Процессы устойчивой обработки осадка направлены на устранение рисков для окружающей среды и здоровья человека, связанных с осадком, наряду с эффективным использованием ценных соединений, содержащихся в осадке.
Осадок с очистных сооружений
Кредиты изображений: CentraSep
Осадок – это конечный остаток, который накапливается на очистных сооружениях или в процессе очистки сточных вод. Он может быть в виде твердого, полутвердого или жидкого остатка.
Осадок сточных вод, образующийся на городских очистных сооружениях (ОСОС), представляет собой серьезную проблему из-за его экологической опасности и высокой стоимости обработки. На обработку и переработку осадка уходит почти 50% всех эксплуатационных расходов на очистку сточных вод.
Устойчивое управление осадком разрабатывает и продвигает инновационные системы для максимального извлечения полезных материалов или энергии из осадка на устойчивой основе.
В этой статье рассматриваются некоторые важные стратегии, применяемые для устойчивого управления осадком.
Как рационально использовать осадок?
Некоторые из традиционных вариантов обработки и переработки осадка, такие как прямое использование в сельском хозяйстве и других видах землепользования, ограничены из-за рисков для окружающей среды и здоровья. Следовательно, процедура устойчивого управления осадком должна:
Чтобы понять потенциальные методы устойчивого управления осадком, необходимо кратко оценить его состав. Грубый состав осадка можно разделить на пять групп:
Среди них органический углерод, фосфор и азот являются ценными соединениями, которые извлекаются и повторно используются в процессе устойчивой очистки. В некоторых случаях вода также удаляется для удобства транспортировки, утилизации или эффективной обработки осадка.
Шесть основных вариантов обработки, которые могут быть использованы в качестве начального шага для устойчивого решения проблемы осадка, следующие:
1. Улучшение качества осадка
Этот подход в первую очередь направлен на улучшение качества осадка путем удаления токсичных веществ. Например, если осадок содержит высокую концентрацию тяжелых металлов, применяются следующие подходы:
- Коллоидные и взвешенные частицы из поступающего осадка удаляются в ходе первого процесса очистки, поскольку большинство тяжелых металлов связано с частицами. Следующим шагом является осаждение, в результате которого получается сток, не содержащий тяжелых металлов. Наконец, конечный осадок подвергается биологической обработке для получения осадка более высокого качества, т.е. свободного от тяжелых металлов.
- Для сильно загрязненных тяжелыми металлами осадков может применяться химическое выщелачивание с использованием неорганических и органических кислот.
Это некоторые из методов, применяемых для улучшения качества осадка в отношении тяжелых металлов. Однако если осадок загрязнен патогенными микроорганизмами, используются другие методы экстракции и селективного окисления.
2. Преимущества органического углерода и неорганических соединений
К числу соответствующих вариантов использования органического углерода и неорганических соединений относятся:
- Биогаз может быть получен в качестве источника энергии в процессе предварительной обработки осадка. Однако при таком подходе значительная часть органических углеродных соединений не превращается в биогаз.
- Осадок может быть использован для производства топлива или сырья в виде дизельного топлива, нефти или газа. Основным аспектом, определяющим этот подход, является тип и качество продукции, а также ее рыночная стоимость.
- Осадок может непосредственно использоваться в качестве источника энергии – например, для производства портландцемента, легких заполнителей, шлаков и кирпича.
- Производство летучих кислот, таких как муравьиная, уксусная и пропионовая кислоты, достигается с помощью микробиологических процессов или термических процессов, таких как окисление влажным воздухом и гидротермальная обработка.
Многие другие производственные процессы все еще разрабатываются для эффективного преобразования соединений в полезную энергию.
3. Сокращение общего количества осадка
Для уменьшения количества осадка используется множество процессов. Упомянутые ранее методы удаления тяжелых металлов, патогенных микроорганизмов и утилизации органических/неорганических соединений в осадке действительно уменьшают общее количество осадка. В дополнение к ним применяются и другие методы:
- Количество образующегося осадка уменьшается за счет использования высших организмов, таких как простейшие и метазоа.
- Для уменьшения количества осадка используется система активного ила, но она требует больших затрат энергии.
- Аэробное и анаэробное компостирование и вермикомпостирование используются в практических масштабах для уменьшения объема осадка. Конечный продукт также может быть использован в качестве улучшителя почвы.
- Механическое обезвоживание или сушка осадка – еще один метод уменьшения объема осадка.
4. Извлечение фосфатов (P) из осадка
Этап восстановления Р – это общий подход, планируемый для извлечения ценных продуктов из осадка в сочетании с удалением тяжелых металлов. Эта процедура позволяет улучшить качество осадка или использовать его в качестве энергетического ресурса.
5. Изменение стратегии очистки городских сточных вод
Эффективное управление осадком также достигается за счет изменения стратегии очистки городских сточных вод. Первая стратегия – централизованная очистка (рис. 2), вторая – децентрализованная санация.
Альтернативная стратегия очистки сточных вод
Централизованная очистка предполагает физическую или химическую обработку сточных вод, при которой конечный осадок содержит меньше органических соединений, азота и фосфорсодержащих соединений. Однако второй вариант децентрализованной санитарной обработки позволяет извлечь максимум ценных продуктов для повторного использования. Однако по сравнению с централизованной обработкой осадка он требует интенсивной инфраструктуры.
6. Комбинации систем очистки
Для эффективного управления осадком объединяются и применяются на практике несколько подходов к его обработке – например, совместное разложение осадка и других органических отходов для увеличения производства биогаза.
Факторы, влияющие на устойчивое управление осадком
Выбор оптимального процесса для обработки осадка и управления им зависит от определенных обстоятельств:
Часто задаваемые вопросы
Что такое устойчивая обработка осадка и управление им?
Устойчивая обработка осадка – это процесс, направленный на устранение рисков для окружающей среды и здоровья человека, связанных с осадком, наряду с эффективным использованием ценных соединений, содержащихся в осадке.
Какие факторы влияют на устойчивый план управления осадком?
Процесс, оптимальный для обработки осадка и управления им, зависит от определенных обстоятельств:
1. Техническая осуществимость и надежность процесса
2. Экономическая целесообразность и приемлемость затрат
3. Экологическая устойчивость
4. Инфраструктура и логистические аспекты
5. Маркетинговые аспекты ценных продуктов
6. Экологическая политика и законодательство региона
7. Общественное признание выбранного подхода к управлению шламом
Что такое усовершенствованная система очистки сточных вод?
Какие компоненты предварительной обработки входят в систему очистки сточных вод на месте?
Читайте далее:- Важные типы систем очистки сточных вод.
- Как работает станция очистки сточных вод?.
- Какие компоненты предварительной очистки входят в систему очистки сточных вод на участке?.
- Что такое система очистки сточных вод на месте (OWTS)?.
- Что такое усовершенствованная система очистки сточных вод?.
- Управление рисками в строительных проектах.
- Воплощенный углерод в строительстве: Самое время сократить его.