взвешенных веществ в осадке, индекс центрифугирования и удельное сопротивление осадка.
Результаты исследований, проведённых со свежим водопроводным осадком, для сырого осадка представлены в таблице 3.8, для сброженного осадка - в таблице 3.9. и для уплотнённого активного ила - в таблице ЗЛО. Результаты исследований со старым водопроводным осадком представлены в таблице 3.11. для сырого осадка, в таблице 3.12 — для сброженного осадка и в таблице 3.13- для уплотнённого активного ила.
Индекс центрифугирования является показательным при механическом обезвоживании осадков на центрифугах; чем он ниже, тем эффективнее обезвоживание в поле центробежных сил. Удельное сопротивление показывает эффект обезвоживания при гравитационном уплотнении осадков на иловых картах. Чем ниже показатель удельного сопротивления, тем эффект обезвоживания выше.
Применение свежего водопроводного осадка при установленном оптимальном соотношении позволяет снизить индекс центрифугирования сырого осадка на 37,6%, сброженного осадка - на 1,2%, уплотненного активного ила - на 12,7%, смеси сырого осадка и уплотнённого активного ила -на 76,7%. Использование старого водопроводного осадка в том же соотношении позволяет снизить индекс центрифугирования сырого осадка на 19,6%, уплотнённого активного ила - на 6,7%, смеси сырого осадка и уплотнённого активного ила- на 12,6%. При введении старого водопроводного осадка в сброженный осадок индекс центрифугирования увеличивается на 44,1%. Для механического обезвоживания наиболее целесообразно применение свежего водопроводного осадка.
Рекомендуемые технологии комплексной обработки осадка для очистных сооружений канализации
Следующим этапом было изучение свойств препарата «Пуролат-Бингсти». По техническим характеристикам препарат способен в микродозах обеспечить полную дегельминтизацию природных, сточных вод и образующегося осадка, вызывая естественную гибель яиц гельминтов, не оказывая при этом влияния на метаболизм биоценоза активного ила, почву и здоровье человека.
Действие препарата основано на специфичной реакции фермента класса фосфатаз, входящего в состав препарата. Основу цепи ДНК личинки гельминта составляют чередующиеся остатки фосфата и пятиуглеродного сахара дезоксирибозы. Фермент, внедряясь в молекулу ДНК, разрушает связи фосфатного остатка, что приводит к нарушению нормального цикла развития личинки и как следствие её гибели. Все ферменты работают избирательно по принципу замка и ключа, поэтому данный препарат вступает в реакцию с определённым субстратом, в частности с яйцами гельминтов.
Для определения эффективности работы препарата была проведена серия лабораторных испытаний. Перед проведением испытаний по дегельминтизации сточных вод и осадков сточных вод были установлены фоновые загрязнения отобранных проб яйцами гельминтов. Отбирались и анализировались пробы сточной воды (из приемной камеры) и сырого осадка из первичных отстойников до и после применения препарата для проведения санитарно-паразитологического исследования по определению количественного и видового состава жизнеспособных яиц гельминтов.
Десятипроцентный раствор препарата «Пуролат-Бингсти» вводился в пробы сырого осадка в дозах из расчета 100 мл/м3, 10 мл/м3, 5 мл/м3, 1 мл/м3 и в сточную воду - в дозах 0,1 мл/м , 0,5 мл/м и 1 мл/м . Для получения достоверных результатов все опыты проводились в трехкратной повторяемости. Минимальное время контакта препарата с инвазионным материалом - 6 часов. Затем пробы помещались в инкубатор при температуре 27С и выдерживались в течение 7-Ю дней, для обеспечения оптимальных условий для развития яиц гельминтов. После этого также выполнялся с анитарно-паразито логический анализ инкубированных проб осадка и сточных вод на наличие жизнеспособных яиц гельминтов методом культивирования в течение 3 недель. Результаты исследований приведены в таблице 3.28,, 3.29.
Также было рассмотрено влияние препарата «Пуролат-Бингсти» на изменение свойств флокулянтов. Для этого в исследуемый осадок был введён флокулянт «Zetag 7689» и препарат «Пуролат-Бингсти», дозой 100 мг/м\ Обработанный таким образом осадок был подвержен центробежному тесту. В результате теста было обнаружено, что препарат не оказывает негативного влияния на флокулянт, а напротив, способствует укреплению флокул. Эта способность препарата «Пуролат-Бингсти» может быть использована для снижения дозы дорогостоящего флокулянта, а следовательно, для снижения себестоимости обезвоживания осадка. По результатам лабораторных испытаний препарата «Пуролат-Бингсти» видно, что наибольший эффект -98% - он обеспечивает при обработке сырого осадка дозой 10 мл/м и времени контакта 18 суток и обработки сточной воды дозой 0,1 мл/м . Причём препарат обладает пролонгирующим действием, и время его контакта может обеспечиваться после выгрузки обработанного препаратом осадка на иловой карте. Акт лабораторных исследований в приложении 2.
Одним из положительных качеств препарата является то, что он растительного происхождения и не обладает токсичным действием по отношению к активному илу. Это свойство было решено использовать при проведении промышленного испытания препарата «Пуролат-Бингсти» на малых очистных сооружениях г. Кемерово. При проведении промышленных испытаний помимо всего изучалось воздействие низких температур на обезвреживающую способность препарата. Поэтому промышленные испытания проводились в зимний период при наружной температуре воздуха —23— 25 С. Для обеспечения его полного контакта с осадком было решено дозировать препарат в приёмную камеру очистных сооружений. При проведении промышленных испытаний в здании решёток был установлен дозатор Мариотта и в течение 2 суток 10% раствор препарата «Пуролат-Бингсти», дозой 0,1 мл/м", подавался в канал перед решётками. До начала подачи препарата были отобраны пробы сточной воды, осадка и активного ила для санитарно-паразитологического анализа. На вторые и третьи сутки на санитарно-паразитологический анализ были отобраны пробы сточной воды на выходе после полной биологической очистки, активного ила и сырого осадка, обработанные препаратом. Схема отбора проб приведена на рис. 3.15. Результаты анализов, полученных при проведении промышленных испытаний (приложение 2), представлены в таблице 3.30.
