Разработка технологии производства удобрения из осадков сточных вод

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Осадки сточных вод (ОСВ) коммунальных очистных сооружений представляют собой сложную смесь, в которой биологически безвредные вещества связаны с загрязняющими токсичными компонентами органической и неорганической природы [1].

В процессе очистки городских сточных вод образуется большое количество осадков (от 0,5 до 1 % объема сточных вод), которые накапливаются и хранятся на иловых площадках очистных сооружений десятки лет, поэтому возникает необходимость в разработке новых способов утилизации отходов. Осадки сточных вод относятся к третьему классу опасности и могут содержать широкий спектр химических элементов, которые могут быть использованы в различных направлениях.

Исследование проводилось в лаборатории Новокузнецкого института-филиала ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный университет», для чего был изготовлен пресс для брикетирования осадков сточных вод (рис. 1).

На очистных сооружениях ЗАО «Водоканал» города Новокузнецка были взяты пробы обезвоженного осадка сточных вод с влажностью 80% [2].

При приготовлении брикетной массы смешивались следующие компоненты:

- ил очистных сооружений города Новокузнецка с влажностью 75-80 %;

- древесные опилки (можно использовать измельченные отходы древесины, солому), которые необходимы для поддержания жизнедеятельности штаммов ила и их развития при насыщении брикетов влагой и повышения гумусовой составляющей брикетной массы;

- гашеная известь для нейтрализации кислотности и частичного подавления запаха;

в качестве связующего используется целлюлозный клей.

Рис. 1. Пресс для брикетирования

Процентное содержание компонентов брикетной массы представлено в таблице 1.

брикетный токсичный сточный очистной

Таблица 1. Состав брикетной массы

Технологическая схема получения удобрения из осадков сточных вод представлена на рис. 2. Полученная масса перемешивалась и подвергалась прессованию под давлением 60-100 кг/см2, а полученные брикеты с влажностью 10-15 % обеззараживались в течение 3-5 минут в печах СВЧ путем нагрева их до температуры 100-200 °С, что позволяет сни-зить влажность и обезвредить микрофлору [3].

Брикеты пакуют в водонепроницаемую тару (герметичные пакеты для замораживания продуктов), что обеспечивает удобство транспортировки и внесения их в почву с последующим их растворением.

Рис. 2. Технологическая схема брикетирования осадков сточных вод: 1 - аэротенк, 2, 4, 9 -насосы, 3 - пресс-фильтр, 5 - смеситель, 6 - дозаторы компо-нентов, 7 - валковый пресс, 8 - емкость для сбора жидкости oт прессования, 10 - брикеты, 11 - упаковочная машина, 12 - печь СВЧ, 13 - склад готовой продукции

В таблице 2 представлены основные параметры брикетов и пресса.

Таблица 2. Основные параметры пресса и брикета

Брикеты были проверены на прочность, влагоустойчивость, прочность при транс-портировке, содержание тяжелых металлов и бактерии группы кишечная палочка (БГКП).

Готовый брикет представлен на рис. 3.

Рис. 3. Готовый брикет

Прочность брикетов, содержащих связующее, выше, чем прочность брикетов без связующего (рис. 4). Наибольшая прочность у образцов 5 и 6 - это брикеты, в которых со-держится 10% опилок, образец № 6 прочнее.

Брикеты были проверены на прочность при транспортировке, они были погружены в контейнер и перевозились в течение 12 часов по городской и проселочной дорогам. При транспортировке образцы №№ 1, 2, 3, 4, 13, 14 были повреждены и потеряли свою цело-стность, а образцы №№ 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 не потеряли целостность.

Чтобы проверить водоустойчивость брикетов, они погружались в емкости с водой. Через 15-20 минут образцы №№ 1, 2 распались, а остальные образцы спустя месяц не поменяли форму, но разрыхлились, и при небольшом механическом воздействии разрушились [4].

Рис. 4. График прочности образцов брикетов

В Западно-Сибирском испытательном центре был проведен химический анализ брикетов на тяжелые металлы. В ООО «Акватест» был проведен анализ на БГКП, результаты приведены в таблице 3.

Таблица 3. Химический состав ОСВ и брикетов

Анализ полученных результатов исследований опытных образцов различного состава позволяет сделать следующие выводы.

1. Прочность брикетов, содержащих связующее, выше, чем прочность брикетов без связующего.

2. Образцы с прочностью менее 0,1 МПа разрушаются при транспортировке и намокании, поэтому оптимальная прочность брикетов 0,1 МПа и выше, которая достигает-ся при добавлении 10-25 % наполнителя.

3. Герметичная упаковка ограничивает распространение запаха.

4. Внесение древесных опилок в брикетную массу снижает количество тяжелых металлов, а тепловая обработка брикетов в печах СВЧ уничтожает бактерицидное загрязнение.

5. При использовании брикетов в качестве удобрений рекомендуется проводить боронование через 5-10 дней после внесения в почву или использовать брикеты для озимых культур.

6. Для реализации технологии рекомендуется использовать состав шихты № 6.

Литература

1. Пат. 2293070, Российская Федерация, МПК С 02 F 11/14. Способ комплексной переработки и утилизации осадков сточных вод / Кнатько В.М., Щербакова Е.В., Кнатько М.В.; заявитель и патентообладатель Кнатько В.М., Щербакова Е.В., Кнатько М.В. Заявлено 18.04.05, опубл. 10.02.07, Бюл. № 4.

2. Потокина М.В. Разработка технологии брикетирования осадков сточных вод / Исследования молодых - регионам: сборник трудов I Всероссийской научно-практической конференции школьников, студентов, аспирантов и молодых ученых. Изд-во Томского политехнического университета. - Новокузнецк, 2011.

3. Заявка 201248859/20 (078486). Российская Федерация. Способ переработки и брикетирования осадков сточных вод. / Заявитель Сенкус В.В., Потокина М.В., Сенкус Вал.В., Стефанюк Б.М., Сенкус Вас.В., Конакова Н.И. Заявлено 16.11.2012.

4. Потокина М.В. Разработка технологии брикетирования влажных шламов и илов сточных вод / Современные проблемы методологии и инновационной деятельности: материалы Всероссийской науч.-практич. конференции ученых, аспирантов, специалистов и студентов. Филиал ГУ КузГТУ. - Новокузнецк, 2011.

Размещено на Allbest.ru