Удаление, обезвоживание и депонирование осадков сточных вод

Анализ различных техно­логических схем обработки осадков показывает, что все они требуют обеспечения высокой степени обез­воживания, которая максимально достигается при использовании ме­ханического обезвоживающего обо­рудования. Наиболее пригодными аппаратами для обезвоживания боль­ших объемов осадка являются гори­зонтальные шнековые центрифуги и камерные или мембранные фильтр-прессы, из которых последние по­лучают все большее распростране­ние, так как их главным преимуще­ством является более низкая влаж­ность осадка после обезвоживания. На основании обобщения отечест­венного и зарубежного опыта обра­ботки осадков сточных вод ГУП «Институт МосводоканалНИИпро-ект» совместно с МГП «Мосводоканал» разработали и используют камерные фильтр-прессы для обезвоживания осадков сточных вод московских станций аэрации. В на­стоящее время на Курьяновской и Люберецкой станциях аэрации по­строены и эксплуатируются цеха механического обезвоживания осад­ков на высокопроизводительных фильтр-прессах зарубежных фирм «Диффенбах» (Италия) и «Нетч» (Германия).

Не менее актуальной для горо­дов Российской Федерации является проблема высвобождения значи­тельных площадей, занятых под иловые площадки канализационных очистных сооружений.

Запроекти­рованные и построенные в 60 - 70-х гг. они, как правило, не имели ин­дустриальных сооружений обработ­ки осадков, поэтому их складирова­ли на больших территориях без вы­полнения каких-либо специальных технологических мероприятии (час­то заливали нестабилизированными осадками). В связи с развитием го­родов эти площадки оказывались внутри городских территорий, пред­ставляя собой антисанитарные мо­гильники отходов четвертого класса опасности требуя безотлагательного решения вопросов их локализации и санации занимаемых ими террито­рий.

Подобная ситуация, в частно­сти, возникла на внутригородской территории Москвы, в настоящее время имеющей название «Марьин­ский парк», где на площади 7, 5 га десятилетиями (с 30-х гг.) размеща­лись иловые площадки для естест­венного обезвоживания сброженных осадков Люблинской и Курья­новской станции аэрации. Поста­новлением правительства Москвы в 1997 г. принято решение о ликвида­ции иловых площадок и разверты­вании на этой территории индуст­риального строительства жилищно-бытового комплекса.

Для осуществ­ления поставленной задачи - в кратчайшие сроки быстрыми и эко­номичными методами освободить территорию от осадка в ГУП «Институт Мосводоканал» разработали проект с использовани­ем комплекса уникальных, не име­ющих аналогов, инженерных решений по рекультивации иловых площадок и метода депонирования осадка.

Предусмотрены и в настоящее время реализуются два способа уда­ления осадка с иловых карт (рис.7. 22):

- методом «отжима» осадка песча­ным грунтом с одновременным его вывозом
и подготовкой территории для последующей застройки;

- гидромеханизированным методом с применением земснарядов.

Технология «отжима» осадка за­ключается в подвозе песчаного грунта и засыпке его в иловые кар­ты с одной стороны для отжимания осадка к другой стороне, где он гру­зится экскаватором в автотранс­порт.

Одновременно с «отжимом» осадка его влажность снижается не менее чем на 3 % и уменьшается объем. Освобожденный объем карт заполняется песчаным грунтом, и тем самым выполняется часть ра­бот, предусмотренных при после дующей вертикальной планировке данных участков.

При гидромеханизированном ме­тоде иловый осадок исходной влаж­ностью разрабатывается земснаря­дом непосредственно в иловой кар­те и транспортируется по пульпо­проводу на гидросортировку для от­деления негабаритных включении. Отсортированный осадок поступает в пруд-отстойник для отделения от осадка части воды, используемой в оборотном цикле. Из пруда-отстой­ника осадок забирается отдельным земснарядом и транспортируется в виде пульпы в цех обезвоживания, расположенный на территории уча­стков депонирования и оборудован­ный высокопроизводительными ка­мерными фильтр-прессами.

В настоящее время в связи с не­обходимостью быстрого высвобож­дения иловых площадок от осадка его удаление производится одновре­менно двумя способами.

Несмотря на то что гидромеханический спо­соб намного дешевле, чем вывоз ав­тотранспортом, удалить осадок гид­ротранспортом не всегда удается по техническим причинам.

Депонирование механически обезвоженных осадков также разра­ботано в двух вариантах: складиро­вание в специально подготовленный котлован (рис. 7.23) или создание над­земных холмов ландшафтного обу­стройства (рис. 7.24).

Разработанными методами предусмотрено макси­мально возможное предотвращение отрицательного влияния складируемого осадка на окружающую среду. По периметру котлована в грунте обустраивается ограждаю­щая стена из глиноцементного зам­ка, предотвращающая фильтрацию загрязненных вод в подземные го­ризонты.

Кроме противофильтрационной стены в целях экологической безопасности дно котлована высти­лается ковровым покрытием из спе­циального материала «бентомата», который после поливки водой раз­бухает, приобретая вязкую, глиноподобную консистенцию, создавая гидронепроницаемый слой.

На пе­риод строительства котлована орга­низуется водопонижение, часть скважин которого сохраняется и после захоронения осадка для осу­ществления контроля за состоянием подземных вод.

Укладка осадка в котлован производится экскавато­рами, располагаемыми по краям котлована. В случае большой шири­ны котлована по дну прокладыва­ются железобетонные ряжи для прохода экскаватора, которые впо­следствии так и остаются в осадке. Осадок поверху засыпается слоем песка, на который накладывается бентоматовый замок. Для оконча­тельной рекультивации бентонитовый слой засыпают защитным сло­ем песка и растительным слоем земли, в последующем засеваемый травой.

Для котлованного (подземного) захоронения разработано несколько вариантов: складирование осадка без наполнителя: траншейная укладка без наполнителя; совместное захо­ронение осадка с твердыми быто­выми, промышленными отходами или с грунтом. Каждый из вариан­тов депонирования осадков имеет свои границы применения, так как обладает преимуществами и недос­татками.

Для предотвращения вто­ричного выделения газов в теле за­хороненного осадка устраиваются специальные скважины, оборудо­ванные на оголовках газовыми био­фильтрами, или возможно послой­ное известкование укладываемого осадка.

В качестве альтернативы котло­ванному депонированию, особенно при высоком расположении грунто­вых вод, разработан вариант созда­ния обвалованных насыпных хол­мов, представляющих озелененные ландшафтные парковые объекты. В этом варианте осадок склади­руется выше уровня поверхности земли, а основания холмов заклады­ваютсявыше максимального павод­кового уровня во избежание подтопления участков депонирования в периоды высоких паводков.

Захо­ронение осадка производится без добавления грунта послойно: 2 м осадка и 1 м песка в качестве пере­крытия. Общая высота холмов 12-15 м, поверх последнего песча­ного слоя укладывается противо-фильтрационный слой из глины толщиной 0, 5 м и слой грунта, на который высевается трава и выса­живается кустарниковая раститель­ность. В результате каждый мо­гильник осадка представляет собой пологий террасный холм с крутиз­ной откосов 7, 5 - 9 °, покрытый рас­тительностью. Предотвращение заг­рязнения окружающей среды воз­можными водными или газовыми выбросами в этом варианте преду­смотрено теми же способами, что и в первом.

ГУП «Институт МосводоканалНИИ-проект» разработал и частично вне­дрил при высвобождении от осадка городской территории «Марьинский парк» кономичные, индустриаль­ные технологии уборки осадка с су­ществующих иловых площадок при одновременной рекультивации пло­щадей. Как следствие, сформулиро­вана новая концепция по размеще­нию сооружений обработки осад­ков: на площадке очистных соору­жений размещаются объекты пер­вичной обработки (метантенки или стабилизаторы, насосные станции, аварийные площадки), а сооруже­ния обезвоживания - на территории полигонов депонирования, так как вновь разработанные инженерные сооружения (котлованы, холмы) осадкоемки и лишены недостатков иловых площадок.

Обеззараживание осадков сточных вод
при их подсушке на иловых площадках

В сточных водах могут нахо­диться возбудители всех болезней человека: бактерии, вирусы и яйца гельминтов. При очистке сточных вод до 90 % болезнетворных микро­организмов концентрируются в осадках. Обследование сточных вод 44 очистных сооружении пока­зало, что в 40 из них обнаружива­лись сальмонеллы, а в первичных осадках их содержание достигало 10⁵ ед./ л (таблица 7.7).

Для обеззараживания осадков сточных вод перед подачей на ило­вые площадки их можно обрабаты­вать тепловыми, химическими, фи­зическими и биологическими спо­собами. При тепловой обработке осадок нагревают до определенной температуры, в результате происхо­дит гибель болезнетворных микро­организмов.

Продолжительность обеззараживания определяется ве­личиной температуры нагрева и длительностью воздействия. Выживаемость болезнетвор­ных микроор - ганизмов очень высо­ка: вирусы в почве сохраняют жиз­неспособность 10-100 дней, сальмо­неллы 9-11 недель, яйца гельмин­тов до двух лет.

В связи с этим при подсушке осадков сточных вод на иловых площадках необходимо их подвергать предвари - тельному обеззараживанию. Обычно подсуш­ка протекает 1-3 года, и все это вре­мя осадки представляют санитар­ную опасность для обслуживающе­го персонала и прилегающей терри­тории.