Хмельницький нацiональний унiверситет 
 Техноекологія
Лабораторна робота: Зневоднення осадів стічних вод центрифугуванням

Теоретичні відомості

Стічні води, що надходять на очищення, містять різні за складом забруднюючі речовини мінерального, органічного і бактеріологічного походження у вигляді розчинів, колоїдів та зважених частинок.

Осад стічних вод – це суспензії, що виділяються із стічних вод в процесі їх механічної, біологічної, фізико-хімічної та реагентної очистки.

Осад характеризується такими показниками як хімічний склад, в т.ч. Масова частка вологи (%), в‘язкість, текучість, водовіддавальні властивості. Значною є бактеріальна забрудненість осаду – кокі, палички, спіралі, яйця гельмінтів.

Водовіддавальні властивості при зневодненні осадів залежать від розміру частинок їх твердої фази. Із збільшенням розмірів цей показник покращується, тобто механічне зневоднення проходить більш ефективно. У свіжому осаді первинних відстійників містяться частинки розміром від 7 мм до 10 мм в кількості 5 – 20 % до маси сухої речовини (СР); частинки розміром від 1 мм до 7 мм – в кількості 9 – 33 % до маси СР; частинки розміром менше 1 мм – в кількості 50 – 80 %. Осад вторинних відстійників (активний мул) має дрібнодисперсну структуру.

Частинки твердої фази осаду характеризуються різними формами зв’язку з вологою суспензії. За класифікацією Ребіндера волога може знаходитись у хімічному, фізико-хімічному та фізико-механічному зв‘язку з твердими частинками, а також існувати у вільній формі. Хімічна волога входить до складу речовини, фізико-хімічна включає адсорбційну та осмотичну вологу, фізико-механічна – капілярну воду змочування та структурну вологу.

Механічними методами зневоднення осаду, а також природною їх сушкою на мулових майданчиках із осаду видаляється більша частина вільної вологи. Випаровуванням та обробкою під тиском, що руйнує капілярні зв‘язки, забезпечується видалення фізико-механічної вологи.

Частину зв‘язаної вологи можна видалити центрифугуванням або фільтруванням.

Центрифугування є високоефективним методом зневоднення осадів. До переваг центрифугування відноситься простота й економічність процесу, низька вологість осаду (кеку) після зневоднення.

Зневоднення шляхом центрифугування можна проводити для осадів із первинних відстійників, активного мулу із вторинних відстійників, і їх сумішей, а також для осадів, які утворилися в метантенках чи аеробних стабілізаторах.

За принципом дії центрифуги класифікують на:

- осаджувальні і фільтрувальні;

- періодичної і безперервної дії.

Для зневоднення осаду стічних вод найбільшого використання набули безперервні осаджувальні горизонтальні центрифуги із шнековим завантаженням осаду. Шнек і ротор обертаються з різною частотою, внаслідок чого осаджена тверда фаза вивантажується з ротору.

Для підвищення ефективності затримання сухої речовини осаду його обробляють реагентами. Використання в якості реагентів хлорного або сірчаного заліза, солей алюмінію та інших мінеральних реагентів не дає істотного збільшення ефективності, оскільки утворені при коагуляції пластівці руйнуються під впливом відцентрових сил. Підвищенню ефективності затримання сухої речовини сприяє введення вапна та інших присадочних матеріалів, що покращує їх водовіддавальні властивості, проте високі дози вапна збільшують абразивність осаду, що обумовлює швидке зношення шнеків.

Застосовують декілька технологічних схем обробки осадів стічних вод методом центрифугування.

Схема 1 передбачає роздільне центрифугування сирого осаду та не ущільненого надлишкового активного мулу. Фугат, який утворюється в результаті зневоднення сирого осаду, направляють у первинні відстійники, а фугат від центрифугування надлишкового активного мулу проходить обробку в аеротенках.

За схемою 2 зневоднення на центрифугах проходить для збродженої суміші осадів із первинних відстійників і ущільненого надлишкового активного мулу. Фугат може направлятися на первинні відстійники або на мулові майданчики.

Схема 3 передбачає центрифугування суміші сирого осаду і надлишкового активного мулу. Фугат може направлятися на первинні відстійники або піддаватися аеробній стабілізації.

Порядок виконання роботи

1. Заповнити пластмасові центрифужні пробірки осадом стічної води об’ємом по 15 мл у кожну пробірку.

2. Провести процес центрифугування за таких параметрів:

час обробки t = 3 хв.,

частота обертів центрифуги n = 3000 об/хв.

3. Після центрифугування фугат максимально відділити від утвореного осаду.

4. Зважити на технічних терезах суху бюксу (m, г) та викласти осад після центрифугування з пробірок у бюксу.

5. Зважити на технічних терезах бюксу із зневодненим осадом (m1, г).

6. Висушити бюксу з осадом в сушильній шафі при температурі від 100 °С до 105 °С протягом від 30 хв. До 40 хв.

7. Поставити бюксу після висушування в ексікатор на 20 хв. Для повільного охолодження та зважити після цього на технічних терезах (m2, г).

8. Розрахувати масову частку вологи осаду після центрифугування (Wц) за формулою:

.

Продовжити виконання лабораторної роботи