Сжигание осадков городских сточных вод как метод их утилизации
Журнал: Научный журнал «Студенческий форум» выпуск №36(129)
Рубрика: Технические науки
Научный журнал «Студенческий форум» выпуск №36(129)
Сжигание осадков городских сточных вод как метод их утилизации
Вода — является источником жизни на нашей планете, для огромного количества живых организмов служит средой обитания. С ускорением мегаполизации и улучшением бытовых условий проживания человек стал использовать намного больше воды, чем, например, пятьдесят лет назад. Развитие сельскохозяйственной отрасли, изменение климата, загрязнение окружающей среды также влияют на появление проблем снабжения пресной водой населения и на ее качество. Человечество использует воду во всех сферах своей жизнедеятельности, в результате чего образуется огромное количество сточных вод, которые необходимо качественно очищать.
В результате очистки образуется огромное количество осадков, которые в последующем необходимо утилизировать. Так ежегодно в России образуется около 2 миллионов тонн осадков сточных вод по сухому веществу. Ниже приведена сравнительная таблица, где показано в каких странах используют различные способы утилизации в каком процентном соотношении.
Таблица 1.
Утилизация осадков в странах мира
|
Страна |
Используют как удобрение, % |
Сжигание, % |
Захоронение на свалках, % |
Другое/данные отсутствуют , % |
|
Россия |
10 |
15 |
60 |
15 |
|
Нидерланды |
- |
99 |
- |
1 |
|
Испания |
85 |
- |
- |
15 |
|
Великобритания |
40 |
20 |
15 |
15 |
|
Франция |
55 |
20 |
19 |
6 |
|
Германия |
25 |
Не более 10 |
60 |
5 |
|
Швеция |
45 |
15 |
20 |
20 |
|
Австрия |
25 |
15 |
56 |
4 |
Изучив таблицу 1, можно сделать вывод, что сжигание не является популярных способом утилизации осадков в мире.
Использование иловых площадок и свалок не является экономически и экологически верным решением, так как происходит сокращение свободных площадей земли, приводит к загрязнению подземных вод и окружающей среды в целом.
Переработка осадков позволяет сократить площади иловых карт и свалок, на которых обрабатывается более 90% всего осадка в РФ, например, в Московской области они занимают территорию свыше 700 га.
Сжигание — это процесс, при котором происходит окисление органической части осадков до золы и газов: диоксида углерода, азота и водяных паров.
В 1997 году в Санкт-Петербурге на Центральной Станции Аэрации (о. Белый) был запущен первый в СНГ завод по сжиганию осадка сточных вод, где процесс сжигания происходит в печах кипящего (псевдоожиженного) слоя (технология «Pyrofluid»). На сегодняшний день завод продолжает работать.
В таблице приведены данные для сравнения количества осадка, вывозимых с острова в 1997 году и в 2006 году.
Таблица 2.
Количество утилизированных осадков в 1997 году и 2006 году
|
Год |
1997 |
2006 |
|
Количество осадков |
1000-1200 т/сут |
60-70 т/сут ОСВ |
Благодаря использованию сжигания, как метода утилизации осадков, сокращение по количеству тон в сутки произошла в 17 раз.
Перед сжиганием осадки должны быть переведены до требуемого состояния путем термической сушки и механического обезвоживания. Сам процесс сжигания состоит из следующих стадий:
- нагревание;
- сушка;
- отгонка летучих веществ;
- сжигание органической части;
- прокаливание для выгорания остатков углерода.
Самые распространенные печи для сжигания осадков:
1. Печи кипящего слоя.
Достоинствами печей кипящего слоя являются:
- компактность установок;
- интенсивность процесса;
- возможность сжигания осадков различной влажности.
Недостатками печей кипящего слоя являются:
- большая запыленность отходящих газов;
- необходимость устройства рекуператоров.
2. Многоподовые печи.
Достоинством многоподовой печи является:
- простота;
- надежность в эксплуатации.
К недостатками многоподовой печи относятся:
- высокая строительная стоимость;
- большие габариты;
- частый выход из строя гребковых устройств.
3. Циклонные печи
Такие печи применяется для сжигания жидких или мелкодисперсных сухих материалов.
4. Барабанные вращающиеся печи
Достоинствами барабанной вращающейся печи являются:
- небольшая запыленность отходящих газов;
- возможность расположения на открытом воздухе, кроме топочной части и камеры загрузки.
Недостатками вращающихся барабанных печей являются:
- громоздкость;
- большие капитальные затраты;
- относительная сложность эксплуатации.
При сжигании образуются отходы, которые могут быть отнесены к опасным, поэтому возникает необходимость их безопасно утилизировать. Иногда образовавшиеся зола и шлак бывают пригодными для повторного использования в строительстве или сельском хозяйстве, например, в Японии было доказано, что усвоение почвой фосфора и азота из золы выше, чем из не утилизированного осадка.
Достоинства сжигания, как метода утилизации:
- обеспечивает обеззараживание осадков, за счет полного уничтожения органической части;
- сокращение большого объема осадка;
- зола, полученная после сжигания, может использоваться в производстве строительных и дорожно-транспортных материалов.
Недостатком данного метода является — возможность засорения газоходов и теплообменных аппаратов, из-за высокой влажности осадка.
