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O livro destaca as formas de determinar a eficiência das estações de tratamento de água e de tratamento de água, bem como as instalações de tratamento de lodo. São considerados métodos e tecnologias de controle laboratorial e de produção sobre a qualidade das águas naturais, encanadas e efluentes. A terceira edição do livro de mesmo nome foi publicada em 2004.
Para alunos de escolas técnicas de construção que estudam na especialidade 2912 "Abastecimento de água e saneamento".

AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DAS ÁGUAS NATURAIS, POTÁVEIS E TÉCNICAS.
As fontes de abastecimento de água na maioria das regiões da Federação Russa são águas superficiais de rios (reservatórios) e lagos, que representam 65-68% da ingestão total de água. Abaixo está uma avaliação da qualidade da água neles, dependendo de alguns indicadores característicos da composição: pH, salinidade (teor de sal), dureza, teor de matéria suspensa e orgânica, bem como estado de dispersão em fase.

Comparando os indicadores estimados e reais da composição da água nas fontes Federação Russa, podemos notar a predominância de águas moles e muito moles, bem como levemente e moderadamente salinas em sua parte asiática e regiões do norte, ou seja, na maior parte do país. A poluição generalizada dos corpos d'água com impurezas de origem antrópica e tecnogênica, observada em últimos anos, devido ao fluxo de águas residuais não tratadas e insuficientemente tratadas, domésticas e industriais, derretidas e pluviais das bacias hidrográficas.

CONTENTE
INTRODUÇÃO
CAPÍTULO 1. CONTROLE TECNOLÓGICO DE PROCESSOS DE TRATAMENTO DE ÁGUAS NATURAIS E TÉCNICAS."
1.1. Avaliação da qualidade das águas naturais, potáveis ​​e industriais
1.2. Controle da produção laboratorial da qualidade da água em sistemas de abastecimento doméstico de água potável e industrial.
1.3. Controle de pré-tratamento de água, processos de coagulação, sedimentação, filtração
1.4. Controle de processos de desinfecção da água
1,5. Controle de processos de fluoração, defluoração, deferrização de água, remoção de manganês
1.6. Controle de processos de estabilização de água. Remoção de gases: oxigênio, sulfeto de hidrogênio
1,7. Controle de processos de amaciamento, dessalinização e dessalinização da água
1.8. Monitoramento do modo de operação hidroquímica de sistemas de abastecimento de água de refrigeração circulante
1.9. Controle do processo de resfriamento a água
1.10. Exercícios e tarefas
SEÇÃO 2. CONTROLE TECNOLÓGICO DE PROCESSOS DE TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS
2.1. Disposições Gerais
2.2. Classificação de águas residuais. Tipos de contaminação e métodos de sua remoção
2.3. Controle de processos mecânicos de tratamento de efluentes
2.4. Monitoramento da operação de estações de tratamento de águas residuais biológicas aeróbicas
2.5. Acompanhamento dos processos de pós-tratamento e desinfecção de águas residuais
2.6. Monitoramento de processos de processamento de sedimentos. Processos de fermentação de metano e controle de tanques de digestão
2.7. Monitoramento da operação de instalações de desidratação e secagem de lodo
2.8. Controle de processos de tratamento de efluentes industriais e métodos para deles extrair substâncias nocivas
2,9 Controle de métodos destrutivos de tratamento de efluentes industriais
2,10. Exercícios e tarefas
CONCLUSÃO
LITERATURA.

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Organização do controle de qualidade da água. Controle de processos de pré-tratamento de água. Controle de processo por coagulação. Controle de processos de clarificação de água em tanques de sedimentação e decantadores com lodo em suspensão. Controle do processo de filtração da água. Controle de processos de desinfecção de água.

Tratamento de sedimentos naturais de água.

Métodos e processos de tratamento de sedimentos. Descarte de lodo.

Sistemas industriais de abastecimento de água

Dispositivos de refrigeração para sistemas de abastecimento de água circulante

Base científica processo de resfriamento a água. Sistemas de circulação de água. Cálculo térmico. Estruturas principais. Piscinas de respingos. Torres de refrigeração. Reservatórios de refrigeração. Noções básicas de cálculo térmico. Comparação e seleção de dispositivos. Tratamento de água de resfriamento. Causas e tipos de crescimento excessivo de tubos e dispositivos de refrigeração. Métodos de combate à bioincrustação de sistemas de resfriamento de água. O conceito de estabilidade da água, métodos de determinação. Fundamentos científicos e química dos processos de corrosão de metais. Tratamento magnético da água. Razões e tipos de poluição condensada de usinas termelétricas. Métodos para remover cobre e ferro de condensado, óleos.

Desgaseificação da água

A essência do processo e métodos para remover gases dissolvidos da água. Tecnologia e equipamentos para métodos físicos, químicos e biológicos de desgaseificação da água.

Amaciamento da água

Base tecnológica do processo. Métodos de amaciamento da água. Método térmico, instalações. Método de reagentes, esquemas tecnológicos, parâmetros de instalações. Método termoquímico. Amolecimento da água por cationização. A essência do processo, trocadores de cátions, esquemas tecnológicos. Construção de filtros de troca catiônica, sua regeneração. Amolecimento da água por diálise, método eletroquímico. Justificativa da escolha do método de amaciamento da água.

Desmineralização da água

A essência do processo, classificação, escopo. Dessalinização da água por destilação. Desmineralização da água ionita. Obtenção de água ultrapura. Desmineralização da água por eletrodiálise. Desmineralização da água por osmose reversa. A essência dos processos, escopo, design de hardware. Estudo de viabilidade de métodos de desmineralização de água.

Remoção de ácido silícico da água

Tecnologia para remover o ácido silícico da água. Dessiliconização por sorção da água. A essência do método, reagentes, esquema tecnológico, estruturas e seu cálculo. Dessiliconização por filtração. Desiliconização com trocadores aniônicos. A essência do método, esquemas, estruturas e cálculo. Estudo de viabilidade de métodos de desiliconização da água.

Características do abastecimento de água para empresas várias indústrias indústria

Sistemas e esquemas de abastecimento de água para centrais térmicas. Abastecimento de água para empresas de metalurgia ferrosa e não ferrosa, produção de coque. Abastecimento de água para alto-forno, siderurgia, laminação de uma usina metalúrgica.

Sistemas fechados de gestão de água de empresas industriais, complexos e distritos

Princípios de criação de sistemas fechados de abastecimento de água industrial. Benefícios econômicos e ambientais dos sistemas fechados de abastecimento de água.

Avaliação sanitária e higiênica da água circulante. O uso de águas residuais no abastecimento de água de empresas industriais, complexos e regiões. Métodos de tratamento de águas residuais utilizados em sistemas fechados de abastecimento de água. Formação da composição salina da água em sistemas de abastecimento de água circulante e estabilização da composição iônica da água circulante. Tratamento de águas residuais em instalações locais. Coagulação de impurezas de águas residuais. Adsorção, extração e tratamento térmico de águas residuais. Tratamento e correção de águas residuais terciárias composição mineral... Desmineralização e amaciamento de águas residuais após seu pós-tratamento adsortivo.

DRENAGEM DE ÁGUA

Remoção de águas residuais do território de áreas povoadas e empresas industriais para proteger a pureza do solo, ar e água. A relação do esgoto com o abastecimento de água, melhoria urbana e construção industrial. Importância sanitária, económica e ambiental da eliminação de águas residuais. Desenvolvimento de sistemas de esgoto no Cazaquistão, nos países de perto e de longe no exterior. Solução abrangente problemas de abastecimento de água, descarte de água, abastecimento de água, irrigação.

Decisões do Governo da República do Cazaquistão para melhorar a melhoria da habitação, melhorar as condições de vida da população. Conquistas da ciência e tecnologia no campo da eliminação de águas residuais. Perspectivas e formas de desenvolver a construção de sistemas de esgoto no Cazaquistão.

TRATAMENTO DE SEDIMENTOS DE ESGOTOS INDUSTRIAIS

1 Composição e propriedades da precipitação

A precipitação pode ser condicionalmente dividida em três categorias principais

- sedimentos minerais,

- lamas orgânicas com um teor de cinzas inferior a 10%;

- misturado com teor de cinzas de 10 a 60%.

Além disso, toda a precipitação é dividida em inerte e tóxica, bem como estável e instável (em decomposição). Os sedimentos são mais facilmente processados, o conteúdo de substâncias inorgânicas e os componentes valiosos contidos neles são recuperados. Os sedimentos do segundo e terceiro grupos são muito diversos em composição e propriedades. A este respeito, vários esquemas tecnológicos são utilizados para o seu processamento.

Principais tarefas tecnologia moderna consistem na redução de seu volume e na posterior transformação em um produto inofensivo que não cause poluição ambiental.

Considere a classificação proposta de precipitação. Ele destaca que “os sedimentos são suspensões liberadas da matéria seca no curso de sua purificação mecânica, biológica e físico-química (reagente)” e dá a seguinte classificação:

- impurezas grosseiras (resíduos) retidas por grades;

- impurezas pesadas (areia);

- impurezas flutuantes (substâncias gordurosas) flutuando em tanques de sedimentação;

- suspensão de lamas húmidas, incluindo principalmente sólidos em suspensão de decantação, que são retidos por tanques de sedimentação primária;

- lamas activadas, retidas nos tanques de sedimentação secundária, - um complexo de microrganismos coloidais com contaminantes adsorvidos e parcialmente oxidados extraídos das águas residuais em processo de tratamento biológico;

- lodo fermentado anaerobicamente em decantadores-digestores, decantadores de dois níveis e digestores;

- lodo ativado estabilizado aerobicamente ou sua mistura com sedimento de tanques de sedimentação primária em estruturas como tanques de aeração;

- lodo ativado espessado em separadores;

- lodo ativado compactado em compactadores e outros dispositivos.

Sedimentos e lodos de DM industrial são compostos principalmente por substâncias inorgânicas.

A maior parte do sedimento dos tanques de sedimentação primária (60-70%) e lodo ativado (70-75%) é matéria orgânica. A contaminação bacteriana desses sedimentos é grande. Todas as principais formas de organismos bacterianos são encontradas neles: cocos, bastonetes, spirilla, agentes causadores de doenças gastrointestinais, ovos de helmintos.

A composição química da matéria seca da precipitação varia muito. A matéria seca dos sedimentos brutos tem a seguinte composição elementar (% em peso): Carbono - 35,0-88,0; hidrogénio - 5,0-9,0; enxofre - 0,2-2,7; nitrogênio - 1,8-8,0; oxigênio - 7,6-35,0. A matéria seca do lodo ativado contém (% em peso): Carbono - 44,0-76,0; hidrogénio - 5,0-8,2; enxofre - 0,9-2,7; nitrogênio - 3,3-10,0; oxigênio - 13,0-43,0. Os sedimentos contêm compostos de silício, alumínio, ferro, cálcio, magnésio, potássio, sódio, zinco, níquel, cromo, etc.

Uma importante característica tecnológica do sedimento é sua resistividade. A resistividade do sedimento é a resistência por unidade de massa da fase sólida depositada por unidade de área do filtro durante a filtração sob pressão constante da suspensão, cuja viscosidade da fase líquida é igual à unidade. A característica dada determina a perda de fluido do sedimento. A resistividade da precipitação é r = 108-1010 m/kg e depende do tamanho do grão e composição química rascunho.

Compostos de ferro, alumínio, cromo, cobre, além de ácidos, álcalis e algumas outras substâncias contidas no PSV, contribuem para a intensificação do processo de desaguamento do lodo e reduzem o consumo de reagentes químicos para sua coagulação antes da desidratação. Óleos, gorduras, compostos de nitrogênio, substâncias fibrosas, pelo contrário, são componentes desfavoráveis. Ao redor das partículas de lodo, elas interrompem os processos de compactação e coagulação, além de aumentar o teor de matéria orgânica no lodo, o que afeta a deterioração de sua perda de fluido.

A resistividade do lodo serve como valor inicial na escolha do método de tratamento do lodo e no cálculo das estruturas correspondentes. É necessário escolher tais processos para processar sedimentos nos quais sua resistividade não aumentaria.

2 Os principais processos utilizados para o tratamento de lodo industrial

Vários processos tecnológicos são utilizados para o tratamento e neutralização das lamas: compactação, estabilização, condicionamento, desidratação, tratamento térmico, eliminação de produtos valiosos, liquidação (Fig. 1).

Arroz. 1 - Processos típicos usados ​​para tratar lodo de águas residuais industriais

Compactação de sedimentos associada à remoção da umidade livre. Quando compactado, em média, 60% da umidade é removida e a massa do sedimento é reduzida em 2,5 vezes. Para compactação de lodo ativado, que possui um teor de umidade de 99,2-99,5%, são utilizados os métodos de gravidade, flotação, centrífuga e vibração.

Para evitar a decomposição de sedimentos, eles são estabilizados, após o que os sedimentos são enterrados ou descartados. Em andamento Na estabilização da precipitação ocorre a destruição da parte biodegradável da matéria orgânica em dióxido de carbono, metano e água. A estabilização é realizada com a ajuda de microrganismos por digestão anaeróbica, mineralização aeróbica, tratamento térmico, oxidação em fase líquida e introdução de reagentes químicos.

Condicionamento de precipitação É um processo preparação preliminar lodo antes da desidratação ou descarte, reduzindo resistividade e melhorar as propriedades de escoamento de água dos sedimentos devido a mudanças em suas estruturas e formas de ligação da água.

O condicionamento é realizado por métodos reagentes e não reagentes. Durante o tratamento com reagentes, os precipitados são tratados com uma solução de coagulantes a 10% (FeSO4, Fe2(SO4)3, Al2(SO4)3, etc.). Em vez de coagulantes, também podem ser usados ​​floculantes. Os métodos de processamento sem reagentes incluem: tratamento térmico, congelamento seguido de decantação, oxidação em fase líquida, eletrocoagulação e exposição à radiação.

A essência do método tratamento térmico consiste em aquecer a precipitação a uma temperatura de 150-200 ° C e mantê-la nessa temperatura em um recipiente fechado por 0,5 a 2 horas. Como resultado desse processamento, ocorre uma mudança acentuada na estrutura do precipitado, cerca de 40 % da matéria seca entra em solução, e o restante adquire propriedades de liberação de água. Após o tratamento térmico, o sedimento se comprime rapidamente a um teor de umidade de 92 a 94% e seu volume é de 20 a 30% do original.

Desidratação de lodo realizado por métodos mecânicos ou térmicos. O lodo compactado é facilmente desaguado em almofadas de lodo ou filtros a vácuo, filtros de prensa, filtros de vibração e centrífugas. A água separada na fase de compactação, devido à decomposição da matéria orgânica do sedimento, contém um grande número de substâncias dissolvidas com DQO cerca de 104 mgO/dm3. Esta água é normalmente devolvida às estações de tratamento de arejamento, o que exige um aumento da sua capacidade em 10-15%.

Secagem térmica é um a fase final desidratação do lodo. O teor de umidade da precipitação após a secagem térmica é de 5-40%. O lodo seco termicamente é facilmente transportado e descartado. Secadores de vários projetos são usados ​​para secagem térmica.

Ao processar sedimentos inertes, os seguintes esquemas tecnológicos são usados:

Selagem - estabilização - condicionamento - desaguamento - descarte Selagem - estabilização - descarte

Para o processamento de sedimentos tóxicos, são utilizados esquemas tecnológicos:

Selo - eliminação

Selagem - condicionamento - desidratação - descarte

Compactação - condicionamento - desidratação - eliminação

3 Compactação de sedimentos

O método de vedação mais simples é selo de gravidade , com a qual se compactam as lamas activadas excedentes e os sedimentos fermentados. Tempo de compactação 4-24 horas; o teor de umidade do sedimento após a compactação é de 85-97%. O lodo ativado é compactado em compactadores de lodo verticais e radiais.

As principais desvantagens do método de vedação considerado incluem longa duração processo, alta umidade de precipitação, bem como um transporte significativo de sólidos em suspensão de seu compactador de lodo. Para reduzir essas desvantagens, são utilizados métodos tecnológicos: coagulação (adicionar FeCl3), agitação durante a compactação, compactação da junta tipos diferentes precipitação, bem como o aquecimento do lodo ativado a 80-90 ° C por 50-80 minutos. O aquecimento contribui para a destruição do invólucro de hidratação ao redor das partículas e a transferência de parte da água ligada para um estado livre.

Com o método de flutuação a velocidade de compactação do sedimento é 10-15 vezes maior do que com a gravidade, e o grau de compactação é maior. Além disso, o processo pode ser facilmente ajustado alterando os parâmetros tecnológicos. Utilizam rotor, flotação elétrica e por pressão, sendo esta última a mais difundida. No skimmer, as bolhas de ar flutuam junto com as partículas de sólidos em suspensão até a superfície, de onde são retiradas por raspadores de diversos tipos.O sedimento que caiu no skimmer é removido com um transportador raspador ou helicoidal. A água clarificada é descarregada através do açude.

Para vedação centrífuga sedimentos utilizam centrífugas, hidrociclones e separadores.

Sob centrifugação compreender o processo de separação de sistemas heterogéneos (emulsões e suspensões) no domínio das forças centrífugas. Sob a ação de forças centrífugas, a suspensão é separada em um sedimento e uma fase líquida chamada centrífuga. O sedimento permanece no rotor e a fase líquida é removida dele.

Durante a centrifugação, a velocidade de separação de sistemas heterogêneos no campo das forças centrífugas aumenta em comparação com a velocidade de separação desses sistemas sob a ação da gravidade.

O lodo de esgoto urbano possui grandes volumes, alta umidade, composição e propriedades heterogêneas e contém matéria orgânica que pode se decompor e se decompor rapidamente. Os sedimentos estão contaminados com microflora bacteriana e patogênica e ovos de helmintos.

O sedimento dos tanques de sedimentação primária e o excesso de lodo ativado são 65 - 75% de matéria orgânica, dos quais 80 - 85% são proteínas, gorduras e carboidratos.

Lodo de esgoto refere-se a suspensões de lodo difíceis de filtrar. As propriedades de liberação de água dos sedimentos são caracterizadas pela resistência específica à filtração e índice de centrifugação.

Processo tecnológico o processamento do sedimento pode ser dividido nas seguintes etapas principais: compactação (espessamento); estabilização da parte orgânica; condicionamento; desidratação; tratamento térmico; eliminação de produtos valiosos ou eliminação de sedimentos.

Compactação de lodo e lodo de esgoto. Tendo em conta a dependência do esquema adoptado da estação de tratamento, podem ser compactados os sedimentos dos tanques de decantação primária, a lama activa em excesso, uma mistura de sedimento de decantação primária e a lama activada em excesso, a lama de flotação, os sedimentos e a lama após estabilização.

Para compactar o excesso de lodo ativado nas estações de tratamento, são utilizados compactadores de lodo verticais e radiais do tipo gravidade ou compactadores de lodo de flotação operando no princípio da flotação por compressão.

A compactação por gravidade é a técnica mais comum para reduzir o volume de lodo ativado em excesso. Reduz significativamente o volume de estruturas e o custo da eletricidade necessária para seu processamento posterior. Os desenhos das vedações verticais e radiais são semelhantes aos dos clarificadores primários.

A coleta e remoção de lodo em compactadores radiais de lodo é realizada por raspadores de lodo ou bombas de lodo. A comparação do funcionamento dos compactadores de lodo verticais com os radiais, equipados com raspadores de lodo e bombas de lodo, mostrou que os mais eficientes são os compactadores de lodo radiais com raspadores de lodo. Isso se deve à lenta mistura do lodo ativado durante o processo de compactação, bem como à menor altura dos compactadores de lodo radiais em relação aos verticais. Com a agitação, a viscosidade do lodo ativado e seu potencial eletrocinético diminuem, o que contribui para uma melhor floculação e sedimentação. Por esta razão, em designs modernos Os compactadores de lodo fornecem o dispositivo de misturadores de baixo gradiente.

A compactação por flotação do lodo ativado evita sua decomposição, diminui o tempo de compactação e o volume das estruturas. Os flutuadores para compactação de lodo ativado excedente são geralmente tanques redondos com diâmetro de 6, 9, 12, 15, 18, 20, 24 me profundidade de 2 a 3 m, diferindo no equipamento interno.

Estabilização de lodo de esgoto e lodo ativado em condições anaeróbicas e aeróbicas. A estabilização de sedimentos primários e secundários é conseguida pela decomposição da parte orgânica em compostos simples ou produtos com um longo período de assimilação ambiente... A estabilização da precipitação deve ser realizada por diferentes métodos - biológicos, químicos, físicos, bem como sua combinação.

Os métodos mais utilizados de estabilização biológica anaeróbica e aeróbica. Com uma pequena quantidade de precipitação, fossas sépticas, tanques de sedimentação de duas camadas e clarificadores - são utilizados decompositores. Digestores e mineralizadores aeróbicos são usados ​​para processar grandes volumes de sedimentos.

Nos digestores, o processo de estabilização bioquímica é realizado em condições anaeróbicas e é a decomposição da matéria orgânica dos sedimentos como resultado da atividade vital de um complexo complexo de microrganismos aos produtos finais, principalmente metano e dióxido de carbono.

De acordo com conceitos modernos, a digestão anaeróbica do metano inclui quatro etapas inter-relacionadas realizadas por diferentes grupos de bactérias:

1. A etapa de hidrólise enzimática é realizada por anaeróbios facultativos de crescimento rápido, secretando exoenzimas, com a participação das quais a hidrólise de compostos orgânicos complexos não dissolvidos é realizada com a formação de substâncias dissolvidas mais simples. O pH ótimo para o desenvolvimento desse grupo de bactérias está na faixa de 6,5 a 7,5.

2. A etapa de acidificação (acidogênica) é acompanhada pela liberação de ácidos graxos voláteis, aminoácidos, álcoois, além de hidrogênio e dióxido de carbono. O estágio é realizado por bactérias heterogêneas de crescimento rápido que são muito resistentes a condições ambientais desfavoráveis.

3. A etapa acetogênica de conversão de AGV, aminoácidos e álcoois em ácido acético é realizada por dois grupos de bactérias acetatoogênicas. O primeiro grupo, que forma acetatos com a liberação de hidrogênio dos produtos das etapas anteriores, costuma ser chamado de acetogênios, que formam hidrogênio:

CH CH COOH + 2H 2 0 CH3COOH + CO + 3H 2.

O segundo grupo, que também forma acetatos e usa hidrogênio para reduzir o dióxido de carbono, é comumente chamado de acetogênios usando hidrogênio:

4H 2 + 2CO 2 CH COOH + 2H 2 0.

4. Estágio metanogênico, realizado por bactérias de crescimento lento, que são anaeróbios estritos, muito sensíveis às mudanças nas condições ambientais, especialmente à diminuição do pH abaixo de 7,0 - 7,5 e temperatura. Diferentes grupos Os metanogênicos formam metano de duas maneiras:

Por clivagem de acetato:

CH 3 COOH CH 4 + C0 2,

Redução de dióxido de carbono:

C0 2 + H 2 CH 4 + H 2 0.

A primeira rota produz 72% de metano, a segunda - 28%.

O processo de fermentação é lento. Para acelerá-lo e reduzir o volume das estruturas, é utilizado o aquecimento artificial de lodo. Ao mesmo tempo, o gás é liberado com muito mais eficiência - o metano, que é capturado e deve ser usado como combustível. Tendo em conta a dependência da temperatura, distinguem-se dois tipos de processo: mesofílico (t = 30 - 35) e termofílico (t = 50 - 55).

Os tanques digestores são tanques verticais selados com fundo cônico ou plano, feitos de concreto armado ou aço.

O esquema do digestor é mostrado na Fig. 3.2.17. O nível de lodo é mantido na garganta estreita do digestor, o que aumenta a taxa de liberação de gás por unidade de superfície da massa fermentada e evita a formação de uma crosta densa.

Arroz. 3.2.17. Metantenk :

1 - fornecimento de lodo; 2 - injetor de vapor; 3 - liberação do lodo fermentado;

4 - esvaziamento do digestor; 5 - isolamento térmico;

6 - sistema de coleta e remoção de gases; 7 - tubo de circulação; 8 - nível de sedimentos

A estabilização aeróbia do lodo de esgoto é um processo de oxidação da matéria orgânica sob condições aeróbicas. Ao contrário da digestão anaeróbica, a estabilização aeróbica ocorre em um estágio:

C 5 H 7 N0 2 +50 2 -> 5C0 2 + 2H 2 0 + NH 3,

seguido pela oxidação de NH 3 a NO 3.

O lodo ativado excedente não consolidado e compactado e sua mistura com sedimentos de clarificadores primários podem sofrer estabilização aeróbia.

A estabilização aeróbica de sedimentos geralmente é realizada em estruturas como tanques de aeração com profundidade de 3 a 5 m. área designada dentro do estabilizador. O teor de umidade do lodo compactado é de 96,5 - 98,5%. A água do lodo deve ser direcionada para tanques de aeração. O diagrama do estabilizador aeróbico é mostrado na Fig. 3.2.18.

Arroz. 3.2.18. Diagrama do mineralizador: I - zona de aeração; II - zona de assentamento; III - compactador de sedimentos; 1 - sedimento estabilizado; 2 - descarga de água sedimentar; 3 - duto de ar; 4 - esvaziamento; 5 - mistura de lodo; 6 - centralizar da oficina mecânica de desaguamento

A estabilização aeróbica da precipitação garante a produção de produtos biologicamente estáveis, bons rendimentos de umidade, facilidade de uso e baixos custos de construção das estruturas. Ao mesmo tempo, custos significativos de energia para aeração limitam a viabilidade do uso deste processo em instalações de tratamento com capacidade superior a 50 - 100 mil m 3 / dia.

Desinfecção de lodo de esgoto. Os sedimentos de águas residuais urbanas contêm um grande número de microrganismos patogênicos e ovos de helmintos; portanto, é extremamente importante desinfetar os sedimentos antes do descarte e armazenamento. A desinfecção do lodo de esgoto é alcançada por diferentes métodos:

Térmica - aquecimento, secagem, queima;

Química - tratamento com reagentes químicos;

Biotérmica - compostagem;

Biológica - a destruição de microrganismos por protozoários, fungos e plantas do solo;

Influências físicas - radiação, correntes de alta frequência, vibrações ultrassônicas, radiação ultravioleta, etc.

características gerais os processos de desinfecção de lodo de esgoto são dados na tabela. 3.2.2. Em grandes estações de aeração, é aconselhável usar a secagem térmica do lodo desidratado mecanicamente, o que reduzirá os custos de transporte e obterá fertilizante do lodo na forma de materiais a granel. É importante notar que, para reduzir os custos de combustível e energia nas usinas de aeração Taxa de transferência até 20 mil m 3 / dia é aconselhável usar câmaras de desparasitação, até 50 mil m 3 / dia - métodos de desinfecção química. Nos casos em que o lodo não pode ser descartado como fertilizante, pode-se utilizar a incineração com o calor gerado.

Indicadores de métodos de desinfecção de lodo de esgoto Tabela 3.2.2

Qualquer água residual deve ser tratada antes de ser lançada em corpos d'água ou no solo. O grau de tratamento das águas residuais antes da descarga deve ser de pelo menos 95-98%. Hoje, são utilizados diferentes métodos de tratamento de águas residuais. A escolha do método depende da composição do efluente, sua origem (doméstica ou industrial). No entanto, com qualquer método de purificação, o lodo de esgoto é formado. Dependendo do método de tratamento utilizado, o lodo do efluente pode ser usado como fertilizante ou deve ser descartado.

Durante o tratamento de águas residuais, forma-se uma lama, que consiste em água e componentes sólidos. Os sedimentos das águas residuais domésticas podem acumular-se em dois reservatórios da estação de tratamento:

• A maior parte do lodo se acumula no clarificador primário. Normalmente, seu volume é de 0,8 litros por dia de uma pessoa com umidade de pelo menos 95%.
• Uma pequena quantidade de camadas densas também se acumula no reservatório, onde são utilizados métodos bioquímicos de tratamento de efluentes, ou seja, tratamento aeróbio e anaeróbio. O sedimento formado após a limpeza aeróbica pode ser usado para adubar jardins e hortas. No que diz respeito à limpeza anaeróbica, a substância no fundo da câmara não pode ser utilizada como fertilizante devido à sua toxicidade. Neste caso, é necessário realizar o processo de disposição do lodo de esgoto.

Atenção: dependendo da tecnologia de limpeza utilizada, o volume de sedimentos de efluentes industriais ou domésticos é de 0,5 a 10% do seu volume total.

Composto

Os constituintes sólidos dos sedimentos no fundo são a matéria orgânica, que ocupa 60-80% do volume total. Os principais componentes são componentes gordurosos, elementos proteicos e carboidratos. Eles ocupam 80-85 por cento do volume total de matéria orgânica. O restante do volume são componentes de lignina-húmus.

Os principais tipos de depósitos sedimentares:

• com composição mineral;
• com ingredientes orgânicos;
• misturado.

A composição de sedimentos úmidos no fundo das câmaras de tratamento contém substâncias úteis como nitrogênio, potássio e fósforo. Embora esses componentes possam servir como fertilizantes, eles são pouco absorvidos pelas plantas.

Os sedimentos úmidos apodrecem muito rapidamente e podem ser inseguros em termos de saneamento, pois contêm vírus, fungos, bactérias e ovos de helmintos. Se essas substâncias permanecerem por muito tempo nos tanques de sedimentação e nas câmaras da estação de tratamento, elas causarão rapidamente a deterioração dos depósitos com a liberação de gases. Como resultado, o lodo de esgoto pode flutuar para a superfície no reservatório e interromper o processo de sedimentação. É por isso que a eliminação do lodo de esgoto deve ser realizada em tempo hábil, ou seja, limpá-los da câmara, desidratação e desinfecção.

Os sedimentos de águas residuais industriais e domésticas podem ser divididos em vários tipos, dependendo do método de limpeza utilizado:

• depósitos sedimentares de grades;
• depósitos de areia de caixas de areia;
• resíduos pesados ​​de tanques de sedimentação primária (lodo úmido);
• sedimentos de fundo de tanques de sedimentação com floculantes e coagulantes;
• lodo ativado de câmaras de purificação biológica em tanques de aeração;
• biofilme de biofiltros;
• lodo ativado contendo floculantes e coagulantes;
• uma mistura de lodo ativado e componentes de efluentes pesados.

Importante: componentes sedimentares sem alterações na estrutura e composição química são formados em grelhas, em armadilhas de areia e tanques de sedimentação primária. Misturas com estrutura e composição alteradas são lodos ativados, biofilme e sedimentos após o tratamento da água com reagentes químicos (tratamento de efluentes industriais).

Especificações

Os sedimentos após a purificação de águas residuais de empresas industriais ou águas residuais de origem doméstica têm as seguintes características:

1. A reatividade do meio na fase ativa é 6-8.
2. Temperatura média - 12-20 ° C.
3. 90-99% dos depósitos sedimentares consistem em água higroscópica, livre e coloidal. Para separar a água livre de constituintes pesados, é necessário um processamento simples - filtração ou fiação. Para converter a água coloidalmente ligada em água livre, é necessário usar os métodos de tratamento térmico, floculação ou coagulação. O líquido higroscópico é removido apenas quando o sedimento é incinerado.
4. O teor de umidade dos resíduos retirados das grelhas é de 80% e sua densidade aparente é de 750 kg por metro cúbico. O teor de umidade dos sedimentos das armadilhas de areia é de 60%, o teor de cinzas é de 70-90% e sua densidade aparente é de 1500 kg por metro cúbico.
5. O teor de umidade do sedimento da câmara de decantação primária é de 93-95%. Consiste em 60-70 por cento de ingredientes orgânicos. Por causa de ótimo conteúdo depósitos orgânicos apodrecem rapidamente. Além deles, os sedimentos contêm compostos de silício, ferro, alumínio, magnésio, cálcio, potássio, etc. As águas residuais pesadas de empresas industriais podem conter substâncias cancerígenas e tóxicas, surfactantes sintéticos, sais de metais pesados.
6. Os métodos de purificação aeróbica contribuem para que o teor de umidade do lodo ativado seja muito alto - 99,2-99,8% em tanques de aeração e 96-96,5% em biofiltros. Se a limpeza aeróbica foi realizada em um tanque de aeração de oxidação completo, a concentração orgânica é de 65%. O tratamento aeróbio em uma estrutura altamente carregada produz um lodo com uma concentração orgânica de 75%.
7. Depósitos sedimentares formados como resultado da digestão em condições anaeróbicas de digestores, tanques de sedimentação de duas camadas e outras instalações de tratamento se distinguem por sua homogeneidade e estrutura fina. Sua cor é cinza escuro ou preto. Os depósitos são bastante fluidos e cheiram a asfalto ou lacre. A decomposição dos depósitos sedimentares é acompanhada pela liberação de metano.

Se a estabilização biológica aeróbica do lodo de esgoto for realizada, o grau de decomposição da matéria orgânica é muito menor do que durante os processos anaeróbicos, mas os sedimentos restantes são estáveis. Depois disso, a compactação do sedimento leva de 5 a 15 horas e seu teor de umidade cai para 96-98%. Após a estabilização aeróbica, os ovos de helmintos não morrem, portanto, os resíduos precisam de desinfecção adicional.

Para a caracterização do sedimento, sua capacidade de liberar água é muito importante. Assim, após a fermentação em condições aeróbicas, a água no sedimento está em forma encadernada portanto, os sedimentos têm pouca perda de fluido. Ao se decompor, essas propriedades dos depósitos se deterioram ainda mais.

Importante: a capacidade do sedimento de fornecer água depende da magnitude da resistência específica à filtração. Este indicador é importante na seleção dos equipamentos que serão utilizados para a desinfecção de águas residuais de empresas e resíduos domésticos.

Tratamento de sedimentos

O tratamento de lodo de esgoto de empresas e águas residuais domésticas começa a partir do estágio de espessamento ou compactação. Nesta fase, a umidade livre é removida. Esta etapa é necessária para todos os esquemas tecnológicos de purificação. Durante o espessamento, cerca de 60% da água livre é removida. Como resultado, o volume de depósitos é reduzido em mais de 2 vezes. As seguintes técnicas são usadas para compactação:

• vibração;
• centrífugo;
• gravitacional;
• flutuação;
• filtração;
• métodos combinados.

A técnica de gravidade é adequada para compactar sedimentos fermentados e lodos ativados. Esta é uma técnica bastante simples e econômica. Para implementar o método, são utilizados tanques de sedimentação radiais e verticais. O tempo do procedimento depende das características dos depósitos e é de 5 a 24 horas.Para agilizar o processo, utiliza-se a coagulação com cloreto férrico, aquecimento a 90 graus, compactação com outros tipos de depósitos ou agitação.

A técnica de flotação baseia-se no fato de que as partículas de lodo ativado podem aderir às bolhas de ar e flutuar na superfície. A velocidade do processo é maior do que ao usar a gravidade. O processo é fácil de controlar aumentando ou diminuindo o suprimento de ar. A flotação de pressão mais comumente usada.

Para a decomposição de orgânicos conexões complexas estabilização é usado para água, metano e dióxido de carbono. Este processo ocorre em condições anaeróbicas e aeróbicas:

1. Condições anaeróbicas são criados em fossas sépticas, clarificadores, tanques de sedimentação de duas camadas e digestores especiais. Ao mesmo tempo, fossas sépticas e tanques de sedimentação são adequados para pequenos volumes de águas residuais, ou seja, para uso privado. Os digestores são usados ​​para grandes volumes de águas residuais.
2. Estabilização aeróbica fluxos em tanques de aeração. É baseado na aeração contínua do lodo. Esta técnica é mais simples do que a digestão anaeróbica. Distingue-se pela sua simplicidade, ausência de emissão de gases explosivos, estabilidade e baixo custo... Após a decomposição dos componentes orgânicos biodegradáveis, o restante das substâncias perde a capacidade de se decompor, ou seja, o sedimento se estabiliza.

Para melhorar a desidratação mecânica, os depósitos de sedimentos devem ser preparados. Para isso, o ar condicionado é usado. Nesse caso, a forma e a estrutura da ligação da água mudam.

Importante: métodos reagentes e não reagentes podem ser usados ​​para realizar o condicionamento.

No método reagente, sais de cal, alumínio e ferro são usados ​​como coagulantes. Junto com coagulantes, floculantes também são usados. A técnica sem reagente implica:

• tratamento térmico;
• congelamento e descongelamento;
• exposição à radiação;
• eletrocoagulação.

Normalmente, a desidratação de sedimentos é realizada em leitos de lodo ou usando métodos mecânicos. As parcelas de lodo são áreas do território com muralhas de terra ao longo das bordas. Aqui o processo de desidratação é muito lento, mas a técnica é bastante simples e não requer grandes custos operacionais.

Os métodos de desidratação mecânica são realizados usando:

• filtros de vácuo;
• prensas de filtro;
• centrífugas;
• filtros de vibração.

Também é utilizado o tratamento térmico de sedimentos, que consiste em secá-los. Para isso, são utilizados gases de combustão, vapor ou ar quente. O método envolve secadores de diferentes designs.

A direção mais promissora na disposição de depósitos sedimentares é a pirólise. É o processo de reciclagem de substâncias que contêm carbono por aquecimento sem oxigênio em altas temperaturas. Após a pirólise, forma-se um pó que pode ser utilizado na indústria, utilizado como combustível ou utilizado para a obtenção de fósforo e nitrogênio. O alcatrão primário formado durante a pirólise, após a destilação fracionada, possibilita a obtenção de ácidos carboxílicos, parafina, fenóis, bases orgânicas e pó de coque.