Transcript Nuotekų dumblo tvarkymo technologijos

NUOTEKŲ DUMBLO
TVARKYMO
TECHNOLOGIJŲ
PRIVALUMAI IR
TRŪKUMAI.
VALYKLŲ NAŠUMAI
Visuose nuotekų valymo procesuose susidaro
dumblas. Dumblo charakteristikos bei dumblo
kiekis priklauso nuo į nuotekų valyklą atitekančių
nuotekų sudėties, nuotekų valyklų technologinės
schemos bei naudojamų valymo metodų.
Bendras dumblo apdorojimo tikslas yra gauti tokį
produktą, kuris būtų utilizuojamas, saugomas
bei tvarkomas pačiu ekonomiškiausiu būdu.
Dumblo apdorojimo cikle dažnai naudojamas
stabilizacijos etapas, kaip metodas pašalinantis
nemalonius kvapus, kuris susijęs taip pat ir su
tolimesniu tvarkymu. Kai dumblas
stabilizuojamas biologiniais metodais sumažėja ir
dumblo kietosios medžiagos kiekis.
Tankinimas
► Pagrindinis
dumblo tankinimo (tirštinimo) tikslas
yra sumažinti dumblo tūrį, prieš tolimesnius
dumblo apdorojimo etapus. Europoje plačiausiai
paplitę trys tankinimo metodai:
 gravitacinis,
 mechaninis
 flotacinis.
► Pastarasis
tankinimas daugiausiai naudojamas tik
pramonės įmonėse ir pasižymi didelėmis energijos
sąnaudomis. Didžiausias dėmesys kreipiamas tik
buitinėms nuotekoms.
Gravitacinis tankinimas
Gravitacinis dumblo tankinimas jau keletą
dešimtmečių yra žinomas ir naudojamas.
1 pav. Gravitacinio tankintuvo principinė chema
Dumblo rūšis:
Projektinė apkrova,
kg SM/m2/d
SM koncentracija
sutankintame
dumble, %
Pirminis dumblas
80-100
5-10
Energijos sąnaudos,
kWh/t dumblo
SM
5
Perteklinis dumblas
20-40
2-3,5
1 lentelė. Gravitacinių tankintuvų efektyvumas ir apkrovos
Privalumai:
• žemas energijos poreikis;
• patikimas procesas, reikalaujantis nedideliu darbo jėgos sąnaudų;
• tankinimo efektui pasiekti nenaudojami chemikalai.
Trūkumai:
• galimas nemaloniu kvapu sklidimas, ypač tankinant pirminį dumblą;
• sąlyginai didelis užimamas plotas;
• nepasiekiamas norimas tankinimo efektas, tankinant biologinį
perteklinį dumblą.
Mechaninis tankinimas
Mechaninio tankinimo įrenginiai pagrindinai naudojami
pirminiam dumblo tankinimui (koncentracijos padidinimui)
prieš jį patiekiant tolimesniam sausinimui į filtpresus,
juostinius filtpresus, centrifūgas ir dumblo sausinimo
aikšteles. Dumblo tankintuvai taip pat naudojami ir dumblo,
tiekiamo į biodujų gamybos reaktorius, tankinimui. Dumblo
mechaniniam tankinimui naudojami:
• būgniniai arba juostiniai tankintuvai,
• centrifūgos.
Būgninis tankintuvas
2 pav. Būgninio tankintuvo principinė chema
Juostinis tankinuvas
3 pav. Juostinio tankintuvo principinė chema
Dumblo rūšis:
Polimeru sąnaudos, kg
aktyvios medžiagos
vienai tonai dumblo
SM
SM koncentracija
sutankintame dumble,
%
Energijos sąnaudos,
kWh/t dumblo SM
Pirminis dumblas
1-3
7-10
50
Perteklinis dumblas
3-6
4-7
2 lentelė. Mechaninių tankinimo įrenginių efektyvumas ir apkrovos
Privalumai:
• pasiekiamas geras perteklinio dumblo sutankinimo efektas;
•
•
•
•
žemas energijos poreikis;
patikimas procesas, reikalaujantis nedidelių darbo jėgos sąnaudų;
proceso kompaktiškumas;
į aplinka nesklinda nemalonūs kvapai.
Trūkumai:
• tankinimo efektui pasiekti reikalingi chemikalai;
• filtro audinio plovimui reikalingas nepertraukiamas reikiamo slėgio
vandens tiekimas (gali būti panaudojamos išvalytos nuotekos).
Stabilizacija
Anaerobinis pūdymas
4 pav. Dumblo pūdymo proceso technologinė schema
Parametras
Tipinės reikšmės
Išbuvimo trukmė, d.
15-18
Lakiųjų medžiagų apkrova, kg LM/m3/d.
0,8-1,6
Kietųjų medžiagų apkrova, kg SM/m3/d.
1,0-2,0
Proceso temperatūra, 0C
30-37
pH
6,6-7,5
Paduodamo dumblo sausumas, %SM
3-8
Bendras kietos medžiagos suskaidymas, %
nuo paduoto kiekio
30-35
Paduodamo dumblo lakiosios frakcijos dalis,
% nuo paduoto kietos medžiagos kiekio
70-80
Lakiosios frakcijos suskaidymas, % nuo
paduoto lakiosios dalies kiekio
40-50
Dujų išeiga, m3/kg suskaidytos lakiosios
frakcijos
0,8-1,2
3 lentelė. Anaerobinių pūdymo įrenginių apkrovos ir efektyvumo parametrai
►
Anaerobinis pūdymas – tai energijos gamybos procesas.
Pirminis dumblas turi didelę energetinę vertę. Dujų,
išsiskyrusių iš nuotekų dumblo, metantankuose
energetinė vertė 20 -25 MJ/m3. Palyginimui, suskystintų
gamtinių dujų energetinė vertė – 46 MJ/t; medžio
(vidutiniškai) – 16 GJ/t; dyzelinis kuras – 43 GJ/t;
akmens anglies – 25 GJ/t; dumblo (23% sausumo) – 1
GJ/m3; dumblo (90% sausumo) – 16 GJ/t. Pūdymo metu
susidariusios dujos gali būti naudojamos skirtingiems
tikslams, priklausomai nuo konkrečių vietos sąlygų,
būtent:
•
•
•
•
elektros energijos gamybai (kartu su šilumine energija);
tiktai šiluminės energijos gamybai;
kaip gamtinių dujų pakaitalas buityje;
kaip automobilinis kuras vietoje suskystintų gamtinių dujų.
Pūdymo proceso privalumai:
• sausų medžiagų kiekio sumažinimas 25-50%, priklausomai nuo
dumblo tipo.
• po pūdymo pagerėja dumblo nusausinamumas;
• iš pūdymo metu susidariusių biodujų galima gaminti elektros ar
šiluminę energiją;
• termofilinio pūdymo metu gaunamas didelis dumblo nukenksminimo
efektas.
Trūkumai:
• perteklinio dumblo pūdymas padidina amoniako koncentraciją
nuvedamame dumblo vandenyje, o kai pūdomas perteklinis
dumblas, susidaręs fosforas nuotekų biologinio valymo procese,
dumblo vandenyje didėja fosforo koncentracija;
• anaerobinio proceso metu ksenobiotikai paprastai nėra suskaidomi;
• termofiliškai supūdytas dumblas gali turėti mažų dalelių su dideliu
neigiamu krūviu; tokiu atveju prieš sausinimą dumblas dar turi būti
specialiai apdorojamas.
Aerobinis pūdymas
Aerobinio pūdymo metu irstančios organinės medžiagos
paverčiamos anglies dvideginiu ir vandeniu. Skaidymą
(pūdymą) atlieka mikroorganizmai aerobinėse sąlygose (į
pūdomą dumblą tiekiant orą). Projektuojant nuotekų
valyklą atsižvelgiama į žemiausią aplinkos temperatūrą
žiemos metu.
5 pav. Aerobinis pūdymas
Aerobinio pirminio ir perteklinio dumblo pūdymo
procesas buvo plačiai taikomas ES šalyse iki energijos
kainų padidėjimo, kai toks procesas tapo mažiau
priimtinas. Dėl reikalavimų azoto ir fosforo šalinimui,
labiau paplito simultaninė dumblo stabilizacija
aerotankuose, nuotekų valymo grandyje.
Privalumai:
►
►
vienu metu vykstantys pūdymas aktyviojo dumblo
aerotankuose yra lengvai valdomas procesas;
pasiekiamas geras ksenobiotikų suskaidymo lygis.
Trūkumai:
►
►
didelės energijos sąnaudos,
aerobiškai pūdytas dumblas yra sunkiau sausinimas.
Sausinimas
Mechaninis sausinimas
Dumblo mechaninio sausinimo metu išskysto dumblo
atskiriamas vanduo ir sausintas dumblas tampa klampios
košės konsistensijos.
► Mechaninio dumblo sausinimo metu dalis vandens iš skysto
dumblo pašalinama priverstiniu būdu, t.y. mechaniškai
spaudžiant ar kitaip veikiant apdorojamąją terpę.
►
Centrifūgos
► Sausinant
dumblą centrifugomis dumblo
dribsniai nuo vandens yra atskiriami skystą
dumblą veikiant didelėmis išcentrinėmis jėgomis.
6 pav. Centrifugos principinė schema
Centrifūgų privalumai:
►
►
►
►
►
didelis hidraulinis našumas (vienu įrenginiu galima sausinti iki 45-55
m3/h skysto dumblo);
galima pasiekti iki 20-25% dumblo sausumą, o didelio efektyvumo
įrenginiuose – iki 35% sausumą;
kompaktiškumas;
sausinimas vyksta uždaroje erdvėje, nėra aerozolių sklidimo rizikos;
procesas pilnai automatizuotas.
Trūkumai:
►
►
►
►
►
►
žymios energijos sąnaudos (iki 80kWh tonai sausos medžiagos);
didelis triukšmas;
esant technologinei dumblo tankinimo būtinybei, reikalingas atskiras
tankinimo įrenginys su papildomu polimerų įterpimo mazgu;
Kai kurios detalės neatsparios dėvėjimuisi kai sausinamas dumblas
su didesniu abrazyvinių medžiagų (smėlio) kiekiu;
įprasta, kad įrenginio remontą (nusidėvėjusių detalių pakeitimą) gali
atlikti tiktai gamintojo atstovai;
dėl sąlyginai didelio našumo panaudojimas mažesniuose nuotekų
valymo įrenginiuose yra neracionalus/neekonomiškas.
Juostiniai presai
7 pav. Juostinio preso principinė schema
Juostinių presų privalumai:
►
►
►
►
►
►
►
didelis hidraulinis našumas (vienus įrenginius galima sausinti iki 4555 m3/h skysto dumblo);
nedidelės energijos sąnaudos (iki 35 kWh tonai sausos medžiagos)
galima konstrukcija, kuomet viename įrenginyje yra integruojamas ir
mechaninis dumblo tankintuvas;
dėl nedidelių apsisukimų, įrenginys sąlyginai atsparus dėvėjimuisi;
nedidelis triukšmas;
įrenginio remontą (nusidėvėjusių detalių pakeitimą) gali atlikti
eksploatacinis personalas;
gaminami nedidelio našumo modeliai, tinkantys mažesniems
nuotekų valymo įrenginiams.
Trūkumai:
►
►
►
►
sąlyginai dideli gabaritai;
eksploatacijos metu rekomenduojama periodinė (1-2 k. per dieną)
veikiančio įrenginio apžiūra;
veikimo metu reikalingas nuolatinis techninio vandens padavimas
juostų plovimui;
veikiančio įrenginio apžiūros metu atidengiamos darbinės įrenginio
zonos ir atsiranda aerozolių sklidimo į aplinką bei personalo kontakto
su dumblu pavojus.
Kameriniai presai
8 pav. Principinė kamerinio preso schema
Kamerinių presų privalumai:
didelis sausinimo efektyvumas (pasiekiamas iki 3540% sausumas, o vietoje filtruojančio audinio
naudojant specialias membranas – iki 45%
sausumas);
► nedidelės energijos sąnaudos (iki 30-40 kWh tonai
sausos medžiagos);
► dėl nedidelių apsisukimų, įrenginys sąlyginai
atsparus dėvėjimuisi;
► nedidelis triukšmas;
► įrenginio remontą (nusidėvėjusių detalių pakeitimą)
gali atlikti eksploatacinis personalas;
► vietoje polimero dumblo kondicionavimui gali būti
naudojamos metalų druskos arba kalkės.
►
Trūkumai:
►
►
►
►
►
►
►
dideli investiciniai kaštai;
sąlyginai dideli gabaritai;
eksploatacijos metu rekomenduojama periodinė (1-2 k. per
diena) veikiančio įrenginio apžiūra;
sausinto dumblo šalinimo iš įrenginio metu reikalinga
personalo priežiūra ir atsiranda personalo kontakto su dumblu
rizika;
nedidelis hidraulinis pralaidumas, todėl racionalus
panaudojimas galimas tiktai sausinant sutankinta dumblą;
esant technologinei dumblo tankinimo būtinybei, reikalingas
atskiras tankinimo įrenginys su papildomu polimerų įterpimo
mazgu;
dėl sąlyginai didelio našumo panaudojimas mažesniuose
nuotekų valymo įrenginiuose yra neracionalus/neekonomiškas.
Dumpliniai sausintuvai
9 pav. Dumplinio sausintuvo principinė schema
Dumplinių sausintuvų privalumai:
►
►
►
►
►
►
►
►
geras sausinimo efektyvumas (pasiekiamas iki 25-30% dumblo
sausumas, priklausomai nuo dumblo rūšies);
labai mažos energijos sąnaudos (iki 4 kWh tonai sausos medžiagos)
nedidelis judančių/besidėvinčių dalių skaičius;
nedideliu greičiu judančios dalys atsparios dėvėjimuisi;
nedidelis triukšmas;
įrenginio remontą gali atlikti eksploatacinis personalas;
nedideli gabaritai;
pilnas proceso automatizavimas.
Trūkumai:
►
►
►
nedidelis hidraulinis pralaidumas, todėl reikalinga buferinė skysto
dumblo talpa;
esant technologinei dumblo tankinimo būtinybei, reikalingas atskiras
tankinimo įrenginys su papildomu polimerų įterpimo mazgu;
dėl gaminamų sąlyginai nedidelio našumo modelių, panaudojimas
didesniuose nuotekų valymo įrenginiuose reikalauja didinti įrengimų
skaičių.
Sraigtinio preso tipo įrenginiai
10 pav. Sraigtinio preso principinė schema
Sraigtinio preso tipo įrenginių privalumai:
►
►
►
►
►
didelis hidraulinis pralaidumas;
nedidelės energijos sąnaudos (iki 30-40 kWh tonai sausos
medžiagos)
nedidelis triukšmas;
kompaktiškumas;
įrenginio remontą gali atlikti eksploatacinis personalas.
Trūkumai:
►
►
►
►
neatsparus dėvėjimuisi, kai sausinamas dumblas su didesniu
abrazyvinių medžiagų (smėlio) kiekiu;
paprastai įrenginys nebūna visiškai uždaro tipo, todėl atsiranda
aerozolių/kvapų sklidimo ir personalo kontakto su dumblu rizika;
esant technologinei dumblo tankinimo būtinybei, reikalingas atskiras
tankinimo įrenginys su papildomu polimerų įterpimo mazgu;
dėl gaminamų sąlyginai nedidelio našumo modelių, panaudojimas
dideliuose nuotekų valymo įrenginiuose reikalauja didinti įrengimu
skaičių.
Sausinimo
įrenginys
Sausinimo
efektas
(pudytas
pirminis
dumblas), %
SM
Sausinimo
efektas
(perteklinis
dumblas), %
SM
Energijos
sąnaudos,
kWh/t SM
Polimero
sąnaudos, kg
AM/t SM
Centrifugos
25-35
18-25
40-80
3-8
Juostiniai
presai
25-35
18-25
25-35
3-7
Kameriniai
presai
30-45
20-35
30-40
3-6
Dumpliniai
sausintuvai
25-30
18-25
3-4
3-5
Sraigtiniai
presai
25-35
18-25
20-30
3-6
4 lentelė. Dumblo sausinimo įrenginių palyginimas
Mažose nuotekų valymo įrenginiuose valomų nuotekų kiekis
palyginus su miestų valomų nuotekų kiekiu yra labai
mažas, todėl valant šiuos gana mažus nuotekų kiekius
galima panaudoti ne vien įprastas miestų nuotekų valymo
įrenginių technologijas, bet ir visiškai kitokias, mažiau
sąnaudų ir priežiūros reikalaujančias technologijas. Esama
gana didelė technologinių sprendimų įvairovė suteikia
galimybę kiekvienu unikaliu atveju parinkti toje vietoje
labiausiai tinkančią technologiją.
►
UAB“August ir Ko“ gamykloje pagaminti tipiniai „Maži
valymo įrenginiai, iki 50 GE”, ženklinami CE ženklu .
►
UAB “August ir ko” naudojama biologinio nuotekų valymo
proceso technologija atitinka visus pačius aukščiausius
ekologinius reikalavimus.
►
Išvalymo efektyvumas BDS5 – 97,2%
ChDScr – 88,1%
SM – 94,0%
NH4 – 96,7%
Nbendras- 61,7%
Pbendras – 47,4%
11 pav. UAB “August ir ko” naudojama biologinio nuotekų valymo proceso
technologija
UAB "Traidenis" gamina NV, NVS ir ANV
tipų nuotekų valymo įrenginius individualiųjų
gyvenamųjų namų buitinių nuotekų valymui.
5 lentelė. Technologiniai parametrai
12 pav. Įrengino montavimas
13 pav. NV tipo biologinio valymo įrenginio technologinė schema
14 pav. NVS tipo įrenginio montavimo schema (UAB ”Traidenis”)
15 pav. ANV tipo biologinio valymo įrenginio technologinė schema
16 pav. Buitinių nuotekų valymo įrenginiai (BNVĮ) FEL tipo su aktyviojo dumblo technologija
yra skirti individualių namų ar nedidelių namų grupių nuotekoms valyti - UAB “Feliksavis”
17 pav. Nuotekų perdirbimo schema pagal UAB ”EKOSERVĮ”
6 lentelė. Nuotekų išvalymo efektyvumas pagal BDS5, SM, Nb, Pb
7 lentelė. Biologinio nuotekų valymo įrenginių techninį patikimumą
įtakojantys veiksniai
AČIŪ UŽ DĖMESĮ!