СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОСАДКА СТОЧНЫХ ВОД

 

Общие указания

 

6.338. Осадок, образующийся в процессе очистки сточных вод (сырой, избыточный активный ил и др.), должен подвергаться обработке, обеспечивающей возможность его утилизации или складирования. При этом необходимо учитывать народнохозяйственную эффективность утилизации осадка и газа метана, организацию складирования неутилизируемых осадков и очистку сточных вод, образующихся при обработке осадка.

6.339. Выбор методов стабилизации, обезвоживания и обезвреживания осадка должен определяться местными условиями (климатическими, гидрогеологическими, градостроительными, агротехническими и пр.), его физико-химическими и теплофизическими характеристиками, способностью к водоотдаче.

6.340. При обосновании по рекомендациям специализированных научно-исследовательских организаций допускается совместная обработка обезвоженных осадков и твердых бытовых отходов на территории очистных сооружений канализации или мусороперерабатывающих заводов.

6.341. Надлежит предусматривать использование обработанных осадков городских и близких к ним по составу производственных сточных вод в качестве органо-минеральных удобрений.

 

Уплотнители и сгустители осадка перед обезвоживанием или сбраживанием

 

6.342. Уплотнители и сгустители следует применять для повышения концентрации активного ила. Допускается подача в них иловой смеси из аэротенков, а также совместное уплотнение сырого осадка и избыточного активного ила.

Для этой цели допускается применение илоуплотнителей гравитационного типа (радиальных, вертикальных, горизонтальных), флотаторов и сгустителей.

Данные   по  проектированию  уплотнителей аэробно стабилизированных осадков приведены в п. 6.367.

6.343. При проектировании радиальных и горизонтальных илоуплотнителей надлежит принимать:

выпуск уплотненного осадка под гидростатическим напором не менее 1 м;

илососы или илоскребы для удаления осадка;

подачу иловой воды из уплотнителей в аэротенки;

число илоуплотнителей не менее двух, причем оба рабочие.

6.344. Данные для расчета гравитационных илоуплотнителей следует принимать по табл. 58.

 

Таблица 58

 

Характеристика избыточного	Влажность уплотненного активного ила, %		Продолжительность уплотнения, ч		Скорость дви- жения жидкости
активного ила	Уплотнитель				в отстойной зоне вертикального
	вертикальный	радиальный	вертикальный	радиальный	илоуплотнителя, мм/с
Иловая смесь из аэротенков с кон- центрацией 1,5-3 г/л	-	97,3	-	5-8	-
Активный ил из вторичных отстой- ников с концентрацией 4 г/л	98	97,3	10-12	9-11	Не более 0,1
Активный ил из зоны отстаивания аэротенков-отстойников с концентра- цией 4,5-6,5 г/л	98	97	16	12-15	То же

 

 

6.345. Для флотационного сгущения активного ила надлежит применять метод напорной флотации с использованием резервуаров круглой или прямоугольной формы. Флотационное уплотнение следует производить как при непосредственном насыщении воздухом объема ила, так и с насыщением рециркулирующей части осветленной воды.

Влажность уплотненного активного ила в зависимости от типа флотатора и характеристики ила составляет 94,5-96,5 %.

6.346. Расчетные параметры и схемы флотационных установок надлежит принимать по данным научно-исследовательских организаций.

 

Метантенки

 

6.347. Метантенки следует применять для анаэробного сбраживания осадков городских сточных вод с целью стабилизации и получения метансодержащего газа брожения, при этом необходимо учитывать состав осадка, наличие веществ, тормозящих процесс сбраживания и влияющих на выход газа.

Совместно с канализационными осадками допускается подача в метантенки других сбраживаемых органических веществ после их дробления (домового мусора, отбросов с решеток, производственных отходов органического происхождения и т. п.) .

6.348. Для сбраживания осадков в метантенках допускается принимать мезофильный (Т=33 °С) либо термофильный (Т= 53 °С) режим. Выбор режима сбраживания следует производить с учетом методов последующей обработки и утилизации осадков, а также санитарных требований.

6.349. Для поддержания требуемого режима сбраживания надлежит предусматривать:

загрузку осадка в метантенки, как правило, равномерную в течение суток;

обогрев метантенков острым паром, выпускаемым через эжектирующие устройства, либо подогрев осадка, подаваемого в метантенк, в теплообменных аппаратах. Необходимое количество тепла следует определять с учетом теплопотерь метантенков в окружающую среду.

6.350. Определение вместимости метантенков следует производить в зависимости от фактической влажности осадка по суточной дозе загрузки, принимаемой для осадков городских сточных вод по табл. 59, а для осадков производственных сточных вод - на основании экспериментальных данных; при наличии в сточных водах анионных поверхностно-активных веществ (ПАВ) суточную дозу загрузки надлежит проверять согласно п. 6.351.

 

Таблица 59

 

Режим сбраживания	Суточная доза загружаемого в метантенк осадка Дmt, %, при влажности загружаемого осадка, %, не более
	93	94	95	96	97
Мезофильный Термофильный	7 14	8 16	8 17	9 18	10 19

 

6.351. При наличии в сточных водах ПАВ величину суточной дозы загрузки Д_mt, %, принятую по табл. 59, надлежит проверять по формуле

                                                     (110)

где       C_dt       - содержание поверхностно-активных веществ (ПАВ) в осадке, мг/г сухого вещества осадка, принимаемое                   по экспериментальным данным или по табл. 60;

             p_mud    - влажность загружаемого осадка, %;

             Д_lim     -  предельно допустимая загрузка рабочего объема метантенка в сутки, принимаемая, г/м³:

40 - для алкилбензолсульфонатов с прямой алкильной цепью;

85 - для других „мягких" и промежуточных анионных ПАВ;

65 - для анионных ПАВ в бытовых сточных водах.

Если значение суточной дозы, определенное по формуле (110), менее указанного в табл. 59 для заданной влажности осадка, то вместимость метантенка необходимо откорректировать с учетом дозы загрузки, если равно или превышает - корректировка не производится.

 

Таблица 60

 

Исходная концентрация ПАВ в сточной воде, мг/л	Содержание ПАВ, мг/г сухого вещества осадка
	осадок из первичных отстойников	избыточный активный ил
5	5	5
10	9	6
15	13	7
20	17	7
25	20	12
30	24	12

 

6.352. Распад беззольного вещества загружаемого осадка R_r, %, в зависимости от дозы загрузки надлежит определять по формуле

                                                             (111)

где       R_lim      - максимально возможное сбраживание беззольного   вещества  загружаемого осадка, %, определяемое по                  формуле (112);

             K_r         - коэффициент, зависящий от влажности осадка и принимаемый по табл. 61;

             Д_mt      - доза загружаемого осадка, %, принимаемая согласно п. 6.350.

 

Таблица 61

 

Режим сбраживания	Значение коэффициента Kr при влажности загружаемого осадка, %
	93	94	95	96	97
Мезофильный Термофильный	1,05 0,455	0,89 0,385	0,72 0,31	0,56 0,24	0,40 0,17

 

6.353. Максимально возможное сбраживание беззольного вещества загружаемого осадка R_lim , %, следует определять в зависимости от химического состава осадка по формуле

                       (112)

где       C_fat, C_gl, C_prt - соответственно содержание жиров, углеводов и белков, г на 1 г беззольного вещества осадка.

При отсутствии данных о химическом составе осадка величину R_lim допускается принимать: для осадков из первичных отстойников - 53 %; для избыточного активного ила - 44 %; для смеси осадка с активным илом - по среднеарифметическому соотношению смешиваемых компонентов по беззольному веществу.

6.354. Весовое количество газа, получаемого при сбраживании, надлежит принимать 1 г на 1 г распавшегося беззольного вещества загружаемого осадка, объемный вес газа - 1 кг/м³, теплотворную способность - 5000 ккал/м³.

6.355. Влажность осадка, выгружаемого из метантенка, следует принимать в зависимости от соотношения загружаемых компонентов по сухому веществу с учетом распада беззольного вещества, определяемого согласно            п. 6.352.

6.356. При проектировании метантенков надлежит предусматривать:

мероприятия по взрывопожаробезопасности оборудования и обслуживающих помещений - в соответствии с ГОСТ 12.3.006-75;

герметичные резервуары метантенков, рассчитанные на избыточное давление газа до 5 кПа (500 мм вод. ст.);

число метантенков - не менее двух, при этом все метантенки должны быть рабочими;

отношение диаметра метантенка к его высоте (от днища до основания газосборной горловины) - не более 0,8 - 1;

расположение статического уровня осадка - на 0,2 - 0,3 м выше основания горловины, а верха горловины - на 1,0- 1,5 м выше динамического уровня осадка;

площадь газосборной горловины - из условия пропуска 600-800 м³ газа на 1 м² в сутки;

расположение открытых концов труб для отвода газа из газового колпака - на высоте не менее 2 м от динамического уровня;

загрузку осадка в верхнюю зону метантенка и выгрузку из нижней зоны;

систему опорожнения резервуаров метантенков - с возможностью подачи осадка из нижней зоны в верхнюю;

переключения,  обеспечивающие возможность промывки всех трубопроводов;

перемешивающие устройства, рассчитанные на пропуск всего объема бродящей массы в течение 5-10 ч;

герметически закрывающиеся люки-лазы, смотровые люки;

расстояние от метантенков до основных сооружений станций, внутриплощадочных автомобильных дорог и железнодорожных путей - не менее 20 м, до высоковольтных линий - не менее 1,5 высоты опоры;

ограждение территории метантенков.

6.357. Газ, получаемый в результате сбраживания осадков в метантенках, надлежит использовать в теплоэнергетическом хозяйстве очистной станции и близрасположенных объектов.

6.358. Проектирование газового хозяйства метантенков (газосборных пунктов, газовой сети, газгольдеров и т. п.) следует осуществлять в соответствии с “Правилами безопасности в газовом хозяйстве” Госгортехнадзора СССР.

6.359. Для регулирования давления и хранения газа следует предусматривать мокрые газгольдеры, вместимость которых рассчитывается на 2 - 4-часовой выход газа, давление газа под колпаком 1,5 - 2,5 кПа (150 - 250 мм вод. ст.) .

6.360. При обосновании допускается применение двухступенчатых метантенков в районах со среднегодовой температурой воздуха не ниже 6 ^оС и при ограниченности территории для размещения иловых площадок.

6.361. Метантенки первой ступени надлежит проектировать на мезофильное сбраживание согласно пп. 6.347 - 6.356.

6.362. Метантенки второй ступени надлежит проектировать в виде открытых резервуаров без подогрева.

Выпуск иловой воды следует предусматривать на разных уровнях по высоте сооружения, удаление осадка - из сборного приямка по иловой трубе диаметром не менее 200 м под гидростатическим напором не менее 2 м.

Вместимость метантенков второй ступени следует рассчитывать исходя из дозы суточной загрузки, равной     3-4 %.

Метантенк второй ступени следует оборудовать механизмами для удаления накапливающейся корки.

6.363. Влажность осадка, удаляемого из метантенков второй ступени, следует принимать, %, при сбраживании: осадка из первичных отстойников - 92; осадка совместно с избыточным активным илом - 94.

 

Аэробные стабилизаторы

 

6.364. На аэробную стабилизацию допускается направлять неуплотненный или уплотненный в течение не более 5 ч активный ил, а также смесь его с сырым осадком.

6.365. Для аэробной стабилизации следует предусматривать сооружения типа коридорных аэротенков.

Продолжительность аэрации надлежит принимать, сут: для неуплотненного активного ила - 2-5, смеси осадка первичных отстойников и неуплотненного ила - 6-7, смеси осадка и уплотненного активного ила - 8-12 (при температуре 20 ^оС)

При более высокой температуре осадка продолжительность  аэробной стабилизации надлежит уменьшать, а при меньшей - увеличивать. При изменении температуры на 10 ^оС продолжительность стабилизации соответственно изменяется в 2 - 2,2 раза.

Аэробная стабилизация осадка может осуществляться в диапазоне температур 8-35 ^оС.

Для осадков производственных сточных вод продолжительность процесса надлежит определять экспериментально.

6.366. Расход воздуха на аэробную стабилизацию следует принимать 1-2 м³/ч на 1 м³ вместимости стабилизатора в зависимости от концентрации осадка соответственно 99,5-97,5%. Пои этом интенсивность аэрации следует принимать не менее 6 м³ /(м²×ч).

6.367. Уплотнение аэробно стабилизированного осадка следует предусматривать или в отдельно стоящих илоуплотнителях, или в специально выделенной зоне внутри стабилизатора в течение не более 5 ч. Влажность уплотненного осадка должна быть 96,5-98,5 %.

Иловая вода из уплотнителей должна направляться в аэротенки. Ее загрязнения следует принимать: по БПК_полн - 200 мг/л, по взвешенным веществам - до 100 мг/л.

 

Сооружения для механического обезвоживания осадка

 

6.368. Осадки городских сточных вод, подлежащие механическому обезвоживанию, должны подвергаться предварительной обработке - уплотнению, промывке (для сброженного осадка), коагулированию химическими реагентами. Необходимость предварительной обработки осадков производственных сточных вод следует устанавливать экспериментально.

6.369. Перед обезвоживанием сброженного осадка на вакуум-фильтрах или фильтр-прессах следует предусматривать его промывку очищенной сточной водой.

Количество промывной воды следует принимать, м³/м³:

для сброженного сырого осадка -1-1,5;

для сброженной в мезофильных условиях смеси сырого осадка и избыточного активного ила - 2-3;

то же в термофильных условиях - 3-4. При наличии данных об удельном сопротивлении осадка расход промывной воды q_ww, м³/м³, следует определять по формуле:

,                                                 (113)

где       r_mud     -  удельное сопротивление осадка, см/г.

6.370. Продолжительность промывки следует принимать 15-20 мин, число резервуаров для промывки осадка - не менее двух. В резервуарах надлежит предусматривать устройства для удаления всплывающих веществ, перемешивания и периодической очистки.

При перемешивании воздухом количество его определяется из расчета 0,5 м³/м³ смеси промываемого осадка и воды.

6.371. Для уплотнения смеси промытого осадка и воды следует предусматривать уплотнители, рассчитанные на 12-18 ч пребывания в них смеси при мезофильном режиме сбраживания и на 20-24 ч - при термофильном режиме.

Число уплотнителей надлежит принимать не менее двух. Удаление осадка из уплотнителей следует предусматривать насосами плунжерного типа.

Влажность уплотненного осадка следует принимать 94-96 % в зависимости от исходного осадка и количества добавленного активного ила.

Удаление иловой воды из уплотнителей надлежит предусматривать на очистные сооружения, которые следует рассчитывать с учетом дополнительного количества загрязняющих веществ.

Количество загрязняющих веществ в иловой воде из уплотнителей следует принимать: по взвешенным веществам - 1000-1500 мг/л, по БПК_полн - 600-900 мг/л.

Для уменьшения выноса из уплотнителей взвешенных веществ и снижения влажности уплотненного осадка следует предусматривать подачу фильтрата от вакуум-фильтров в илоуплотнители, а также замену промывной воды 0,1 %-ным раствором хлорного железа, для приготовления которого используется 50 % общего потребного количества хлорного железа.

В уплотнителях надлежит предусматривать устройства для удаления всплывающих веществ.

6.372. Перед обезвоживанием на камерных фильтр-прессах для извлечения крупных включений из осадка первичных отстойников следует предусматривать решетки с прозорами 10 мм или вибропроцеживающие аппараты с сетками ячеек размером 10х10 мм.

6.373. В качестве реагентов при коагулировании осадков городских сточных вод следует применять хлорное железо или сернокислое окисное железо и известь в виде 10 %-ных растворов.

Добавку извести в осадок следует предусматривать после введения хлорного или сернокислого окисного железа.

Количество реагентов следует определять в расчете по FеСl₃ и СаО, при этом их дозы при вакуум-фильтровании надлежит принимать, % к массе сухого вещества осадка:

для сброженного осадка первичных отстойников: FеСl₃ - 3-4, СаO - 8-10;

для сброженной промытой смеси осадка первичных отстойников и избыточного активного ила: FеСl₃ - 4-6, CaO - 12-20;

для сырого осадка первичных отстойников: FеСl₃ - 1,5-3, CaO - 6-10;

для смеси осадка первичных отстойников и уплотненного избыточного активного ила: FеСl₃ - 3-5, CaO - 9-13;

для уплотненного избыточного ила из аэротенков: FеСl₃ - 6-9, CaO - 17-25.

 

П р и м е ч а н и я: 1. Большие значения доз реагентов надлежит принимать для осадка, сброженного при термофильном режиме.

2. При обезвоживании аэробно стабилизированного осадка доза реагентов на 30 % менее дозы для мезофильно сброженной смеси.

3. Доза   Fe₂(SO₄)₃ во всех случаях увеличивается по сравнению с дозами хлорного железа на 30-40 %.

4. При обезвоживании осадка на камерных фильтр-прессах доза извести принимается во всех случаях на 30 % более.

 

6.374. Смешение реагентов с осадком следует предусматривать в смесителях.

Применение центробежных насосов для перекачки скоагулированного осадка не допускается.

6.375. Надлежит  предусматривать  промывку фильтровальной ткани вакуум-фильтров и фильтр-прессов производственной водой, а также периодическую регенерацию ее 8-10 %-ным раствором ингибированной соляной кислоты.

6.376. Количество ингибированной соляной кислоты надлежит определять исходя из годовой потребности кислоты 20 %-ной концентрации на 1 м² фильтрующей поверхности: 20 л - для вакуум-фильтра со сходящим полотном и 50 л -  для фильтров других типов.

6.377. Склад хлорного или сернокислого окиcного железа и соляной кислоты надлежит рассчитывать из условия хранения их 20-30-суточного запаса, извести - 15-суточного.

Число резервуаров кислоты и раствора хлорного железа следует принимать не менее двух.

В случае доставки реагентов железнодорожными цистернами вместимость резервуара должна быть не менее вместимости цистерны.

6.378. Производительность    вакуум-фильтров, фильтр-прессов и влажность кека при обезвоживании осадков городских сточных вод следует принимать по табл. 62.

Производительность вакуум-фильтров и фильтр-прессов при обезвоживании осадков производственных сточных вод необходимо принимать по опытным данным.

Таблица 62

 

Характеристика обрабатываемого осадка	Производительность, кг сухого вещества осадка на 1м2 поверхности фильтра в 1 ч		Влажность кека, %
	вакуум-фильтров	фильтр-прессов	при вакуум- фильтровании	при фильтр-прессовании
Сброженный осадок из первичных отстойников	25-35	12-17	75-77	60-65
Сброженная в мезофильных условиях смесь осадка из первичных отстойников и активного ила, аэробно стабилизированный активный ил	20-25	10-16	78-80	62-68
Сброженная в термофильных условиях смесь осадка из первичных отстойников и активного ила	17-22	7-13	78-80	62-70
Сырой осадок из первичных отстойников	30-40	12-16	72-75	55-60
Смесь сырого осадка из первичных отстойников и уплотненного активного ила	20-30	5-12	75-80	62-75
Уплотненный активный ил станций аэрации населенных пунктов	8-12	2-7	85-87	80-83

 

 

6.379. Величину вакуума при вакуум-фильтровании следует принимать в пределах 40-65 кПа (300-500 мм рт. ст.), давление сжатого воздуха на отдуве осадка - 20-30 кПа (0,2-0,3 кгс/см²). Производительность вакуум-насосов надлежит определять из условия расхода воздуха 0,5 м³/мин на 1 м² площади фильтра, а расход сжатого воздуха - 0,1 м³/мин на 1 м² площади фильтра.

При фильтр-прессовании подачу скоагулированного осадка надлежит предусматривать под давлением не менее 0,6 МПа (6 кгс/см²) ; расход сжатого воздуха на просушку осадка следует принимать 0,2 м³/мин на 1 м² фильтровальной поверхности, давление сжатого воздуха - не менее 0,6 МПа (6 кгс/см²); расход промывной воды - 4 л/мин на 1 м² фильтровальной поверхности; давление промывной воды - не менее 0,3 МПа (3 кгс/см² ) .

6.380. Допускается применение для обезвоживания осадков непрерывно действующих осадительных горизонтальных центрифуг со шнековой выгрузкой осадка. Производительность центрифуг по исходному осадку q_cf, м³/ч, следует определять по формуле

                                                        (114)

где       l_rot , d_rot -  соответственно длина и диаметр ротора, м.

При работе с флокулянтами производительность центрифуг необходимо принимать в 2 раза меньшей. Эффективность задержания сухого вещества при этом увеличивается до 90-95 %.

Эффективность задержания сухого вещества и влажность кека следует принимать по табл. 63.

 

Таблица 63

 

Характеристика обрабатываемого осадка	Эффективность задержания сухого вещества, %	Влажность кека, %
Сырой или сброженный осадок из первичных отстойников	45-65	65-75
Анаэробно сброженная смесь осадка из первичных отстойников и активного ила	25-40	65-75
Аэробно стабилизированная смесь осадка из первичных отстойников и активного ила	25-35	70-80
Сырой активный ил при зольности, %:
28-35	10-15	75-85
38-42	15-25	70-80
44-47	25-35	60-75

 

 

6.381. Перед подачей осадка на центрифуги необходимо предусматривать удаление из него песка, а перед центрифугами с диаметром ротора менее 0,5 м - установку решеток-дробилок.

6.382. При подаче фугата после центрифуг на очистные сооружения надлежит учитывать увеличение нагрузки на них по БПК_полн в зависимости от эффективности задержания сухого вещества из расчета 1 мг БПК_полн на 1 мг остаточного сухого вещества в фугате.

6.383. Для предотвращения увеличения нагрузки на очистные сооружения надлежит предусматривать дополнительную обработку фугата:

аэробную стабилизацию в смеси с осадком первичных отстойников и избыточным активным илом с последующим гравитационным уплотнением в течение 3-5 ч;

иловые площадки для фугата, полученного после центрифугирования сброженных осадков, при этом нагрузку на площадки на искусственном основании с дренажем следует принимать по табл. 64 с коэффициентом 2;

возврат в аэротенки фугата после центрифугирования неуплотненного активного ила.

 

Таблица 64

 

	Иловые площадки
Характеристика осадка	на естественном основании	на естественном основании с дренажем	на искусствен- ном асфальто- бетонном основании с дренажем	каскадные с от- стаиванием и по- верхностным удалением ило- вой воды на естественном основании	площадки- уплотнители
Сброженная в мезофильных условиях смесь осадка из первичных отстойников и активного ила	1,2	1,5	2,0	1,5	1,5
То же в термофильных условиях	0,8	1,0	1,5	1,0	1,0
Сброженный осадок из первичных от- стойников и осадок из двухъярусных отстойников	2,0	2,3	2,5	2,0	2,3
Аэробно стабилизированная смесь ак- тивного ила и осадка из первичных от- стойников или стабилизированный ак- тивный ил	1,2	1,5	2,0	1.5	1,5

 

 

 

 

Черт. 3. Климатические коэффициенты для определения величины нагрузки на иловые площадки (сплошные и пунктирные  линии) и продолжительности периода намораживания на иловых площадках, дни (точечные линии)