Интенсификация обезвоживания осадка станции биологической очистки с помощью электроосмоса

Винокурова, Татьяна Евгеньевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Интенсификация обезвоживания осадка станции биологической очистки с помощью электроосмоса
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Интенсификация обезвоживания осадка станции биологической очистки с помощью электроосмоса"

На правах рукописи

Винокурова Татьяна Евгеньевна 1 з

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ОСАДКА СТАНЦИИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРООСМОСА

25.00.36 — Геоэкология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Нижний Новгород —2007

003056813

РАБОТА ВЫПОЛНЕНА В НИЖЕГОРОДСКОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНОМ УНИВЕРСИТЕТЕ

Научный руководитель

Чл.-кор. РААСН, доктор технических наук, профессор Губанов Леонид Никандрович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Кучеренко Владимир Ильич,

кандидат технических наук, доцент Фирсов Александр Иванович

Ведущая организация

ОАО «НИЖЕГОРОДСКИЙ САНТЕХПРОЕКТ»

Защита состоится С//)р<2ЛЯ 2007 г. в часов на заседании

диссертационного совета Д 212.162.02 при Нижегородском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 603950, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65, корпус V, аудитория 202.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан «22» марта 2007 года.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

¿^^a^^^f М.О. Жакевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Ежегодно в Российской Федерации на муниципальных сооружениях по очистке сточных вод образуется более 100 млн м3 осадков при средней влажности 96%. В Волжском бассейне на станциях аэрации городов ежегодно выделяется 53,3 млн м3 осадков в год, и к настоящему времени на иловых картах накопилось 192 млн м3 влажностью 80%. На Курьяновской станции аэрации в г. Москве хранится около 17 млн м3 осадков, на городских очистных сооружениях г. Волгограда 2,4 млн м3, в Нижнем Новгороде 4,5 млн м3 при ежегодном поступлении 0,9 млн м3 жидких осадков.

На станциях аэрации крупных городов технология обработки осадка в большинстве случаев представляет собой его минерализацию в метантенках или аэробных стабилизаторах с дальнейшим механическим обезвоживанием или подсушиванием на иловых картах. На последние приходится 98% обезвоживания осадков. Последующее использование обезвоженного осадка предусматривалось в качестве удобрения в сельском хозяйстве. Однако из-за высокой насыщенности осадков ионами тяжелых металлов, поступающих со сточными водами промышленных предприятий, использование их в сельском хозяйстве стало невозможным, поэтому подсушенные осадки остаются на иловых картах, занимая площади, необходимые для полноценного обезвоживания вновь выделяемого осадка. Такое положение приводит к сокращению площадей иловых карт. При этом следует отметить бо'льшую продолжительность обезвоживания осадков в естественных условиях с влажности 96% до влажности 75% в 90-110 суток. Именно после этих сроков на территории бассейнов Верхней и Средней Волги обеспечивается удобство транспортировки подсушенного осадка автотранспортом.

Для решения проблем уменьшения площадей для обезвоживания осадка, его хранения и утилизации проводятся поиски новых технологий по интенсификации процесса обезвоживания, освобождения иловых карт для хранения подсушенного осадка, утилизации. Только в Н.Новгороде площади иловых карт составляют более 140 га.

Анализ приведенных в литературе результатов и рекомендаций, а также данных служб эксплуатации станций биологической очистки сточных вод городов Волжского бассейна показывает, что проблема интенсификации обезвоживания осадков на иловых картах, их обеззараживание и детоксикация с целью последующей утилизации в сельском хозяйстве и при озеленении городских территорий является актуальной.

Данная работа выполнялась в рамках ФЦП "Экология и природные ресурсы России" (2002 — 2010 гг.) подпрограммы «Возрождение Волги» по базовому проекту ВВ-9 «Разработка новых технологий и средств защиты водных объектов и населения от антропогенного воздействия предприятий и производственных систем и оценка экологического риска производств, разработка технологий переработки и утилизации экологически вредных промышленных отходов, сокращения удельного водопотребления и водоотведения», утвержденному постановлением правительства РФ от 07.12.01 за № 860.

Автор выражает искреннюю благодарность за научную, практическую и консультативную помощь моему первому научному руководителю д.т.н., проф. В.В.Найденко|, идеи которого во многом и определили основные направления диссертационной работы.

Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является исследование, разработка и внедрение интенсивной технологии обезвоживания осадков иловых карт электроосмосом, компостирования осадка с целью обеспечения его утилизации в качестве почвоулучшающей композиции в сельском и лесном хозяйстве и др.

Для достижения указанной цели решались следующие задачи:

- анализ и систематизация имеющихся сведений по обработке осадков городских сточных вод;

- изучение физико-технических, химических, биологических и электротехнических характеристик осадков;

- разработка экспериментальной установки, учитывающей условия выделения жидкой фазы из осадков;

- разработка схемы иловой карты, оснащенной электроосмотическим оборудованием;

- выбор оптимальных режимов работы иловых карт для обезвоживания осадка сточных вод с использованием электроосмоса;

- разработка технологии компостирования осадка с целью последующей утилизации.

Для решения поставленных задач проведены исследования, включающие анализ и систематизацию сведений по обработке, утилизации, депонированию и уничтожению осадков городских сточных вод; исследования состава и различных свойств осадков станций аэрации; исследования интенсификации

процесса обезвоживания осадков при помощи электроосмоса. Часть исследований выполнялась во время научной стажировки в Германии.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработана принципиально новая комплексная технология обезвоживания осадков сточных вод иловых карт с использованием электроосмоса, последующего обезвреживания компостированием, позволяющего утилизировать осадки в качестве почвоулучшающей композиции в сельском хозяйстве;

- экспериментально установлена зависимость выделения жидкой фазы из осадков сточных вод при различных внешних условиях: наложение электрического поля с различными напряжениями и различными расстояниями между электродами;

- определены оптимальные условия интенсификации обезвоживания осадков, в качестве фильтрующей поверхности используется металлическая сетка с размерами ячейки 0,2x0,2 мм (сетка работает в качестве катода); материал катода и анода — нержавеющая сталь; плотность тока 4 А/м2;

- предложена конструктивная схема иловой площадки с оборудованием для интенсификации процесса обезвоживания при помощи электроосмоса;

- подобрано и решено уравнение неустановившейся фильтрации жидкой фазы осадка через катодную сетку при различных начальных условиях;

- изучены параметры компостирования обезвоженных на иловых картах осадков.

Практическая значимость. Разработана эффективная технология обезвоживания осадков городских сточных вод на иловых картах. Разработаны обобщенные рекомендации по интенсификации процесса обезвоживания осадков городских сточных вод с использованием метода электроосмоса, что позволяет повысить нагрузку на иловые карты в 4-5 раз.

Предложена технология обезвреживания осадков методом компостирования. Технология внедрена в виде проекта очистных сооружений г. Сергач, обобщенные рекомендации по интенсификации осадков сточных вод переданы ОАО «Нижегородский Сантехпроект» для практического использования в проектах. Рекомендации по интенсификации процесса обезвоживания осадков приняты МУП Водоканал г.Н.Новгорода.

Предложенная технология рекомендуется к использованию на крупных и средних станциях аэрации.

Предложена установка, работающая в стационарном режиме. Опытно-промышленные испытания проведены на Нижегородской станции аэрации с

учетом обезвоживания слоя осадка в 50 см, что соответствует натурным условиям.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались: на научно-технических конференциях "Строительный комплекс" (ННГАСУ: Нижний Новгород. 1996-2000 гг.); на Международных научно-практических конференциях: "Гидротехническое строительство, водное хозяйство и мелиорация земель на современном этапе", "Вторичные ресурсы: социально-экономические, экологические и технологические аспекты" (Приволжский Дом знаний: Пенза. 1999), на Международной научно-практической конференции: "Экологическая безопасность строительства. Управление обращением с осадками сточных вод, промышленными и твердыми бытовыми отходами. Использование отходов" (МГСУ: Москва. 1999); на международном научно-промышленном форуме "Великие реки" в 2002 году, значительная часть результатов исследований опубликована в методических пособиях для студентов и специалистов по проектированию очистных сооружений канализации городов, вышедших в свет в 2001 и 2003 годах. На защиту выносятся:

- результаты теоретических и экспериментальных исследований по обезвоживанию, уничтожению и утилизации осадков городских сточных вод;

- результаты исследований свойств осадков городских сточных вод;

- результаты исследований по обезвоживанию осадков городских сточных вод с помощью электроосмоса;

- конструктивная схема иловой карты с нагрузками 5-6 м3/м2 в год;

- технология обезвоживания осадков городских сточных вод на иловых картах с электроосмотическим оборудованием;

- результаты исследований по компостированию осадков, подсушенных на иловых картах;

- технология получения компоста на основе осадков сточных вод с использованием специального микробиологического препарата «Байкал-ЭМ1».

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 15 научных работах автора, одна из которых опубликована в журнале, рекомендованном ВАК «Проблемы региональной экологии».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, 49 рисунков и 15 таблиц, приложения. Список литературы включает 136 наименований, из них 45 - на иностранных языках. Общий объем диссертации - 160 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обосновывается актуальность вопросов обработки осадков, образующихся на станциях биологической очистки городских сточных вод.

Первая глава отводится анализу научно-технической литературы, посвященной обезвоживанию, утилизации, депонированию и уничтожению осадков городских сточных вод.

Осадок городских сточных вод подвергается минерализации, обезвоживанию, утилизации, уничтожению или депонированию. На станциях аэрации крупных и средних городов три вышеуказанных ступени обязательно присутствуют. Минерализация осуществляется в метантенках или аэробных минерализаторах. Обезвоживание сброженных осадков производится по двум направлениям: естественное обезвоживание под действием сил гравитации на иловых картах; механическое - с использованием различных фильтр-прессов, вакуумфильтров и центрифуг. Естественное обезвоживание на иловых картах требует значительного количества земельных площадей, которые чаще всего находятся в пределах городской черты. Такой путь решения проблемы обезвоживания выбран странами Восточной Европы, Северной Америки, СНГ и Китаем. Обезвоживание при помощи механических средств применяют страны Западной Европы, Юго-Восточной Азии. Фильтр-пресса и центрифуги широко используют на очистных сооружениях крупных городов США, Канады и частично России, где из-за высокой стоимости земли гравитационное обезвоживание практически невозможно. Недостатком данного пути решения проблемы обезвоживания для России является использование реагентов, которые в РФ выпускаются в недостаточном количестве, а закупка импортных реагентов делает процесс обработки осадков низкорентабельным.

Поиск оптимального пути обезвоживания осадков в России сводится к исследованию различных способов интенсификации процесса подсушивания на иловых картах. Но все они дают возможность повысить нагрузку на иловые карты до 2-3 м3/м2, в то время как процесс интенсификации гравитационного процесса обезвоживания при использовании электроосмоса позволяет довести ее до 5-6 м3/м2 и выше. Сравнительный технико-экономический анализ методов обезвоживания осадков выявил целесообразность применения данного метода, так как практически при равных капитальных и энергетических затратах

эксплуатационные затраты при гравитационном обезвоживании с использованием электроосмоса ниже, чем при механическом обезвоживании из-за высокой стоимости реагентов.

Во второй главе дан анализ осадков, образующихся на очистных сооружениях сточных вод городов. Эти осадки разделяют: на крупные отбросы, задерживаемые на решетках с размером прозоров между прутьями 16 мм; минеральные частицы, выпадающие в песколовках; органические частицы, всплывающие и оседающие в первичных отстойниках; избыточный активный ил после аэротенков, выделяемый во вторичных отстойниках, который для сокращения объема уплотняется в илоуплотнителях. Осадок из первичных отстойников и уплотненный активный ил содержат значительное количество органики, при хранении быстро загнивают. Для исключения этого неприятного фактора их подвергают стабилизации, преимущественно сбраживают в метантенках при термофильном или мезофильном режимах. Сброженный осадок содержит меньше органики, имеет влажность W«98%, плохо отдает влагу. Для сокращения объема его обезвоживают. Обезвоживание осуществляют на иловых картах до влажности W»80% либо выделяют жидкость при помощи вакуумфильтров, фильтрпрессов, центрифуг и других механических сооружений до влажности W«77-80%.

В работе основное внимание уделяется осадкам, поступающим на иловые карты. Сброженный осадок содержит, в среднем, 98% воды, которая в хлопьях осадка представлена в 4 фазах: свободная, физико-механически связанная, физико-химически связанная, химически связанная. Обширная поверхность твердой фазы позволяет воде удерживаться адсорбцией. Поэтому поступающий на иловые поля осадок представляется коллоидной полидисперсной системой. При удалении части влаги он приобретает свойства капилярно-пористых грунтовых материалов, его объем сокращается в 10-15 раз. Авторы P.J. Buijs, A.J. Diemen, H.N. Stein, S.Gazbar, J.M. Abadie, F.Colin, S.Kondoh, M. Hiraoka отмечают, что при обезвоживании сброженных осадков муниципальных сточных вод использование механических средств позволяет снизить влажность, в среднем, лишь до 77-80%, в то время как наложение дополнительно электрического поля позволяет улучшить этот результат на 5- 7% за счет удаления механически связанной воды.

Осадок как гидрозоль имеет электропроводность, складывающуюся из электропроводности, обусловленной коллоидными частицами, и электропроводности ионов, присутствующих в системе, т.е. она зависит от заряда, числа и подвижности коллоидных частиц ионов, а также температуры. По опытным данным электропроводность сброженных осадков колебалась от 8-10,5-Ю3 Ом"'/см для исходного до 1-2,65-Ю3 Ом"'/см — при влажности 80-78,5%. При этом прослеживается закономерность: чем ниже влажность, тем ниже и электропроводность.

Сброженный осадок обладает электрокинетическими свойствами. Изучение электрокинетических свойств осадка производилось на специальной экспериментальной установке. Схема установки для изучения этих явлений представлена на рис.1. Она представляет из себя пластиковый лоток (7) 55x25 см, высотой 10 см, с металлическими перфорированными трубками-дренами (2, 3) обернутыми металлической сеткой (4) для предотвращения проскока твердых частиц. Жидкая составляющая осадка просачивалась сквозь фильтрующий элемент и удалялась при помощи дренажа. При подключении к электродам электрического тока скорость фильтрации жидкости резко увеличивалась. Через некоторое время можно было заметить, что осадок около анода становится значительно гуще, чем в районе катода. Основной выход фильтрата, примерно 80%, происходил у катода. Таким образом, в сброженном осадке возможно было наблюдать явление электроосмоса и электрофореза. Рассматривая процессы обезвоживания осадков, следует остановиться на параметрах, характеризующих водоотдающие свойства последних. Эти параметры: удельное сопротивление осадка; индекс центрифугирования; иловый индекс; время капиллярного просачивания; время фильтрации; вязкость фильтрата; электрокинетические свойства осадка.

Многие исследователи, занимающиеся процессами обезвоживания осадков с использованием флокулянтов, такие как М.М. Abu-Orf, M.L.Agerbaek, S.K. Dentel, К. Keiding и другие считают, что наиболее полную картину о водоотдающих свойствах осадков можно получить, определив ток течения. Современные методы определения данного параметра позволяют

наиболее быстро реагировать на изменение свойств осадков, но этот путь достаточно дорогостоящий.

2-2 - +

-7е"

чЗ

400

550

1-1

Рис. 1. Схема лабораторной установки для исследования явления электроосмоса: I — отсек, наполняемый осадком исходной влажности (98,7%); 2 — дрена (катод); 3 — дрена (анод); 4 — металлические сетки с размерами ячеек 0,16x0,16 мм.

Удельное сопротивление и индекс центрифугирования — наиболее часто используемые параметры, применяемые для характеристики водоотдачи осадков. В ходе лабораторных исследований по определению этих параметров у различных осадков Нижегородской станции аэрации (НСА) были получены следующие результаты (табл. 1).

Водоотдающие свойства осадков Нижегородской станции аэрации

Таблица 1

Вид осадка Удельное сопротивление, см/г Индекс центрифугирования, см 3/г

Сырой осадок, V/- 93,5% 176,5-1010 4

Избыточный активный ил, V/« 99,3% 380-Ю'0 52,5

Сброженный осадок, 98,4% 1432-Ю10 23,3

Сырой осадок из первичных отстойников и уплотненный активный ил по данным лаборатории НСА характеризуются показателями (табл. 2).

Таблица 2

Компоненты, входящие в состав осадков в пересчете на беззольное вещество

Осадки Зольность, % Органические компоненты, %

жироподобные вещества белки углеводы

Сырой осадок 39,7 35,7 27,6 3,27

Уплотненный ил 30,6 17,0 36,8 3,07

Твердая фаза осадка содержит различные микроэлементы. Качественный анализ осадков иловых карт НСА показал наличие следующих элементов: Бе, 81, А1, Са, Си, Мп, "Л, N1, Сг, РЬ, Р, N. К, А§, Аэ. Элементарный количественный состав осадков, подсушенных на иловых полях, представлен в табл. 3.

Таблица 3

Количественный химический состав сухого вещества осадков, подсушенных

на иловых полях Нижегородской станции аэрации

Химический состав сухого вещества Данные НСА Норма для осадков, используемых для орошения и удобрения Среднее значение по Цуркан, Архип, Руссу, 1989

1 2 3 4

Азот, % 1,3 >0,6 2,1

Фосфор, % 2,54 >1,5 2,4

Калин, % 0,28 >0,15 0,6

Мышьяк, мг/кг отсутствует <20 -

Ртуть, мг/кг отсутствует <15 -

Свинец, мг/кг 200 <1000 -

Кадмий, мг/кг 300 <30 -

Никель, мг/кг 1000 <400 -

Хром шестивалентный, мг/кг 600 <1200 -

Марганец, мг/кг 800 <2000 -

Ванадий, мг/кг 50 не нормируется -

Органическое вещество % 35-55 >20 -

Осадки обладают высокой бактериальной и гельминтозной заселенностью. В сыром, сброженном осадке и уплотненном активном иле обнаружено последовательно 17, 4 и 7 шт яиц гельминтов на 1 кг осадка. Из них присутствуют яйца, вредные как для человека, так и для домашних животных. С целью устранения жизнеспособности бо'льшей части яиц, обезвоживание на иловых картах с последующим компостированием является более предпочтительным, чем механическое.

Плотность необезвоженного осадка составляет по лабораторным исследованиям приблизительно 1,08 кг/дм3. При снижении влажности до 60% она повышается на 8-12%.

Среди теплофизических характеристик осадков значение имеет теплота сгорания. В своих работах И.С. Туровский, А.З. Евилевич, М.А. Евилевич, а также иностранные авторы М. Hiraoka, Т. Hukui, А. Kimura, К. Shimizu и Н. Takiguchi ставят высушенные приблизительно до влажности 60% осадки по теплоте сгорания в один ряд с бурыми углями, торфом и дровами.

ТРЕТЬЯ ГЛАВА посвящена опытным исследованиям обезвоживания осадков в модельных лотках методом электроосмоса, которые преследовали своей целью несколько задач:

1) установить целесообразность обезвоживания осадка с помощью электроосмоса;

2) подобрать необходимые материалы и параметры для оптимизации процесса обезвоживания;

3) разработать принципиально новую конструкцию иловой карты с нагрузками 5-6 м3/м2 в год.

В ходе исследований проводились работы по обезвоживанию уплотненного активного ила и сброженного осадка на установках с горизонтально расположенными дренами, с вертикально, горизонтально и с обратным уклоном 70° к горизонтальной поверхности расположенными фильтрующими плоскостями, с различными высотами слоя осадка.

Конструктивное решение иловой площадки с вертикальным фильтрующими плоскостями показало наибольшую эффективность работы по обезвоживанию осадка с влажности 92-93% до влажности 75-80 %. В качестве примера представлена схема лотка для обезвоживания слоя осадка высотой 50 см (рис.2), что соответствует натурным условиям.

Лоток разделен рамкой с латунной сеткой (5) по всей высоте на два отсека для осадка и для фильтрата. С внешней стороны в зоне фильтрата на уровне 2 см от дна лоток оборудован штуцером (5) для отвода отфиль-тровавшейся жидкости. В этот лоток заливался сброженный осадок влажностью 98,2 % отдельными порциями до тех пор, пока в лотке не сформировался слой высотой приблизительно 49-50 см влажностью 92,4%. Хронологическая последовательность гравитационного обезвоживания осадка представлена в табл. 4.

Рис. 2. Схема обезвоживания в лотке с высотой столба осадка 50 см: 1- отсек для осадка; 2-отсек для фильтрата; 3- сетка (катод); 4- анод (металлические пластины); 5- штуцер для удаления фильтрата; 6 - направляющие для перемещения анода

Таблица 4

Обезвоживание осадка под действием сил гравитации

Время, дни Объем осадка, л Фильтрат, л Высота слоя осадка, см (влажность 92,4%)

Начало 70 0 —

4 день 50 51 20

8 день 40 38 30

12 день 30 30 39

16 день 20 22 45

20 день 0 15 50

Всего: 210 156

После этого к сетке (3) и металлической пластине (4) подключили постоянный ток напряжением 32 В, в результате чего процесс продолжился. При этом столб осадка снизился до 17 см, а влажность осадка до 75-80%. После 2,5 часов работы установки дальнейших визуальных изменений не наблюдалось: уровень осадка оставался практически без изменения.

Графики зависимости снижения влажности, уменьшения высоты слоя осадка и затрат электроэнергии от времени работы установки представлены на рис. 3.

Рис. 3. Зависимость энергозатрат, влажности и высоты слоя осадка при обезвоживании слоя осадка высотой 50 см

Весьма важной величиной в этом опыте является плотность тока на электроде. Из рис. 3 следует, что затраты электроэнергии за 2 часа 30 минут работы составили 63,25 Вт-ч. Величина средней мощности Ыср= 63,25/2,5= 25,3 Вт.

При напряжении в 32 В величина тока составит 1= 25,3 /32 = 0,79 А.

Полученная величина тока, согласно рис. 2, приходится на площадь фильтрующей сетки 0,5x0,4 м2. Плотность тока при этом составляет Р=0,79/(0,5-0,4) =3,95 «4,0 А/м2.

Здесь также рассмотрено обезвоживание уплотненного активного ила в лотке с боковой фильтрацией с использованием электроосмоса. Как показали опыты, процесс водоотдачи при этом подходе значительно затруднен из-за чрезмерного количества органики, которая забивает ячейки фильтрующей сетки.

В четвертой главе работы разрабатывается конструкция иловой карты для обезвоживания осадка с помощью электроосмоса.

На первом этапе были проведены исследования по фильтрации через вертикальные дренажные сетки. В процессе обезвоживания с помощью электроосмоса были изучены две различные стадии: удаление воды при постепенном снижении уровня и удаление воды из слоя осадка в виде грунта высокой влажности. Первая стадия занимает интервал влажности от 92% до 7580% (по опытным данным) и характеризуется изменением объема. Во второй стадии объем осадка не уменьшается. Анализируя опыт по обезвоживанию

осадка в лотке (рис. 3), отмечено, что снижение влажности с 92% до 75-80% происходит достаточно равномерно в течение 2,5 часов воздействия электроосмоса. Уровень осадка снижается с 50 до 15-17 см. Этот процесс можно представить как неустановившееся движение осадка в пределах иловой карты. Расчетная схема для удаления воды из осадка представлена на рис. 4.

Уравнение неустановившегося движения жидкости при фильтрации через вертикальные сетки запишется следующим образом:

раУ=2Ксис/(11, (1)

где р — коэффициент водоотдачи в пределах площади АВСО ф=1); Кс — коэффициент фильтрации жидкости осадка через ячейки сетки; сос — площадь сетки; I— гидравлический уклон; 1 — время.

Решение уравнения (1) даст время удаления жидкой фазы осадка с влажности 92% до 75%.

2Ке УН

(2)

2-2

ТТЛ

V"'

}■;/) 1 1 1 )! 1 1 } ¡) 1 )

1)н

н, И

1-1

Рис. 4. Схема к расчету фильтрации через вертикальные сетки при понижении уровня осадка: I - дренажная сетка; 2 - осадок влажностью <75%; 3 - осадок влажностью в пределах 92-75%; 4 — уровень осадка в условиях неустановившегося движения; 5 — кривая депрессии, соответствующая установившемуся движению в слое влажного грунта

Как только влажность осадка становится менее 75%, начинается проявление осадка в виде сверхвлажного грунта с формированием пологой кривой депрессии (рис. 4). Выход воды при этом может быть подсчитан по строгому уравнению Дюпюи:

V-K^Af, (3)

где Kpp — коэффициент фильтрации осадка в виде очень влажного грунта.

Величина коэффициента фильтрации этого осадка может быть принята равной с некоторой погрешностью величине коэффициента фильтрации сильно разложившегося торфа. Учитывая интенсификацию процесса фильтрации за счет воздействия электроосмоса, можно принять коэффициент фильтрации осадка в пределах 0,05-0,15 м/сут. При значении коэффициента фильтрации 0,15 м/сутки можно ожидать удаления воды для опыта (рис. 2) в количестве

0=0,15-^ -0,4-1=0,007 м3/сут.

^ 0,25 3

Выход дренажной воды чрезвычайно мал, об этом говорит практически неизменная высота слоя осадка, которая представляется практически прямой горизонтальной линией. Из этого следует, что способ электроосмоса имеет смысл только для первой стадии осушения, когда влажность осадка снижается с 92% до 75%.

Рассматривая условия оптимизации, производительность иловой карты можно определить по формуле L=G/T, где G — суммарный объем осадка, заливаемый в единичную карту (м3), Т — суммарное время нахождения осадка в пределах иловой карты.

Время нахождения осадка в пределах иловой карты складывается из времени залива, отстоя, удаления отфильтровавшейся жидкости, фильтрования жидкости из осадка от влажности 92% до 75% (оно находится по формуле 2) и удаления осадка влажностью 75% за пределы иловой карты. Для расчета рассмотрены 8 случаев заливки осадка в единичную иловую площадку, начиная от единичного до восьмикратного. При помощи "MATHCAT. V 6.0 for Windows. Standart edit", основываясь на этих данных, подобран полиномиальный ряд сходимостью 99%, имеющий вид L=-0,4779n4+10,851n3-93,472n2+353,01n - 106,18.

Решая данное уравнение, получается, что лучшая производительность площадки намечается при 3-5 кратном заливе, когда подключение электроосмоса происходит при высоте слоя осадка 92% влажности от 59 см до 70 см.

Ниже рассматривается осушение осадка на иловой карте при трехкратной ее заливке. Нагрузка на иловую карту на искусственном асфальтобетонном

основании с дренажем для обезвоживания осадка, сброженного в термофильных условиях, составляет 1,5 м3/м2. С учетом климатического коэффициента для г. Нижнего Новгорода она снижается и равна 1,35 м3/м2 (требования СНиП). Глубина карты с учетом оградительных валиков равна 1,3 м. Площадь одной карты из расчета залива трехсуточного количества осадка для НСА должна быть равна около 2 га. Размеры карты с рекомендуемым соотношением сторон 1:2 принимаем 100 м и 200 м. В реальных условиях существующая площадь 1 карты НСА отлична от нормированной— 1,23 га (70x175 м). При данных размерах обезвоживание происходит естественным путем за счет влияния лишь климатических условий в течение года.

С учетом разработанного подхода к осушению осадка при помощи электроосмоса работа иловой карты организуется так:

1. За 4-5 дней после заполнения иловой карты происходит осветление поверхностного слоя, осадок занимает нижнюю часть высотой 50-55 см, а верхняя часть 45-50 см в виде осветленной воды удаляется для повторной очистки. Схема иловой карты представлена на рис. 5.

2. Освобожденный объем повторно наполняется осадком и повторно удаляется верхний слой осветленной воды для очередной третьей заливки. В результате такого трехкратного залива через 18 дней в иловой карте сосредоточится осадок толщиной около 50-60 см с влажностью около 92%, который подвергается воздействию электрического поля.

По узкой сторойе иловой карты, через 7 м размещены бычки (железобетонные массивы шириной около 2 м) с вертикальными стенками. Их верх находится на уровне гребня обвалования карты. В бычках устраиваются пазы глубиной до 30 см, куда вставляются фильтрующие элементы (сетки) и аноды. Для работы предусматривается три ряда сеток, которые заменяются по мере засорения предыдущих. В качестве материала сеток (катода) и анода рекомендуется использовать нержавеющую сталь.

Фильтрующую сетку следует опирать на крупные ячейки сетки из нержавеющей стали со стержнями требуемой толщины, исходя из расчета прочности, которые в свою очередь опираются на обрамление из профильного металла. Аноды должны иметь конструктивное решение в виде гребенки, просветы между зубьями которой не препятствуют току воды из иловой площадки к фильтрующим сеткам. По мере смены сеток аноды переставляются в пазы удаляемой сетки. В теле железобетонных бычков у основания

предусмотрены водопропускные лотки для удаления отфильтровавшейся воды. Рассмотренная иловая карта должна иметь уклоны в направлении короткой

Рис. 5. Схема иловой карты: 7 — бычки; 2 — аноды; 3 — фильтрующие сетки; 4 — лоток для удаления воды; 5 — трубопровод налива осадка

Рассматриваемая технология включает следующие операции:

1. Заполнение сброженным осадком высотой 1 м между сетками первого ряда (1,5 суток).

2. Выдержка осадка в течение 4 суток для осветления поверхностного слоя.

3. Удаление слоя осветленной воды (1 сутки).

4. Повторный залив дополнительного объема осадка (0,5 суток).

5. Осветление верхнего дополнительного слоя воды (4 суток).

6. Удаление дополнительного слоя осветленной воды (1 сутки).

7. Третья подача дополнительного объема осадка (1 сутки).

8. Осветление верхнего слоя воды после третьей подачи (4 суток).

9. Удаление дополнительного слоя осветленной воды (1 сутки), и формирование слоя осадка 50 см с влажностью 92%.

10. Обезвоживание осадка с помощью электроосмоса до состояния влажности 75% и толщины слоя осадка 10-15 см (20 суток).

11. По достижении необходимой влажности убираются сетки и аноды. На карту выводится техника для удаления осадка механическим путем (1 сутки).

Линейный график работ в единичной карте предложен на рис. 7.

СУТКИ

мероприятия 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 12 3 14 5 16 7 18 9 20 21 22 гз 24 25 26 27 28 29 30 )1 32 И 34 35 36 37 38 39 40

Залив осадка * ■ ( £ Ц

Осветление слоя воды с удалением сквозь сетки 7. а

Удаление поверхностного слоя воды для повторной очистки 1,< ■ £ -

Обезвоживание при помощи элеюроосмоса 2С ,0

Удаление осадка при помощи спец. техники _ |,С

Рис. 6. Линейный график работ по осушению осадка в единичной карте

Для оптимальной работы карты необходима плотность тока Р=4 А/м2 (согласно опытам). Потребляемая мощность электрической энергии составит: К=2-30-4-32»7,68 кВт (здесь двухстороннее осушение; 30 м2 — площадь сеток; V — напряжение 32В). За время работы расход электроэнергии составит 3=7,68-17-24=3133,4 кВтч. Срок обезвоживания осадка на единичной иловой карте (рис. 7) составит 40 дней. Площадь 1 иловой карты для обезвоживания с электроосмосом 0,62 га.

В пятой главе диссертации рассматривается работа станции аэрации с применением обезвоживания осадка сточных вод при помощи электроосмоса. В основу расчетов положен объем выхода осадка на НСА. Здесь анализируются два подхода к работе иловых карт: первый учитывает участие обезвоживания с электроосмосом в течение всего года, но при определенных особенностях зимнего периода. Второй — учитывает применение электроосмоса только в

период положительных температур. Для осадков, поступивших в зимний период, используется традиционная схема обезвоживания без применения электроосмоса.

На основе рассмотренной схемы иловой карты определено, что трехсуточный объем образующегося осадка в размере 11580 м3 (по данным за 2000 год) обезвоживается за 40 суток. В период с апреля по ноябрь карты работают по ранее рассмотренному циклу. С середины декабря до начала марта в течение 75 дней обезвоживания осадка на картах не происходит из-за установления отрицательных температур < -10°. В это время осадок намораживается и накапливается в объеме 217100 м\ Обезвоживание осадка после замораживания-оттаивания ускоряется, так как этот фактор положительно влияет на интенсификацию водоотдачи осадка. По результатам проведенных лабораторных исследований скорость обезвоживания осадка влажностью 98,5%, предварительно замороженного и оттаявшего, в среднем, в 6-8 раз выше, и конечная влажность, которой можно достигнуть перед включением электрического тока, достигает 85-87%. Следует учесть, что отвод жидкой фазы, образующейся при оттаивании, происходит через сетку значительно эффективнее, чем это касается незамороженного осадка.

Из всего вышесказанного следует:

- единичная карта при ежедневной работе может использоваться 5 раз в летний период (с апреля по ноябрь);

- период намораживания в Нижегородской области составляет 75 дней, в данный период на единичной карте с учетом обезвоживания оттаявшего осадка осуществляется один цикл;

- объем намороженного осадка, в среднем, составляет: 0,75-3860-75=217,1 тыс. м\ (3860 — среднесуточный расход осадка; 75 — количество дней намораживания осадка в Нижегородском регионе; 75% — доля намораживаемого осадка), для его намораживания требуется иловых карт: 217100:(6000-1,2)«30 штук (6000 м2 — площадь иловой карты; 1,2 м — высота слоя намораживания).

После составления графика работ иловых карт в течение года выяснено, что в летний период с апреля по середину декабря для обезвоживания образующегося осадка требуется 16 карт, каждая из которых обеспечивает 4-5 полных циклов обезвоживания.

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: 36-6000 = 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 20x6000 = 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 х 0,6 + 21,4 = 31 га.

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

Таблица 5

Затраты при различных подходах к обезвоживанию осадка

Вид обезвоживания Площадь 1 карты, га Общая площадь, га Нагрузка, м3/м2 Затраты эл. энергии, МВт-ч Стоим, эл.энергии, млн руб. в год Стоим, флокулянта млн руб. в год

На картах с бетонным основанием и дренажем 1,8 125,3 1,35 0 0 0

На картах, оснащенных электрооборудованием 0,6 25,9 6,52 16050,2 9,3 0

То же, для работы в теплый период 0,6 37,2 4,54 13656,7 7,9 0

Обезвоживание на фильтрпрессах 1,8 25,9 1,35 475,03 0,3 13,5- 22,4

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 А. 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 необходимо использовать сетки из нержавеющей стали с размерами ячеек 0,2x0,2 мм. Эти сетки в электрической сети являются катодами. В качестве анодов предусмотрены пластины из нержавеющей стали, закрепленные в виде гребенки.

3. Для реализации метода обезвоживания необходимо иловые карты с двух сторон снабдить специальными устройствами - «бычками». Две другие стороны выполняются в виде склонов. В основании карт предусмотреть уклоны от середины в сторону «бычков».

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

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

6. Продолжительность 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 позволяет сократить размеры территории под иловые карты 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 осадок подвергать для обезвреживания компостированию на специальных площадках. Для интенсификации процесса компостирования применять препарат «Байкал-ЭМ1» 2 л/т, продолжительность компостирования в весенне-летне-осенний период составляет 2,5 месяца.

10. Установлено в проведенных исследованиях, что 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 П 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 уничтожения 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. архитеюур.-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. - № I. - С. 57-62.

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

Подписано в печать ¿¿7> • О 7Я Формат 60x90 '/|6 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

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Винокурова, Татьяна Евгеньевна

Введение.

1. Анализ исследований обезвоживания и утилизации осадков городских сточных вод.

1.1. Современное состояние проблемы в Российской Федерации и странах СНГ.

1.2. Современное состояние проблемы за рубежом.

1.3. Сравнительная характеристика различных методов обезвоживания осадков сточных вод на иловых площадках.

2. Систематизация и изучение физико-химических, электрокинетических и биологических свойств осадков.

2.1. Общие сведения.

2.2. Физико-химическое строение частиц осадков.

2.3. Электропроводность и электрокинетические свойства осадков.

2.3.1. Физическая модель электроосмоса для стационарного потока в отсутствие концевых и граничных эффектов.

2.3.2.Физическая модель электроосмоса для конечных однородных и неоднородных по химическому составу систем, не изменяющихся под током.

2.3.3.Физическая модель электроосмоса в отсутствие источника жидкой фазы (осушка).

2.3.4. Теория электроосмотической фильтрации.

2.3.5. Экспериментальное исследование электрокинетических свойств осадков сточных вод.

2.4. Параметры, характеризующие водоотдающие свойства осадков.

2.5. Химический состав осадка.

-42.6. Бактериальная и гельминтозная заселенность осадков.

2.7. Плотность осадков.

2.8. Теплофизические характеристики осадков.

3. Опытные исследования обезвоживания осадков в модельных лотках методом электроосмоса.

3.1. Обезвоживание уплотненного активного ила и сброженного осадка на установке с горизонтально расположенными дренами.

3.2. Обезвоживание сброженного осадка на установке с боковой фильтрацией.

3.3. Обезвоживание сброженного осадка на установке с боковой фильтрацией при устранении мертвых зон.

3.4. Обезвоживание сброженного осадка на установке с наклонной боковой фильтрующей стенкой.

3.5. Обезвоживание сброженного осадка на установке с нижней фильтрацией.

3.6. Обезвоживание осадка на крупномасштабной модели.

3.7. Обезвоживание осадка на иловых площадках Нижегородской станции аэрации.

3.8. Обезвоживание уплотненного активного ила в лотке с боковой фильтрацией.

4. Разработка схемы иловой площадки при обезвоживании осадка с помощью электроосмоса.

4.1. Анализ условий фильтрации через вертикальные дренажные сетки.

4.1.1. Обезвоживание осадка с влажности 92% до влажности 75%.

-54.1.2. Возможность обезвоживания осадка влажностью менее 75%.

4.2. Оптимизация процесса загрузки и удаления осадка из единичной иловой площадки.

4.3. Конструктивная схема иловой площадки.

5. Разработка графика работы иловых площадок станции аэрации с применением обезвоживания осадка сточных вод при помощи электроосмоса.

5.1. Режим работы иловых площадок, полностью оснащенных электрическим оборудованием.

5.2. Режим работы иловых площадок с использованием электроосмоса только в летний период.

5.3. Расчет необходимого количества иловых площадок для обезвоживания активного ила.

6. Компостирование осадков городских сточных вод.

6.1. Основные принципы компостирования.

6.2. Перспективы использования компоста на основе осадков сточных вод.

6.3. Исследования по компостированию осадков Нижегородской станции аэрации с добавлением микробиологических препаратов

6.4. Разработанная технология по компостированию осадка городских сточных вод, подсушенного на иловых площадках.

6.5. Оценка свойств полученных компостов путем тестирования на дафниях.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Интенсификация обезвоживания осадка станции биологической очистки с помощью электроосмоса"

Развитие коммунального хозяйства городов Российской Федерации предусматривает строительство и реконструкцию сооружений по очистке муниципальных сточных вод. При этом требуется уделять особое внимание обработке образующегося осадка.

В мировой практике накоплен достаточный опыт обработки получаемого осадка. Как правило, в первую очередь осадок стабилизируется, затем он обезвоживается и уничтожается, утилизируется либо депонируется.

Стабилизация осадка на крупных станциях представляет собой анаэробное сбраживание в метантенках. В недавнем прошлом данная ступень на многих станциях отсутствовала, однако на сегодня она включается в проект вновь строящихся станций и вводится в работу на уже действующих, другие виды стабилизации применяются на станциях с небольшим расходом сточных вод.

Вторым важным шагом при обработке осадка является его обезвоживание. Сброженный осадок имеет влажность \¥®98% и достаточно плохо отдает влагу. Мировая практика наработала два основных направления в решении данной проблемы: механическое обезвоживание с использованием различных вакуум-фильтров, фильтрпрессов, центрифуг и т.д. и обезвоживание под действием сил гравитации в естественных условиях, которое производится на специально отведенных площадках. Российская Федерация, в основном, придерживается второго пути в решении указанной проблемы.

При насыщенности осадков ионами тяжелых металлов их утилизация в сельском хозяйстве становится практически невозможной, а иной путь их использования в бывшем Советском Союзе фактически не рассматривался. Поэтому осадок, удаляемый с иловых карт, складируется на территории иловых площадок со времени основания станций до сегодняшнего дня. Для вновь образующегося осадка требуется отчуждение все новых и новых территорий. Преимущественно эти земли находятся в городской черте. Так на Нижегородской станции аэрации под иловые площадки уже отдано 150 га земли. Всего на станции со времени ее пуска в действие в 1974 году накоплено к 01.01.2003 года более 800 тыс. т осадка по сухому веществу.

Если представить, что такая же обстановка складывается на большинстве крупных станций аэрации России, то становится понятной вся острота данной проблемы.

В связи с этим встает вопрос о более интенсивном использовании земель, отведенных под естественное обезвоживание. Для чего предлагается интенсифицировать обезвоживание за счет применения процесса электроосмоса и этим сократить площади иловых карт.

Решение данной задачи проводилось на примере осадков Нижегородской станции аэрации.

Настоящая работа посвящена:

- изучению основных свойств осадков, получаемых на муниципальных станциях по очистке сточных вод;

- исследованию интенсификации процесса обезвоживания осадка при различных значениях напряжения электрического поля;

- оптимальному подбору материалов, необходимых для лучшего обезвоживания осадка;

- созданию площадки для обезвоживания осадка при помощи электроосмоса;

- разработке примера линейного графика обезвоживания осадка на иловых площадках при помощи электроосмоса для Нижегородской станции аэрации. В этом примере рассмотрена оптимизация процесса налива осадка в иловые площадки с целью получения наибольшего эффекта в затратах площадей под иловые площадки в целом для станции аэрации.

Новизна выполненной работы проявляется в том, что научные исследования, посвященные воздействию электроосмоса на сброженный осадок, доведены до инженерного решения вопроса обезвоживания осадка на иловых площадках меньшей площади по сравнению с традиционными площадками. При изучении этого вопроса намечены конструктивные решения фильтрующих устройств, связанных с определенными параметрами электрического тока, условиями монтажа и демонтажа различных конструктивных элементов, обеспечивающих эффективность процесса обезвоживания. В качестве фактора безотходности производства предлагается утилизация осадка с иловых карт в сельском хозяйстве с предварительным обеззараживанием его при помощи компостирования.

Последовательность изложения материала в работе предлагается следующая:

В первой главе проводится анализ современного состояния проблемы. Отмечается, что в мировой практике наиболее распространены два подхода к обезвоживанию образующихся осадков: механический и гравитационный. Типичной схемой обработки осадка в нашей стране является анаэробное сбраживание в метантенках с последующим обезвоживанием под действием сил гравитации на иловых полях. Из-за невозможности утилизации осадков в сельском хозяйстве по причине содержания в сточных водах ионов тяжелых металлов и хранения осадка на станции аэрации, площади, предусмотренные для обезвоживания осадков, сокращаются, что приводит к нарушению технологии. Для решения данной проблемы нужно либо выделение дополнительных площадей, либо интенсификация процесса обезвоживания. Новейшие приемы уничтожения осадков сточных вод в форме их сжигания или плавления нашли достаточно широкое промышленное применение пока только в самых передовых странах. Затраты для этих методов чрезвычайно высоки. Проводимые исследования процесса обезвоживания с помощью электроосмоса, омагничивания, ультразвука пока не нашли пути практического их использования. На основании проведенного анализа различных подходов в обезвоживании осадков показана значительная перспектива интенсификации процесса при помощи электроосмоса, которому в представленной работе посвящено основное внимание. В третьей части первой главы рассмотрены различные способы обезвоживания осадка на иловых площадках, приведены схемы, описаны их достоинства и недостатки.

Вторая глава посвящена исследованию различных свойств осадков, выделяемых из муниципальных сточных вод. Приведены общие сведения, химический состав, бактериальная и гельминтозная заселенность осадков. Подробно рассмотрены результаты лабораторных исследований физических свойств осадков: зависимость плотности от влажности, электропроводность, электрические и водоотдающие свойства, теплофизические характеристики.

В третьей главе рассмотрены опытные исследования обезвоживания осадков в модельных лотках методом электроосмоса. В результате подтверждена эффективность использования этого метода для осушения осадков. Подобран фильтрующий элемент — сетка из нержавеющей стали с размером ячеек 0,2x0,2 мм, работающая в качестве катода. Рекомендовано использование пластин нержавеющей стали в качестве анода. Расстояние между фильтрующей сеткой и пластиной из нержавеющей стали необходимо установить не более 50 см, причем сетка и пластины устанавливаются л вертикально. Плотность тока на электродах 4А/м .

В четвертой главе разрабатывается схема иловой площадки для обезвоживания осадка с помощью электроосмоса. Здесь подробно анализируются условия фильтрации через вертикальные дренажные сетки осадка влажностью 92-75% и осадка влажностью менее 75%. На основе сформулированного общего подхода к условиям оптимизации обезвоживания осадка рассмотрена схема работы единичной иловой площадки при ее трехкратном заливе. Приведена конструктивная схема иловой площадки и технология обезвоживания осадка при помощи предложенной площадки с последовательностью операций.

-10В пятой главе разрабатывается общий график работы станции с применением обезвоживания осадка сточных вод при помощи электроосмоса. Рассмотрена возможность обезвоживания осадка полностью на площадках, снабженных электрооборудованием, а также использование электроосмоса для интенсификации процесса обработки части осадка лишь в теплый период года, остальная часть осадка, образующегося в период отрицательных температур, обезвоживается по классической технологии. Представлено сравнение этих двух методов с точки зрения суммарных энергозатрат и требуемой территории.

В шестой главе рассматривается возможность обеззараживания осадков сточных вод компостированием, с целью дальнейшего использования компоста в качестве органического удобрения либо почвоулучшающей добавки для сельского или лесного хозяйства.

В заключении кратко сформулированы итоги проведенных исследований.

В приложении представлены результаты внедрения предлагаемой технологии по обезвоживанию осадка.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Винокурова, Татьяна Евгеньевна

-139 -Выводы

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

3. Для реализации метода обезвоживания необходимо иловые карты с двух сторон снабдить специальными устройствами - «бычками». Две другие стороны выполняются в виде склонов. В основании карт предусматреть уклоны от середины в сторону «бычков».

- 141

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Винокурова, Татьяна Евгеньевна, Нижний Новгород

1. Аветисян, П. К. Обработка и утилизация осадков сточных вод на крупных станциях аэрации / П. К. Аветисян, Ф. Г. Адам // Водоснабжение и санитарная техника. 1992. - №7. - С.29-30.

2. Авторское свидетельство 1456379 СССР. Иловая площадка / Авт. изобрет. Г. С. Кучеренко. Опубл. в Б. И. 1989. № 5.

3. Аграноник, Р. Я. Технология обработки осадков сточных вод с применением центрифуг и ленточных фильтрпрессов / Р. Я. Аграноник, -М.: Стройиздат. 1985 144с.

4. Аграноник, Р. Я. Проблемы обработки осадков городских сточных вод / Водоснабжение и санитарная техника. 1992. - №4.- С.2-3.

5. Аграноник, Р. Я. Проблема обработки осадков городских сточных вод / Р. Я. Аграноник, А. И. Гюнтер // Водоснабжение и санитарная техника. 1993.-№9,- С.7-10.

6. Аграноник, Р. Я. Промышленное производство и применение флокулянта ОКФ / Р. Я. Аграноник, Ю. И. Вейцер, С. Д. Беляева, Ю. В. Ласточкин, Л. В. Зелик // Водоснабжение и санитарная техника. 1993.- №9. -С.10-12.

7. Аграноник, Р. Я. Проблемы обработки и утилизации осадков сточных вод / Р. Я. Аграноник // Водоснабжение и санитарная техника. -1995.-№1.-С.2-3.

8. Ботук, Б. О. Очистка бытовых сточных вод. Второе перераб. изд./ Б. О. Ботук. М. Л.: Изд-во Министерства коммунального хозяйства РСФСР. 1949. —304 с.

9. Будников, А. Н. Канализация городов и селений и очистка сточных вод. / А. Н. Будников. М.: Государственное техническое издательство. 1929. — 188 с.

10. 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.

11. Волынкина, Е .П. Обезвреживание осадков сточных вод отходами черной металлургии. / Е. П. Волынкина, С. А. Кудашкина, В. В. Гридасов // Водоснабжение и санитарная техника. 1997.- №12. - С.6-8.

12. Воюцкий, С. С. Курс коллоидной химии ./ С. С. Воюцкий. Изд. 2-е. М.: Химия. 1975. —512 с.

13. Ганин, А. В. Технологические схемы обработки осадков станций аэрации: состояние и перспективы. / А. В. Ганин // Водоснабжение и санитарная техника. 1996. - №1. - С.22-24.

14. Гидротехнические сооружения. Справочник проектировщика. / Под ред. В. П. Недриги. М.: Стройиздат. 1983. — 544с.

15. Горелов, В. В. Термические и биотермические технологии для утилизации осадков сточных вод. / В. В. Горелов, М. Ф. Сотиров // Водоснабжение и санитарная техника. 1992. - №7 - С.22.

16. ГОСТ 6613-86. Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия.

17. Гоухберг, М. С. Проблемы обработки осадков сточных вод на станциях аэрации./ М. С. Гоухберг // Водоснабжение и санитарная техника. 1992.- №4 - С.4-5.

18. Гоухберг, М. С. Складирование осадков городских сточных вод. / М.С. Гоухберг, М. Б. Захаревич // Водоснабжение и санитарная техника. -1992,-№7- С.4-5.

19. Грацианский, М. Н. Инженерная мелиорация./ М. Н. Грацианский. М.: Издательство по строительству. 1965. - 264с.

20. Губанов, Л. Н. Использование осадков городских очистных сооружений в качестве почвоулучшающей композиции: учебное пособие/ Л. Н. Губанов, В. А. Филин, А. В. Котов, Д. В. Бояркин. Н. Новгород: Изд-во ННГАСУ, 2005, -79 с.

21. Гумен, С. Г. Обработка и утилизация осадков городских сточных вод / С. Г. Гумен // Водоснабжение и санитарная техника. -1995.- №4. С. 6-8.

22. Гумен, С. Г. Опыт Санкт-Петербурга в решении проблем канализации / С. Г. Гумен, Б. В. Васильев // Водоснабжение и санитарная техника. 1996. -№1.- С. 15-16.

23. Гумен, С. Г. Обработка осадков сточных вод на Центральной станции аэрации Санкт-Петербурга./ С. Г. Гумен, Я. А. Большеменников, К. В. Марич // Водоснабжение и санитарная техника. 1998. - №10 - С. 13-15.

24. Данилович, Д. А. Перспективные технологии в области обработки осадков сточных вод / Д. А. Данилович, М. Н. Козлов, В. Е. Аджиенко, Эпов А. Н., Веригина Е. Л. // Водоснабжение и санитарная техника. 1996. -№1.- С.12-14.

25. Двинских, Е. В. Новое в технологии сушки осадков на иловых площадках./ Е. В. Двинских, А. М. Есин, С. М. Эпоян // Водоснабжение и санитарная техника. 1992,- №7.- С.6.

26. Донец, А. Г. Обработка осадков сточных вод на Криворожской станции аэрации./ А. Г. Донец, О. Б. Курнилович, М. А. Штольберг // Водоснабжение и санитарная техника. 1995. - №12. - С.23-24.

27. Дрозд, Г. Я. О возможности переработки осадков сточных вод в строительные материалы / Г. Я. Дрозд, В. И. Братиун, Г. Ф. Литвинов // Водоснабжение и санитарная техника. 1992,- №4. - С.8-9.

28. Евилевич, А. 3. Утилизация осадков сточных вод / А. 3. Евилевич, М. А. Евилевич Л.: Стройиздат. 1988. — 248с.

29. Есин, А. М. Совершенствование технологии обработки осадков городских сточных вод / А. М. Есин // Водоснабжение и санитарная техника. 1997.-№2.- С. 22.

30. Есин, А. М. Интенсификация работы иловых площадок./ А. М. Есин // Водоснабжение и санитарная техника. 1997.- №3.- С. 21.

31. Жинкин, Г. Н. Электрохимическое закрепление грунтов в строительстве / Г. Н. Жинкин. Л. Стройиздат. 1966. — 193с.

32. Загорский, В. А. Реконструкция очистных сооружений канализации больших городов / В. А. Загорский, Ю. Ф. Эль // Водоснабжение и санитарная техника. 1996. - № 6. - С. 11-12.

33. Загорский, В. А. Концепция перспективного развития систем обработки и утилизации осадков Московских станций аэрации / В. А.

34. Загорский, А. В. Ганин, Ф. А. Дайнеко, В. П. Иванин // Водоснабжение и санитарная техника. 1998. - № 9.- С. 18-20.

35. Загорский, В. А. Совершенствование нормативно-правового регулирования утилизации осадков городских сточных вод./ В. А. Загорский, В. Е. Аджиенко, Д. А. Данилович, В. А. Касатиков // Водоснабжение и санитарная техника. 1998.- № 9. - С.21-24.

36. Заключение Горьковской городской санитарно-эпидемиологической станции о возможности использования высушенных в естественных условиях осадков для сельского хозяйства. Горький. -1989.

37. Иванин, В. П. Курьяновская станция аэрации: состояние и перспективы развития / В. П. Иванин, Ф. А. Дайнеко // Водоснабжение и санитарная техника. 1997.- №1. С.6-8.

38. Иорансон, И. Современные методы очистки сточных вод и утилизации осадка / И. Иорансон // Водоснабжение и санитарная техника. -1996.-№1- С.29-30.

39. Ишков, А. Г. Проблемы утилизации шлама станций аэрации в Московском мегаполисе / А. Г. Ишков // Водоснабжение и санитарная техника.-1996.- №1.-С.20.

40. Кармазинов, Ф. В. Экономика природопользования ГУП "Водоканал Санкт-Петербурга" / Ф. В. Кармазинов // Водоснабжение и санитарная техника. 1997. №12,- С.2-5.

41. Касатиков, В. А. Утилизация осадков сточных вод и бытовых отходов / В. А. Касатиков // Водоснабжение и санитарная техника. -1990. -№3.- С.23-25.

42. Касатиков, В. А. Утилизация реагентных и безреагентных осадков сточных вод / В. А. Касатиков // Водоснабжение и санитарная техника. -1990. -№11.- С.И-13.

43. Кошкин, Н. И. Справочник по элементарной физике / Н. И. Кошкин, М. Г. Ширкевич. М.: Наука. 1976.— 256с.

44. Мирохин, А. М. Комбинированный способ обезвоживания осадка на фильтрах-прессах./ А. М. Мирохин // Водоснабжение и санитарная техника. 1990.- № 3. - С. 3-5.

45. Мирохин, А. М. Дозирование реагентов перед обезвоживанием осадка фильтрованием./ А. М. Мирохин // Водоснабжение и санитарная техника. 1990,- № 7. - С. 16-18.

46. Найденко, В. В. Планирование эксперимента в технике очистки природных и сточных вод / В. В. Найденко, К. А. Тронина. Учебное пособие. Горький: ГИСИ, ГГУ. 1983.-59с.

47. Найденко, В. В. Оптимизация процессов очистки природных и сточных вод / В. В. Найденко, А. П. Кулакова, И. А. Шеренков. М.: Стройиздат. 1984. -152 с.

48. Найденко, В. В. Государственная экологическая программа "Возрождение Волги"./ В. В. Найденко // Водоснабжение и санитарная техника. 1992.- №10.- С.2-4.

49. Найденко, В. В. Разработка федеральной экологической программы "Возрождение Волги" / В. В. Найденко, Н. Н. Михеев, В. Н. Новосельцев, А. И Фирсов // Водоснабжение и санитарная техника. 1993. - №11-12. -С.2-5.

50. Найденко, В. В. Итоги Международного научно-промышленногофорума "Великие реки — 99" / В. В. Найденко, С. Д. Казнов // Водоснабжение и санитарная техника. 1999. - №7. -С.31.

51. Нефедов, Ю. И. Обработка осадка городских сточных вод в России / Ю. И. Нефедов // Водоснабжение и санитарная техника.-1996.- №1.- С.9.

52. Новосильцев, В. Н. Международный проект "Ока — Эльба"./ В. Н. Новосильцев, Б. Б. Шумаков, В. Е. Райнин, В. В. Найденко, С. И. Гдалин, Л.

53. A. Васильев // Водоснабжение и санитарная техника. 1993. - №11-12,-С.6-8.

54. Новосильцев, В. Н. Практическая реализация международного проекта "Ока — Эльба" / В. Н. Новосильцев, Б. Б. Шумаков, В. Е. Райнин, В.

55. B. Найденко, Г. Мюллер, В. И. Лукьяненко // Водоснабжение и санитарная техника.-1994. №12. - С.5-7.

56. Обработка и удаление осадков сточных вод. В 2-х т. Обработка осадков / Пер. с англ. Т. А. Карюхиной, И. Н. Чурбановой, И. X. Заена, М.: Стройиздат. 1985. т.1. — 236с.

57. Обработка и удаление осадков сточных вод. В 2-х т. Утилизация и удаление осадков / Пер. с англ. А. А. Винницкой, 3. Н. Макаренко, М.: Стройиздат. 1985. т.2. — 248с.

58. Паспорт на осадок городских сточных вод, подготовленный к использованию в качестве удобрения Нижегородской станцией аэрации. Н.Новгород. 1996.

59. Перминов, С. М. Сушка осадков городских сточных вод./ С. М. Перминов, И. Б. Шкурихин, Ю. В. Котельников, А. Ф. Куфтов // Водоснабжение и санитарная техника. 1993. - №7. - С.6-7.

60. Порядин, А. Ф. Обработка осадков: путь решения экологических проблем./ А. Ф. Порядин // Водоснабжение и санитарная техника. -1999. -№2. С.24.

61. Саидаминов, И. А. Обработка осадков сточных вод на иловых площадках./ И. А. Саидаминов, К. И. Усманов // Водоснабжение и санитарная техника. 1990.-№ 9.- С.25-26.

62. Саидаминов, И. А. Интенсификация биотермического обеззараживания осадков сточных вод / И. А. Саидаминов, В. А. Липатов // Водоснабжение и санитарная техника. 1992,- № 7. - С.29-30.

63. Саидаминов, И. А. Термодинамический анализ биотермической обработки осадков сточных вод./ И. А. Саидаминов, Ф. И. Саидаминов // Водоснабжение и санитарная техника. 1999. - № 2. - С.25-26.

64. СанПиН 2.1.7.537-96. Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения. М. Минздрав России. -1997.-54 с.

65. СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения.

66. Соколов, Л. И. Утилизация осадков сточных вод / Л. И. Соколов, А. Н.Петров // Водоснабжение и санитарная техника. 1995,- №8.-С. 15-17.

67. Типовой технологический регламент использования осадков сточных вод в качестве удобрения. М.: Минсельхоз РФЫ, ГУП НИИССВ «Прогресс». - 2000 - 20с.

68. Тихомолова, К. П. Электроосмос / К. П. Тихомолова. Л.: «Химия». 1989 —247с.

69. Трофимов, В. А. Комплексная переработка осадков городских очистных сооружений./ В. А. Трофимов, О. Ю. Бегак, О. И. Шаповалов, В. Е. Коннов, А. И. Колосов // Водоснабжение и санитарная техника. 1992. - № 7. - С.7-8.

70. Туровский, И. С. Обработка осадков сточных вод. / И. С. Туровский. М.: Стройиздат. 1988. — 256 с.

71. Федоров, Ю. Н. Отечественное оборудование для обработкиосадков на очистных сооружениях г. Калуги / Ю. Н. Федоров, С. Д. Циммерман, Р. Я. Аграноник // Водоснабжение и санитарная техника. -1998. № 5. - С.24-25.

72. Фридман, А. Я. Органоминеральные композиции на основе осадка сточных вод канализационно-очистных сооружений / А. Я. Фридман, Е. В. Шемякина, В. К. Курочкин, В. С. Полякова, Г. Н. Жмаков. М., 2000. -139 с.

73. Фридман, К. Б. Утилизация осадков городских очистных сооружений канализации./ Фридман К. Б., Васильев Б. В. // Водоснабжение и санитарная техника. 1997. - №1. - С. 27-28.

74. Хакимов, Ф. И. Отчет по теме «Разработка технологии утилизации осадков городских сточных вод путем их обеззараживания реагентами на основе овицидного начала и компостирования» / Ф. И. Хакимов, А. Я. Фридман, С. М. Севостьянов. Пущино 2003. -38 с.

75. Храменков, С. В. Современное положение и перспективы развития Московских станций аэрации./ С. В. Храменков // Водоснабжение и санитарная техника. 1996,- №1.- С.3-5.

76. Храменков, С. В. Станция очистки городских сточных вод в Южном Бутове./ С. В. Храменков, Р. Шредер // Водоснабжение и санитарная техника. 1998,- №11.- С.14-16.

77. Чугаев, Р. Р. Гидравлика. Учебник для гидротехнических специальностей ВУЗов / Р. Р. Чугаев. Л.: Энергоиздат. 1982. 672с.

78. Шеи, Т. Дж. Новые направления в обработке и использовании канализационных осадков./ Т. Дж. Шеи // Водоснабжение и санитарная техника. 1994. - № 1. - С. 28-31.

79. Эпоян, С. М. Методы интенсификации обезвоживания осадковгородских сточных вод / С. М. Эпоян, Г. С. Пантелят // Водоснабжение и санитарная техника. 1996.- № 9. - С.22-23.

80. Яковлев, С. В. Обработка осадков сточных вод / С. В. Яковлев, И. С. Туровский // Водоснабжение и санитарная техника. 1992. - № 7. -С.2-4.

81. Яковлев, С. В. Первый в России завод по сжиганию осадка сточных вод / С. В. Яковлев // Водоснабжение и санитарная техника. 1997. - № 2.-С. 6.

82. Яковлев, С. В. Проблема очистки природных и сточных вод России / С. В. Яковлев, И. В. Скирдов // Изв. вузов. Строительство. 1998. - № 3.-С. 129-131.

83. Agerbaek, М. L. Using streaming Potential in Determination of Optimal Conditioning of Wastewater sludge. Optimal Dosing of Coagulants and Flocculants / Agerbaek M. L., Keiding K. IWSA-IAWQ Workshop: Germany, -1994. P.53-64.

84. Benninger-Truax, M. Municipal sludge metal contamination of old-field ecosystems: Does liming and tilling affect remediation? / M. Benninger-Truax, D. H. Taylor// Environ. Toxicol. Chem. 1993. - Vol. 12.- P.l931-1943.

85. Bierman, P. M. Soil Solution Chemistry of Sewage-Sladge Incinerator Ash and Phosphate Fertilizer Amen-ded Soil / P. M. Bierman, C. J. Rosen, P. R. Bloom and E. A. Nater // Journal of Enviromental Quality, 1995, - Vol.24, - No. 2. - P. 279-285.

86. Bruus, J. H. On the stability of activated sludge floes with implications to dewatering / J. H. Bruus, P. H. Nielsen, K. Keiding // Water Resourse. 1994. -Vol. 26.-No. 12.- P.l597-1604.

87. Buijs, P. J. Efficient dewatering of waterworks sludge "by electroosmosis. /Р. J. Buijs, A. J. G. Van Diemen, H. N. Stein // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 1994. - Vol. 85. - No 1. -P. 29-36.

88. Bustamante, H. A. Innovative techniques for the handling and reuse ofwater treatment plant sludges./ H. A. Bustamante and T. D. Waite // Water Supply. 1995,- Vol. 13.- P. 233-238.

89. Copeland, A. Residual benefits / A. Copeland, C. Vandermeyden and D. A. Cornwell // Civil Engineering: New York. 1995. - Vol. 65. - No. 1. -P.70-72.

90. Crohn, D. M. Design of Long-Term Sludge-Loading Rates for Forests under Uncertainty / D. M. Crohn // Journal of Enviromental Engineering. 1995. Vol. 121.-No. 9.-P. 625-632.

91. Davis, R. D. Planning the best strategy for sludge treatment and disposal operation./ R.D.Davis// Water Science and Technology.-1994. Vol. 30.-No 8.-P. 149-158.

92. Dentel, S. K. Application of the streaming current detektor in sludge conditioner selection and control ./ S. K. Dentel, M. M. Abu-Orf // Water science and technology. 1993. Vol.28.- No. 1. - P. 169-179.

93. Eriksson, L. Study of flocculation mechanisms by observing effects of a complexing agent on activated sludge properties./ L. Eriksson, B. Aim // Water Science and Technology. 1993. Vol.24.- No 7. - P.21-28.

94. Flexible working // Water & Enviroment International. 1994. Vol. 4. -No. 33.- P.24.

95. Gazbar, S. Combined action of electro-osmotic drainage and mechanical compression on sludge dewatering./ S. Gazbar, J. M. Abadie and F. Colin // Water Science and Technology. 1994. Vol.30.- No 8.- P. 169-175.

96. Hall, J. E. Co-composting MSW and sludge in Warsaw./ J.E. Hall, J. Zmyslowski, K. Murray // Biocycle. 1993. Vol. 34. - P.46-50.

97. Hall, J. E. Sewage sludge production, treatment and disposal in the European union / J. E. Hall // Journal of the Chartered Institution of Water and Environment Management. 1995. Vol. 9.- No 4.- P. 335-343.

98. Hemme, A. Municipal Sludge Properties and Floccula-tion Behaviour./ A. Hemme and P. Ay // Filtration and Separation. 1994. Vol. 31. - No. 6. - P. 647-651.

99. Herwijn, A. J. M. The solid-water bound strength in sewage sludge./ A. J. M. Herwijn, D. Q. A. van Dijke, E. J. La Heij, W. J. Coumans, P. J. M. Kerkhof // AIChE Annual Meeting: Miami Beach. 1992. - P.1073-1078.

100. Hiraoka, M. Advanced sludge thermal processes in Japan / M. Hiraoka // Water Science and Technology. 1994. Vol.30. - No 8.- .P.139-148.

101. Kawasaki, K. Compression characteristics of excess activated sludges treated by freesing-and-thawing process./ K. Kawasaki, A. Matsuda, Y. Mizukawa // Journal of Chemical Engineering: Japan. 1991.- Vol. 24.- P.743-748.

102. Kondoh, S. Commercialisation of pressurised electro-osmotic dehydrator / S. Kondoh, M. Hiraoka // Water Science and Technology. 1990. Vol.22.-No 12.- P.-259-268.

103. Lee, D. J. Floe structure and bound water content in excess activated sludges./ D. J. Lee // Journal ChiChE. 1994. Vol. 25. - P. 201-207.

104. Lee, D. J. Fast Freeze thaw treatnenton activated sludges: floe structure and sludge dewaterability./ D. J. Lee, Y. H. Hsu // Envir. Sci. Tech. 1994.-Vol.28.-P. 1444-1449.

105. Lee, Duu-Jong. Measurement of Bound Water Content in Sludge: The Use of Differential Scanning Calorimetry (DSC) / Duu-Jong Lee and Sun F. Lee // Journal of Chemical Technology and Biotechnology.- 1995. Vol. 62. No. 4. - P. 359-365.

106. MATHCAT. V 6.0 for Windows. Standart edit.

107. Matsuda, A. Measurment of bound water in excess activated sludges and effect of frezing and thawing process on it./ A. Matsuda, K. Kawasaki, Y. Mizukawa // Journal of Chemical Engineering: Japan. 1992.- Vol. 25.- P. 100103.

108. McBride, M. B. Toxic Metal Accumulation from Agriculural Use of Sludge: Are USEPA Regulations Protective? / M. B. McBride // Journal of Enviromental Quality. 1995. Vol.24. - No. 1.- P. 5-18.

109. Tay, J. H. Properties of cement made from sludge / J. H. Tay, K. Y. Show // Journal ofEnviromental Engineering. ASCE. 1991. - Vol. 117.- P.236-246.

110. Tay, J. H. Reuse of wastewater sludge in manufacturing non-conventional construction materials — an innovative approach to ultimate sludge disposal./ J. H. Tay, K. Y. Show // Journal Water Science and Technology. 1992. -Vol.26.-P. 1165-1174.

111. Tay, J. H. Utilization of municipal wastewater sludge as building and construction materials / J. H. Tay, K. Y. Show // Journal Resources, Conservation and Recycling. 1992. - Vol.6. - P. 191-204.

112. Urbain, V. Bioflocculation in activated sludge: an analytic approach / V. Urbain, J. C. Block, J. Manem // Water Resourse. 1992. Vol. 27. - No. 5. - P. 829-838.

113. Vesilind, P. A. Effect of preagitation on Freeze-Thaw-Conditioned Sludge Dewaterability / P. A. Vesilind and J. L. Chen // Journal of Cold Regions Engineerung. 1994. Vol. 8. - No. 4. - P. 113-120.

114. Vesilind, P. A. The role of water in sludge dewatering./ P. A. Vesilind // Water Environment Research. 1994. - Vol. 66. - P.4-11.

115. Vesilind, P. A. Agitationand filterability of freeze/ thawed sludge./ Vesilind P. A., Hung W-Y., Martell C. J. // Journal of Cold Regions Engineerung. ASCE. -1991. Vol. 5. No. 2.P . 77-83.

116. Warman, P. R. Composting and evalution of racetrack manure, grass clipping and sewage sludge / P. R. Warman, W. C. Termeer // Bioresoursce Technology. 1996. Vol. 55. - No. 2. - P. 95-101.

117. МУНИЦИПАЛЬНОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ «ВОДОКАНАЛ»

118. Нижегородским государственным архитектурно-строительным университетом разработано предложение интенсификации обезвоживания осадка с использованием электроосмотическнх модулей на иловых площадках.

119. Данное предложение представляет интерес для нашей станции. Просим рассмотреть возможность его внедрения на очистных сооружениях Нижегородской станции аэрации.'<1. Технический директор1. С уважениемJ1. А. Н. Луков1. Дзимиискас Ч.А.41.78-21

120. Открытое Акционерное Общество

121. НИЖЕГОРОДСКИЙ САНТЕХПРОЕКТ

Информация о работе

Винокурова, Татьяна Евгеньевна
кандидата технических наук
Нижний Новгород, 2007
ВАК 25.00.36

Диссертация

Интенсификация обезвоживания осадка станции биологической очистки с помощью электроосмоса - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы