Интенсификация обезвоживания осадка станции биологической очистки с помощью электроосмоса

Дополнительные 20 карт находятся в работе только в период со второй половины декабря по середину апреля. Электрическое поле для их обезвоживания накладывается лишь после полного оттаивания с середины марта по апрель. Рабочая площадь всех иловых карт составляет: 366000 = 216000 м2 = 21,6 га (36 — общее количество карт, 6000 м2 — площадь единичной площадки).

В целом за год на единичной карте проводится 5-6 циклов (4-5 в теплый период года и 1 — в холодный). 18 карт используются лишь раз в год (с декабря по апрель), на них проводится всего единственный годовой цикл. Общая нагрузка по осадку на зимние иловые карты составляет 289500 м3. Необходимая площадь зимних иловых карт равна 206000 = 120000 м2 = 12 га.

Отсюда, на 1 м2 площади в зимний период приходится нагрузка 289500:120000=2,41 м3/м2.

Это выше, чем нагрузка, предусмотренная нормами. При нагрузке, положенной в СНиП, площадь иловых карт для вышеуказанного объема осадка должна составить: 289500:1,35=214444,4 м2 21,4 га. При этом можно будет не устанавливать электрооборудование на картах, предназначенных для замораживания осадка. Общая площадь всех карт в рассмотренном случае будет равна: 16 0,6 + 21,4 = 31 га.

Затраты земельных территорий с учетом дорог, электроэнергии и реа-гента при различных способах обезвоживания осадка представлены в табл. 5.

Таблица 5

Затраты при различных подходах к обезвоживанию осадка

Доза флокулянта взята в пределах от 3,1 до 5,9 г/кг сухого вещества (по отчету Нижегородской станции аэрации за 1997 год), стоимость флокулянтов принимается из расчета от 3 до 5 $ за кг флокулянта (по данным Hemme A. и Ay P. “Municipal Sludge Properties and Flocculation Behavior”, изданной в журнале “Filtration and Separation” в 1994 году).

В заключение следует отметить, что для обеспечения эффективной работы всех иловых карт при использовании электроосмоса, необходимо предусмотреть использование ЭВМ для автоматического открытия-закрытия затворов на впусках осадка и выпусках осветленной воды.

В шестой главе диссертации рассматривается возможность обеззараживания осадков сточных вод компостированием, с целью дальнейшего использования компоста в качестве органического удобрения либо почвоулучшающей добавки для сельского или лесного хозяйства. Изучены основные принципы компостирования, и возможности использования компостов на основе осадков городских сточных вод. Проведены исследования по компостированию осадков сточных вод Нижегородской станции аэрации с добавлением опилок в качестве наполнителя и специального микробиологического препарата «Байкал-ЭМ1» в полиэтиленовых мешках. Путем тестирования на дафниях водных вытяжек, выявлена нетоксичность полученных компостов. Данный продукт имеет сертификат соответствия как «Компост почвозамещающий «КПО-1». На основе полученных результатов предложен режим компостирования осадков городских сточных вод, подсушенных на иловых картах.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. С целью интенсификации процесса обезвоживания осадка, сокращения площади под иловые карты разработан метод электроосмоса.

2. В качестве фильтрующего элемента рекомендуется использование сеток из нержавеющей стали с размерами ячеек 0,20,2 мм. Эти сетки в электрической сети являются катодами. В качестве анодов предлагаются пластины из нержавеющей стали, закрепленные в виде гребенки.

3. Иловые карты с двух сторон должны иметь специальные устройства «бычки». Две другие стороны выполняются в виде склонов. В основании карт предусматриваются уклоны от середины в сторону «бычков».

4. Фильтрующие сетки рекомендуется устанавливать порядно в пазы «бычков» с целью их последовательной замены по мере забивания ячеек частицами осадка.

5. Заливку иловых карт рекомендуется осуществлять в течение трех подач сброженного осадка с интервалами для отстоя и удаления осветленной воды.

6. Время воздействия электрического поля на осадок определяется, исходя из параметров влажности залитого и обезвоженного осадка, рекомендованная плотность тока на сетке 4 А/м2.

7. Использование электроосмоса дает возможность сократить размеры территории под иловые площадки в 4-5 раз по сравнению с традиционным подходом по существующим нормам.

8. Для эффективной работы иловых карт требуется использование ЭВМ для регулирования работы затворов на впусках осадка и выпусках отделенной воды.

9. Перед использованием осадка, для обезвреживания рекомендуется подвергать его компостированию на специальных площадках. Для интенсификации процесса компостирования используется препарат «Байкал-ЭМ1» 2 л/т готового к компостированию субстрата, продолжительность компостирования в весенне-летне-осенний период составляет 2,5 месяца.

10. Осадок после компостирования безвреден и может быть использован в качестве почвоулучшающей композиции в сельском хозяйстве.

11. Результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе. По материалам диссертационной работы подготовлены два учебных пособия.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Винокурова, Т. Е. Способы переработки и утилизации осадков городских сточных вод / Т. Е. Винокурова // Строительный комплекс-96 : тез. докл. науч.-техн. конф. проф.-преп. состава ННГАСА / Нижегор. гос. архитектур.-строит. акад. - Н. Новгород, 1996. - Ч. 5. Исследования по рациональному использованию природных ресурсов и защите окружающей среды. - С. 17.
2. Винокурова, Т. Е. Возможности использования осадка сточных вод Нижегородской станции аэрации / Т. Е. Винокурова // Строительный комплекс- 97 : тез. докл. науч.-техн. конф. проф.-преподават. сост. ННГАСА / Нижегор. гос. архитектур.-строит. акад. - Н. Новгород, 1997. - Ч. 5. Исследования по рациональному использованию природных ресурсов и защите окружающей среды. - С. 22-23.
3. Винокурова, Т. Е. Опытное обезвоживание осадков станции аэрации при помощи электроосмоса / Т. Е. Винокурова // Труды аспирантов НГАСУ / Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. - Н. Новгород, 1998. - Сб. 4. - С. 3-7.
4. Винокурова, Т. Е. Результаты опытного обезвоживания осадков станции аэрации при помощи электроосмоса / Т. Е. Винокурова // Строительный комплекс-98 : тез. докл. науч.-техн. конф. проф.-преподават. сост. ННГАСА / Нижегор. гос. архитектур.-строит. акад. - Н. Новгород, 1998. - Ч. 6. Исследования по рациональному использованию природных ресурсов и защите окружающей среды. - С. 16-17.
5. Винокурова, Т. Е. Опытное обезвоживание сброженного в термофильных условиях осадка муниципальных сточных вод с использованием электроосмоса / Т. Е. Винокурова // Гидротехническое строительство, водное хозяйство и мелиорация земель на современном этапе : сб. материалов междунар. науч.-практ. конф. - Пенза, 1999. - С. 84-87.
6. Винокурова, Т. Е. Мировая проблема переработки, утилизации и унич-тожения осадков муниципальных сточных вод / Т. Е. Винокурова // Гидротехническое строительство, водное хозяйство и мелиорация земель на современном этапе : сб. материалов междунар. науч.-практ. конф. - Пенза, 1999. - С. 88-90.
7. Винокурова, Т. Е. Расчет обезвоживания осадка бытовых сточных вод на иловой площадке / Т. Е. Винокурова // Вторичные ресурсы : социально-экономические, экологические и технологические аспекты : сб. материалов междунар. науч.-практ. конф. — Пенза, 1999. - С. 27-30.

8. Винокурова, Т. Е. Иловая площадка с оборудованием для интенсификации процесса обезвоживания осадка / Т. Е. Винокурова // Архитектура и строительство-2000 : тез. докл. науч.-техн. конф. проф.-преподават. сост. ННГАСУ / Нижегор. архитектур.-строит. ун-т. - Н. Новгород, 2000. - Ч. 6. Исследования по рациональному использованию природных ресурсов и защите окружающей среды. - С. 26-27.

9. Алексеев, В. И. Переработка и утилизация осадков сточных вод и отходов индустриальных городов / В. И. Алексеев, Т. Е. Винокурова // Экологическая безопасность строительства. Управление обращением с осадками сточных вод, промышленными и твердыми бытовыми отходами. Использование отходов : тез. докл. междунар. конф., 25-26 нояб. 1999 г. / Моск. гос. строит. ун-т. — М., 2000. - С. 93-96.

10. Алексеев, В. И. Проектирование сооружений переработки и утилизации осадков сточных вод с использованием элементов компьютерных информационных технологий : учеб. пособие / В. И. Алексеев, Т. Е. Винокурова. - Н. Новгород : Изд-во ННГАСУ, 2001. - 170 с.

11. Дзиминскас, Ч. А. Энергетические возможности Нижегородской станции аэрации / Ч. А. Дзиминскас, Т. Е. Винокурова // Великие реки-2002 : тез. докл. междунар. конгр., 14-17 мая 2002 г. - Н. Новгород, 2003. - С. 344-345.

12. Алексеев, В. И. Проектирование сооружений переработки и утилизации осадков сточных вод с использованием элементов компьютерных информационных технологий : учеб. пособие / В. И. Алексеев, Т. Е. Винокурова, Е. А. Пугачев ; под общ. ред. Е. А. Пугачева. - М. : АСВ, 2003. - 176 с.

13. Губанов, Л. Н. Интенсификация обезвоживания осадка городских сточных вод электроосмосом / Л. Н. Губанов, Т. Е. Винокурова // Промышленная безопасность-2007 : сб. ст. / Нижегор. архитектур.-строит. ун-т. - Н. Новгород, 2007. - С. 35-41.

14. Губанов, Л. Н. Резервы энергообеспечения на канализационных очистных сооружениях крупных городов / Л. Н. Губанов, Т. Е. Винокурова // Вода: технология и экология. - 2007. - № 1. - С. 57-62.

15. Губанов, Л. Н. Обработка осадков городских сточных вод при учете вертикальной фильтрации с электроосмосом и последующего компости-рования / Л. Н. Губанов, Т. Е. Винокурова // Проблемы регион. экологии. - 2007. - № 2. - С. 85 - 88.

Подписано в печать ______________Формат 6090 1/16

Бумага газетная. Печать трафаретная. Объем 1 печ. л.

Тираж 100 экз. Заказ № ________

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет,

603950, Н.Новгород, Ильинская, 65

Полиграфический центр ННГАСУ, 603950, Н.Новгород, Ильинская, 65