RU2393122C1 - Method for all-year decantation of municipal sewage sludge on sludge beds - Google Patents
Method for all-year decantation of municipal sewage sludge on sludge beds Download PDFInfo
- Publication number
- RU2393122C1 RU2393122C1 RU2008146565/15A RU2008146565A RU2393122C1 RU 2393122 C1 RU2393122 C1 RU 2393122C1 RU 2008146565/15 A RU2008146565/15 A RU 2008146565/15A RU 2008146565 A RU2008146565 A RU 2008146565A RU 2393122 C1 RU2393122 C1 RU 2393122C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sludge
- sediment
- water
- layer
- freezing
- Prior art date
Links
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims abstract description 144
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 title abstract description 14
- 238000010908 decantation Methods 0.000 title abstract 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 56
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims abstract description 42
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims abstract description 42
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000010257 thawing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 66
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 11
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 6
- 239000010841 municipal wastewater Substances 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 18
- 239000010865 sewage Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 abstract 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 17
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 17
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 14
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 5
- 239000004705 High-molecular-weight polyethylene Substances 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 230000002354 daily effect Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 3
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- GQOKIYDTHHZSCJ-UHFFFAOYSA-M dimethyl-bis(prop-2-enyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C=CC[N+](C)(C)CC=C GQOKIYDTHHZSCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 238000012552 review Methods 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 239000005442 atmospheric precipitation Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003657 drainage water Substances 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 230000003311 flocculating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке сточных вод, в частности к способам обработки осадков сточных вод на иловых площадках.The invention relates to wastewater treatment, in particular to methods for treating wastewater sludge at silt sites.
Проблема обезвоживания и утилизации осадков сточных вод очистных сооружений составляет основную технологическую сложность в процессах очистки сточных вод.The problem of dehydration and disposal of sewage sludge from sewage treatment plants is the main technological difficulty in the wastewater treatment process.
С учетом постоянно возрастающих объемов осадка на очистных сооружениях городов все более актуальным становится выбор технологии обработки осадков, позволяющей минимизировать их объемы и массы.Given the ever-increasing volumes of sludge at sewage treatment plants in cities, the choice of technology for treating sludge, which minimizes their volumes and masses, is becoming increasingly relevant.
Существуют два основных направления решения данной проблемы:There are two main directions for solving this problem:
- механическое обезвоживание;- mechanical dehydration;
- обезвоживание осадков сточных вод на иловых площадках.- dehydration of sewage sludge at silt sites.
Механическое обезвоживание с использованием современных синтетических флокулянтов позволяет быстро обезвоживать любые виды осадков сточных вод (сырые и сброженные осадки, уплотненные избыточные илы и их смеси), не зависит от климатических условий, обеспечивает сокращение объемов и площадей для хранения и последующей переработки кека и возможность утилизации кека в печах сжигания на месте. Различные типы оборудования для механического обезвоживания обеспечивают получение осадка влажностью 70-80%.Mechanical dehydration using modern synthetic flocculants allows you to quickly dehydrate any type of sewage sludge (raw and fermented sludge, compacted excess sludge and their mixtures), does not depend on climatic conditions, provides reduction in volumes and areas for storage and subsequent processing of cake and the possibility of disposal of cake in incinerators in place. Various types of equipment for mechanical dewatering provide sludge with a moisture content of 70-80%.
При всех перечисленных достоинствах механического обезвоживания оно имеет ряд недостатков:With all these advantages of mechanical dehydration, it has several disadvantages:
- большие энергетические и эксплуатационные затраты по обслуживанию машин и содержанию цеха с мощной вентиляцией;- high energy and operating costs for servicing machines and maintaining a workshop with powerful ventilation;
- необходимость высококвалифицированных кадров для обслуживания машин;- the need for highly qualified personnel for servicing machines;
- большие затраты на автотранспорт по вывозу кека до полигонов хранения или до участков его переработки;- high costs for vehicles to transport cake to storage sites or to sites for its processing;
- большие дозы флокулянтов (4,5-7,0 кг/т сухих, в зависимости от вида и влажности осадков) и большое количество воды питьевого качества для их разведения.- large doses of flocculants (4.5-7.0 kg / t dry, depending on the type and humidity of the precipitation) and a large amount of drinking-quality water for their dilution.
Интерес к методам механического обезвоживания осадков и их интенсивное развитие в последние годы не снижает роли иловых площадок, которые для большинства ОСК России до сих пор являются как основными, так и резервными сооружениями для обезвоживания и подсушки осадков. По-видимому, они будут применяться и в ближайшем будущем.Interest in the methods of mechanical dewatering of sediments and their intensive development in recent years does not reduce the role of silt sites, which for most of the OSK of Russia are still both the main and reserve facilities for dewatering and drying of sediments. Apparently, they will be applied in the near future.
СНиП 2.04.03-85 (п.6.386) требует при проектировании механического обезвоживания осадка предусматривать аварийные иловые площадки на 20% годового количества осадка.SNiP 2.04.03-85 (Clause 6.386) requires, when designing mechanical sludge dewatering, provide emergency sludge sites for 20% of the annual sludge amount.
Иловые площадки экономичны и по строительным и по эксплуатационным затратам: минимальное потребление энергетики для работы насосов по перекачке осадков и иловой воды; минимальный штат обслуживающего персонала и т.д. Однако они требуют большого количества земельных площадей; процессы обезвоживания осадков идут медленно, иногда годы (в зависимости от климатических условий);Sludge sites are economical in both construction and operating costs: minimum energy consumption for the operation of pumps for the transfer of sediment and sludge water; minimum staff, etc. However, they require a large amount of land; sediment dehydration processes are slow, sometimes years (depending on climatic conditions);
обезвоживание за счет испарения и подсушка происходят в основном в летние периоды; степень обезвоживания достигает не более 87-92% влажности, а это практически не транспортируемые осадки.dehydration due to evaporation and drying occur mainly in the summer; the degree of dehydration reaches not more than 87-92% moisture, and this is practically not transported rainfall.
Отсутствие решений по вывозу и размещению осадка приводит к нарушению режимов эксплуатации площадок, предусмотренных проектом, их переполнению и возникновению потребности в дополнительных территориях.The lack of decisions on the removal and placement of sediment leads to a violation of the operating modes of the sites provided for by the project, their overflow and the need for additional territories.
Интенсификация работы иловых площадок возможна путем внедрения и комбинирования различных технологических приемов обезвоживания осадка. Среди этих приемов можно отметить предварительное аэробное кондиционирование осадков, обработка их высокомолекулярными флокулянтами, естественное замораживание и оттаивание.The intensification of the work of sludge sites is possible by introducing and combining various technological methods of sludge dewatering. Among these techniques, preliminary aerobic conditioning of sediments, treatment with high molecular weight flocculants, natural freezing and thawing can be noted.
Известен способ обезвоживания осадков сточных вод на иловых площадках с использованием катионного флокулянта ВПК-402 [В.А.Слипченко, В.М.Удод, Г.М.Котляр. Кондиционирование осадков сточных вод катионными флокулянтами. Химия и технология воды, 1991, №5 с.446-447].A known method of dewatering sewage sludge on silt sites using the cationic flocculant VPK-402 [V.A. Slipchenko, V.M. Udod, G.M. Kotlyar. Air conditioning of sewage sludge by cationic flocculants. Chemistry and water technology, 1991, No. 5, p. 466-447].
При проведении натурных испытаний способа 0,5% раствор флокулянта ВПК-402 дозировали насосом технической воды и подавали в напорный трубопровод насоса, перекачивающего осадок на иловые поля.When conducting full-scale tests of the method, a 0.5% VPK-402 flocculant solution was dosed with a technical water pump and fed into a pressure pipe of a pump pumping sludge to silt fields.
Технология обезвоживания осадка по этому способу следующая:The technology for sludge dewatering by this method is as follows:
перед напуском анаэробно-сброженного осадка на иловую площадку закрывают задвижку на выпуске дренажных вод. После двухчасового отстаивания и расслоения осадка открывают задвижку и отводят иловую воду.before the inlet of the anaerobic-fermented sludge on the sludge pad, the valve on the drainage water outlet is closed. After two hours of settling and stratification of the sludge, the valve is opened and sludge is discharged.
Обезвоженный осадок подсыхает в естественных условиях до влажности 75-80%. Осадок, обработанный флокулянтом, в течение нескольких часов разделяется на твердую и жидкую фазы. Через двое суток открывают задвижку на дренажном трубопроводе и дальнейшее наполнение площадки осадком, обработанным флокулянтом, и отвод иловой воды производят одновременно в течение 8 суток.Dehydrated sludge dries in natural conditions to a moisture content of 75-80%. The precipitate treated with flocculant, for several hours is divided into solid and liquid phases. After two days, the valve in the drainage pipeline is opened and the site is further filled with sludge treated with flocculant, and sludge is discharged simultaneously for 8 days.
Влажность сфлокулированного осадка за 9 суток снижается с 97,3% до 87%, а объем осадка уменьшается в 4 раза, разовая нагрузка на иловую площадку глубиной 1,5 м увеличивается до 4 м3/м2.The moisture content of the flocculated sludge in 9 days decreases from 97.3% to 87%, and the volume of sludge decreases by 4 times, a single load on a sludge platform with a depth of 1.5 m increases to 4 m 3 / m 2 .
При хорошо работающем дренаже в условиях второй и третьей климатических зон (южные районы России) осадок подсушивается на иловых площадках за 3-4 недели до влажности 75%.With well-functioning drainage in the conditions of the second and third climatic zones (southern regions of Russia), the sediment is dried on silt sites 3-4 weeks to a moisture content of 75%.
Недостатком технологии является многостадийность процесса, требующая постоянного участия и наблюдения персонала. Влажность обезвоженного осадка, равная 87%, не позволяет транспортировать его автотранспортом. Подсушивание осадка до влажности 75% зависит от климатических условий и возможно только в южных районах. Для северных регионов и районов с повышенной влажностью такой способ неэффективен, т.к. осадок влажностью 75% едва ли может быть получен к концу летнего сезона.The disadvantage of the technology is the multi-stage process, requiring constant participation and monitoring of personnel. The moisture content of the dehydrated sludge, equal to 87%, does not allow transporting it by road. Drying the sediment to a moisture content of 75% depends on climatic conditions and is possible only in the southern regions. For northern regions and areas with high humidity, this method is ineffective, because sediment with a moisture content of 75% can hardly be obtained by the end of the summer season.
Одним из технологических приемов, оказывающих существенное влияние на интенсивность обезвоживания осадка, является замораживание. Наблюдения за работой иловых площадок свидетельствуют о том, что после зимнего промораживания и весеннего таяния обезвоживание осадка на иловых площадках идет более интенсивно. Использование этого явления позволяет значительно интенсифицировать процесс обезвоживания осадков в естественных условиях.One of the technological methods that have a significant impact on the intensity of sludge dewatering is freezing. Observations of the operation of sludge sites indicate that after winter freezing and spring thawing, sludge dewatering at sludge sites is more intense. The use of this phenomenon can significantly intensify the process of dewatering sludge in natural conditions.
Нагрузка на иловые площадки, работающие по методу замораживания и оттаивания, зависит от климатических условий данного района и должна с запасом гарантировать полное промораживание осадка на всю его глубину.The load on the sludge sites, working by the method of freezing and thawing, depends on the climatic conditions of the area and should ensure that the sediment is completely frozen to its full depth.
Необходимость соответствия слоя налива осадка глубине промерзания при данной температуре воздуха изучена Веригиной Е.В. и описана в ее работе «Интенсификации работы иловых площадок» [автореферат диссертации, Москва, 2000, с.14-15].The necessity of matching the sediment filling layer to the freezing depth at a given air temperature was studied by E. Verigina and is described in her work "Intensification of the work of silt sites" [abstract of the dissertation, Moscow, 2000, pp. 14-15].
При высоте налива, превышающей глубину промерзания, под слоем замерзшего осадка сохраняется незамерзший сброженный осадок с плохими водоотдающими свойствами. При оттаивании незамерзший осадок смешивается с талой водой и сводит до минимума результаты замораживания. Предлагается, в соответствии с мировой практикой, связывать глубину промерзания с климатическим фактором, равным сумме абсолютных значений отрицательных среднесуточных температур воздуха за период устойчивого мороза. Опытным путем определены оптимальные режимы замораживания - минус 5-10°С.When the filling height exceeds the freezing depth, an unfrozen fermented sediment with poor water-removing properties is preserved under a layer of frozen sediment. During thawing, the unfrozen precipitate is mixed with melt water and minimizes the results of freezing. It is proposed, in accordance with world practice, to associate the freezing depth with a climatic factor equal to the sum of the absolute values of negative average daily air temperatures over a period of stable frost. Empirically determined the optimal freezing conditions - minus 5-10 ° C.
Правила технической эксплуатации систем и сооружений коммунального водоснабжения и канализации [Государственный комитет РФ по строительству и жилищно-коммунальному комплексу, Москва, 2000, с.94-95] обязывают при эксплуатации площадок замораживания соблюдать ряд требований, среди которых названы и следующие:The rules for the technical operation of systems and structures for public water supply and sanitation [State Committee of the Russian Federation for Construction and Housing and Communal Services, Moscow, 2000, pp. 94-95] oblige the operation of freezing sites to comply with a number of requirements, including the following:
- необходимо соблюдать равномерное распределение напускаемого осадка по секциям площадок, предназначенных для весеннего и летне-осеннего периода;- it is necessary to observe a uniform distribution of the deposited sediment over sections of sites intended for the spring and summer-autumn period;
- высота слоя осадка на площадке не должна превышать глубину его промерзания в зимний период;- the height of the sediment layer on the site should not exceed the depth of freezing in the winter;
- не допускать высоту слоя напуска более 0,1 метра и напуска очередного слоя до промерзания предыдущего слоя осадка;- not to allow the height of the inlet layer to be more than 0.1 meters and the inlet of the next layer until the previous sediment layer freezes;
- осуществлять выпуск оттаявшей воды из каждой площадки послойно, контролируя содержание взвешенных веществ в воде у водовыпусков и не допуская взмучивания уплотнившегося осадка.- release thawed water from each site in layers, controlling the content of suspended solids in the water at the outlets and avoiding the agitation of condensed sediment.
Эти ограничения усложняют практическое использование способа обезвоживания осадков сточных вод замораживанием в условиях очистных сооружений, особенно в городах Сибири. Контролировать высоту каждого слоя осадка и высоту слоя напуска на площадке в условиях морозов, иногда до минус 40°С, очень сложно.These restrictions complicate the practical use of the method of dehydration of wastewater sludge by freezing in sewage treatment plants, especially in Siberian cities. It is very difficult to control the height of each sediment layer and the height of the inlet layer at the site in frosty conditions, sometimes up to minus 40 ° С.
Ограничение общей высоты слоя осадка на площадке, которая не должна превышать глубину его промерзания в зимний период, требует увеличения количества задействованных площадок.Limiting the total height of the sediment layer at the site, which should not exceed the depth of its freezing in the winter, requires an increase in the number of sites involved.
Ограничение высоты слоя осадка и требование наносить каждый последующий слой только после промерзания предыдущего усложняет работу очистных сооружений. Распределять равномерно тонкие слои по поверхности площадки затруднительно. Если суточный объем осадка превышает объем осадка в слое высотой 0,1 м, приходится производить напуск несколько раз в сутки или использовать накопители осадка.The limitation of the height of the sediment layer and the requirement to apply each subsequent layer only after freezing the previous one complicates the operation of treatment facilities. Distributing uniformly thin layers over the surface of the site is difficult. If the daily sediment volume exceeds the sediment volume in a layer 0.1 m high, it is necessary to inflate several times a day or use sediment accumulators.
Период таяния льда в естественных условиях - процесс постепенный, длительный, зависит от климатических условий и длится в различных климатических зонах от 1 доThe period of ice melting in natural conditions is a gradual, long process that depends on climatic conditions and lasts in different climatic zones from 1 to
2-х месяцев. Необходимо, чтобы конструкция иловых площадок обеспечивала отвод иловой воды с поверхности по мере таяния верхних слоев льда, чтобы избежать длительного контакта жидкости с твердой фазой, исключить фильтрацию через скоагулированный слой осадка основной массы воды и сохранить качество талой воды.2 months. It is necessary that the design of the sludge pads ensures the removal of sludge water from the surface as the upper layers of ice melt in order to avoid prolonged contact of the liquid with the solid phase, to exclude filtration through the coagulated sediment layer of the bulk of the water, and to preserve the quality of melt water.
Обеспечить выполнение этого условия достаточно сложно. На практике это осуществляется установкой, например, фильтрующих колодцев различной конструкции. При этом количество колодцев (иногда 10-15) должно обеспечивать быстрый, но спокойный отвод воды с поверхности, иначе талой воде приходится проходить большое расстояние до водоотвода, преодолевая при этом значительные гидравлические сопротивления, а это, в свою очередь, приводит к увеличению скорости при подходе к водосливу и способствует увеличению выноса взвешенных частиц.Enforcing this condition is quite difficult. In practice, this is done by installing, for example, filter wells of various designs. At the same time, the number of wells (sometimes 10-15) should provide a quick but calm drainage of water from the surface, otherwise meltwater has to travel a long distance to the drainage system, overcoming significant hydraulic resistance, and this, in turn, leads to an increase in speed when approach to the spillway and contributes to an increase in the removal of suspended particles.
Это значительно усложняет конструкцию иловой площадки, требует постоянного наблюдения за ее работой, снижает эффективность зимнего обезвоживания осадков.This greatly complicates the design of the sludge site, requires constant monitoring of its operation, reduces the effectiveness of winter dewatering of sediments.
Известен способ обезвоживания осадков сточных вод в зимних условиях на иловой площадке размером 25×60 м с хорошо фильтрующим песчаным основанием, оборудованным системой дренажных труб, а также имеющей несколько колодцев типа «монах» с переменным водосливом для отвода воды с поверхности [Обзоры по межотраслевой тематике. Совершенствование и эксплуатация сооружений и оборудования для очистки сточных вод и воздуха от вредных загрязнений, Москва, ГОСИНТИ, 1970, с.23-24].There is a method of dewatering sewage sludge in winter conditions on a sludge site measuring 25 × 60 m with a well-filtering sand base equipped with a drainage pipe system, as well as having several "monk" type wells with a variable spillway to drain water from the surface [Reviews on cross-sectoral topics . Improvement and operation of structures and equipment for the treatment of wastewater and air from harmful pollution, Moscow, GOSINTI, 1970, p.23-24].
Способ включает подачу осадка на площадку, гравитационное обезвоживание его с отводом воды через фильтрующее основание, замораживание, оттаивание, удаление надыловой воды, подсушку осадка в естественных условиях.The method includes supplying sludge to the site, gravitational dewatering it with water drainage through the filter base, freezing, thawing, removing superfluous water, drying the sludge in natural conditions.
На площадку перед началом зимнего периода заливают термофильно сброженный осадок первичных отстойников влажностью 97% слоем 80 см. К моменту наступления морозов часть свободной влаги отфильтровывается через основание; оставшийся 30-сантиметровый слой осадка влажностью 94,7-95,0% полностью промерзает. На поверхности образуется слой чистого льда толщиной около 20 см, а вся твердая фаза концентрируется в слое толщиной 8-10 см.A thermophilically fermented sediment of primary sedimentation tanks with a moisture content of 97% and a layer of 80 cm is poured onto the site before the start of the winter period. By the time of the onset of frost, part of the free moisture is filtered through the base; the remaining 30-centimeter layer of sediment with a moisture content of 94.7-95.0% completely freezes. A layer of pure ice about 20 cm thick is formed on the surface, and the entire solid phase is concentrated in a layer 8-10 cm thick.
В процессе весеннего таяния льда вода отводится через водослив колодца-«монаха», а после того, как подтает основание площадки, отвод воды происходит одновременно через водослив и дренирующий слой в основании площадки. К моменту завершения таяния льда на площадке остается слой осадка толщиной около 8 см со средней влажностью ~88%. Осадок после оттаивания подсыхает и к концу мая его влажность равна ~80%. Для более эффективного обезвоживания осадка после его замораживания и оттаивания по этому способу необходимо на каждой площадке устанавливать по нескольку колодцев-«монахов», которые должны располагаться на противоположных сторонах площадки, чтобы сократить пробег воды от самых удаленных точек площадки.In the process of spring ice melting, water is discharged through the spillway of the “monk” well, and after the base of the site melts, water is discharged simultaneously through the spillway and the drainage layer at the base of the site. By the time ice is melted, a layer of sediment remains about 8 cm thick with an average humidity of ~ 88%. After thawing, the precipitate dries up and by the end of May its moisture content is ~ 80%. For more efficient dewatering of the sludge after freezing and thawing by this method, it is necessary to install several “monk” wells at each site, which should be located on opposite sides of the site to reduce the mileage of water from the farthest points of the site.
К недостаткам способа можно отнести высокую (80%) влажность обезвоженного и подсушенного осадка. Но даже такую влажность невозможно получить в более глубоких иловых площадках, а по СНиПу 2.04.03-85 (п.6.393) допускается предусматривать иловые площадки-уплотнители рабочей глубиной до 2 м.The disadvantages of the method include high (80%) humidity of the dehydrated and dried sludge. But even such humidity cannot be obtained in deeper silt areas, and according to SNiP 2.04.03-85 (clause 6.393) it is allowed to provide silt-compactors with a working depth of up to 2 m.
Необходимость установки нескольких водосливных колодцев увеличивает монтажные и эксплуатационные затраты, т.к. каждый из них требует контроля и ухода. Длительный цикл обезвоживания заметно снижает эффективность использования площадки.The need to install several spillway wells increases installation and operating costs, as each of them requires control and care. A long dehydration cycle significantly reduces the effectiveness of the use of the site.
Увеличение глубины промерзания осадка на иловых площадках может быть достигнуто также путем периодической уборки снега или путем срезки и удаления верхних наиболее чистых слоев льда.An increase in the depth of freezing of sediment at silt sites can also be achieved by periodically removing snow or by cutting and removing the top most pure ice layers.
Толщина срезаемых слоев зависит от климатических условий и выбирается в соответствии с технико-экономическим расчетом. На практике срезку проводят после образования слоя льда толщиной 15-30 см. В течение холодного периода проводят 3-5 циклов срезки льда [Обзоры по межотраслевой тематике. Совершенствование и эксплуатация сооружений и оборудования для очистки сточных вод и воздуха от вредных загрязнений, Москва, ГОСИНТИ, 1970, с.24].The thickness of the layers to be cut depends on climatic conditions and is selected in accordance with a feasibility study. In practice, cutting is carried out after the formation of an ice layer with a thickness of 15-30 cm. During the cold period, 3-5 cycles of ice cutting are carried out [Reviews on cross-sectoral topics. Improvement and operation of structures and equipment for the treatment of wastewater and air from harmful pollution, Moscow, GOSINTI, 1970, p.24].
Такой способ обезвоживания осадков осуществим только при условии полного промерзания осадка в иловой площадке, требует значительных эксплуатационных затрат, работы персонала в зимних условиях и может быть использован только на очистных сооружениях малой производительности. Несмотря на перечисленные недостатки, способ и в настоящее время используется на некоторых очистных сооружениях.This method of sludge dewatering is feasible only if the sludge is completely frozen in the sludge site, it requires significant operational costs, staff work in winter conditions and can only be used in low-capacity treatment plants. Despite the above disadvantages, the method is currently used at some treatment facilities.
Увеличить общую глубину промерзания осадка позволяет тонкослойное намораживание. Этот способ применяется для увеличения нагрузки на иловые площадки в районах, где глубина промерзания не превышает 0,5-0,7 м [В.М.Любарский, Интенсификация обезвоживания осадков сточных вод путем предварительного замораживания и оттаивания, Москва, 1963, с.8].Thin-layer freezing allows increasing the total depth of freezing of sediment. This method is used to increase the load on sludge sites in areas where the freezing depth does not exceed 0.5-0.7 m [V.M. Lyubarsky, Intensification of dewatering of sewage sludge by preliminary freezing and thawing, Moscow, 1963, p. 8 ].
Такой способ значительно усложняет технологию обработки осадка. Наибольшие трудности при этом вызывает распределение осадка тонким слоем при достаточно низких температурах. Кроме того, при тонкослойном намораживании увеличивается период таяния осадка и затрудняется поверхностный отвод талой воды, поэтому количество слоев не должно превышать 3-4.This method significantly complicates the technology of processing sludge. The greatest difficulties are caused by the distribution of sediment in a thin layer at fairly low temperatures. In addition, during thin-layer freezing, the period of melting of the sediment increases and surface drainage of melt water is hindered, so the number of layers should not exceed 3-4.
По мнению авторов, прототипом заявляемого изобретения является технология круглогодичного обезвоживания осадков муниципальных сточных вод, описанный в работах Данилович Д.А., Козлов М.Н., Аджиенко В.Е., Эпов А.Н., Веригина Е.Л. «Перспективные технологии в области обработки осадков сточных вод», Водоснабжение и санитарная техника. 1996, №1, с.12-14 или Веригина Е.Л., «Интенсификации работы иловых площадок», автореферат диссертации, Москва, 2000, с.17-18.According to the authors, the prototype of the claimed invention is the technology of year-round dewatering of municipal sewage sludge, described in the works Danilovich D.A., Kozlov M.N., Adzhienko V.E., Epov A.N., Verigina E.L. “Advanced technologies in the field of wastewater sludge treatment”, Water supply and sanitary equipment. 1996, No. 1, pp. 12-14 or Verigina EL, "Intensification of the work of silt sites", dissertation abstract, Moscow, 2000, pp. 17-18.
Технология включает раздельное уплотнение, сушку и намораживание осадка на картах специальной конструкции:The technology includes separate compaction, drying and freezing of sediment on cards of a special design:
картах-уплотнителях, картах-накопителях и картах намораживания и сушки.sealing cards, storage cards and freezing and drying cards.
На первой стадии осадок уплотняется в глубоких площадках-уплотнителях с глубиной налива 6-8 м и поверхностным отводом надыловой воды. Заполнение площадок-уплотнителей производится в результате нескольких последовательных циклов: налив-отстаивание-слив надыловой воды. Время уплотнения равно 15 суткам. Уплотненный осадок из нижних слоев, имеющий влажность около 92%, периодически самотеком выпускается на площадки вымораживания специальной конструкции.At the first stage, the sediment is compacted in deep compaction areas with a filling depth of 6-8 m and a surface discharge of sub-water. Filling of the sealing platforms is carried out as a result of several successive cycles: loading, settling, discharge of nadovy water. Compaction time is 15 days. The compacted sediment from the lower layers, having a moisture content of about 92%, is periodically released by gravity to the freezing sites of a special design.
Намораживание уплотненного осадка производится многократным наливом слоями толщиной 0,2 м, обеспечивая общую высоту слоя намороженного осадка 1,25 м.Freezing of compacted sediment is carried out by repeated pouring in layers of 0.2 m thick, providing a total height of the layer of frozen sediment of 1.25 m.
Рекомендуется сгребание подмерзшего осадка бульдозером. Талая вода весной стекает с площадок за счет предусмотренного на них уклона поверхности и отводится через систему водосливов. По мере таяния осадок сгребается в бурты и насыпи. В буртах продолжается обезвоживание осадка за счет фильтрации воды через боковую поверхность бурта.It is recommended to rake frozen sediment with a bulldozer. Melt water in the spring drains from the sites due to the surface slope provided for them and is discharged through a spillway system. As the thaw melts, the sediment is raked into piles and embankments. Sludge dewatering continues in the piles by filtering water through the side surface of the pit.
Сушка уплотненного осадка проводится с мая по сентябрь в слое не более 1,25 м путем периодического напуска тонких слоев толщиной 0,2-0,3 м и ворошения подсыхающего осадка специальной техникой. Затем большая часть площадок освобождается от подсушенного осадка путем его сгребания в бурты и насыпи для предотвращения обводнения атмосферными осадками в период вывозки.Drying of compacted sediment is carried out from May to September in a layer of not more than 1.25 m by periodic filling of thin layers with a thickness of 0.2-0.3 m and tedding of a drying precipitate using special equipment. Then, most of the sites are freed from the dried sediment by raking it into a pile and embankment to prevent flooding by atmospheric precipitation during transportation.
Технология позволяет получить обезвоженный осадок влажностью 55-70%.The technology allows to obtain dehydrated sludge with a moisture content of 55-70%.
Использование этого способа на практике затруднено, особенно в условиях Сибири с морозами до минус 20-30°С и выше.Using this method in practice is difficult, especially in Siberia with frosts down to minus 20-30 ° C and above.
Необходимость перед замораживанием уплотнять осадок в течение 15 суток, ограничение влажности осадка, наличие глубоких площадок-уплотнителей и нескольких площадок вымораживания специальной конструкции, сгребание подмерзшего осадка бульдозером делают способ практически не выполнимым в условиях сибирских Водоканалов.The need to condense the sediment before freezing for 15 days, limiting the moisture content of the sediment, the presence of deep pads-seals and several freezing pads of a special design, raking frozen sediment with a bulldozer make the method practically impossible under the conditions of Siberian Vodokanals.
Для подачи самотеком уплотненного осадка влажностью 92% уплотнители и площадки замораживания должны находиться рядом, что не всегда выполнимо в условиях действующих очистных сооружений.To supply compacted sludge with a moisture content of 92% by gravity, the seals and the freezing platforms should be nearby, which is not always feasible in the conditions of existing treatment facilities.
Площадки-уплотнители с глубиной налива 6-8 м могут работать только в теплое время года или должны находиться в отапливаемом помещении.Sealing pads with a loading depth of 6-8 m can only work in the warm season or should be in a heated room.
Известно, что при предварительном уплотнении осадков перед подачей на иловые площадки не следует стремиться к снижению влажности исходных осадков ниже 95% из-за трудностей транспортирования уплотненных осадков по трубам на значительные расстояния и равномерного распределения их по поверхности иловых площадок. Поэтому подача осадка влажностью 92% равномерным слоем толщиной 0,2-0,3 м в зимний период практически невозможна.It is known that during preliminary compaction of sediments before feeding to sludge sites, one should not strive to reduce the moisture content of initial sludge below 95% due to difficulties in transporting compacted sludge through pipes over considerable distances and their uniform distribution over the surface of sludge sites. Therefore, the supply of sediment with a moisture content of 92% in a uniform layer with a thickness of 0.2-0.3 m in winter is practically impossible.
Использование нескольких типов площадок, связанных между собой конструктивно и технологически, а также многостадийность и длительность процесса, требуют значительных земельных площадей, строительных, монтажных и эксплуатационых затрат.The use of several types of sites that are structurally and technologically interconnected, as well as the multi-stage and duration of the process, require significant land areas, construction, installation and operating costs.
Предлагаемое изобретение решает задачу повышения эффективности использования иловой площадки путем интенсификации процесса обезвоживания осадка, в том числе в зимних условиях.The present invention solves the problem of increasing the efficiency of the use of the sludge site by intensifying the process of sludge dewatering, including in winter conditions.
Для достижения указанного технического результата в способе круглогодичного обезвоживания осадков муниципальных сточных вод, включающем гравитационное уплотнение осадка, его послойное замораживание, оттаивание, отвод талой воды и подсушку осадка в естественных условиях, все стадии обезвоживания осадка осуществляют в одной иловой площадке, в которую подают сфлокулированный осадок, при этом используют флокулянт, содержащий полиэтиленоксид с молекулярной массой не менее 1·106.To achieve the specified technical result in the method of year-round dewatering of municipal sewage sludge, including gravity compaction of the sludge, its layer-by-layer freezing, thawing, removal of melt water and sludge drying under natural conditions, all stages of sludge dewatering are carried out in one sludge site into which the flocculated sludge is fed , using a flocculant containing polyethylene oxide with a molecular weight of at least 1 · 10 6 .
При обезвоживании предлагаемым способом подача осадка на площадку производится по мере его накопления при непрерывном отводе иловой воды, а для флокуляции осадка может быть использован флокулянт «Сибфлок®».When the proposed method dehydrates, the sludge is fed to the site as it accumulates with continuous removal of sludge water, and the Sibflock ® flocculant can be used for flocculation of sludge.
Предлагается проводить все стадии процесса обезвоживания осадка (уплотнение, замораживание, оттаивание и подсушка) в одной площадке, что исключает из технологического процесса площадки-уплотнители, специальные площадки для сушки, не требует устройств для ворошения осадка. Это приводит к сокращению земельных площадей, экономии строительных, монтажных и эксплуатационных затрат, сокращению обслуживающего персонала.It is proposed to carry out all stages of the sludge dewatering process (compaction, freezing, thawing and drying) in one site, which excludes compactors, special drying sites from the process, and does not require sludge tedding devices. This leads to a reduction in land area, savings in construction, installation and operating costs, a reduction in maintenance personnel.
Для подачи на иловую площадку уже сфлокулированного осадка флокулянт подается в напорный или всасывающий трубопровод насоса, перекачивающего осадок на иловые поля. Процесс флокуляции осадка начинается уже во время транспортирования осадка по напорному трубопроводу, поэтому иловая вода отделяется одновременно с напуском осадка. Процесс отделения иловой воды усиливается за счет влияния полиэтиленоксида, входящего в состав флокулянта.To supply the already flocculated sludge to the sludge pad, the flocculant is fed into the pressure or suction pipe of a pump that pumps sludge to the sludge fields. The process of flocculation of sludge begins already during the transport of sludge through the pressure pipe, so the sludge water is separated simultaneously with the inlet of the sludge. The process of separating sludge water is enhanced by the influence of polyethylene oxide, which is part of the flocculant.
Высокомолекулярный полиэтиленоксид с молекулярной массой более 1 млн является одним из наиболее эффективных агентов, снижающих гидравлическое сопротивление трения воды и других водных сред. Осадок при введении в него флокулянта, содержащего высокомолекулярный полиэтиленоксид, приобретает свойства «скользкой воды».High molecular weight polyethylene oxide with a molecular weight of more than 1 million is one of the most effective agents that reduce the hydraulic resistance to friction of water and other aqueous media. The precipitate, when a flocculant containing high molecular weight polyethylene oxide is introduced into it, acquires the properties of “slippery water”.
При подаче такого осадка на площадку он хорошо растекается по поверхности намороженного ранее слоя и даже в условиях низких температур до замерзания успевает выделить большую часть иловой воды. Высота слоя не ограничивается нормативными данными и может быть любой, в зависимости от объема разового напуска накопленного осадка.When such a precipitate is supplied to the site, it spreads well over the surface of the previously frozen layer and, even at low temperatures, manages to isolate most of the silt water before freezing. The layer height is not limited by regulatory data and can be any, depending on the volume of a single inlet of accumulated sediment.
Особенность флокулянтов на основе полиэтиленоксида состоит в том, что обработанные им осадки структурируются, образуя стабильную пространственную систему сквозных каналов и пустот, сохраняющую свои свойства при вторичном смачивании. Именно этот эффект позволяет достигать результатов, сравнимых с результатами механического обезвоживания в любых климатических зонах страны: для холодного климата (µ≤1,0-0,7) и тем более жаркого (µ≥1,2-1,6).The peculiarity of polyethylene oxide-based flocculants is that the precipitates treated by it are structured, forming a stable spatial system of through channels and voids, which retains its properties during secondary wetting. It is this effect that allows achieving results comparable to the results of mechanical dehydration in any climatic zones of the country: for a cold climate (µ≤1.0-0.7) and even more hot (µ≥1.2-1.6).
Высокая степень водоотдачи сфлокулированного осадка и непрерывный отвод иловой воды обеспечивают максимальное обезвоживание осадка на площадке до замерзания.The high degree of water loss of the flocculated sludge and the continuous removal of sludge water provide maximum dewatering of the sludge at the site before freezing.
Благодаря антифризным свойствам полиэтиленоксида температура замерзания осадка несколько понижается и твердые частицы в сфлокулированном осадке под действием гравитации успевают опуститься вниз. В оставшемся на площадке слое осадка твердые частицы концентрируются внизу слоя, а вверху - иловая вода, которая при замерзании превращается в лед.Due to the antifreeze properties of polyethylene oxide, the freezing temperature of the precipitate decreases slightly and solid particles in the flocculated precipitate under the influence of gravity have time to go down. In the sediment layer remaining at the site, solid particles are concentrated at the bottom of the layer, and at the top - sludge water, which when frozen turns into ice.
До полного промерзания слоя происходит обезвоживание осадка и при непрерывном отводе воды оставшийся слой имеет минимальную высоту, что позволяет увеличить количество слоев осадка и общую глубину промерзания.Until the layer completely freezes, the sediment is dehydrated and with continuous water drainage, the remaining layer has a minimum height, which allows to increase the number of sediment layers and the total depth of freezing.
Непрерывный отвод иловой воды необходим и в случае недостаточно низких температур, когда осадок на площадке не промерзает к моменту очередного напуска. Обезвоживание осадка в этом случае идет особенно интенсивно.Continuous drainage of silt water is also necessary in case of insufficiently low temperatures, when the sediment on the site does not freeze by the time of the next inlet. Sludge dehydration in this case is particularly intense.
В качестве водоотводящих устройств могут использоваться колодцы типа «монах», шиберы, шандоры и т.д., способные отводить отделившуюся иловую воду до ее промерзания.As a drainage device, monk-type wells, gates, sandors, etc. can be used, which can drain the separated sludge water before it freezes.
На практике хорошо зарекомендовали себя устройства для отвода иловой воды с прорезями по патентам РФ №33113 и №51382. В основе работы этих устройств для отделения и отвода иловой воды лежит процесс механического процеживания, так называемое поверхностное фильтрование, при котором отделяются все примеси, превышающие размеры прорезей фильтрующей поверхности. Эти устройства обеспечивают отведение воды с любого уровня заполненной площадки и успешно работают до полного промерзания осадка. Поэтому при использовании предлагаемого способа подачу осадка возможно производить по мере его накопления вне зависимости от объема и состояния накопившегося осадка, уже находящегося в площадке.In practice, devices for removing sludge water with slots according to the patents of the Russian Federation No. 33113 and No. 51382 have proven themselves well. The basis of the operation of these devices for the separation and removal of sludge water is a mechanical filtering process, the so-called surface filtration, in which all impurities that exceed the size of the slots of the filtering surface are separated. These devices provide water diversion from any level of the filled site and work successfully until the sediment is completely frozen. Therefore, when using the proposed method, it is possible to supply sediment as it accumulates, regardless of the volume and condition of the accumulated sediment already in the site.
Таким образом, совокупность отличительных признаков, характеризующих предлагаемое изобретение, обеспечивает повышение эффективности использования иловой площадки путем интенсификации процесса обезвоживания осадка, в том числе в зимних условиях, что расширяет технологические возможностей иловых площадок, позволяет оптимизировать затраты на обезвоживание осадка сточных вод и снизить влажность и объем получаемого кека.Thus, the set of distinctive features characterizing the invention provides an increase in the efficiency of the use of the sludge site by intensifying the process of sludge dewatering, including in winter conditions, which extends the technological capabilities of the sludge sites, allows you to optimize the cost of dewatering sludge and reduce moisture and volume the resulting cake.
При реализации способа возможно использовать флокулянт торговой марки «Сибфлок®», который создан и производится фирмой «Экохим®», г.Новосибирск. Флокулянт содержит высокомолекулярный полиэтиленоксид и успешно применяется при обезвоживании осадков муниципальных сточных вод.When implementing the method, it is possible to use a flocculant of the Sibflock ® trademark, which was created and manufactured by the Ecohim ® company, Novosibirsk. The flocculant contains high molecular weight polyethylene oxide and is successfully used for dewatering municipal sewage sludge.
Нижеследующие примеры подтверждают эффективность и практическую применимость предлагаемого способа и использования флокулянта «Сибфлок®» при его осуществлении.The following examples confirm the effectiveness and practical applicability of the proposed method and the use of flocculant "Sibflock ® " in its implementation.
Пример 1Example 1
В г.Стрежевой, Томской области (45 тыс.чел.) обезвоживание осадка сточных вод производится на иловых площадках с бетонным основанием, размером 36×9×2,0 м, рабочий объем V≈500 м3, с верхним напуском осадка и отводом иловой воды через шиберные устройства. Объем разового напуска осадка в сутки примерно 30 м влажностью 97,5%.In the city of Strezhevoy, Tomsk Oblast (45 thousand people), sewage sludge is dehydrated at silt sites with a concrete base, size 36 × 9 × 2.0 m, working volume V≈500 m 3 , with an upper discharge of sludge and discharge silt water through slide gate devices. The volume of a single inlet of sediment per day is approximately 30 m with a moisture content of 97.5%.
Промышленные испытания в условиях сильных морозов до минус 40°С с использованием Сибфлока проводились в 2004-2005 гг.Industrial tests in severe frosts down to minus 40 ° С using Sibflock were carried out in 2004-2005.
Напуск сфлокулированного осадка (доза флокулянта - 1,5 кг/т сухих) производился ежесуточно слоем, примерно равным 0,1 м. Основная масса иловой воды, отделившейся при воздействии флокулянта, успевала уйти через шиберные устройства до полного промерзания слоя осадка. Оставшийся слой имел толщину (высоту) до 0,05 м (при температурах ниже минус 20-30°С) или до 0,03 м (при температурах ниже минус 10-20°С). Это объясняется действием флокулянта «Сибфлок®», обладающего свойствами «скользкой воды» и антифризными свойствами.The flocculated sludge was inflated (the flocculant dose was 1.5 kg / t dry) every day with a layer of approximately 0.1 m. The bulk of the sludge water that separated when exposed to the flocculant managed to escape through the gate devices until the sediment layer was completely frozen. The remaining layer had a thickness (height) of up to 0.05 m (at temperatures below minus 20-30 ° C) or up to 0.03 m (at temperatures below minus 10-20 ° C). This is due to the action of the Sibflock ® flocculant, which has the properties of "slippery water" and antifreeze properties.
При промораживании этого слоя осадка процессы структурирования влаги обеспечивали дальнейшее обезвоживание осадка по классической схеме: твердые частицы - внизу слоя, а вверху - лед. В течение суток этот слой промерзал, и на него наливали следующий слой осадка.During the freezing of this sediment layer, moisture structuring processes ensured further dewatering of the sediment according to the classical scheme: solid particles - at the bottom of the layer and ice at the top. During the day, this layer froze, and the next layer of sediment was poured onto it.
В течение трех месяцев было залито 2721,6 м3. После оттаивания и подсушки осадок имел среднюю влажность 67%, содержание взвешенных в иловой воде - менее 0,5 г/ л.Within three months, 2721.6 m 3 was poured. After thawing and drying, the precipitate had an average humidity of 67%, the content of suspended in silt water was less than 0.5 g / l.
Расчеты показывают, что в этих условиях удалось уплотнить осадок в 12 раз вместо 1,2 раз по СНиП 2.04.03-85 (климатический коэффициент µ=0.8).Calculations show that under these conditions it was possible to compact the sediment 12 times instead of 1.2 times according to SNiP 2.04.03-85 (climatic coefficient µ = 0.8).
Пример 2Example 2
На очистных сооружениях г.Павлодара (Республика Казахстан) с населением более 300 тыс.чел. промышленные испытания в зимних условиях были проведены в 2005-2006 гг. Ранее на этих очистных сооружениях использовалась технология выпиливания и удаления льда с осадком.At the treatment facilities in Pavlodar (Republic of Kazakhstan) with a population of more than 300 thousand people. winter industrial tests were carried out in 2005-2006. Earlier at these treatment facilities, the technology of sawing and removing ice with sediment was used.
Для работы по предлагаемой технологии обезвоживания осадка с флокулянтом «Сибфлок®» была подготовлена иловая площадка размером 110×35×1,6 м с общим объемом - 5,7 тыс.м3 на асфальтном (бетонном) основании, в которой установили устройство для обезвоживания сфлокулированных осадков с прорезями по патенту РФ №33133. Выпуски осадка расположены на противоположной стороне площадки.To work on the proposed technology for sludge dewatering with a flocculant Sibflock ®, a sludge area of 110 × 35 × 1.6 m was prepared with a total volume of 5.7 thousand m 3 on an asphalt (concrete) base, in which a device for dewatering was installed flocculated sediments with slots according to the patent of the Russian Federation No. 33133. Sludge outlets are located on the opposite side of the site.
Сырой осадок и избыточный активный ил накапливались в двух емкостях, перемешивались воздухом. Ежесуточный объем смеси влажностью 98,0-98,5% составлял примерно 1,1 тыс.м3.Crude sludge and excess activated sludge accumulated in two containers, mixed with air. The daily volume of the mixture with a moisture content of 98.0-98.5% was approximately 1.1 thousand m 3 .
Для подачи флокулянта была смонтирована установка эжекторного типа с двумя рабочими баками по 1,5 м3 каждый. Рабочий раствор готовился путем разбавления товарного 50% раствора до концентрации 0,5% (10 кг 50% флокулянта на 1 м3 воды). Доведение до рабочей концентрации (0,1%) осуществлялось за счет эжекции при подаче технической воды по трубопроводу и одновременном поступлении в него 0,5% раствора флокулянта в расчетном количестве.To supply the flocculant, an ejector-type installation with two working tanks of 1.5 m 3 each was mounted. The working solution was prepared by diluting a salable 50% solution to a concentration of 0.5% (10 kg of a 50% flocculant per 1 m 3 of water). Bringing to the working concentration (0.1%) was carried out by ejection during the supply of industrial water through the pipeline and the simultaneous flow of 0.5% flocculant solution into it in the calculated amount.
Марка флокулянта «Сибфлок®» и его ориентировочная доза для флокулирования смеси сырого осадка первичных отстойников и избыточного активного ила были определены на основании лабораторных испытаний. Установленная норма расхода флокулянта на тонну сухих веществ - 1,5 кг. Полученный 0,1% раствор подавался непосредственно в трубопровод откачки смеси из емкости в течение дневной смены (4-5 часов) на иловую площадку, слоем примерно 0,3 метра.The brand of flocculant Sibflock ® and its approximate dose for flocculating a mixture of crude sludge of primary sedimentation tanks and excess activated sludge were determined on the basis of laboratory tests. The established rate of flocculant consumption per tonne of dry matter is 1.5 kg. The resulting 0.1% solution was supplied directly to the pipeline for pumping the mixture from the tank during the day shift (4-5 hours) to the sludge pad, with a layer of about 0.3 meters.
До полного промерзания слоя осадка основная масса отделившейся иловой воды успевала уйти. Оставшийся слой имел в зависимости от температуры высоту 0,1-0,15 м,Prior to the complete freezing of the sediment layer, the bulk of the separated silt water managed to leave. The remaining layer had a height of 0.1-0.15 m, depending on temperature,
Заполнение иловой площадки было начато в конце января в условиях низких температур (минус 47°С) и через 18 дней после подачи на площадку 14,7 тыс.м3 было остановлено из-за промерзания системы отведения иловой воды. Содержание сухих веществ в этом объеме составило 314,387 тонн. Объем иловой воды, поступивший с иловой площадки, составил 9240,2 м3. Расчет производился по производительности насоса на дренажной насосной станции.Filling the sludge site was started at the end of January at low temperatures (minus 47 ° C) and 18 days after submission to the site 14.7 thousand m 3 was stopped due to the freezing of the sludge drainage system. The solids content in this volume amounted to 314.387 tons. The volume of sludge water received from the sludge site amounted to 9240.2 m 3 . The calculation was made according to the performance of the pump at the drainage pumping station.
В июле слой обезвоженного шлама имел высоту около 20 см, а объем примерно 700 м3, т.е. в этих условиях удалось уменьшить объем осадка в 21 раз. Средняя влажность шлама составила 46%.In July, the dehydrated sludge layer had a height of about 20 cm and a volume of about 700 m 3 , i.e. Under these conditions, it was possible to reduce the sediment volume by 21 times. The average moisture content of the sludge was 46%.
От начала заполнения до очистки площадки прошло менее 5 месяцев. Потребовалось всего пять смен на очистку иловой площадки, а затем начали повторное ее заполнение. К концу декабря удалось залить еще 31 тыс.м3 шлама при постоянном отведении иловой воды через водоотводящее устройство с прорезями.Less than 5 months have passed from the start of filling to cleaning the site. It took only five shifts to clean the sludge site, and then began re-filling it. By the end of December, it was possible to fill another 31 thousand m 3 of sludge with constant removal of silt water through a drainage device with slots.
Таким образом, суммарный объем шлама, залитый в одну иловую площадку, составил более 45 тыс.м3, то есть 8 объемов при средней влажности обезвоженного осадка 70%.Thus, the total volume of sludge poured into one sludge site amounted to more than 45 thousand m 3 , that is, 8 volumes with an average moisture content of dehydrated sludge of 70%.
Описанные примеры практического применения способа обезвоживания осадков сточных вод с использованием флокулянта на основе высокомолекулярного полиэтиленоксида в условиях Сибири позволяют сделать вывод, что комбинация флокуляции, замораживания, фильтрации и естественного подсушивания позволяют обезвоживать осадки до влажности 70% и менее. При этом не существует ограничений, о которых говорилось в известных аналогах и прототипе.The described examples of the practical application of the method of dewatering sewage sludge using a flocculant based on high molecular weight polyethylene oxide in Siberia allow us to conclude that the combination of flocculation, freezing, filtration and natural drying allows dewatering of sludge to a moisture content of 70% or less. However, there are no restrictions, which were mentioned in the known analogues and prototype.
Небольшие конструктивные доработки позволяют обезвоживать осадки зимой на любых типах существующих иловых площадок, где предусмотрен отвод иловой воды в голову процесса, при любых системах отведения иловой воды независимо от вида осадков, подлежащих обезвоживанию, их объема и способа подачи на площадку: непрерывной подаче в крупных городах или периодической - в городах с населением от нескольких десятков тысяч до сотен тысяч человек.Small structural improvements allow dewatering of sludge in winter on any types of existing sludge sites, where sludge water is diverted to the head of the process, with any sludge removal systems, regardless of the type of sludge to be dehydrated, their volume and method of feeding to the site: continuous supply in large cities or periodic - in cities with a population of several tens of thousands to hundreds of thousands of people.
Затраты на внедрение и последующее использование предлагаемого способа минимальны по сравнению с затратами на известные и широко распространенные способы обезвоживания.The cost of implementation and subsequent use of the proposed method is minimal compared with the cost of known and widespread methods of dehydration.
Использование способа позволяет увеличить нагрузку на иловые площадки до 12-15 раз по сравнению с нормативной и в 3-4 раза сократить необходимое количество иловых площадок, по сравнению с традиционным замораживанием, в том числе за счет исключения из процесса специальных площадок гравитационного уплотнения осадка.Using the method allows to increase the load on the sludge pads up to 12-15 times compared with the standard and 3-4 times reduce the required number of sludge pads, compared with traditional freezing, including due to the exclusion from the process of special sites of gravity compaction of sediment.
Достоинствами технологии являются:Advantages of the technology are:
- возможность круглогодичного обезвоживания осадка на иловых площадках даже в Сибири и на Севере страны;- the possibility of year-round sludge dewatering at silt sites even in Siberia and in the north of the country;
- возможность получения обезвоженного осадка влажностью менее 70% при качестве иловой воды от 0,08 до 0,8 г/л при сокращении расходов на обезвоживание осадков по сравнению с механическим обезвоживанием;- the possibility of obtaining dehydrated sludge with a moisture content of less than 70% with sludge water quality from 0.08 to 0.8 g / l while reducing the cost of sludge dewatering compared to mechanical dehydration;
- заполнение иловых площадок до 3-5 раз с последующим уплотнением еще в 2-3 раза и, следовательно, сокращение площадей по сравнению с традиционными методами естественного обезвоживания;- filling sludge sites up to 3-5 times with subsequent compaction 2-3 times more and, consequently, reduction in area compared to traditional methods of natural dehydration;
- возможность адаптации технологии к любым иловым площадкам, имеющим отвод иловой воды;- the ability to adapt the technology to any sludge sites having a drain of sludge water;
- возможность обезвоживания любых видов осадков: сброженные, сырые, стабилизированные, уплотненный и неуплотненный активный ил, смеси в любых соотношениях осадков и илов, осадки любой влажности, с любым количеством песка и т.д.;- the possibility of dehydration of any types of precipitation: fermented, raw, stabilized, compacted and unconsolidated activated sludge, mixtures in any ratio of precipitation and sludge, precipitation of any moisture content, with any amount of sand, etc .;
- экономия воды питьевого качества, электроэнергии, тепла, транспортных расходов, материалов, финансов и людских ресурсов.- saving drinking water quality, electricity, heat, transportation costs, materials, finances and human resources.
Опытные и промышленные испытания предлагаемой технологии, проведенные на очистных сооружениях ряда городов Сибири (Новокузнецк, Кемерово, Дивногорск, Стрежевой), а также в г.Павлодар (Республика Казахстан), позволяют сделать вывод о том, что иловые площадки могут успешно использоваться как высоко эффективные технологические сооружения по обезвоживанию любых типов осадков и их смесей в любых соотношениях.Experimental and industrial tests of the proposed technology carried out at the treatment facilities of a number of cities in Siberia (Novokuznetsk, Kemerovo, Divnogorsk, Strezhevoy), as well as in Pavlodar (the Republic of Kazakhstan), allow us to conclude that silt sites can be successfully used as highly efficient technological facilities for dehydration of all types of sludge and their mixtures in any proportions.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008146565/15A RU2393122C1 (en) | 2008-11-25 | 2008-11-25 | Method for all-year decantation of municipal sewage sludge on sludge beds |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008146565/15A RU2393122C1 (en) | 2008-11-25 | 2008-11-25 | Method for all-year decantation of municipal sewage sludge on sludge beds |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2393122C1 true RU2393122C1 (en) | 2010-06-27 |
Family
ID=42683564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008146565/15A RU2393122C1 (en) | 2008-11-25 | 2008-11-25 | Method for all-year decantation of municipal sewage sludge on sludge beds |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2393122C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2717520C1 (en) * | 2019-09-17 | 2020-03-23 | Андрей Викторович Богданов | Method for freezing colloidal sludge-lignin residues by trenching |
| CN116621405A (en) * | 2023-06-20 | 2023-08-22 | 华中科技大学 | A method of coupling freeze-thaw and dehydrating agent to realize deep dehydration of non-mechanical sludge |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5178770A (en) * | 1991-07-12 | 1993-01-12 | Nalco Canada Inc. | Method of treating bctmp/ctmp wastewater |
| WO1999035098A1 (en) * | 1998-01-09 | 1999-07-15 | Ciba Specialty Chemicals Water Treatments Limited | Dewatering of sludges deriving from paper industry |
| RU2246452C1 (en) * | 2003-08-01 | 2005-02-20 | Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет | Method of jointly dehydrating sediments at natural and waste water treatment station |
| RU2252195C1 (en) * | 2003-11-06 | 2005-05-20 | Багаев Юрий Георгиевич | Method of sewage settlings dehydration on the sludge drying beds |
| CA2614763A1 (en) * | 2007-04-17 | 2008-10-17 | Mengjun Li | Method for dewatering of bctmp/ctmp sludge |
-
2008
- 2008-11-25 RU RU2008146565/15A patent/RU2393122C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5178770A (en) * | 1991-07-12 | 1993-01-12 | Nalco Canada Inc. | Method of treating bctmp/ctmp wastewater |
| WO1999035098A1 (en) * | 1998-01-09 | 1999-07-15 | Ciba Specialty Chemicals Water Treatments Limited | Dewatering of sludges deriving from paper industry |
| RU2207326C2 (en) * | 1998-01-09 | 2003-06-27 | Циба Спешиалти Кемикалз Уота Тритментс Лимитед | Papermaking waste dehydration |
| RU2246452C1 (en) * | 2003-08-01 | 2005-02-20 | Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет | Method of jointly dehydrating sediments at natural and waste water treatment station |
| RU2252195C1 (en) * | 2003-11-06 | 2005-05-20 | Багаев Юрий Георгиевич | Method of sewage settlings dehydration on the sludge drying beds |
| CA2614763A1 (en) * | 2007-04-17 | 2008-10-17 | Mengjun Li | Method for dewatering of bctmp/ctmp sludge |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ДАНИЛОВИЧ Д.А. и др. «Перспективные технологии в области обработки осадков сточных вод», Водоснабжение и санитарная техника, 1996, №1, с.12-14. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2717520C1 (en) * | 2019-09-17 | 2020-03-23 | Андрей Викторович Богданов | Method for freezing colloidal sludge-lignin residues by trenching |
| CN116621405A (en) * | 2023-06-20 | 2023-08-22 | 华中科技大学 | A method of coupling freeze-thaw and dehydrating agent to realize deep dehydration of non-mechanical sludge |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104174191B (en) | Integrated grit chamber for treating rainwater and treatment method | |
| CN102531282B (en) | Device and method for quality-based rainwater collection, treatment and utilization | |
| CN103864276B (en) | Large three-lattice integrated geographical septic tank | |
| CN104129857A (en) | High-cold region reclaimed water deep-purification constructed wetland system | |
| CN112830635B (en) | A kind of acid wastewater physical, chemical and biological combined treatment device and treatment method | |
| CN104986918A (en) | Road pavement runoff sewage intercepting wetland zone and construction method thereof | |
| RU2393122C1 (en) | Method for all-year decantation of municipal sewage sludge on sludge beds | |
| CN204079714U (en) | A kind of combination unit making shale gas sewage radioactive substance purifying treatment | |
| CN205662803U (en) | Structure is used multipurposely to ground rainwater | |
| CN104878690A (en) | Runoff processing and emergency system for bridge floor | |
| CN203989972U (en) | Integrated grit chamber for treating rainwater | |
| KR100909352B1 (en) | Nature Friendly Rainwater Treatment System | |
| CN220703456U (en) | Initial rainwater collecting, treating and recycling device along road | |
| CN108729525A (en) | A kind of cities and towns or country road sewage collection system and ecological treatment method | |
| CN211664794U (en) | Ecological ditch capable of regulating and controlling water quantity | |
| CN106284489B (en) | Rainwater purification storage system | |
| CN106121005A (en) | The urban rainwater collection of a kind of northern area and cleaning system | |
| CN202968334U (en) | Constructed wetland treatment system for seawater-desalination exhausted sludge | |
| CN103669232B (en) | Pressure water seepage road drainage shaft | |
| CN218861649U (en) | Rain garden system for purifying the water quality of diversion system rainwater direct discharge outlet into the river | |
| CN105735083B (en) | A ground rainwater comprehensive utilization system and rainwater purification method | |
| CN203741705U (en) | Bridge surface runoff processing and emergency system | |
| Kinsley et al. | Modelling and application of an uncovered freezing bed technology for septage treatment | |
| CN212405386U (en) | Device for collecting rainwater in sponge city and treating rainwater by utilizing energy waves | |
| JP4002536B2 (en) | Sludge drying method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111126 |