επεξεργασία λυμάτων λυμάτων

Το υπόλειμμα που συσσωρεύεται σε μονάδες επεξεργασίας λυμάτων ονομάζεται λάσπη (ή βιοσώματα). Η λάσπη λυμάτων είναι το στερεό, ημισολικό υπολειμματικό υλικό που παράγεται ως υποπροϊόν των διαδικασιών επεξεργασίας λυμάτων. Αυτό το υπόλειμμα συνήθως ταξινομείται ως πρωτογενή και δευτερεύουσα ιλύ. Η πρωτογενή ιλύ παράγεται από χημικές κατακρημνίσεις , καθίζηση και άλλες πρωτογενείς διεργασίες, ενώ η δευτερογενής λάσπη είναι η βιομάζα ενεργοποιημένων αποβλήτων που προκύπτουν από βιολογικές θεραπείες. Ορισμένες μονάδες αποχέτευσης λαμβάνουν επίσης στερεά διαχωρισμού ή σηπτικής δεξαμενής από οικιακά συστήματα επεξεργασίας λυμάτων. Πολύ συχνά οι λάσπες συνδυάζονται μαζί για περαιτέρω θεραπεία και διάθεση.

Η θεραπεία και η διάθεση της λάσπης λυμάτων αποτελούν σημαντικούς παράγοντες στο σχεδιασμό και τη λειτουργία όλων των εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυμάτων. Δύο βασικοί στόχοι για τη θεραπεία της ιλύος πριν από την τελική διάθεση είναι να μειώσουν τον όγκο της και να σταθεροποιηθούν τα οργανικά υλικά. Η σταθεροποιημένη λάσπη δεν έχει επιθετική οσμή και μπορεί να αντιμετωπιστεί χωρίς να προκαλέσει ενόχληση ή κίνδυνο για την υγεία. Ο μικρότερος όγκος ιλύος μειώνει το κόστος άντλησης και αποθήκευσης.

Μέθοδοι θεραπείας

Η θεραπεία της λάσπης λυμάτων μπορεί να περιλαμβάνει συνδυασμό διεργασιών πάχυνσης , πέψης και αφυδάτωσης.

Πύκνωση

Η πάχυνση είναι συνήθως το πρώτο βήμα στη θεραπεία ιλύος επειδή είναι ανέφικτο να χειριστεί τη λεπτή λάσπη, ένα πολτό στερεά που αιωρούνται στο νερό . Η πάχυνση επιτυγχάνεται συνήθως σε μια δεξαμενή που ονομάζεται πυκνωτής βαρύτητας. Ένας πυκνωτής μπορεί να μειώσει τον συνολικό όγκο ιλύος σε λιγότερο από το ήμισυ του αρχικού όγκου. Μια εναλλακτική λύση για την πάχυνση της βαρύτητας είναι η επίπλευση του διαλυμένου αέρα. Σε αυτή τη μέθοδο, οι φυσαλίδες αέρα μεταφέρουν τα στερεά στην επιφάνεια, όπου ένα στρώμα από μορφές πυκνότητας ιλύος.

Πέψη

Η πέψη ιλύος είναι μια βιολογική διαδικασία στην οποία τα οργανικά στερεά αποσυντίθενται σε σταθερές ουσίες. Η πέψη μειώνει τη συνολική μάζα των στερεών, καταστρέφει τα παθογόνα και διευκολύνει την αφαίρεση ή τη στεγνή της λάσπης. Η λάσπη που έχει αφομοιωθεί είναι αβλαβής, έχοντας την εμφάνιση και τα χαρακτηριστικά ενός πλούσιου εδάφους .

Οι περισσότερες μεγάλες εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων χρησιμοποιούν ένα σύστημα πέψης δύο σταδίων στο οποίο τα οργανικά μεταβολίζονται από βακτηρίδια αναερόβια (ελλείψει οξυγόνου). Στο πρώτο στάδιο, η λάσπη, που παχύνεται σε ένα περιεχόμενο ξηρών στερεών (DS) περίπου 5 %, θερμαίνεται και αναμειγνύεται σε κλειστή δεξαμενή για αρκετές ημέρες. Τα βακτήρια που σχηματίζουν οξέα υδρολύουν μεγάλα μόρια όπως πρωτεΐνες και λιπίδια , σπάζοντας τα σε μικρότερα υδατοδιαλυτά μόρια και στη συνέχεια ζυμώνουν αυτά τα μικρότερα μόρια σε διάφορα λιπαρά οξέα. Η λάσπη στη συνέχεια ρέει σε μια δεύτερη δεξαμενή, όπου η διαλυμένη ύλη μετατρέπεται από άλλα βακτήρια σε βιοαέριο , ένα μείγμα διοξειδίου του άνθρακα και μεθανίου . Το μεθάνιο είναι καύσιμο και χρησιμοποιείται ως καύσιμο για να θερμαίνει την πρώτη δεξαμενή πέψης καθώς και να παράγει ηλεκτρική ενέργεια για το εργοστάσιο.

Η αναερόβια πέψη είναι πολύ ευαίσθητη στη θερμοκρασία , την οξύτητα και άλλους παράγοντες. Απαιτεί προσεκτική παρακολούθηση και έλεγχο. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η λάσπη ενοφθαλμίζεται με επιπλέον υδρολυτικά ένζυμα στην αρχή του πρώτου σταδίου πέψης προκειμένου να συμπληρώσει τη δράση των βακτηρίων. Έχει βρεθεί ότι αυτή η ενζυματική θεραπεία μπορεί να καταστρέψει πιο ανεπιθύμητα παθογόνα στη λάσπη και επίσης μπορεί να οδηγήσει στη δημιουργία περισσότερων βιοαερίου στο δεύτερο στάδιο της πέψης.

Μια άλλη ενίσχυση της παραδοσιακής διαδικασίας αναερόβιας πέψης δύο σταδίων είναι η θερμική υδρόλυση ή η διάσπαση των μεγάλων μορίων από τη θερμότητα. Αυτό γίνεται σε ξεχωριστό βήμα πριν από την πέψη. Σε μια τυπική περίπτωση, η διαδικασία ξεκινά με μια λάσπη που έχει αφυδατηθεί σε περιεχόμενο DS περίπου 15 %. Η λάσπη αναμειγνύεται με ατμό σε έναν πολτό και αυτό το καυτό ομογενοποιημένο μίγμα τροφοδοτείται σε έναν αντιδραστήρα, όπου διατηρείται υπό πίεση σε περίπου 165 ° C (περίπου 330 ° F) για περίπου 30 λεπτά. Σε εκείνο το σημείο, με τις υδρολυτικές αντιδράσεις να ολοκληρωθούν, μερικές από τις ατμοπαραγωγές εκτοξεύονται (που τροφοδοτείται στον πολτό), και η ιλύος, ακόμα κάτω από κάποια πίεση, απελευθερώνεται ξαφνικά σε μια [δεξαμενή flash ", όπου η πτώση Sudd Η πίεση εκρήγνυται τα κυτταρικά τοιχώματα μεγάλου μέρους της στερεής ύλης. Η υδρολυμένη λάσπη ψύχεται, αραιώνεται ελαφρώς με νερό και στη συνέχεια αποστέλλεται απευθείας στο δεύτερο στάδιο της αναερόβιας πέψης.

Η πέψη λάσπης μπορεί επίσης να πραγματοποιηθεί αερόβια-δηλαδή, παρουσία οξυγόνου. Η λάσπη αεριζόμενη έντονα σε ανοιχτή δεξαμενή για περίπου 20 ημέρες. Το αέριο μεθανίου δεν διαμορφώνεται σε αυτή τη διαδικασία. Παρόλο που τα αερόβια συστήματα είναι ευκολότερα λειτουργικά από τα αναερόβια συστήματα, συνήθως κοστίζουν περισσότερο για να λειτουργούν λόγω της εξουσίας που απαιτείται για τον αερισμό. Η αερόβια πέψη συνδυάζεται συχνά με τα μικρά συστήματα σταθεροποίησης ή σταθεροποίησης επαφής.

Η αερόβια και συμβατική αναερόβια πέψη μετατρέπει περίπου το ήμισυ των στερεών οργανικής ιλύος σε υγρά και αέρια. Η θερμική υδρόλυση ακολουθούμενη από αναερόβια πέψη μπορεί να μετατρέψει περίπου 60 έως 70 τοις εκατό της στερεής ύλης σε υγρά και αέρια. Δεν είναι μόνο ο όγκος των στερεών που παράγονται μικρότερο από ό, τι στη συμβατική πέψη, αλλά η μεγαλύτερη παραγωγή βιοαερίου μπορεί να κάνει ορισμένες εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων που αυτοδύναζαν στην ενέργεια .

Αφυδάτωση

Η λάσπη λυμάτων που έχει αφομοιωθεί συνήθως αφαίρεσε πριν από τη διάθεση. Η απομονωμένη λάσπη εξακολουθεί να περιέχει σημαντική ποσότητα νερού-συχνά όσο το 70 τοις εκατό-αλλά με αυτό το περιεχόμενο υγρασίας, η ιλύος δεν συμπεριφέρεται πλέον ως υγρό και μπορεί να αντιμετωπιστεί ως στερεό υλικό. Τα κρεβάτια ξήρανσης ιλύος παρέχουν την απλούστερη μέθοδο αφυδάτωσης. Ένα χωνευμένο ιλύ ιλύος εξαπλώνεται σε ένα ανοιχτό κρεβάτι άμμου και επιτρέπεται να παραμείνει μέχρι να στεγνώσει. Η ξήρανση λαμβάνει χώρα με συνδυασμό εξάτμισης και αποστράγγισης βαρύτητας μέσω της άμμου. Ένα δίκτυο σωληνώσεων που κατασκευάστηκε κάτω από την άμμο συλλέγει το νερό , το οποίο αντλείται πίσω στο κεφάλι του φυτού. Μετά από περίπου έξι εβδομάδες ξήρανσης, το κέικ λάσπης, όπως ονομάζεται, μπορεί να έχει περιεχόμενο στερεών περίπου 40 %. Στη συνέχεια, μπορεί να αφαιρεθεί από την άμμο με ένα pitchfork ή έναν φορτωτή front-end. Προκειμένου να μειωθεί ο χρόνος ξήρανσης σε υγρό ή κρύο καιρό, μπορεί να κατασκευαστεί ένα γυάλινο περίβλημα πάνω από τα κρεβάτια άμμου. Δεδομένου ότι απαιτείται μια μεγάλη έκταση για την ξήρανση των κρεβατιών, αυτή η μέθοδος αφυδάτωσης χρησιμοποιείται συνήθως σε αγροτικές ή προαστιακές πόλεις και όχι σε πυκνοκατοικημένες πόλεις.

Εναλλακτικές λύσεις σε κρεβάτια ξήρανσης ιλύος περιλαμβάνουν το φίλτρο κενού περιστροφικού τυμπάνου, το φυγοκεντρητικό και το πάτημα του φίλτρου ιμάντα. Αυτά τα μηχανικά συστήματα απαιτούν λιγότερο χώρο από ό, τι κάνουν κρεβάτια με λάσπη και προσφέρουν μεγαλύτερο βαθμό επιχειρησιακού ελέγχου. Ωστόσο, συνήθως πρέπει να προηγούνται από ένα βήμα που ονομάζεται κλιματισμό ιλύος, στην οποία προστίθενται χημικές ουσίες στη ιλύ υγρή για να πήξαν τα στερεά και να βελτιώσουν τη δυνατότητα αποστράγγισης.

Διάθεση

Ο τελικός προορισμός της λάσπης λυμάτων που έχει υποστεί επεξεργασία είναι συνήθως η γη. Η αποδυναμωμένη λάσπη μπορεί να ταφεί υπόγεια σε υγειονομική υγειονομική περίπτωση . Μπορεί επίσης να εξαπλωθεί σε γεωργική γη προκειμένου να χρησιμοποιηθεί η αξία του ως κλιματιστικό εδάφους και λίπασμα . Δεδομένου ότι η ιλύ μπορεί να περιέχει τοξικές βιομηχανικές χημικές ουσίες, δεν διαδίδεται σε γη όπου καλλιεργούνται καλλιέργειες για κατανάλωση από τον άνθρωπο.

Όπου δεν είναι διαθέσιμη μια κατάλληλη περιοχή για τη διάθεση της γης, όπως στις αστικές περιοχές, η ιλύ μπορεί να αποτεφρωθεί . Η αποτέφρωση εξατμίζει πλήρως την υγρασία και μετατρέπει τα οργανικά στερεά σε αδρανή τέφρα. Η τέφρα πρέπει να απορριφθεί, αλλά ο μειωμένος όγκος καθιστά τη διάθεση πιο οικονομική. Ο έλεγχος της ατμοσφαιρικής ρύπανσης είναι πολύ σημαντικός όταν αποτεφρώνεται η ιλύ λυμάτων. Πρέπει να χρησιμοποιηθούν κατάλληλες συσκευές καθαρισμού αέρα, όπως τα πλυντήρια και τα φίλτρα.

Η ιλύ από την απόρριψη στον ωκεανό, μόλις μια οικονομική μέθοδος διάθεσης για πολλές παράκτιες κοινότητες , δεν θεωρείται πλέον βιώσιμη επιλογή. Απαγορεύεται τώρα στην Κίνα και σε πολλές άλλες παράκτιες χώρες.