Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка экологически безопасной и ресурсосберегающей технологии утилизации осадков городских сточных вод с получением фосфоросодержащих удобрений Гуляева Ирина Сергеевна

Разработка экологически безопасной и ресурсосберегающей технологии утилизации осадков городских сточных вод с получением фосфоросодержащих удобрений
<
Разработка экологически безопасной и ресурсосберегающей технологии утилизации осадков городских сточных вод с получением фосфоросодержащих удобрений Разработка экологически безопасной и ресурсосберегающей технологии утилизации осадков городских сточных вод с получением фосфоросодержащих удобрений Разработка экологически безопасной и ресурсосберегающей технологии утилизации осадков городских сточных вод с получением фосфоросодержащих удобрений Разработка экологически безопасной и ресурсосберегающей технологии утилизации осадков городских сточных вод с получением фосфоросодержащих удобрений Разработка экологически безопасной и ресурсосберегающей технологии утилизации осадков городских сточных вод с получением фосфоросодержащих удобрений Разработка экологически безопасной и ресурсосберегающей технологии утилизации осадков городских сточных вод с получением фосфоросодержащих удобрений Разработка экологически безопасной и ресурсосберегающей технологии утилизации осадков городских сточных вод с получением фосфоросодержащих удобрений Разработка экологически безопасной и ресурсосберегающей технологии утилизации осадков городских сточных вод с получением фосфоросодержащих удобрений Разработка экологически безопасной и ресурсосберегающей технологии утилизации осадков городских сточных вод с получением фосфоросодержащих удобрений Разработка экологически безопасной и ресурсосберегающей технологии утилизации осадков городских сточных вод с получением фосфоросодержащих удобрений Разработка экологически безопасной и ресурсосберегающей технологии утилизации осадков городских сточных вод с получением фосфоросодержащих удобрений Разработка экологически безопасной и ресурсосберегающей технологии утилизации осадков городских сточных вод с получением фосфоросодержащих удобрений
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Гуляева Ирина Сергеевна. Разработка экологически безопасной и ресурсосберегающей технологии утилизации осадков городских сточных вод с получением фосфоросодержащих удобрений: диссертация ... кандидата технических наук: 05.23.04 / Гуляева Ирина Сергеевна;[Место защиты: Пермский национальный исследовательский политехнический университет].- Пермь, 2014.- 210 с.

Содержание к диссертации

Введение

1. Анализ функционирования инженерных систем городской очистки сточных вод на примере работы городских очистных сооружений г. Перми и г. Березники. Основные методы утилизации осадков сточных вод

1.1. Основные стадии процесса биологической очистки городских 1 сточных вод и условия формирования осадков сточных вод

1.2. Анализ технологии очистки хозяйственно-бытовых городских сточных вод

1.3. Анализ методов утилизации осадков сточных вод и выбор критериев экологической безопасности

1.3.1. Анаэробное сбраживание осадков сточных вод 20

1.3.2. Термические методы детоксикации осадков сточных вод

1.3.3. Использование осадков сточных вод при производстве строительных материалов

1.3.4. Реагентные методы детоксикации осадков сточных вод

1.3.5. Использование осадков сточных вод при рекультивации территорий

1.3.6. Анализ возможности использования осадков сточных вод в сельском хозяйстве

1.4. Анализ мирового и российского рынка фосфорсодержащих 37

удобрений

1.4.1. Анализ мирового рынка фосфорсодержащих удобрений

1.4.2. Анализ Российского рынка минеральных удобрений 42

2. Методы и методики проведения экспериментов 47

2.1. Методики проведения анализа физико-химических свойств и химического состава осадков сточных вод

2.2. Методика проведения исследований по реагентной детоксикации осадков сточных вод

2.3. Методика проведения исследований по применению обработанных образцов в качестве органо-минеральных удобрений

2.4. Методика исследования термической деструкции осадков сточных вод

2.5. Методика проведения исследований по термической детоксикации осадков сточных вод

2.6. Статистическая обработка результатов исследования 55

3. Исследование процессов реагентной утилизации осадков сточных вод

3.1. Характеристика химического состава и физико-химических свойств осадков сточных вод

3.2. Исследование процессов реагентной утилизации ОСВ 60

3.3. Обоснование возможности использования получаемого продукта из ОСВ в качестве органо-минерального удобрения

3.3.1. Обоснование выбора растительных культур 83

3.3.2. Биологические особенности овса 85

3.3.3. Исследование процессов роста и развития зерновых культур, выращенных на образцах ОСВ

4. Исследование процессов реагентно-термической утилизации осадков сточных вод

4.1. 4.1. Термогравиметрические исследования процессов сжигания образцов осадков сточных вод

4.2. 4.2. Обоснование параметров проведения процесса реагентно-термической обработки ОСВ

4.3. 4.3. Исследование реагентно-термической обработки осадков сточных вод с получением фосфорных удобрений

4.4. 4.4. Обоснование возможности использования минерального остатка в качестве минерального фосфорсодержащего удобрения

5. Разработка технологических решений и технико-экономическое обоснование способов реагентной и реагентно-термической утилизации осадков сточных вод

5.1. Разработка технологии реагентной утилизации ОСВ с 115

получением органо-минерального удобрения. Технико экономическая оценка

5.1.1. Технологическая схема реагентной утилизации ОСВ 116

5.1.2. Оценка предотвращенного экологического ущерба при реализации технологии

5.1.3. Экономическая оценка технологии реагентной утилизации ОСВ

5.1.4. Использование способа реагентного обезвреживания ОСВ для санации и рекультивации иловых карт

5.2. Разработка технологии реагентно-термической утилизации ОСВ с получением минерального фосфорсодержащего удобрения. Технико-экономическая оценка

5.2.1. Технологическая схема термической утилизации ОСВ в присутствии реагентов

5.2.2. Оценка предотвращенного экологического ущерба при реализации технологии

5.2.3. Экономическая оценка технологии реагентно-термической утилизации ОСВ

Заключение 148

Список использованной литературы

Анализ методов утилизации осадков сточных вод и выбор критериев экологической безопасности

Биологическая очистка городских сточных вод – способ очистки смеси хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод микроорганизмами активного ила. В России сооружения биологической очистки составляют 54,8 % от общего числа всех очистных сооружений, что показывает ведущую роль биологической очистки в обеспечении нормативного качества природных вод [57].

Процесс биологической очистки городских сточных вод протекает в две стадии: механическая и биологическая очистка.

На стадии механической очистки сточных вод путем отстаивания и прохождения различных сооружений: песколовок, решеток, сит и др. улавливаются грубодисперсные примеси, нерастворимые в воде, а также осадки первичных отстойников.

Сырые осадки из первичных отстойников (осадки первичных отстойников, ОПО) представляют собой студенистую суспензию серого или светло-коричневого цвета с кисловатым запахом. ОПО содержат большое количество органических веществ, что приводит к быстрому их загниванию с выделением неприятного кислого запаха. Средняя влажность осадка первичных отстойников, составляет 98-99 % при самотечном удалении и 93,8 % при удалении плунжерными насосами.

Стадия биологической очистки осуществляется смешением сточной воды с активным илом.

Активный ил представляет собой амфотерный коллоид бурого цвета и состоит из биоценоза микроорганизмов и простейших. В свежем виде активный ил почти не имеет запаха или пахнет землей, но загнивая, издает специфический гнилостный запах. По механическому составу активный ил относится к тонким суспензиям, состоящим на 98 % по массе из частиц размерами меньше 1 мм. Ил отличается высокой влажностью 99,2 – 99,7 %.

Бактериальная природа активного ила обусловливает высокое содержание в нем белковых веществ, аминокислот, микроэлементов, витаминов группы В.

Основная масса бактерий относится к родам: Pseudomonas, Achomobacter, Bacillus, Alkalidenes, Bacterium, Micrococcus, Flavobacterium. В некоторых случаях развиваются актиномицеты. Наиболее многочисленной группой, участвующей в очистке различных производственных и городских стоков, являются бактерии рода Pseudomonas (в среднем около 54 %), а затем Mycobacterium (около 11 %), Bacterium (около 9 %) и Bacillus (около 8 %).

Выше перечисленные группы бактерий составляют примерно 82 % от общего количества микробов, участвующих в процессе очистки сточных вод и образования активного ила. При смешении сточных вод с активным илом происходит окисление загрязняющих веществ микроорганизмами.

Биохимическое окисление также происходит в несколько этапов: перенос массы загрязняющих веществ из сточной воды к поверхности микробных клеток, перенос веществ через цитоплазменную мембрану, биохимическое окисление (внутриклеточный процесс). Лимитирующей стадией процесса очистки сточных вод является эндогенное окисление веществ в клетке.

Благодаря большой поверхности активного ила на первом этапе при смешении сточных вод с ним происходит адсорбция (как хемосорбцией, так и биосорбцией) и коагуляция загрязняющих веществ с помощью полисахаридного геля активного ила. Высокое содержание поступающих загрязняющих веществ способствует высокой кислородопоглощаемостью, что приводит к практически полному потреблению кислорода в зонах поступления сточных вод. На этом этапе за период от 0,5 до 2 часов содержание органических веществ по БПК5 снижается на 50-60 %.

На втором этапе продолжается биосорбция и идет активное окисление органических веществ экзоферментами. Скорость потребления кислорода на втором этапе меньше, чем в начале процесса, в связи с чем, в воде накапливается растворенный кислород. На втором этапе экзоферментами окисляется до 75 % органических загрязняющих веществ по БПК5. Продолжительность этапа составляет от 2 до 4 часов.

На третьем этапе происходит окисление загрязняющих веществ эндоферментами (внутри клетки), переход азота аммонийных солей в нитриты и нитраты, регенерация активного ила. Скорость потребления кислорода возрастает. Продолжительность этапа составляет от 4 до 6 часов [143].

После биологической очистки сточные воды поступают во вторичные отстойники, где оседает избыточный активный ил, содержащий окисленные и адсорбированные загрязняющие вещества. После вторичных отстойников очищенная сточная вода поступает в коллектор с последующим спуском в речной водоток.

При биологической очистке городских сточных вод образуются осадки первичных отстойников (в среднем 60-75 %) и избыточный активный ил (в среднем 70-75 %), состоящие в основном из органического вещества. Органическая часть активного ила содержит до 50 % веществ белкового происхождения, до 30 % - жиров и 10 % - углеводов. В сыром осадке первичных отстойников белков примерно в 2 раза меньше, а углеводов в 2,5-3 раза больше, чем в активном иле.

Также осадки сточных вод характеризуются высокой бактериальной загрязненностью. В них содержатся все основные формы бактериальных организмов: кокки, палочки, спириллы. Из патогенных микроорганизмов встречаются возбудители желудочно-кишечных и других заболеваний, большое количество яиц гельминтов.

Большая часть влаги в осадках сточных вод находится в связанном состоянии, поэтому они обладают плохой водоотдачей. При загнивании осадков увеличивается число коллоидных и мелкодисперсных частиц, что вызывает дальнейшее ухудшение их водоотдающей способности [128].

В промышленных условиях биологическую очистку городских сточных вод осуществляют в аэротенках, представляющих собой открытые резервуары, через которые в присутствии кислорода медленно протекают сточные воды, смешанные с активным илом. Подача кислорода в аэротенки может производиться аэраторами (механическими или струйными) воздухонагнетателями и др. устройствами.

В традиционной схеме реализации протекающих процессов в аэротенках очистка осуществляется в проточном режиме и включает в себя аэрационные и отстойные сооружения, оборудование и коммуникации для подачи смеси активного ила на илоотделение, отведение очищенной воды, обеспечение возврата в аэротенк циркулирующего активного ила и удаление избытка ила, подача и распределение воздуха в аэротенках (рисунок 1.1).

Методика проведения исследований по применению обработанных образцов в качестве органо-минеральных удобрений

Результаты исследований по обработке ОСВ гуминсодержащим препаратом ПП 3, показали, что наибольшая эффективность по связыванию ионов цинка, свинца и меди (55,5 %, 44 %, 44 % соответственно) достигается при оптимальной дозе 0,4 %.

Из синтезированных препаратов наиболее эффективны гуминовый концентрат, полученный выщелачиванием низинного торфа (эффективность по цинку составляет 83,5 %, по меди – 81 %, по свинцу – 58 %), и торфо-минеральная суспензия (эффективность по цинку составляет 86 %, по меди – 59 %, по свинцу – 68 %). В присутствии торфо-минеральной суспензии значительно повышается устойчивость ОСВ к загниванию, ускоряется процесс обезвоживания, изменяется консистенция образцов, что проявляется уже через 7 дней обработки. Оптимальная доза торфо-минеральной суспензии составляет 20 %.

Анализ результатов показал, что наибольшим сродством к ионам тяжелых металлов обладают гуминовые вещества (ГВ), выделенные из низинного торфа по сравнению с ГВ, полученными из бурого угля и биогумуса. Установлена зависимость роста обменной и реакционной способности гуминовых веществ от рН среды и количества кислорода (кислородсодержащих функциональных групп) в составе ГВ: чем выше содержание кислорода в ГВ и выше рН среды, тем больше образование прочных комплексных соединений ТМ с ГВ. Полученная зависимость согласуется с исследованиями И.И. Лиштван.

Для изучения процесса детоксикации микробиологическими методами для анализа образцов был выбран показатель: активность фермента дегидрогеназа, как показатель жизнедеятельности микроорганизмов и количества гумусовых веществ, поддающихся разложению бактериями.

C использованием микроскопа марки Zeiss с видеокамерой и программным обеспечением (разрешение 1:600) были проведены визуальные исследования исходных образцов осадков сточных вод и обработанных препаратами: гуминовым концентратом и торфо-минеральной суспензией. Результаты экспериментов после 7-дневной обработки образцов осадков промышленными и синтезированными препаратами представлены в таблице 3.4. и на рисунках 3.2-3.12.

В образцах исходного ОСВ с течением времени происходит угнетение микроорганизмов: общее микробное число и активность фермента дегидрогеназа уменьшается.

В образцах ОСВ, обработанных гуминовым концентратом (СП 1), происходит угнетение микрофлоры. Количество свободных бактерий мало, в основном представлены в зооглеях. С увеличением длительности обработки наблюдается уменьшение активности фермента дегидрогеназа. Общее микробное число увеличивается, но незначительно. Таблица 3.4. – Микробиологические показатели обработанных осадков сточных вод

Композ и-ция Длительность обработки,дни Дегидроге назнаяактивност ь, мг ТТФ/1 г почвы ОМЧ 107 кл/г Микрофлора

ОСВ 5 44,0 12,3 Хлопки активного ила рыхлые (рис. 3.2.), состоят в основном из светящихся кокковых форм бактерий, свободных бактерий достаточно много и представлены в основном кокковыми формами. Простейшие представлены раковинными амебами рода Centropyxis, и червем рода Nematodes (рис.3.3.) в неудовлетворительном состоянии; 7,2 8,0 Хлопки активного ила плотные (рис. 3.4.), состоят в основном из светящихся кокковых форм бактерий, свободных бактерий достаточно мало и представлены в основном кокковыми формами. Простейшие представлены раковинными амебами рода Centropyxis (рис. 3.5.), коловраткой в неудовлетворительном состоянии;

ОСВ+ СП 1 5 62,5 0,8 Хлопки активного ила плотные (рис. 3.6.), состоят в основном из светящихся кокковых форм бактерий, свободных бактерий достаточно мало и представлены в основном кокковыми формами. Простейшие представлены раковинными амебами рода Centropyxis (рис. 3.7.) и червем рода Nematodes; Продолжение таблицы 3.4. – Микробиологические показатели обработанных осадков сточных вод

ОСВ+ СП1 7 8,3 1,7 Хлопки активного ила плотные (рис. 3.8.), состоят в основном из светящихся кокковых форм бактерий, свободных бактерий мало и представлены в основном кокковыми формами. Простейшие представлены раковинными амебами рода Centropyxis, цистами амеб и коловраткой в неудовлетворительном состоянии (рис. 3.9.);

ОСВ+ СП 3 5 10,8 31,8 Хлопки активного ила рыхлые, состоят в основном из светящихся кокковых форм бактерий, свободных бактерий достаточно много (рис. 3.10.) и представлены в основном кокковыми формами. Простейшие представлены раковинными амебами рода Centropyxis и цистами амеб (рис. 3.11.), диатомовой водорослью; 24 37,4 Хлопки активного ила рыхлые, состоят в основном из светящихся кокковых форм бактерий (рис. 3.12.). Простейшие представлены раковинными амебами рода Centropyxis и цистами амеб.

В образцах ОСВ, обработанных промышленными препаратами первоначально наблюдается уменьшение дегидрогеназной активности и ОМЧ, однако на 7-ой день обработки уменьшается, а на 11-ый день приходит в первоначальное состояние.

Микробиологический анализ показал, что более высокой биологической активностью обладают образцы ОСВ, обработанные торфо-минеральной суспензией, что выражается высоким показателем дегидрогеназной активности, величина которого близка к активности фермента для чернозема. Исследования санитарно-бактериологических и санитарно-паразитологических показателей показали отсутствие патогенной микрофлоры в обработанных образцах.

Разработанный способ обработки ОСВ торфо-минеральной суспензией (СП 3) позволяет ускорить процессы стабилизации отходов и получить экологически безопасный продукт. Однако, не смотря на высокую эффективность

обеззараживания ОСВ препаратом СП 3, данный способ недостаточно технологичен, что связано с необходимостью создания реагентного хозяйства, установок по получению реагента.

При этом известно, что внесение в образцы ОСВ оксида кальция способствует его обезвоживанию, разделению фаз, обеззараживанию в результате повышения температуры и замещению ионов тяжелых металлов ионом кальция, при повышении рН до 11-12 сырые осадки теряют запах и развитие в них санитарно-показательных микроорганизмов (кишечной палочки и энтероккока) подавляется. [54, 100, 120, 128].

Учитывая эффективность применения гуминовых веществ для обеззараживания и детоксикации ОСВ с учетом генезиса гуминовых веществ, в работе проведены исследования по обработке ОСВ органо-минеральной композицией (ОМК), содержащей оксид кальция и низинный торф при различном массовом соотношении компонентов. В присутствии щелочного реагента происходит выщелачивание из торфа гуминовых соединений, которые участвуют в процессах гумификации, детоксикации и связывания тяжелых металлов.

Обоснование параметров проведения процесса реагентно-термической обработки ОСВ

Проведенный в главах 3 и 4 анализ результатов исследования позволил обосновать стратегию выбора методов переработки ОСВ с получением товарных продуктов с учетом наиболее значимых факторов и технико-экономического обоснования:

1. Обеззараживание и детоксикацию ОСВ с получением органоминеральных удобрений целесообразно применять при утилизации отходов, образующихся при очистке хозяйственно-бытовых сточных вод городов с численностью населения 200-300 тыс. чел, сельскохозяйственных районов. В этом случае вклад промышленных сточных вод в общий состав стоков будет незначительным и ОСВ будут характеризоваться низким содержанием тяжелых металлов.

2. Для крупных промышленных центров – городов-миллионников, городских агломераций, целесообразно использовать термический метод утилизации ОСВ: сжигание ОСВ при температуре 900 0С в присутствии реагентов – хлорида кальция или хлорида калия, что позволит снизить содержание тяжелых металлов в образующемся минеральном остатке, который содержит оксиды алюминия, кремния, железа, 5-7 % фосфора (в пересчете на Р2О5), а также микроэлементы. Состав осадка соответствует составу минеральных удобрений и может быть рекомендован для использования на кислых и подзолистых почвах.

Разработка технологии реагентной утилизации ОСВ с получением органо-минерального удобрения. Технико-экономическая оценка

Объектом исследований по утилизации ОСВ являлись осадки городских сточных вод биологических очистных сооружений г. Березники. При эксплуатации очистных сооружений г. Березники образуется 1 755,1 т/сут. осадка сточных вод влажностью 86 %, представляющих собой высоковлажную массу с неприятным гнилостным запахом. Общее количество образующихся ОСВ за год составляет порядка 640,6 тыс. т.

В настоящее время основная часть ОСВ вывозится без предварительной обработки на илонакопители. Необработанные ОСВ являются источником экологической опасности, т. к. характеризуются повышенным содержанием водорастворимых форм токсичных тяжелых металлов, микрофлора ОСВ может содержать патогенные микроорганизмы.

Анализ научно-технической информации по методам утилизации ОСВ, а также проведенные экспериментальные исследования процессов детоксикации образцов ОСВ позволили разработать технологическую схему процесса,

Технологическая схема реагентной утилизации ОСВ с получением органо-минерального удобрения

ОСВ (влажностью 99 %) в количестве 2020,4 т/сут. илососами перекачивается на илоуплотнитель радиального типа. Продолжительность осаждения ОСВ в илоуплотнителе – 9-11 часов. После илоуплотнителей влажность осадка снижается до 95 % и он подается на установку обезвоживания осадка, состоящую из турбодрайна, винкельпресса. Влажность обезвоженного осадка составляет 86 %.

Из вакуум-фильтра ОСВ (1755,1 т ОСВ в сутки влажностью 86 %) перекачиваются плунжерными насосами (мощность 28 т/час), размещенными в помещении цеха, в лопастной двухвальный смеситель непрерывного действия СМК-125А, снабженный механическим перемешивающим устройством. Одновременно в смеситель для обеззараживания и детоксикации осадка насос-дозатором 0630 мощностью 20 т/час подается реагент: СаО и торф 122,9 и 351 т/сут. соответственно. При взаимодействии ОСВ с реагентами происходит подщелачивание и повышение температуры, что сопровождается процессами обеззараживания и пастеризации осадка. Кроме того, в щелочной среде из торфа выделяются водорастворимые гуматы кальция, способные связывать подвижные формы тяжелых металлов в комплексы, т.е. происходит детоксикация ОСВ. После смешения осадка с реагентами продолжительностью 10-15 мин полученная смесь поступает в накопительный бункер готовой массы, где выдерживается в течение 7 суток. Готовый продукт автомобилями марки АЦН-12С-53228 отвозится на удобряемые поля.

После завершения процесса смешения и выгрузки массы, происходит следующая загрузка и начало нового цикла. Весь процесс проходит в непрерывном автономном режиме.

В процессе работы линии по реагентной утилизации ОСВ образуется иловая вода объемом 265,3 м3/сут., которая из уплотнителей и винкельпресса направляется в аэротенки для очистки, и порядка 2200 т/сут органо-минерального удобрения.

Постановлением Правительства Российской Федерации № 344 от 12 июня 2003 г. «О нормативах платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками, сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, размещение отходов производства и потребления», Постановлением Правительства Российской Федерации № 632 от 28 августа 1992 г. «Об утверждении порядка определения платы и ее предельных размеров за загрязнение окружающей природной среды, размещение отходов, другие виды вредного воздействия».

Годовой объем образующегося осадка составляет 640 612,2 т/год влажностью 86 %. Нормативы платы за размещение отходов производства и потребления: отходы IV класса опасности 248,4 руб./т.

Нормативы платы за размещение отходов производства и потребления в пределах установленных лимитов применяются с использованием: коэффициента 0,3 при размещении отходов на специализированных полигонах и промышленных площадках, оборудованных в соответствии с установленными требованиями и расположенных в пределах промышленной зоны источника негативного воздействия. Нормативы платы за негативное воздействие на окружающую среду, установленные Правительством Российской Федерации в 2003 г., применяются в расчетах платы за негативное воздействие на окружающую среду за 2014 год с применением коэффициента 2,33.

Использование способа реагентного обезвреживания ОСВ для санации и рекультивации иловых карт

Из вакуум-фильтра ОСВ (7 020,4 т/сут. Влажностью 86 %) перекачиваются плунжерными насосами (мощность 50 т/час), размещенными в помещении цеха, в смеситель, снабженный механическим перемешивающим устройством. Одновременно в смеситель для обеззараживания и детоксикации осадка насос-дозатором мощностью 2 м3/час подается реагент: концентрированный 3 М раствор хлорида кальция дозой 21 г/кг ОСВ влажностью 86 %.

После смешения осадка с реагентами продолжительностью 10-15 мин полученная смесь поступает в барабанную сушилку, где осуществляется процесс сушки при температуре 150 0С с целью удаления из ОСВ коллоидно-связанной влаги.

Высушенный ОСВ до остаточной влажности 10-20 % выгружается из сушилки и наклонным транспортером длиной 5000 мм поступает во вращающуюся печь ИН-50.8В для отходов, где происходит термическое разложение ОСВ при температуре 900-1000 0С в течение 60 мин.

Подача илов осуществляется через загрузочное устройство вращающейся камеры сжигания, оборудованной керамическими лопаточными насадками. Скорость вращения камер изменяется автоматически и зависит от температуры, влажности и калорийности сжигаемых отходов.

Дымовые газы, содержащие хлориды ТМ, диоксид серы поступают в распыливающий абсорбер или скруббер и абсорбируются раствором гидроксида кальция. В результате нейтрализации образуется шлам, содержащий гидроксиды металлов и гипс. Избыточная вода после отстаивания и центрифугирования шлама поступает в блок биологической очистки городских сточных вод, а смесь гипса и тяжелых металлов может без предварительной обработки использоваться в строительной индустрии.

Минеральный остаток, образующийся при термической обработке осадков сточных вод в присутствии реагента, выгружается из печи в холодильник, охлаждаемый водой (емкость, снабженная водяной рубашкой) и затем транспортными средствами подается в накопительный бункер. Полученный продукт, обладающий товарной ценностью, используется сельскохозяйственными предприятиями с целью повышения урожая, улучшения качества продуктов.

При реализации технологии термической утилизации ОСВ городских очистных сооружений г. Перми образуется 240 870,2 т/год минерального фосфорсодержащего удобрения; 427,05 т/год шлама, содержащего гидроксиды тяжелых металлов (1 класс опасности).

Обезвоженный методом центрифугирования шлам направляется на утилизацию. Возможно два направления использования шлама [20, 86]: путем связывания цементом, жидким стеклом, отверждение спеканием для использования в качестве строительных материалов; использование в качестве пигментов для приготовления красок и искусственных заполнителей в строительных материалах.

Ниже приведена таблица 5.10., в которой рассмотрены примеры основных направлений утилизации шламов гальванических производств:

1 Использование в качестве добавки для изготовления кирпича Применяется встроительнойпромышленности Добавка шлама до 5 % 2 Использование в качестве добавки при производстве керамического кирпича Применяется при производстве кирпича Добавка шлама в количестве 3-10 % 3 Использование в качестве добавки при изготовлении черепицы Улучшение свойств формовочной массы, сокращение времени сушки черепицы, сокращение времени обжига, расширение цветовой гаммы Добавка шлама до 2 % сухой массы 4 Использование в качестве добавки при производстве стеновых керамических изделий Интенсификация процессов спекания и вспучивания Добавка шлама до 3-6 % 5 Использование в качестве добавки при изготовлении керамзита Применение в строительстве Добавка шлама до 20-40 % 6 Использование в качестве добавки при изготовлении гексаферрита бария Изготовление строительной керамики, производство красителей-пигментов 7 Использование в качестве добавки при изготовлении стеклохромзита Расширение спектра использования продукта 8 Использование в качестве добавки в портланд-цементы 135

Постановлением Правительства Российской Федерации № 344 от 12 июня 2003 г. «О нормативах платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками, сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, размещение отходов производства и потребления», Постановлением Правительства Российской Федерации № 632 от 28 августа 1992 г. «Об утверждении порядка определения платы и ее предельных размеров за загрязнение окружающей природной среды, размещение отходов, другие виды вредного воздействия».

Годовой объем образующегося осадка составляет 2 562 449,0 т/год влажностью 86 %. Нормативы платы за размещение отходов отходы IV класса опасности 248,4 руб./т, I класса опасности – 1739,2 руб./т.

Нормативы платы за размещение отходов производства и потребления в пределах установленных лимитов применяются с использованием: коэффициента 0,3 при размещении отходов на специализированных полигонах и промышленных площадках, оборудованных в соответствии с установленными требованиями и расположенных в пределах промышленной зоны источника негативного воздействия. Нормативы платы за негативное воздействие на окружающую среду, установленные Правительством Российской Федерации в 2003 г., применяются в расчетах платы за негативное воздействие на окружающую среду за 2014 год с применением коэффициента 2,33. Коэффициенты, учитывающие экологические факторы на территории Уральского экономического района РФ (для почвы) – 1,7.

Похожие диссертации на Разработка экологически безопасной и ресурсосберегающей технологии утилизации осадков городских сточных вод с получением фосфоросодержащих удобрений