Пресса о нас

Флокуляция осадков сточных вод

Журнал «Экология производства», №4 апрель

В.В. Чернобай,

Тамбоводоканал - филиал ОАО «Тамбовские коммунальные системы»

Тамбоводоканал осуществляет деятельность по водоснабжению, сбору, очистке и распределению воды на территории г. Тамбов. Внедрение новых технологий на этом предприятии позволило интенсифицировать процесс обезвоживания осадков и повысить качество очистки сточных вод.

Эксплуатация прудов-накопителей в течение 30 лет привела к их переполнению так называемыми иловыми осадками. При этом расширение прудов-накопителей не представлялось возможным из-за близости поймы реки Цны, а естественная сушка осадков в городах с развитой инфраструктурой нерациональна как с экономической, так и с экологической точек зрения. Для минимизации экологических рисков в июне 2007 г. на очистных сооружениях был запущен новый цех механического обезвоживания осадка, оснащённый ленточными фильтрпрессами ПЛ-20К. Для достижения оптимального результата очистки сточных вод механический процесс обезвоживания осадка был совмещён с процессом флокуляции. Применение флокуляции при очистке сточных вод получило практическое распространение ещё в начале 1930-х гг. Этот способ очистки основывается на адсорбционном взаимодействии частиц загрязнений сточных вод с водорастворимыми линейными полимерами (флокулянтами). В результате процесса флокуляции образуются флокулы (рыхлые хлопьевидные агрегаты), имеющие трёхмерную структуру, которые в дальнейшем могут быть легко удалены из обрабатываемых сточных вод при помощи отстаивания, фильтрации или флотации. Особенность флокулянтов заключается в том, что их молекулярная масса может достигать нескольких миллионов дальтон, а степень полимеризации – нескольких тысяч. Это и способствует увеличению размера частиц (образованию флокул) на этапе флокуляции. Флокулянты помогают расширению оптимальных областей коагуляции (по рН и температуре), увеличению скорости возникновения и осаждения образующихся агрегатов, повышению их плотности и прочности. Процесс адсорбции происходит в две стадии:

1. Первичная адсорбция – присоединение макромолекул несколькими сегментами к одной частице.

2. Вторичная адсорбция – присоединение свободных сегментов макромолекул с другими частицами полимерными мостиками. Ввиду того, что затраты на приобретение флокулянта составляют 30–50% от общих эксплуатационных затрат цеха, особое внимание обратили на выбор оптимального реагента и провели серию лабораторных исследований по определению оптимальной дозы внесения раствора флокулянта в осадок (ил). Нужно отметить, что активный ил на различных очистных сооружениях имеет разный качественный состав. Следовательно, выбор флокулянта необходимо было проводить непосредственно на месте. Лабораторные испытания состояли из следующих этапов:

1. Помещение в цилиндр предварительно перемешанного осадка (ила) в объёме 100 мл.2. Внесение минимальной дозы флокулянта в цилиндр с осадком.

3. Перемешивание осадка и флокулянта путём переливания из цилиндра в цилиндр 10 раз. Первые два переливания производятся быстро, а последующие – медленно и плавно таким образом, чтобы не разбить образующиеся флокулы. При этом необходимо отметить, в какой момент происходит образование флокул.

4. Фильтрование через сито полученной массы.

5. Оценка качества фильтрата (чистый, мутный, грязный).

6. Оценка качества кека путём стряхивания его с сита (как отделяется от поверхности: отлично, хорошо, плохо).

Испытания одной марки флокулянта заканчивалось только тогда, когда фильтрат оставался чистым, а кек хорошо отделялся от фильтра (сита). После проведённой серии опытов был отобран тот флокулянт, который продемонстрировал лучшие результаты, т.е. при минимальном расходе образовывались стабильные флокулы и чистый фильтрат. Далее были проведены промышленные испытания на фильтр-прессах. Таким образом, в ходе лабораторных исследований были изучены такие марки флокулянтов, как «Зетаг», «МагнаФлок», «Праестол», «Сибфлок» и др. Флокулянт «Праестол» использовали при раздельной схеме обезвоживания: осадок обрабатывали флокулянтом «Праестол 853 ВС», а избыточный активный ил – «Праестол 655 BC-S».

Применение флокулянта «Праестол 655 BC-S» при обезвоживании избыточного ила дало в целом удовлетворительные результаты. Однако при незначительном увеличении расхода флокулянта наблюдалось пенообразование в фильтрате. Кроме того, переход с одного флокулянта на другой вызывал ряд неудобств в организации технологического процесса. Следовательно, нужно было подобрать такой флокулянт, который бы одинаково хорошо проявлял свои свойства при обезвоживании как ила, так и осадка. Поэтому была проведена ещё одна серия исследований, в результате которых был выбран наиболее эффективный высокомолекулярный флокулянт FLOPAM 4550 SH (SNF, Франция). Сравнительный анализ применения этого флокулянта при обезвоживании осадка и избыточного ила представлен в таблице.

Сравнительный анализ применения флокулянтов

Показатели

Вносимые флокулянты

«Праестол»

FLOPAM 4550 SH

853BC

(осадок)

655BC-S

(избыточный ил)

осадок

избыточный ил

Влажность, %

Расход флокулянта на 1т.с.в., кг

75,8

3,2

87,3

4,2–4,8

75,3

2,8

86,2

3,8–4,0

 

Эффективность флокулянта FLOPAM 4550 SH оказалась выше, чем у флокулянта «Праестол». Химический анализ фильтрата, обработанного этим флокулянтом, показал также лучшие результаты. Кроме того, выбор в пользу FLOPAM 4550 SH, позволил сократить расход флокулянта на 11%. На рис. 1 показан сброс с ленты обезвоженного ила с использованием «Праестол», а на рис. 2 – с использованием FLOPAM 4550 SH: хорошо видно, как кек легко отделяется от фильтра сплошным «ковром». Таким образом, правильный подбор флокулянта позволяет сократить эксплуатационные затраты цеха, улучшить технологические характеристики обезвоженного осадка и фильтрата. В нашем случае проведённые исследования различных марок флокулянтов подтвердили преимущество применения FLOPAM 4550 SH, который в значительной степени позволил интенсифицировать процесс обезвоживания осадков и повысил качество очистки сточных вод.

Рис.1 Ил, обезвоженный флокулянтом «Праестол»

ecologia001

Рис.2 Ил, обезвоженный флокулянтом FLOPAM 4550 SH

ecologia002

Посмотреть статью в PDF

Печать Печать