авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |

Технологическое взаимодействие коммунальных систем водоподготовки и канализации в процессах очистки воды и обработки осадков

-- [ Страница 4 ] --

Результаты расчетов эффективности применения водопроводного осадка СВС для очистки сточной воды ЛбСА от фосфатов представлены на Рис. 14. Модель материального баланса определяет, что технологический предел эффективности очистки находится в интервале значений от 45% до 65%. Именно такая эффективность очистки сточной воды от фосфатов регистрируется на блоках ЛбСА, не принимающих в большом количестве возвратные потоки сооружений обработки осадка ЛбСАст. и НЛбСА-II (см. Рис. 17).

Согласно представленной модели материального баланса 80%90% технологического эффекта от применения водопроводного осадка с целью очистки сточной воды от фосфатов достигается при приеме на ЛбСА 3540 тонн/сут а.с.в. осадка СВС. Данное количество водопроводного осадка по ретроспективному прогнозу собственно и образуется на СВС: 41±14 тонн/сут согласно расчету по формуле (11) СНиП 2.04.02-84 или 37±11 тонн/сут, согласно предложенной в настоящей работе формуле (1). Таким образом, из рассмотренного материального баланса вытекает главный вывод: при переходе ЛбСА к приему 100% образующего на СВС водопроводного осадка практически достигнут технологический максимум в очистке сточной воды от фосфатов. Прием на обработку осадка с ВВС не окажет значимого влияния на этот показатель, но серьезно осложнит эксплуатацию очистных сооружений канализации ЛбСА.

Во второй части главы 4 представлены результаты лабораторных исследований седиментационных свойств осадков, водопроводных осадков Волжского и Москворецкого водоисточников на примере СВС и ЗВС, соответственно. Экспериментально показано существенное отличие параметров уплотнения гелиевых и глинистых водопроводных осадков (см. Рис. 18): гелиевый осадок характеризуется наихудшими седиментационными характеристиками.

Установлено, что кинетика стесненного осаждения и уплотнения гелиевых осадков зависит от технологических факторов водоподготовки. Осадки, отбираемые с СВС, существенно различались по скорости осаждения и пределом уплотнения (см. Рис. 19). Выдвинуто обоснованное предположение, что на седиментационные свойства водопроводного осадка оказывают следующие технологические факторы водоподготовки: содержание гидроокиси алюминия; доза флокулянта, использованного на стадии коагуляции; источник осадка – отстойники или промывные воды фильтров. Обработка образцов осадка СВС анионо- и катионоактивными и полимерными флокулянтами на основе полиакриламида дозами от 1 до 6 кг/т полностью устраняло различия в седиментационных свойствах имело место быстрая седиментация сфлокулированных частиц и их уплотнение до влажности 96%97%. Конечная влажность уплотненного осадка СВС, с предварительной обработкой флокулянтом, определяется такими технологическими факторами как высота уплотняемого слоя и режим перемешивания для отвода защемленной между флокулами влаги. Технологически эффективная доза флокулянта находится в диапазоне от 1 до 3 кг/т по а.с.в.

Кинетика уплотнения глинистых осадков во многом схожа с кинетикой уплотнения избыточного активного ила, но по скорости и по конечной влажности существенно уступает показателям уплотнения типового осадка первичных отстойников (см. рис. 19). На параметры уплотнения осадка первичных отстойников в наибольшей степени оказывает влияние гелиевый осадок. Уплотнение смеси сырого осадка ЛбСА и водопроводного осадка СВС в соотношении 85%15% по а.с.в. показало существенное (на 30%) снижение скорости процесса и привело к увеличению влажности уплотненной смеси на 1,5‰ (с 95%96% до 96,3%97,3%) по сравнению с контролем типовым сырым осадком ЛбСА (см. рис. 20).

Все испытанные образцы водопроводного осадка характеризовались низкой биологической активностью, поэтому биофлотации частиц и их агломератов, а также расширения уплотненного слоя осадка от газов брожения, не наблюдалось. Этот факт указывает на то, при проектировании гравитационных уплотнителей водопроводного осадка нет временных ограничений пребывания осадка в зоне уплотнения.

По результатам проведенных экспериментов сделано заключение, что все водопроводные осадки оказывают негативное влияние на процесс уплотнения сырого осадка в первичных отстойниках очистных сооружений канализации. Степень проявления этого негативного воздействия определяется количеством (по а.с.в.) и качеством принимаемого на обработку водопроводного осадка. По влиянию на параметры уплотнения сырого осадка доза гелиевого осадка эквивалентна 23 кратной дозе глинистого осадка.

Глава 5. Анализ технологического воздействия водопроводных осадков на процессы очистки сточных вод на очистных сооружениях коммунальной канализации Москвы

В главе 5 представлена хронология приема промстоков водопроводных станций на очистные сооружения коммунальной канализации Москвы. На основании хронологии технологического взаимодействия систем водоподготовки и канализации осуществлена статистическая обработка данных технологического контроля работы Люберецких и Курьяновских очистных сооружений в условиях приема водопроводных осадков. По результатам статического анализа сделаны выводы о фактическом влиянии водопроводных осадков на качество очистки коммунальных сточных вод. Поэтапная хронология подключения водопроводных станций к очистным сооружениям канализации г. Москвы представлена в


Таблица 2

Хронология приема водопроводных промстоков и технологических мероприятий на очистные сооружения коммунальной канализации МГУП "Мосводоканал"

Период СВС/ЛбСА ЗВС/КСА РВС/КСА
ЧОС РОС
1970-е Обработка промстоков на иловых картах. Вывоз подсушенного осадка на с/х поля. Проведения НИР и опытно-промышленных экспериментов по обработке промстоков ЗВС на КСА. // Сброс промстоков в Захарковский карьер с 1979 г.
1980-е // Сброс 100% промстоков ЗВС на КСА без объявления количества. // //
1998  Принятие на НТС МГУП "Мосводоканал" решения об обработки 100% промстоков водопроводных станций на очистных сооружениях коммунальной канализации. Решение о необходимости подготовки очистных сооружений к приему водопроводных осадков.
1999 Промышленный эксперимент по приему промстоков СВС на ЛбСА в два этапа: 1 этап: 3.07. 28.08.1999 г. прием промстоков I и II блоков СВС нарушение работы первичных отстойников ЛбСА. 2 этап: с 15 октября 1999 г. Независимой экспертной комиссией установлена необходимость технической подготовки сооружений обработки осадка ЛбСА к приему промстоков СВС. Сброс 100% промстоков ЗВС на КСА без производственного контроля за расходом водопроводного осадка. // Сброс промстоков в Захарковский карьер. Полное заполнение карьера уплотненным водопроводным осадком с выносом части осадка в Рублевскую пойму р. Москва.
2000-2003 Январь 2000 г.: начало приема промстока с I и II блоков СВС на ЛбСА на постоянной основе. июль 2003 г. прием 100% промстоков СВС. 2003 г. вывод об отсутствии технологической возможности принять промсток с ВВС. Реконструкция метантенков, применение аэробной стабилизации избыточного активного ила для разгрузки метантенков. 2000-2003 гг. – оптимизация эксплуатации первичных отстойников КСА в условиях приема водопроводных промстоков.
Сентябрь 2002 г.: пуск в эксплуатацию ленточных сгустителей сброженного осадка для прекращения рецикла осадка в голову сооружений в условиях перегрузки осадкообразующими загрязнениями. Минимизация рецикла.
// Декабрь 2003 г. начало приема промстока с РОС (40%60% от суммарного объемного расхода).
2004 Организация учета расхода водопроводного осадка по а.с.в. с использованием средств автоматизации. Результат: низкая надежность системы учета и получаемых данных. Поиск технических и методических решений по учету сухого вещества водопроводных осадков. Июнь 2004 г. прием 100% промстока. Июль 2004 г. прием водопроводного осадка из Захарковского карьера-накопителя.
2005 Сброс/прием 100% промстоков на уровне 3040 тонн/сут а.с.в.. Сброс/прием 100% промстоков на уровне 2540 тонн/сут а.с.в.. Сброс/прием 100%  промстоков на уровне 10 тонн/сут а.с.в. Сброс/прием 100% промстоков (25-35 тонн/сут а.с.в.) и осадка из Захарковского карьера на отчетном уровне 40 тонн/сут
2006 // (Начало проектирования цеха механического обезвоживания осадка на ВВС). // // // Увеличение подачи осадка из карьера до 60100 тонн/сут

Анализ данных производственного контроля подтвердил экспериментальное заключение об отсутствии влияния водопроводного осадка на эффективность механической очистки сточной воды от органических веществ (ХПК/БПК).

Анализ динамики изменения концентрации органических веществ в сточной воде с 1998 г. по 2003 г. представлен на Рис. 23. Характер графиков и линейных трендов указывает на то, что БПК5 взболтанных и отстоянных проб, а также ХПК поступающей на ЛбСА сточной воды год от года возрастает. На Рис. 24 представлен результат статистической обработки этих данных, согласно которому по сравнению с контрольным годом (1998 г.) за 5 лет концентрация ХПК возросла на 9%, БПК5(взболт.) на 33%, а БПК5(отст.), характеризующая концентрацию растворенных и коллоидных органических веществ, на 60%. Рост концентраций перечисленных показателей устойчив и носит линейный характер, что коррелирует с природой наблюдаемых изменений – снижение водопотребления и рост численности населения в Москве и канализуемом пригороде.

Статистически определено, что средняя, технологически реализуемая на ЛбСА, сорбционная емкость осадка СВС находится в интервале значений 160180 мг P-PO43-/г а.с.в.; для осадков ЗВС и РВС, поступающих на КСА, 90120 мг P-PO43-/г а.с.в. В общем случае, 1 весовая ед. Al, поступившая на очистные сооружения канализации Москвы в составе водопроводного осадка, обеспечивает осаждение (сорбцию) от 0,8 до 1,2 весовых ед. P-PO43-, при стехиометрическом максимуме осаждения P-PO43- активными ионами Al(III) 1,15. По результатам экспериментов (см. гл. 3) и на основании статистического анализа сделано заключение о том, что эффективность удаления фосфатов из сточной воды лимитируется нижним пределом 12 мг P-PO43-/л в технологически допустимых дозах удельной нагрузки водопроводного осадка на очистные сооружения канализации. Прием на очистные сооружения водопроводного осадка длительного срока хранения (более 3 лет), не сопровождается аналитически значимым снижением концентрации P-PO43- в сточной воде.

По результатам анализа многолетних данных производственного контроля сооружений обработки осадка КСА и ЛбСА установлено технологически значимое осаждение фосфатов водопроводным осадком из иловой воды при сбраживании смеси активного ила и сырого осадка в метантенках. Благодаря длительному контакту (57 суток), повышенной температуре (51°53° С) высоким концентрациям реагирующих веществ фосфатов и водопроводного осадка в возвратных потоках сооружений обработки осадка КСА и ЛбСА содержание фосфатов в 35 раз ниже их концентрации типичной для очистных сооружений канализации, не принимающих водопроводные осадки на обработку. В свою очередь, сброженный осадок (твердая фаза) содержит повышенное содержание общего фосфора 6%  7,5% по P2O5, против типовых значений 4,5%  5,5% P2O5 в а.с.в. Таким образом, связанные в процессах механической и биологической очистки сточной воды фосфаты, не высвобождаются в дальнейших процессах обработки осадка. Напротив, фосфаты, высвобождающиеся при минерализации органического вещества в ходе биологической стабилизации осадка, продолжают связываться свободной гидроокисью алюминия водопроводного осадка. На основании этого сделано заключение, что весь водопроводный осадок, поступающий на очистные сооружения канализации Москвы, всегда прореагирует с фосфатами, а где это произойдет в канализационной сети, на сооружениях механической и биологической очистки воды, или в метантенках не имеет технологического значения до широкомасштабного внедрения технологий биологической очистки сточной воды от фосфора.

В главе детально рассмотрены воздействие водопроводных осадков на процессы механической очистки сточной воды от взвешенных веществ в первичных отстойниках. Установлено отсутствие специфического осаждения или вымывания частиц водопроводного осадка из первичных отстойников. В отличие от справочных данных, определяющих что "…20% добавляемого водопроводного осадка (по сухой массе) переходит в активный ил аэротенков", статистически доказано, что в активный ил водопроводный осадок переходит пропорционально эффективности задержания взвешенных веществ в первичных отстойниках.

В главе 5 определен главный фактор негативного воздействия водопроводных промстоков на сооружения обработки осадка увеличение объемного расхода сырого осадка и избыточного активного ила. На Рис. 25 представлена зависимость влажности сырого осадка по блокам первичных отстойников ЛбСА от уровня поступления водопроводного осадка СВС, регистрируемого по содержанию алюминия в сыром осадке

На влажность избыточного активного ила, уплотненного в гравитационных радиальных уплотнителях, прием промстоков водопроводных станций в явном виде не оказывает влияние. По многолетней динамике изменения влажности уплотненного активного ила можно говорить о наличии более важных технологических факторов, влияющих на этот параметр в длительных временных масштабах, не связанных со случайными событиями.

В то же время не исключено, что наблюдаемые через влажность изменения активного ила есть ни что иное, как его структурные изменения вследствие сезонных флуктуаций нагрузки осадка СВС на ЛбСА. В частности, если взвешенное вещество, формирующее сырой осадок, не склонно к глубокому уплотнению, то уплотненный активный ил также будет характеризоваться повышенной влажностью.

Ухудшение уплотняемости сброженного осадка и его водоотдающих свойств при механическом обезвоживании не имеют выраженного характера, но сезонно имеют место. Других негативных воздействий, в том числе алюмотоксичности, не обнаружено. Определен характер воздействия гелиевых, эвтрофированных и глинистых водопроводных осадков на показатели работы очистных сооружений канализации Москвы. Гелиевые осадки (>15% Al в а.с.в.), в частности осадок СВС, оказывают выраженное негативное воздействие на технико-экономические показатели очистных сооружений канализации. На примере ЛбСА, типовые очистные сооружения канализации без подготовительных мероприятий могут принять не более 50% образующегося гелиевого осадка при эквивалентной производительности сооружений водоподготовки. Глинистые осадки (<10% Al в а.с.в.) по своим седиментационным характеристикам (гравитационному уплотнению) занимают промежуточное положение между активным илом и сырым осадком. Благодаря удовлетворительным седиментационным свойствам типовые очистные сооружения канализации, на примере КСА, без технической подготовки могут принять порядка 50% глинистого осадка от сооружений водоподготовки эквивалентной производительности (ЗВС или РВС). При реализации определенного в работе комплекса технических мероприятий очистные сооружения канализации (КСА) могут принимать 100% глинистого осадка (ЗВС+РВС). Эвтрофированные осадки по своим технологическим характеристикам ближе к гелиевому осадку, однако, уплотняются несколько лучше. По этой причине, в период массового развития и отмирания фитопланктона производительность очистных сооружений в пересчете на а.с.в. водопроводного осадка снижается, если в типовой ситуации осуществляется прием на обработку глинистого осадка (КСА), и напротив возрастает, если осуществляется прием гелиевого осадка (ЛбСА).

Изложенные в работе материалы принципиально отличаются от рекомендации к СНиП 2-04-03-85, согласно которым: "6.4. Добавление водопроводного осадка с дозой до 100 мг/л не требует изменений или дополнений в схеме механической и биологической очистки сточных вод для следующих сооружений: …первичные и вторичные отстойники…". Вся экспериментальная и научно-практическая база защищаемой работы доказывает, что основой технологического, соответственно, экономического и экологического благополучия очистных сооружений канализации в условиях приема водопроводных промстоков является обеспечение эффективного задержания взвешенных веществ в первичных отстойниках, посредством комплексных технических и организационных (регламентных) решений. Значимое влияние на показатели работы очистных сооружений канализации водопроводный осадок способен оказывать при дозах 510 мг/л, а при дозе 2030 мг/л кардинально влияет на все процессы очистки воды и обработки осадка.

В главе рассмотрены способы улучшения технико-экономических показателей взаимодействия ЛбСА и СВС посредством организационных (регламентных) и технических решений по подготовке промстоков к сбросу в канализацию на водопроводной станции. Главными выводами внедренческой направленности являются:

1) обеспечение регулируемого вывода водопроводного осадка по а.с.в. в канализационную сеть, как на протяжении суток, так и в пределах декады; минимизация поступления водопроводного осадка на очистные сооружения канализации в часы максимального притока.

3) применение флокулянта в процессах водоподготовки необратимо улучшает седиментационные свойства образующегося водопроводного осадка; обработка водопроводного промстоков флокулянтом перед выводом в канализацию также снижает негативный эффект его воздействия на процессы механической очистки сточной воды от взвешенных веществ.

4) разделение типового процесса механической очистки сточной воды от взвешенных веществ на две стадии – осветление сточной воды в отстойниках и уплотнение осадка повышенной влажности в гравитационных уплотнителях и/или на сгущающем оборудовании.

Для выполнения перечисленных требований необходимо строительство при водопроводных станциях уплотнителей с системой дозирования флокулянта и расходно-регулирующих резервуаров, способных аккумулировать уплотненный осадок в течение нескольких (35) суток, стабилизировать его влажность (концентрацию) и обеспечить равномерный, управляемый во времени, вывод водопроводного осадка в канализацию.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.