СПОСОБ УДАЛЕНИЯ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ИЛОВЫХ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2008 года по МПК C02F11/14 

Предлагаемое изобретение относится к области переработки и утилизации иловых осадков сточных вод и может быть использовано для удаления илового осадка сточных вод, накапливающегося в резервуарах и отстойниках очистных сооружений, с целью уменьшения его объема переработки и формирования грунтового массива.

Иловые осадки сточных вод представляют собой смесь, в которой экологически безвредные вещества прочно связаны с загрязняющими компонентами органической и неорганической природы. В процессе водоочистки происходит накопление существенных объемов предельно гидратированных иловых осадков, в которых вода находится в связанном состоянии. Свободного ее отделения от коллоидно-дисперсной фазы иловых осадков без введения специальных флокулянтов и коагулянтов не происходит даже при использовании интенсивного центрифугирования. Но и после введения указанных реагентов отделение жидкой фазы (осветленной воды) невелико и составляет 15-17% от исходного веса. Проблема удаления и ликвидации иловых осадков сточных вод из резервуаров и отстойников очистных сооружений является весьма актуальной.

Известен способ обработки иловых осадков сточных вод с удалением тяжелых металлов, включающий кислотную обработку осадков, разделение на твердую фазу и жидкую фазу, содержащую ионы тяжелых металлов, смешение жидкой фазы с нейтрализующим агентом с последующим разделением смеси на шлам, содержащий тяжелые металлы и осветленную жидкую фазу, причем перед кислотной обработкой иловые осадки смешивают с промывной водой полученную смесь разделяют путем уплотнения на сливную воду и уплотненный осадок, который и подвергают кислотной обработке, а сливную воду используют в качестве нейтрализующего агента (RU 2057088, C02F 11/00, 1996).

Известный способ обеспечивает повышение степени удаления тяжелых металлов из твердой и жидкой фаз илового осадка и снижение нагрузки на очистные сооружения по взвешенным веществам и аммонийному азоту.

К недостаткам известного способа можно отнести сложность технологического процесса, использующего кислотную обработку илового осадка с получением среды, характеризующейся высокой степенью агрессивности (рН=2,0-2,8), что требует наличия специального коррозионностойкого оборудования. При этом кислотная обработка не гарантирует полной десорбции тяжелых металлов из органоминеральных комплексов, содержащихся в иловом осадке. Нейтрализация полученной кислой пульпы с помощью щелочных реагентов, приводит к процессам сорбции частично переведенных в подвижное состояние оксидов тяжелых металлов и формированию повторных более устойчивых соединений. Таким образом, многоэтапный характер данной технологии обеспечивает улучшение технологии процесса биологической очистки сточных вод на станциях очистных сооружений, но не обеспечивает утилизацию иловых осадков и получение экологически безопасного продукта.

Известен также способ обезвреживания загрязненных осадков путем внесения в них суспензии алюмосиликатов, предварительно гидролизованных до значений рН=9-12 (RU 2150437, C02F 11/00, В01J 20/16, 2000).

Данный способ обеспечивает обезвреживание иловых осадков в виде донных отложений рек и шламохранилищ. Однако использование этого способа возможно лишь в том случае, когда иловые осадки находятся в состоянии, обеспечивающем возможность совмещения с суспензией гидролизованных алюмосиликатов, то есть в состоянии пульпы, или для обезвреживания недавно сформировавшихся осадков - в этих случаях возможно равномерное распределение суспензии гидролизованных алюмосиликатов в объеме иловых осадков. Слежавшиеся в картах длительного хранения иловые осадки сточных вод не совмещаются с суспензией гидролизованных алюмосиликатов, так как имеют определенную степень консолидации твердой фазы, требующей предварительного разрушения сформировавшейся структуры.

Наиболее близким предлагаемому изобретению является способ удаления иловых осадков сточных вод предварительным его гидроразмывом и последующим разделением, под действием центробежных сил на осветленную воду и сгущенный шлам, который отводят в контейнер, а воду возвращают в процесс, причем гидроразмыв илового осадка выполняют в дренажной песковой емкости путем циркуляции воды противотоком вдоль продольной пластины, размещенной в дренажной емкости, а размытый осадок разделяют последовательно или поочередно в двух гидроциклонах (RU 2234469, С02F 9/02, 2004).

Известное техническое решение обеспечивает удаление иловых осадков сточных вод за счет разделения твердой и жидкой фаз.

Недостатки, присущие данному техническому решению, заключаются в том, что при гидроразмыве илового осадка промывной водой исходная органоминеральная коллоидно-дисперсная фаза не подвергается физико-химической деструкции, степень его гидрофильности остается исходной, то есть степень дренированности илового осадка не увеличивается. Именно этот фактор требует использования специального технологического оборудования (гидроциклонов) для разделения размытого илового осадка на жидкую и твердую фазы. Известное техническое решение не является комплексным и решает лишь одну из проблем, возникающих при удалении иловых осадков сточных вод. Однако отсутствие технологических операций по обеззараживанию иловых осадков, хотя и не является недостатком данного изобретения, затрудняет его использование, так как необеззараженные иловые осадки имеют устойчивый неприятный запах и решение этого вопроса, так же как и последующее их обезвреживание, обязательно. Кроме того, использование известного технического решения обеспечивает уменьшение объемов иловых осадков не более чем на 10-15%, что не значительно снижает загруженность иловых хранилищ.

Наиболее близкой предлагаемому изобретению по технической сущности является также технологическая линия для ликвидации и утилизации иловых осадков из отстойников, объединяющая две группы узлов оборудования, обеспечивающих двухступенчатую переработку ила, в которой первая ступень включает узел разжижения ила, установку активации процесса, обеспечивающую переход вредных веществ в раствор, узел отделения и сбора пульпы, содержащей органические вещества и песок, и блок оборудования для получения гранулированных органоминеральных удобрений, а вторая ступень содержит вторую установку активации процессов, в которой под действием добавок происходит выпадение в осадок твердой фазы, и узел отделения и сбора осадка, содержащего соединения металлов (RU 2163573, С02F 11/00, 2001).

По мнению авторов, использование данного технического решения обеспечивает надежную нейтрализацию и утилизацию илов из отстойников с одновременным получением органоминеральных удобрений и концентратов соединений металлов.

Известно, что находящиеся в иловых осадках тяжелые металлы и органические вещества образуют устойчивые металлорганические комплексы, вымывания и десорбции которых в щелочной среде не происходит. Следовательно, полученный в результате использования первой ступени данной технологической линии конечный продукт в виде органоминерального удобрения будет содержать указанные соединения и не будет экологически безопасным. Кроме того, полученный на второй ступени концентрат смеси гидроокисей металлов является высокотоксичным и для его утилизации необходимо выполнение сложных химических процессов разделения компонентов. Поэтому его утилизация возможна только при наличии конкретного потребителя данного продукта. В противном случае данный концентрат, являющийся токсичным отходом, требует захоронения на специальном полигоне. Остается открытым и вопрос об эффективном разделении жидкой и твердой фаз разжиженного илового осадка, так как не ясно, каким образом происходит разрушение связей молекул воды с органоминеральными компонентами илового осадка.

Задачей, на решение которой направлено создание предлагаемого изобретения, является обеспечение процесса удаления и одновременного обезвреживания консолидированных иловых осадков сточных вод, а также упрощение технологии данных операций.

Поставленная задача решается тем, что в способе удаления иловых осадков сточных вод путем предварительного гидроразмыва и последующего разделения полученной пульпы на шлам и осветленную воду с возвращением ее в процесс, согласно изобретению, для гидроразмыва используют щелочную суспензию гидролизованных алюмосиликатов с уровнем рН>12, причем гидроразмыв выполняют либо в соотношении суспензия/иловые осадки 4:1 с последующим введением в полученную после гидроразмыва пульпу еще одной части щелочной суспензии, дополнительно содержащей золу сжигания иловых осадков сточных вод в количестве 3-5 мас.%, либо в соотношении суспензия/иловые осадки 5:1.

Решению поставленной задачи способствует также то, что на поверхности шламового осадка, образовавшегося после разделения пульпы, формируют дренирующий слой, включающий водопроницаемую мембрану и равномерно распределенный утяжелитель, причем водопроницаемая мембрана может быть выполнена из нетканого материала, а в качестве утяжелителей может быть использован песок и/или каменная мелочь.

Реализация предлагаемого способа осуществляется с использованием технологической линии по удалению и обезвреживанию иловых осадков сточных вод, включающей узел разжижения ила, узел разделения полученной пульпы на осветленную воду и шламовый осадок и узел уплотнения шламового осадка, в которой, согласно изобретению, дополнительно содержатся узел по приготовлению алюмосиликатной щелочной суспензии, который посредством подающих трубопроводов, снабженных насосами-дозаторами соединен с узлом введения добавок и узлом разжижения ила, снабженного всасывающим трубопроводом для транспортировки размытого ила в узел разделения, выполненный в виде резервуара-отстойника, снабженного одним всасывающим трубопроводом, соединенным с узлом аккумуляции осветленной воды, и другим всасывающим трубопроводом с узлом уплотнения, который также снабжен всасывающим трубопроводом, соединенным с узлом аккумуляции осветленной воды, соединенным в свою очередь как с узлом по приготовлению щелочной суспензии, так и с узлом введения добавок.

Повышению эффективности удаления и переработки иловых осадков способствует также то, что трубопровод, подающий щелочную суспензию в узел разжижения ила, может быть снабжен насадкой, позволяющей изменять угол размыва илового осадка от 0° до 90°, а также то, что насос всасывающего трубопровода, соединяющий резервуар-отстойник с узлом аккумуляции осветленной воды размещен в полом цилиндрическом корпусе, высота которого равна глубине резервуара-отстойника, а на боковой поверхности корпуса выполнены горизонтальные прорези и установлена регулируемая по высоте задвижка.

Авторами не выявлены источники информации, содержащие сведения о технических решениях, идентичных заявленному изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».

Реализация предлагаемого изобретения обусловливает новый технический эффект - совмещение операции по гидроразмыву илового осадка с его обезвреживанием, упрощение процесса разделения размытого илового осадка на осветленную воду и шламовый осадок с последующим его уплотнением, а также возможность выполнения указанных процессов в непрерывном режиме. Все вышеуказанное обеспечивает возможность удаления длительно хранящихся консолидированных осадков сточных вод, значительное уменьшение их объемов и возможность последующей утилизации.

Использование щелочной суспензии гидролизованных алюмосиликатов для гидроразмыва иловых осадков сточных вод позволяет совместить указанную операцию с обеззараживанием и обезвреживанием иловых осадков. Механическое воздействие струи щелочной суспензии на консолидированные осадки дополняется их щелочным гидролизом. При уровне рН щелочной суспензии >12 преодолевается кислотная буферность иловых осадков и обеспечивается дезинтеграция их предельно гидратированных органоминеральных полимерных соединений. В результате щелочного гидролиза иловой массы прекращается биоэфтрофикация ее органических составляющих и снижается их плавучесть, что способствует седиментации твердой фазы пульпы, образовавшейся в результате гидроразмыва. Кроме того, щелочная среда уничтожает патогенную микрофлору иловых осадков, а содержащиеся в них соединения тяжелых металлов в результате хемосорбционного поглощения гидролизованными алюмосиликатами переводятся в устойчивое состояние, препятствующее миграции этих загрязнителей. Поэтому образовавшийся в результате разделения пульпы шламовый осадок может быть использован для приготовления техногенных грунтов, применяемых, например, в дорожном или гидротехническом строительстве, а также для рекультивации шламохранилищ.

Количество щелочной суспензии, используемой для гидроразмыва иловых осадков, определено экспериментально как соотношение, обеспечивающее деструкцию находящихся в них в состоянии повышенного разбавления органоминеральных полимеров и ослабления их связи с молекулами воды, а также обеспечения достаточной концентрации алюмосиликатов для обезвреживания и обеззараживания удаляемых иловых осадков. И при выполнении гидроразмыва иловых осадков пятью частями щелочной суспензии и при выполнении гидроразмыва четырьмя частями щелочной суспензии и последующем введении в полученную пульпу еще одной части щелочной суспензии, содержащей золу сжигания иловых осадков, обеспечивается получение пульпы, способной к разделению на осветленную воду и шламовый осадок. При меньшем количестве используемой для гидроразмыва щелочной суспензии эффективность деструктивных процессов находящихся в иловых осадках коллоидных групп снижается и процесс разделения пульпы замедляется.

Таким образом, при выполнении гидроразмыва иловых осадков щелочной суспензией гидролизованных алюмосиликатов в результате происходящих физико-химических процессов формирующийся в пульпе шламовый осадок приобретает повышенные дренируемость и водоотделение, что позволяет после отстаивания вернуть значительное количество осветленной воды в процесс гидроразмыва. С целью ускорения процесса осаждения предложено взамен дорогостоящих флокулянтов использовать золу сжигания иловых осадков. Исходно инертная зола сжигания иловых осадков при совмещении с щелочной алюмосиликатной суспензией активизируется. В результате введения такой золоалюмосиликатной смеси, обладающей повышенными сорбционными свойствами, в полученную после гидроразмыва пульпу происходит интенсификация процессов седиментации коллоидно-дисперсных фаз, что ускоряет процесс осаждения и способствует улучшению отделения жидкой фазы после отстаивания. Время отстаивания при этом сокращается, а сформировавшийся осадок содержит меньшее количество воды. При этом отмечено улучшение условий литификации осадка, в котором зола выступает в качестве минерального наполнителя. Кроме того, как дополнительный эффект, решается вопрос с утилизацией золы сжигания иловых осадков сточных вод. При этом следует учесть, что наилучший результат достигается при введении золы в уже подвергшийся гидроразмыву иловый осадок, то есть в пульпу. В этом случае уровень рН полученной пульпы достаточно высок, что обеспечивает протекание физико-химических деструктивных процессов, а последующее незначительное понижение уровня рН пульпы после введения золы уже не имеет значения.

Количество вводимой в пульпу в качестве добавок золы сжигания иловых осадков определено экспериментально. При этом было отмечено, что введение золы в количествах менее заявленного не приводит к интенсификации процесса, а использование большего количества золы приводит к значительному снижению уровня рН полученной пульпы, что снижает обеззараживающий эффект, а также приводит к торможению процесса осаждения за счет увеличения вязкости пульпы.

Повышению эффективности способа способствует также создание дренирующего слоя на поверхности шламового осадка и его гравитационное уплотнение с использованием утяжелителей, например песка и/или каменной мелочи, равномерно распределяемых по поверхности водопроницаемой мембраны, содержащейся в этом слое. Под воздействием гравитации влага проникает через поверхность дренирующего слоя, что способствует дополнительному снижению влагосодержания шламового осадка на 5-10% по сравнению с водоудалением через нижний дренажный слой и, соответственно, уменьшению его объема. Отделившуюся жидкую фазу также можно использовать для гидроразмыва иловых осадков.

Возможность равномерного распределения утяжелителя по всей поверхности шлама обеспечивается использованием водопроницаемой мембраны, выполненной из нетканого материала, не требующего наличия специальных устройств для его укладки. При этом используемые в качестве гравитационного уплотнителя песок или каменная мелочь, так же как и водопроницаемая мембрана, не препятствуют прохождению воды на поверхность, что обеспечивает возможность ее удаления и возвращения в технологический процесс.

Предлагаемый способ удаления и обезвреживания иловых осадков сточных вод реализуется с использованием технологической линии для его осуществления.

Предлагаемое соединение узла по приготовлению щелочной суспензии гидролизованных алюмосиликатов с подающим и с всасывающим насосами узла разжижения иловых осадков посредством трубопроводов, снабженных насосами-дозаторами, обеспечивает возможность изменения количества вводимой суспензии заданного уровня рН в иловый осадок и в образовавшуюся после гидроразмыва пульпу без остановки насосного оборудования. При этом возврат осветленной воды в узел разжижения ила позволяет не только снижать расход воды на проведение данной операции, но и экономично расходовать суспензию гидролизованных алюмосиликатов, так как возвращаемая в процесс осветленная вода имеет повышенный уровень рН (>9,0).

Возможность изменения угла размыва иловых осадков посредством использования насадки с углом поворота от 0 до 90° обеспечивает интенсификацию процесса гидроразмыва и наиболее полное взаимодействие компонентов илового осадка с используемой суспензией по всему объему за счет создания турбулентных потоков.

Установка цилиндрического корпуса предлагаемой конструкции в резервуаре-отстойнике позволяет осуществлять непрерывный отвод осветленной воды без нарушения шламового осадка при любом его количестве за счет возможности установки задвижки корпуса на уровне прорези, соответствующей уровню осветленной воды.

Указанные обстоятельства, по мнению авторов, подтверждают соответствие заявленной совокупности признаков критерию «изобретательский уровень».

Возможность реализации предлагаемого изобретения подтверждается проведенными экспериментами и иллюстрируется следующими графическими материалами и примерами.

Фиг.1 - структурная схема технологической линии по удалению и переработке иловых осадков сточных вод.

Фиг.2 - узел уплотнения шламового осадка с дренирующим слоем, разрез.

Фиг.3 - насадка трубопровода подающего жидкость для разжижения ила.

Фиг.4 - цилиндрический корпус насоса для возврата отделившейся жидкой фазы в процесс.

Предлагаемая технологическая линия содержит узел 1 по приготовлению щелочной алюмосиликатной суспензии и включает технологическое оборудование, нобходимое для приготовления алюмосиликатной щелочной пасты, на основе которой приготавливают суспензию. Узел 1 посредством подающего трубопровода 2, снабженного насосом-дозатором 3, соединен с узлом 4 введения добавок, а подающим трубопроводом, 5 также снабженным насосом-дозатором 6, соединен с узлом 7 разжижения ила (картой). Из узла 7 посредством всасывающего трубопровода 8 полученная после гидроразмыва пульпа подается в узел 9 разделения пульпы на осветленную воду и шламовый осадок. Узел 9 выполнен в виде резервуара-отстойника, соединенного с узлом 10 аккумуляции осветленной воды посредством всасывающего трубопровода 11 с насосом 12, а всасывающим трубопроводом 13 соединен с узлом 14 уплотнения шламового осадка. Насос 12, установленный в резервуаре-отстойнике 9, размещен в цилиндрическом корпусе 15, высота которого равна высоте резервуара-отстойника 9. На боковой поверхности корпуса 15 выполнены горизонтальные прорези 16 и установлена регулируемая по высоте задвижка 17. Узел 14 уплотнения шламового осадка также снабжен всасывающим трубопроводом 18, соединенным с узлом 10 аккумуляции осветленной воды, из которого она поступает по трубопроводу 19 в узел 1 по приготовлению щелочной алюмосиликатной суспензии, а по трубопроводу 20 в узел 4 введения добавок, откуда щелочная суспензия с добавками посредством трубопровода 21 может направляться в резервуар-отстойник 9. Подающий трубопровод 5 может быть снабжен насадкой 22, изменяющей направление размывающей струи от 0° до 90°. На поверхности перемещенного в узел 14 шламового осадка может быть сформирован дренируюший слой, включающий водопроницаемую мембрану 23 и равномерно распределенный утяжелитель 24, в качестве которого используют песок и/или каменную мелочь.

Для приготовления щелочной суспензии гидролизованных алюмосиликатов использовались, условно не показанные, входящие в узел 1 емкость для компонентов суспензии объемом 12 м³, снабженная перемешивающим механизмом с электроприводом, тельферный подъемник с устройством приема и засыпки сухих компонентов. Щелочной гидролиз алюмосиликатов выполнялся с использованием извести.

Суспензию гидролизованных алюмосиликатов приготавливали на основе алюмосиликатной пасты, содержащей, мас.%: глина - 32,0, известь - 8,0, вода - 60,0 (рН алюмосиликатной пасты = 14,0), путем разведения ее водой в соотношении от 1:40 до 1:200. Эффективность использования полученной щелочной алюмосиликатной суспензии для гидроразмыва и последующего разделения иловых осадков сточных вод (с отношением щелочная суспензия/иловые осадки = 5:1) иллюстрируется в таблице 1. Исходная плотность иловых осадков до выполнения гидроразмыва составляет 1,19 г/см³.

Предлагаемое изобретение осуществляют следующим образом.

Пример 1.

Приготовленная в узле 1 путем разбавления алюмосиликатной пасты (рН=14,0) водой до соотношения по Т/Ж=1:50 щелочная алюмосиликатная суспензия, имеющая рН=13,5, посредством подающего трубопровода 5, снабженного и насосом-дозатором 6, направляется в узел 7 разжижения ила (карту). Интенсивное разжижение ила выполняют в течение времени, необходимого для пятикратного увеличения первоначального объема иловых осадков. Изменение угла наклона насадки 22, установленной на выходе подающего трубопровода 5, позволяет интенсифицировать процесс деструкции иловых осадков за счет разрушения застойных зон и перемешивания осадков с подаваемой жидкостью. При этом прекращается выделение газообразных продуктов разложения ила и исчезает неприятный запах, снижается плавучесть осадков, что способствует седиментации взвешенных частиц получаемой пульпы после ее транспортировки в резервуар-отстойник 9. Щелочная среда полученной пульпы (рН=11,9) приводит к ликвидации патогенной микрофлоры и более полному обеззараживанию иловых осадков. Из резервуара 9 отделившаяся осветленная вода по трубопроводу 11 направляется в узел 10 аккумуляции осветленной воды, откуда по трубопроводу 19 поступает в узел 1 и используется для приготовления алюмосиликатной щелочной суспензии. При исходной плотности илового осадка 1,19 г/см³ после суточного отстаивания пульпы без фильтрации осветленной воды плотность отделившегося шлама составила 1,10 г/см³, при соотношении высоты осадка к высоте отделившейся воды 1:2,4. Оставшийся шламовый осадок по трубопроводу 13 переместили в узел уплотнения осадков 14, где на его поверхности на водопроницаемой мембране 23, выполненной из нетканого водопроницаемого материала типа Typar, марки SF 32 (PRO), производства Швейцарии, толщиной 0,41 см равномерно распределили слой утяжелителя 24 (песок) толщиной 0,8 м. Под действием нагрузки слой утяжелителя медленно опускался, уплотняя осадок, при этом происходило отделение избыточной жидкости, которую также возвращали в процесс гидроразмыва исходных иловых осадков. После 7 суток уплотнения и фильтрации плотность шламового осадка составила 1,29 г/см³, что приблизительно на 5% выше, чем при обычной фильтрации.

Пример 2.

Для гидроразмыва исходных иловых осадков используют щелочную суспензию, имеющую те же характеристики, что и в примере 1 при соотношении щелочная суспензия/иловые осадки 4:1. В полученную после гидроразмыва пульпу, перемещенную в резервуар-отстойник 9, дополнительно посредством трубопровода 21 из узла 4 вводят еще одну часть щелочной суспензии, содержащей 4,0 мас.% золы сжигания иловых осадков. При исходной объемной массе ила 1,19 г/см³ объемная масса шламового осадка после суточного отстаивания (без удаления осветленной воды) составила 1,27 г/см³, а после 7 суток фильтрации увеличилась до 1,37 г/см³, что характеризует повышенную дренируемость и водоотделение размытых иловых осадков при введении золы. В таблице 2 приведены данные, позволяющие сделать вывод об эффективности использования золы сжигания иловых осадков в сравнении с использованием дорогостоящих флокулянтов, таких как сернокислый алюминий и хлорное железо. В данном примере и в таблице 2 приведены результаты осуществления способа при выполнении узла уплотнения осадка в виде песковой дренажной емкости. Устройство на поверхности шламового осадка дренирующего слоя с водопроницаемой мембраной 23 и гравитационным уплотнителем 24 приводит к увеличению значений объемной массы шламового осадка.

Таким образом, реализация предлагаемого изобретения обеспечивает простоту удаления длительно хранящихся консолидированных иловых осадков сточных вод с одновременным их обезвреживанием и обеззараживанием, а также упрощает технологию разделения илового осадка на осветленную воду и шламовый осадок. При этом реализуется изобретение с использованием доступных материалов и стандартного оборудования, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «промышленная применимость».

Таблица 1№ п/пСвойства щелочной алюмосиликатной суспензииСвойства пульпы, полученной после гидроразмыва иловых осадков щелочной суспензиейСтепень разбавления алюмосиликатной пасты водойрН суспензиирН пульпыh_осадка/h_воды через 24 часγ₁, г/см³γ₇, г/см³11:20011,69,11: 1,31,031,1121:15012,19,71:1,51,071,1431:10012,810,41:2,11,091,1941:5013,511,91:2,41,101,2351:4013,812,31:2,71,111,25γ₁ - объемная масса шламового осадка без фильтрации;
γ₇ - плотность шламового осадка через 7 суток фильтрации;

Таблица 2№ п/пСвойства щелочной суспензии и пульпы, полученной после гидроразмыва илового осадкаЩелочная суспензия без добавокЩелочная суспензия с добавками золы, мас.%Щелочная суспензия с добавками флокулянтов, мас.%FeCl₃Al₂(SO₄)₃2,04,06,00,0010,0030,0010,0031рН щелочной суспензии13,511,711,110,313,413,113,312.92рН пульпы11,99,79,18,512,211,912,111,33h осадка/h воды через 1 час после выполнения гидроразмыва1:0,21:11:1,51:2,01:0,31:0,81:0,21:0,44h осадка/h воды через 24 часа после гидроразмыва1:2,41:3,01:3,71:3,91:2,51:3,31:2,31:2,65Объемная масса осадка до фильтрации воды, г/см³1,101,211,271,311,111,171,121,176Объемная масса осадка после 7 суток фильтрации, г/см³1,231,341,371,391,231,271,231,257Водосодержание осадка через 7 суток, %62,559,758,457,162,5160,461,460,6

Изобретение относится к области переработки и утилизации иловых осадков сточных вод. Осадки подвергают гидроразмыву щелочной суспензией гидролизованных алюмосиликатов с уровнем рН>12 в соотношении суспензия/иловые осадки 4:1 с последующим введением в полученную после гидроразмыва пульпу еще одной части щелочной суспензии, дополнительно содержащей золу сжигания иловых осадков сточных вод в количестве 3-5 мас.%, либо в соотношении суспензия/иловые осадки 5:1. Шламовый осадок и осветленную воду разделяют. При этом на поверхности шламового осадка может быть сформирован дренирующий слой, включающий водопроницаемую мембрану, выполненную из нетканого водопроницаемого материала, и равномерно распределенный утяжелитель, в качестве которого используют песок и/или каменную мелочь. Технический эффект - удаление и одновременное обезвреживание иловых осадков сточных вод. 2 н. и 4 з.п. ф-лы., 4 ил., 2 табл.

1. Способ удаления и обезвреживания иловых осадков сточных вод путем предварительного гидроразмыва и последующего разделения на шламовый осадок и осветленную воду с возвращением ее в процесс, отличающийся тем, что для гидроразмыва используют щелочную суспензию гидролизованных алюмосиликатов с уровнем рН>12, причем гидроразмыв выполняют либо в соотношении суспензия/иловые осадки 4:1 с последующим введением в полученную после гидроразмыва пульпу еще одной части щелочной суспензии, дополнительно содержащей золу сжигания иловых осадков сточных вод в количестве 3-5 мас.%, либо в соотношении суспензия/иловые осадки 5:1.2. Способ удаления и обезвреживания иловых осадков сточных вод по п.1, отличающийся тем, что на поверхности шламового осадка, образовавшегося после разделения пульпы, формируют дренирующий слой, включающий водопроницаемую мембрану и равномерно распределенный утяжелитель.3. Способ удаления и обезвреживания иловых осадков сточных вод по п.2, отличающийся тем, что водопроницаемая мембрана выполнена из нетканого материала, а в качестве утяжелителей используют песок и/или каменную мелочь.4. Технологическая линия по удалению и обезвреживанию иловых осадков сточных вод, включающая узел разжижения ила, узел разделения полученной пульпы на осветленную воду и шламовый осадок и узел уплотнения шламового осадка, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит узел по приготовлению алюмосиликатной щелочной суспензии, который посредством подающих трубопроводов, снабженных насосами-дозаторами соединен с узлом введения добавок и узлом разжижения ила, снабженного всасывающим трубопроводом для транспортировки размытого ила в узел разделения, выполненный в виде резервуара-отстойника, снабженного одним всасывающим трубопроводом, соединенным с узлом аккумуляции осветленной воды, и другим всасывающим трубопроводом с узлом уплотнения, который также снабжен всасывающим трубопроводом, соединенным с узлом аккумуляции осветленной воды, соединенным в свою очередь, как с узлом по приготовлению щелочной суспензии, так и с узлом введения добавок.5. Технологическая линия по удалению и обезвреживанию иловых осадков по п.4, отличающаяся тем, что трубопровод, подающий щелочную суспензию в узел разжижения ила снабжен насадкой, позволяющей изменять угол размыва илового осадка от 0 до 90°.6. Технологическая линия по удалению и обезвреживанию иловых осадков по п.4, отличающаяся тем, что насос всасывающего трубопровода, соединяющий резервуар-отстойник с узлом аккумуляции осветленной воды, размещен в полом цилиндрическом корпусе, высота которого равна высоте резервуара-отстойника, а на боковой поверхности корпуса выполнены горизонтальные прорези и установлена регулируемая по высоте задвижка.