Осадки сточных вод относятся к классу труднообезвоживаемых полидисперсных суспензий. Влага в осадках сточных вод находится в химической, физико-химической и физико-механической связи с твердыми частицами, а также в свободном виде.

Кроме того необработанные, необезвоженные осадки сточных вод представляют собой биологически опасные отходы, содержащие широкий спектр патогенных микроорганизмов, паразитов (яиц гельминтов, цист простейших, вирусов и др.).

При этом степень патогенности исходных влажных осадков напрямую зависит от их возраста и температуры, а также источника образования. К примеру, наибольшую патогенную опасность представляют собой осадки из выгребных ям, где длительное время подвергаются разложению с активным ростом патогенных бактерий и вирусов. К прочим патогенным осадкам можно отнести медицинские отходы, а также отходы от очистки сточных вод различных полигонов.

Обеззараживание ОСВ, как правило, тесно связано с их своевременным сбором, отделением, обработкой реагентами и обезвоживанием.

Продолжительность обезвоживания осадков в естественных условиях (на иловых картах) влажности 98% до 75% составляет 90-110 суток. При обезвоживании в геотубах возможно достижение влажности 65-70% при продолжительности около 100-150 суток.

На канализационных очистных сооружениях основная часть загрязнений, содержащаяся в сточных водах в относительно разбавленном виде, при очистке задерживаются, концентрируются и образуют осадок.

В зависимости от состава технологической схемы очистки сточных вод образуются следующие виды осадков:

–отбросы с механических решеток;

– осадок (песок) из песколовок;

– осадки плавающие (жир и пр.);

– осадок первичных отстойников;

– избыточный активный ил (отделенный во вторичных отстойниках или на MBR-блоках);

– биологическая пленка (образуется при использовании биозагрузки, биофильтров после биофильтров);

– смеси осадков и илов;

– анаэробно сброженные осадки (мезофильное и термофильное сбраживание).

Отбросы с решеток содержат в основном крупные взвешенные и плавающие вещества.

Отбросы с решеток собираются, прессуются в пресс-компакторах/ пресс-транспортерах, загружаются в контейнеры, производится обработка (обеззараживание, деодорация) и вывоз на утилизацию.

Песок с песколовок является тяжелым осадком, плотность 1600 кг/м³, влажность 60%. Песок отмывается от органических веществ и может быть использован в дорожном строительстве и других строительных применениях.

Осадки плавающие, в основном задерживаемые жироловками, всплывающие в отстойниках или отделяемые на стадии механической очистки. Данные всплывающие пленки отделяются скиммерами, скребками, переливными трубами или насосами собираются в отдельные контейнера и вывозятся на утилизацию.

Сырые осадки выпадают в первичных отстойниках. Обычно они собой вязкую слизистую суспензию с кисловатым запахом, из-за большого содержания легкоокисляемых органических соединений, склонные к быстрому загниванию, размножению патогенной микрофлоры и образованию неприятных запахов.

Осадки из первичных отстойников либо обрабатывают и обезвоживают в смеси с осадками из вторичных отстойников, либо подают на анаэробное (метановое) сбраживание (метантенки).

Все жидкие осадки должны обезвоживаться до влажности не более 82% естественным (подсушка на иловых площадках) или механическим методом (с использованием обезвоживающего оборудования или фильтрующих мешков, геотуб) [СП 32.13330].

Перспективной является технология извлечения фосфатов из сточных вод.

Осадки очистных сооружений, начиная с больших (производительностью > 10 000 м³/сут), должны подвергаться стабилизации. Допускается использование биологических, химических, термических и термохимических методов стабилизации. Стабилизации могут подвергаться жидкие и обезвоженные (подсушенные в естественных условиях) осадки сточных вод [СП 32.13330 «Канализация. Наружные сети и сооружения»].

При применении на очистных сооружениях установок термической сушки или сжигания (пиролиза и т.п.), а также при захоронении осадка на полигонах, оборудованных системой сбора и утилизации свалочного биогаза, предварительная стабилизация осадка не обязательна [СП 32.13330 «Канализация. Наружные сети и сооружения»].

Жидкие осадки могут быть стабилизированы с использованием метода анаэробного метанового сбраживания, анаэробно-аэробной, аэробно-анаэробной обработки; аэробной стабилизации.

Механически обезвоженные осадки, а также осадки, подсушенные в естественных условиях, допускается стабилизировать методами компостирования с органо-содержащими наполнителями и (или) выдержкой в естественных условиях на площадках стабилизации и обеззараживания. В процессе выдержки достигается дополнительная подсушка, минерализация органических веществ, обеззараживание (включая дезинвазию), улучшение структуры. Период выдержки следует принимать равным 1 – 3 года, в зависимости от климатических районов по СП 131.13330 (климатических районов I и II – не менее трех лет; климатического района III – не менее двух лет; климатического района IV – не менее одного года). Размещение осадков на площадках стабилизации и обеззараживания должно производиться на основании разработанных проектных решений, обеспечивающих невозможность смешения масс осадков различных лет (периодов).

Термическую сушку допускается применять для подготовки осадка к вывозке и размещению на полигонах, сжиганию, утилизации осадка в качестве сырья и топлива на других предприятиях (цементные заводы и др.). Допускается осуществлять сушку осадка в местах его дальнейшей утилизации, при наличии соответствующих тепловых ресурсов.

Анаэробное (метановое) сбраживание рекомендуется рассматривать как технологию стабилизации, обеззараживания осадков и получения вторичных энергоресурсов на очистных сооружениях, начиная с крупных (производительностью> 40 000 м³/сут). Процесс сбраживания следует проводить в метантенках. При технико-экономическом обосновании допускается применение анаэробного сбраживания при последующем сжигании или пиролизе. [СП 32.13330 «Канализация. Наружные сети и сооружения»].

При проектировании новых очистных сооружений начиная от средних (> 4000 м³/сут) следует предусматривать обезвоживание осадков механическими методами, иловые площадки допускаются только в качестве резервных сооружений.

Для новых очистных сооружений от больших (производительностью от 10 000 м³/сут) и крупнее следует ориентироваться на работу без резервных иловых площадок.

Для механического обезвоживания осадков допускается использовать центрифуги (центробежные декантеры), ленточные, камерные и шнековые фильтр-прессы. Широкое распространение также получили шнековые дегидраторы.

Для улучшения водоотдающих свойств осадков сточных вод, для ускорения процессов обезвоживания, для снижения загрязнения фугата при обезвоживании, используются органические флокулянты.

Таким образом типовая схема обработки осадков (кроме отбросов с решеток) на очистных сооружениях биологической очистки выглядит следующим образом:

– перекачка осадка на стабилизацию и/или илоуплотнение;

– обработка осадка препаратами для дезинвазии*;

– перекачка осадка насосами на оборудование механического обезвоживания с одновременной обработкой флокулянтами;

– обезвоживание осадка;

– возврат осветленной части (фильтрата) от обезвоживания в начало схемы;

– сбор кека (обезвоженного осадка, влажностью до 75-80%) и вывоз его на утилизацию.

* Поскольку данные осадки содержат возбудители паразитарных болезней, то при их обработке применяются следующие методы и способы санации, обеззараживания, исключающие или резко снижающие риск заражений человека.

К таким методам обеззараживания относятся дегельминтизация и дезинвазия.

Дегельминтизация – система профилактических мероприятий, направленных на уничтожение гельминтов на всех стадиях их развития, как в организме человека и животных, так и в окружающей среде.

Дезинвазия – уничтожение инвазионных стадий возбудителей паразитарных болезней: яиц и личинок гельминтов, цист и ооцист паразитических простейших (кокцидий, балантидий, лямблий, криптоспоридий и др.), яиц клещей в различных компонентах окружающей среды (сточные воды и их осадки, навоз, нечистоты и т.п.).

Для дезинвазии применяют любые доступные методы (химические, физические, биологические и комбинированные), обладающие подтвержденными дезинвазионными свойствами, с обязательным контролем параметров технологического процесса (в том числе температура, дозировка, экспозиция) и оценкой эффективности конечного результата путем проведения соответствующих санитарно-паразитологических исследований. [СанПиН 3.3686-21 “Санитарно-эпидемиологические требования по профилактике инфекционных болезней”].

Дезинвазию (обеззараживание) осадка необходимо осуществлять не во всех случаях, а только перед использованием полезных свойств осадка. То есть, например, перед захораниванием осадка проводить его дезинвазию не нужно. [СП 32.13330.2018. Свод правил. Канализация. Наружные сети и сооружения.]

Согласно Федеральному классификационному каталогу отходов «ФККО», утвержденному приказом Федеральной службы по надзору в сфере природопользования от 18 июля 2014 г. N 445, осадок сточных вод (ил избыточный биологических очистных сооружений хозяйственно-бытовых и смешанных сточных вод) относится к отходам IV класса опасности и может быть утилизирован на полигонах ТКО.

Для обезвоживания осадка очистных сооружений производительностью до 4000 м3/сут (от малых до небольших по СП 32.13330) широкое применение получили шнековые дегидраторы.

Шнековый обезвоживатель осадка

Принцип работы шнекового дегидратора.

Шнековым насосом в отсек флокуляции подается стабилизированный осадок, также в этот отсек подается раствор флокулянта от станции дозирования.

Обработанный флокулянтом осадок, направляется в узел обезвоживания – зону шнека. Фильтрат при данном процессе вытекает между кольцами из зазоров, ширина которых в направлении выхода кека уменьшается. Также уменьшается шаг витков шнека, создавая в зоне обезвоживания давление, а также уменьшая объем осадка и его влажность. Внутреннее давление в барабане регулируется прижимной пластиной, установленной на конце шнека. Отделенный фильтрат отправляется в начало очистных сооружений, а обезвоженный кек (влажностью 79-80% при обезвоживании осадка бытовых сточных вод) сбрасывается в контейнер и вывозится на утилизацию.

Шнековый дегидратор предназначен для обезвоживания осадков любой природы, образовавшихся в процессе чистки стока вод (сельскохозяйственных, промышленных, хозяйственно-бытовых и т.д.). Преимущества шнекового дегидратора:

– простое оборудование, требующее минимальное количество ручного труда при обслуживании;

– обезвоживание осадка сточных вод с концентрацией взвешенных веществ в диапазоне 2 000-35 000 мг/л;

– обезвоженный осадок имеет влажность от 68 до 80 % (в зависимости от состава стока);

– имеется встроенная зона сгущения, не требующая применения дополнительных сгустителей, илоуплотнителей;

– минимальные объемы промывной воды.

– низкий уровень вибрации и шума.

– меньшее потребление электроэнергии по сравнению с большинством других методов обезвоживания;

– низкие эксплуатационные затраты;

– небольшие габариты и вес (меньше только у декантеров), возможность компактного размещения;

– высокая степень автоматизации;

– не требует постоянного контроля

Компания «АСП ТЕХПРОГРЕСС» предлагает свои услуги по комплексному и индивидуальному проектированию, разработке, изготовлению и поставке оборудования по очистке сточных вод и обработке, обезвоживанию осадков.