IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Обеззараживание осадков сточных вод – процедура, необходимая для уничтожения патогенных микроорганизмов и вирусов, которые могут быть возбудителями болезней у людей и животных. Для обеззараживания осадков городских сточных вод могут применяться термические(сжигание, сушка, прогревание), биотермические(компостирование), биологические(с помощью простейших), физические воздействия(радиоактивное и ультрафиолетовое излучение, ультразвуковые колебания, токи высокой частоты), олигодинамический (воздействие ионов благородных металлов), химический( с помощью сильных окислителей). На практике широкое применение получил именно последний способ.  

В процессе коагуляции осадков, последующего их обезвоживания и прогревания до 60 С происходят резкое снижение числа микроорганизмов и практически 100%-ная деформация и гибель яиц гельминтов. Обработка при более высоких температурах (пастеризация, термосушка) позволяет уничтожить в осадках не только яйца гельминтов и патогенные микроорганизмы, но и вирусы.

Термическое обеззараживание осадков

В соответствии с СП 32.13330.2012 «Канализация. Наружные сети и сооружения» аппараты для термической обработки должны обеспечивать прогрев всей массы осадка до температуры не менее 60⁰С.

Обработка осадков при более высоких температурах позволяет уничтожить в осадках не только яйца гельминтов и патогенные микроорганизмы, но и вирусы. В связи с тем, что объем жидких осадков в несколько раз больше объема механически обезвоженных, их прогревание до указанной температуры требует значительно большего расхода тепла. ^[1]

Наиболее распространенным методом термического обеззараживания является пастеризация, предложенная Луи Пастером еще в 1860-х гг. На очистных сооружениях водоотведения он применяется следующим образом: первичный осадок и избыточный ил нагреваются в резервуаре для обеззараживания до температуры 65°C–100°C. Время обработки при 65°C составляет 30 минут, при 70°C – 25 минут, при 80°C – 10 минут.

Установка для пастеризации осадка в Кохтла-Ярве (Эстония).

Для обезвреживания и одновременной сушки активного ила могут применяться распылительные сушилки и сушилки-грануляторы, каталитические генераторы тепла с мягким режимом сушки, предотвращающим спекание органических веществ. .^[1]

Биотермическое обеззараживание осадков

При проведении биотермического процесса в аэробных условиях компостирование осадка осуществляется с наполнителями: твердыми бытовыми отходами, опилками, листвой, корой, сухим осадком сточных вод. При биотермической обработке смеси осадков сточных вод и твердых бытовых отходов последние перед компостированием подвергаются сортировке и дроблению, из них извлекаются черные и цветные металлы. Если компостирование смеси твердых бытовых отходов и осадков производится на мусороперерабатывающих заводах, то в этом случае могут применяться аппараты – ферментаторы, биобарабаны, а так же штабели с механизацией всех работ, связанных с эксплуатацией штабелей.^[2]

Для компостирования механически обезвоженных или подсушенных на иловых площадках осадков сточных вод. применяют различные технологии и оборудование: в штабелях на площадках с использованием бульдозеров, экскаваторов, смесителей двухвальных плужкового типа периодичностью действия либо другого оборудования и механизмов; в траншеях с использованием оборудования для перемешивания, гомогенизации и насыщения воздухом; в биобарабанах; в ферментаторах и др. При применении указанных технологий продолжительность процесса компостирования осадков с наполнителями составляет от 2—12 суток (механизированные методы) до 3—6 месяцев (компостирование в штабелях).

Наиболее простой метод - полевое компостирование (давно используется в сельском хозяйстве.

Также большой интерес представляет применяемая в ряде стран технология разведения червей на отходах – вермикомпостирование . Эта технология основана на способности червей заглатывать и в процессе своей жизнедеятельности перерабатывать большое количество органических остатков из отходов .

Технологии, применяемые в регионе Балтийского моря, варьируются от простого компостирования в открытых валках с минимальным количеством конструкций до полностью закрытых камер с ускоренным процессом обработки и высоким качеством очистки воздуха. Данные технологии являются проверенными, их возможности и ограничения известны. Наиболее экономически выгодные технологии обработки осадка – компостирование в валках и туннельное компостирование. Эксплуатация и техническое обслуживание при применении обоих методов относительно просты и требуют лишь базовых знаний биологии и биохимии компостирования.

В последние годы нашей стране и за рубежом компостирование получает все более широкое применение.

Физическое обеззараживание осадков

Радиационный метод. Обработка осадков ускоренными электронами и гамма-лучами в 1 Мрад и выше полностью уничтожает патогенные кишечные бактерии и яйца гельминтов. После такой обработки осадки соответствуют требованиям, предъявляемым к осадкам, используемым в качестве удобрения. При облучении необходимо создавать равномерный слой осадка толщиной, не превышающей проникающей способности электронов.^[2]

Другие физические методы, такие как обработка воды ускоренными электрическими зарядами, электрическими разрядами малой мощности, переменным электрическим током, магнитная обработка, термообработка, обработка ультразвуком, микрофильтрование, радиационное обеззараживание используются редко из-за высокой энергоемкости или сложности аппаратуры, а также из-за не изученности образующихся в процессе обработки воды соединений. Многие из этих методов находятся на стадии чисто научных разработок.

Химическое обеззараживание осадков

В наши дни данный способ имеет самое широкое распространение. Для очисти осадков сточных вод. используют химические вещества, которые применяют также для удобрения почвы и уничтожения вредных почвенных микроорганизмов или сорняков. К таким веществам относятся аммиак (аммиачная вода), тиозон, карбатион, формальдегид и др.

Применение безводного аммиака наиболее эффективно, так как требуется меньший расход аммиака, что связано с экзотермической реакцией при его растворении. Применение безводного аммиака позволяет получать обеззараженный осадок меньшей влажности. Для смешения осадка с аммиаком могут применяться двухвальные шнековые или лопастные смесители непрерывного действия.

Двухвальный шнековый смеситель

Тиозон оказывает губительное действие не только на яйца гельминтов, но и на патогенные бактерии, в том числе туберкулеза, на яйца и личинки мух. Это обеспечивает получение эпидемиологически безопасного, пригодного для удобрения осадка, внесение которого в почву позволяет дополнительно осуществлять основную функцию тиазона, то есть уничтожать в почве возбудителей инфекций, плесени, фитонематоды и сорняки.С применением извести, тиазона и др. вышеперечисленных веществ происходит их двойное действие на почву и осадки, что снижает затраты на обеззараживание садков с последующей их утилизацией в виде удобрения.^[3]

Такие вещества как формальдегид, тиазон и аммиак требуют осторожного к себе обращения по причине своей токсичности, а аммиак ко всему прочему еще и взрывоопасен. Чтобы не допустить загрязнения почвы и грунтовых вод азотом, внесение обеззараженных осадков необходимо выполнять дозировано. Внесение осадков обеззараженных другими веществами должно выполняться в соответствии с их действием. Чтобы снизить дозы реагентов, используют термохимические и термомеханические методы обеззараживания. В России и за рубежом широкое распространение получил метод компостирования или биотермической обработки. Осадки смешиваются с наполнителями (разного рода отходы), и выдерживаются в буртах, траншеях, штабелях и др. Происходит повышение температуры осадков до 55-72⁰С, снижение массы и обеззараживание.

Список литературы:

1. Туровский И.С. Обработка осадка сточных вод - М: Стройиздат, 1988. - 146 с.

2. Яковлев С. В. Водоотведение и очистка сточных вод - Изд. 2-е. М.: Стройиздат, 1974 - 480 с.

3. http://www.purebalticsea.eu/

Код для цитирования: Скопировать