ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Тепловая обработка и замораживание осадков из "Обработка осадков сточных вод Издание 2" При решении проблемы обработки осадков городских сточных вод большое значение придается применению безреагент-ных способов изменения их физико-химических свойств. В онуб-, ликованных работах показывается, что одним из эффективных способов повышения водоотдачи осадков является их термическая обработка с использованием как высоких, так и низких температур. [c.81] Изменение положения критических точек влажности (см. рис. 8) при переходе части связанной влаги в свободную объясняет повышение водоотдачи осадков после их тепловой обработки или замораживания. [c.81] Температуры кипения и замерзания капиллярной влаги зависят от толщины капилляров чем тоньше капилляры, тем более низкая температура необходима для замораживания и более высокая для кипения и удаления находящейся в них связанной влаги. Замораживание, равно как и удаление из осадка физико-химически связанной влаги, затруднено вследствие ориентации молекул воды относительно поверхности твердых частиц. По мере приближения к поверхности частиц ориентация молекул усиливается, что ведет к уменьшению межмолеку-лярных пространств и увеличению плотности воды, а следовательно, к повышению температуры кипения и понижению температуры ее замерзания. [c.82] В качестве иллюстрации на рис. 37 приведены кривые замораживания воды (АВСвЕв) и активного ила Тушинской станции аэрации влажностью 97% (ЛВСилВил), полученные для одинаковых условий замораживания образцов при температуре —10°С. Замораживание проводилось в холодильной камере НП-04, работающей в диапазоне температур от О до —20 °С. [c.82] В начальный период кристаллизация активного ила аналогична кристаллизации воды, но в точке Сил начинается медленное снижение температуры кристаллизации, которое продолжается до точки Оил, после чего температура льда быстро и равномерно понижается. Кривую кристаллизации активного ила можно разбить на четыре участка. На участке АВ происходит снижение температуры до О °С на участке ВС л — фазовый переход свободной воды из жидкого состояния в твердое, на участке Сил ил продолжается льдообразование за счет связанной воды ила. Однако интенсивность образования льда на этом участке снижается из-за необходимости преодоления сил сцепления воды с твердой фазой осадка. На участке ОилСцл кристаллизация прекращается и температура льда снижается до температуры окружающей среды. Таяние воды (кривая I на рис. 37) происходит аналогично ее кристаллизации, но в обратном порядке. Построив кривую таяния замороженного ила, можно определить положение точки Сил (кривая 3 на рис. 37), которая характеризует увеличение количества свободной воды после замораживания и оттаивания. [c.82] Благодаря способности воды мигрировать через стенки клеток и ячеек коллоидов в процессе замораживания происходит обезвоживание твердой фазы. Если процесс протекает достаточно медленно, то вся связанная влага, способная к диффузии при данных условиях, успевает мигрировать в межклеточное пространство, где она и замерзает. Давление, возникающее при расширении кристаллизирующейся воды, способствует коагуляции и укрупнению обезвоженных частиц твердой фазы осадков. [c.83] Осадок после замораживания и оттаивания обезвоживается механическим путем без применения дополнительных реагентов. Особенно эффективно его обезвоживание на наливных фильтрах и ленточных фильтр-прессах. Длительная выдержка оттаившего осадка ведет к ухудшению его водоотдачи. [c.84] Исследования, выполненные канд. техн. наук В. М. Любарским, показали, что при искусственном замораживании осадков оптимальные значения удельного теплового потока (поверхностной плотности) лежат в пределах от 230 до 700 Вт/м . Более высокие тепловые потоки недостаточно снижают удельное сопротивление осадков, а более низкие вызывают резкое снижение экономических показателей вследствие роста металлоемкости теплообменного оборудования. [c.84] Наиболее эффективно и экономично замораживание в холодильных установках непосредственного контакта осадка с хла-доагентом . Однако внедрение этого метода требует проведения дополнительных исследований и создания специального компрессорного и теплообменного оборудования. [c.85] Тёпловая обработка — это нагревание осадков до температуры 170—220 °С при давлении 1,2—2 МПа, соответствующем давлению насыщенных водяных паров при данной температуре, с выдержкой при указанных параметрах в течение 30—120 мин в зависимости от свойств исходных осадков. [c.85] В процессе тепловой обработки происходит распад органических веществ, в основном белков, их растворение и переход из твердой фазы осадков в жидкую. При этом изменяется структура осадков, их зольность и частично химический состав, достигается улучшение водоотдачи и обезвреживание осадков. Тепловой обработке могут подвергаться как сырые, так и сброженные осадки. За рубежом тепловую обработку часто применяют в сочетании со сбраживанием осадков в мезофильных условиях. При этом сбраживание осадков ведется во многих случаях в двухступенчатых метантенках. Сбраживание способствует процессу тепловой обработки и позволяет разлагать органические, главным образом жировые вещества осадков, и сокращать энергетические затраты путем использования на нагревание избыточного тепла, получаемого от сжигания газов брожения. [c.85] В процессе тепловой обработки удельное сопротивление осадков снижаетея с исходной величины до величин, позволяющих обезвоживать осадки на вакуум-фильтрах и фильтр-прессах без обработки химическими реагентами. [c.85] При уплотнении осадков, подвергнутых тепловой обработке, объем их сокращается в 2—4 раза. Сливная вода из уплотнителей и фильтрат содержат 2000—6000 мг/л взвешенных веществ, при этом в жидкую фазу переходит до 80 % азота, БПКб и ХПК сливной воды и фильтрата колеблются в широких пределах (ВПК5 от 2000 до 10 000 мгО/л, ХПК от 5000 до 16 000 мгО/л). [c.85] В зависимости от свойств осадков, режима их обработки и применяемых аппаратов влажность обезвоженных осадков колеблется от 40 до 75 %. Помимо расхода электроэнергии на подачу, обезвоживание и создание требуемого давления догрева-ние осадков требует тепловой энергии, расход которой зависит от режима работы и производительности установок при калорийности топлива 40 МДж он составляет 8—12 кг на 1 м осадка. В качестве теплоносителя используются нагретые осадки, масла, умягченная вода или синтетические смеси. Для догревания осадков в большинстве случаев используется острый пар. [c.85] Для выдерживания требуемых режимов работа установок должна быть автоматизирована. При работе на установках должны строго соблюдаться требования техники безопасности. [c.86] В нашей стране исследования по тепловой обработке осадков проводились в МИСИ им. В. В. Куйбышева, НИКТИ городского хозяйства, ВНИИ ВОДГЕО, Укркоммунниипроекте, ВНИИ антибиотиков Минмедпрома СССР и др. [c.86] На Люберецкой станции аэрации проходит испытание установка по тепловой обработке осадков производительностью 30 м /ч, осуществленная по лицензии ФРГ. [c.86] Схема установки для тепловой обработки осадков сточных вод по методу Портеуса приведена на рис. 38. [c.86] Вернуться к основной статье