Спосіб видалення і знешкодження мулових осадків стічних вод

1. Спосіб видалення і знешкодження мулових осадків стічних вод шляхом попереднього гідророзмиву і подальшого розділення на шламовий осадок і освітлену воду з поверненням її в процес, який відрізняється тим, що для гідророзмиву використовують лужну суспензію гідролізованих алюмосилікатів з рівнем рН>12, причому гідророзмив виконують або в співвідношенні суспензія/мулові осадки 4:1 з подальшим введенням в 3 лових осадків і отримання екологічно безпечного продукту. Відомий також спосіб знешкодження забруднених осадків шляхом внесення в них суспензії алюмосилікатів, заздалегідь гідролізованих до значень рН=9-12 (RU 2150437, C02F11/00, B01J20/16, 2000). Спосіб забезпечує знешкодження мулових осадків у вигляді донних відкладень річок і шламосховищ. Але використовування цього способу можливо лише у тому випадку, коли мулові осідання знаходяться в стані, що забезпечує можливість поєднання з суспензією гідролізованих алюмосилікатів, тобто в стані пульпи, або для знешкодження недавно сформованих осадків - в цих випадках можливо рівномірний розподіл суспензії гідролізованих алюмосилікатів в об'ємі мулових осадків. Злежалі в картах тривалого зберігання мулові осадки стічних вод не поєднуються з суспензією гідролізованих алюмосилікатів, оскільки мають певний ступінь консолідації твердої фази, що вимагає попереднього руйнування структури, що сформувалася. Найближчим аналогом є спосіб видалення мулових осадків стічних вод попереднім його гідророзмивом і подальшим розділенням під дією відцентрових сил на шламовий осадок, який відводять в контейнер, і освітлену воду, яку повертають в процес, причому гідророзмив мулового осаду виконують в дренажній пісковій ємності шляхом циркуляції води протитечією уздовж подовжньої пластини, розміщеної в дренажній ємності, а розмитий осад розділяють послідовно або по черзі в двох гідроциклонах (RU 2234469, C02F9/02, 2004). Таке технічне рішення забезпечує видалення мулових осадків стічних вод за рахунок розділення твердої і рідкої фаз. Недоліки цього способу полягають в тому, що при гідророзмиві мулового осаду промивною водою вихідна органомінеральна колоїдно-дисперсна фаза не піддається фізикохімічній деструкції, ступінь його гідрофільності залишається початковою, тобто ступінь дренірованності мулового осадку не збільшується. Саме цей чинник вимагає використовування спеціального технологічного устаткування (гідроциклонів) для розділення розмитого мулового осаду на рідку і тверду фази. Це технічне рішення не є комплексним і вирішує лише одну з проблем, що виникають при видаленні мулових осадків стічних вод. Проте відсутність технологічних операцій по знезараженню мулових осадків, хоча і не є недоліком, утрудняє його використовування, оскільки незнезаражені мулові осідання мають стійкий неприємний запах і рішення цього питання, так само як і подальше їх знешкодження, обов'язково. Крім того, використовування цього відомого технічного рішення забезпечує зменшення об'ємів мулових осадків не більше ніж на 10-15%, що не значно знижує завантаженість мулових сховищ. В основу корисної моделі поставлена задача забезпечення процесу видалення і одночасного знешкодження консолідованих мулових осадків стічних вод, а також спрощення технології даних операцій. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб видалення і знешкодження мулових осадків 45591 4 стічних вод здійснюють шляхом попереднього гідророзмиву і подальшого розділення на шламовий осадок і освітлену воду з поверненням її в процес і, згідно корисної моделі, для гідророзмиву використовують лужну суспензію гідролізованих алюмосилікатів з рівнем рН>12, причому гідророзмив виконують або в співвідношенні суспензія/мулові осадки 4:1 з подальшим введенням в отриману після гідророзмиву пульпу ще однієї частини лужної суспензії, що додатково містить золу спалювання мулових осадків стічних вод в кількості 35мас.%, або в співвідношенні суспензія/мулові осадки 5:1. На поверхні шламового осадку, який утворюється після розділення пульпи, формують дренувальний шар, що включає водопроникну мембрану і рівномірно розподілений обважнювач. Водопроникна мембрана виконана з нетканого матеріалу, а як обважнювач використовують пісок або дрібне каміння. Реалізація пропонованого способу здійснюється з використанням технологічної лінії по видаленню і знешкодженню мулових осадків стічних вод, структурна схема якої представленій на Фіг. Пропонована технологічна лінія містить вузол 1 по приготуванню лужної алюмосилікатної суспензії і включає технологічне устаткування, необхідне для приготування алюмосилікатної лужної пасти, на основі якої готують суспензію. Вузол 1 за допомогою подаючого трубопроводу 2, оснащеного насосом-дозатором 3, сполучений з вузлом 4 введення добавок, а подаючим трубопроводом 5, також оснащеним насосом-дозатором 6, сполучений з вузлом 7 розрідження мулу (картою). З вузла 7 за допомогою всмоктуючого трубопроводу 8 отримана після гідророзмиву пульпа подається у вузол 9 розділення пульпи на освітлену воду і шламовий осад. Вузол 9 виконаний у вигляді резервуара-відстійника, сполученого з вузлом 10 акумуляції освітленої води за допомогою всмоктуючого трубопроводу 11 з насосом 12, а всмоктуючим трубопроводом 13 сполучений з вузлом 14 ущільнення шламового осаду. Насос 12, встановлений в резервуарі-відстійнику 9, розміщений в циліндричному корпусі 15, висота якого рівна висоті резервуару-відстійника 9. Вузол 14 ущільнення шламового осадку також оснащений всмоктуючим трубопроводом 18, сполученим з вузлом 10 акумуляції освітленої води, з якого вона поступає по трубопроводу 19 у вузол 1 по приготуванню лужної алюмосилікатної суспензії, а по трубопроводу 20 у вузол 4 введення добавок, звідки лужна суспензія з добавками за допомогою трубопроводу 21 може прямувати в резервуар-відстійник 9. На поверхні переміщеного у вузол 14 шламового осаду може бути сформований дрену вальний шар, що включає водопроникну мембрану і рівномірно розподілений обважнювач, за який використовують пісок або дрібне каміння. Для приготування лужної суспензії гідролізованих алюмосилікатів використовувалися, умовно не показані, що входять у вузол 1 ємність для компонентів суспензії 3 об'ємом 12м , оснащена перемішуючим механізмом з електроприводом, тельферний підйомник з пристроєм прийому і засипки сухих компонентів. 5 45591 Суспензію гідролізованих алюмосилікатів готували на основі алюмосилікатної пасти, що містить, мас. %: глина - 32,0, вапно - 8,0, вода - 60,0 (рН алюмосилікатної пасти = 14,0) шляхом розведення її водою в співвідношенні від 1:40 до 1:200. Ефективність використовування отриманої лужної 6 алюмосилікатної суспензії для гідророзмиву і подальшого розділення мулових осадків стічних вод (з відношенням лужна суспензія/мулові осадки 5:1) ілюструється в таблиці 1. Початкова густина мулових осадків до виконання гідророзмиву складає 3 1,19г/см . Таблиця 1 № п/п 1 2 3 4 5 Властивості лужної алюмосилікатної суспен- Властивості пульпи, отриманої після гідророзмиву музії лових осадків лужною суспензією Ступінь розбавлення алюмосиHосадка/hводи через 24 Y1, Y7, рН суспензії рН пульпи лікатної пасти водою годину г/см3 г/см3 1:200 11,6 9,1 1:1,3 1,03 1,11 1:150 12,1 9,7 1:1,5 1,07 1,14 1:100 12,8 10,4 1:2,1 1,09 1,19 1:50 13,5 11,9 1:2,4 1,10 1,23 1:40 13,8 12,3 1:2,7 1,11 1,25 Y1 - об'ємна маса шламового осаду без фільтрації; Y7 - густина шламового осаду через 7 діб фільтрації; Пропонований спосіб здійснюють таким чином. Приклад 1 Приготована у вузлі 1 шляхом розбавлення алюмосилікатної пасти (рН=14,0) водою до співвідношення по Т/Ж=1:50 лужна алюмосилікатна суспензія, що має рН=13,5, за допомогою подаючого трубопроводу 5, оснащеного насосомдозатором 6, прямує у вузол 7 розрідження мулу (карту). Інтенсивне розрідження мулу виконують протягом часу, необхідного для п'ятикратного збільшення первинного об'єму мулових осадків. Зміна кута нахилу насадки (на схемі не показано), встановленої на виході подаючого трубопроводу 5, дозволяє інтенсифікувати процес деструкції мулових осадків за рахунок руйнування застійних зон і перемішування осадків з рідиною, що подається. При цьому припиняється виділення газоподібних продуктів розкладання мулу і зникає неприємний запах, знижується плавучість осадків, що сприяє седіментації зважених частинок одержуваної пульпи після її транспортування в резервуарвідстійник 9. Лужне середовище отриманої пульпи (рН=11,9) приводить до ліквідації патогенної мікрофлори і більш повного знезараження мулових осадків. З резервуара 9 відділена освітлена вода по трубопроводу 11 прямує у вузол 10 акумуляції освітленої води, звідки по трубопроводу 19 поступає у вузол 1 і використовується для приготування алюмосилікатної лужної суспензії. При вихідній 3 густині мулового осадку 1,19г/см після добового відстоювання пульпи без фільтрації освітленої води густина відділеного шламу складає 1,10 г/см3, при співвідношенні висоти осадку до висоти відділеної води 1:2,4. Шламовий осадок, що залишився, по трубопроводу 13 переміщують у вузол ущільнення осадків 14, де на його поверхні на водопроникній мембрані, виконаній з нетканого водопроникного матеріалу типу Typar, марки SF 32 (PRO), виробництва Швейцарії, завтовшки 0,41см рівномірно розподіляють шар обважнювана (пісок) завтовшки 0,8м. Під дією навантаження шар обважнювача повільно опускається, ущільнюючи осад, при цьому відбувається відділення надмірної рідини, яку також повертають в процес гідророзмиву вихідних мулових осадків. Після 7 діб ущільнення і фільтрації густина шламового осадку складає 1,29г/см3, що приблизно на 5% вище, ніж при звичайній фільтрації. Приклад 2 Для гідророзмиву вихідних мулових осадків використовують лужну суспензію, що має ті ж характеристики, що і в прикладі 1 при співвідношенні лужна суспензія/мулові осадки 4:1. В отриману після гідророзмиву пульпу, переміщену в резервуар-відстійник 9, додатково за допомогою трубопроводу 21 з вузла 4 вводять ще одну частину лужної суспензії, що містить 4,0мас. % золи спалювання мулових осадків. При вихідній об'ємній масі мулу 1,19г/см3 об'ємна маса шламового осаду після добового відстоювання (без видалення осві3 тленої води) складає 1,27г/см , а після 7 діб філь3 трації збільшується до 1,37г/см , що характеризує підвищену дреніруємость і водовідділення розмитих мулових осадків при введенні золи. В таблиці 2 приведені дані, що дозволяють зробити висновок про ефективність використовування золи спалювання мулових осадків порівняно з використовуванням дорогих флокулянтов, таких як сірчанокислий алюміній і хлорне залізо. В даному прикладі і в таблиці 2 приведені результати здійснення способу при виконанні вузла ущільнення осадку у вигляді пісковой дренажної ємності. Пристрій на поверхні шламового осадку дренірующого шару з водопроникною мембраною і гравітаційним ущільнювачем приводить до збільшення значень об'ємної маси шламового осаду. Таким чином, реалізація пропонованого способу забезпечує простоту видалення консолідованих мулових осадків стічних вод, що тривало зберігаються, з одночасним їх знешкодженням і знезараженням, а також спрощує технологію розділення мулового осадку на освітлену воду і шламовий осад. 7 45591 8 Таблиця 2 Лужна суспензія з добавками Властивості лужної суспенЛужна суспензія з добафлокулянтів, мас. % № зії і пульпи, отриманої після Лужна суспенвками золи, мас. % п/п гідророзмиву мулового оса- зія без добавок FeCl3 Аl2 (SO4)3 дку 2,0 4,0 6,0 0,001 0,003 0,001 0,003 1 рН лужної суспензії 13,5 11,7 11,1 10,3 13,4 13,1 13,3 12,9 2 рН пульпи 11,9 9,7 9,1 8,5 12,2 11,9 12,1 11,3 hосадка/hводи через 1 годину 3 після виконання гідрораз1:0,2 1:1 1:1,5 1:2,0 1:0,3 1:0,8 1:0,2 1:0,4 миву hосадка/hводи через 24 години 4 1:2,4 1:3,0 1:3,7 1:3,9 1:2,5 1:3,3 1:2,3 1:2,6 після гідроразмиву Об'ємна маса осадку до 5 1,10 1,21 1,27 1,31 1,11 1,17 1,12 1,17 фільтрації води, г/см3 Об'ємна маса осадку після 6 1,23 1,34 1,37 1,39 1,23 1,27 1,23 1,25 7 діб фільтрації, г/см3 Водовміст осадку через 7 7 62,5 59,7 58,4 57,1 62,51 60,4 61,4 60,6 діб, % Комп’ютерна верстка А. Рябко Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601