Тепловая обработка и замораживание осадков.

При решении проблемы обработки осадков городских СВ большое значение придается применению безреагентных способов изменения их физико-химических свойств. Одним из эффективных способов является их термическая обработка с использованием как высоких, так и низких температур.

Переход части связанной влаги в свободную объясняется повышением водоотдачи осадков после их тепловой обработки или замораживания.

Известно, что свободная вода, не содержащая примесей, а также структурная вода и вода смачивания закипают при температуре 100^оС и замерзают при температуре 0^оС. Температуры кипения и замерзания капиллярной влаги зависят от толщины капилляров: чем тоньше капилляры, тем более низкая температура необходима для замораживания и более высокая для кипения и удаления находящейся в них связанной влаги. Замораживание, равно как и удаление из осадка физико-химически связанной влаги, затруднено вследствие ориентации молекул воды относительно поверхности твердых частиц. По мере приближения к поверхности частиц ориентация молекул усиливается, что ведет к уменьшению межмолекулярных пространств и увеличению плотности воды, а, следовательно, к повышению температуры кипения и понижению температуры ее замерзания.

Внедрение метода замораживания требует создания эффективного оборудования. Осадок при этом не обеззараживается.

Тепловая обработка - нагревание осадков до Т=170-220^оС при давлении 1,2-2 МПа и выдержке при этих условиях в течение 30-120 минут (автоклавная обработка).

В процессе тепловой обработки происходит распад белкового вещества, его растворение и переход их из твердой фазы в жидкую. При этом изменяется структура осадков, улучшается водоотдача и достигается обезвреживание осадка. Тепловой обработке могут подвергаться как сырые, так и сброженные осадки.

В процессе тепловой обработки удельное сопротивление уменьшается до величин, позволяющих обезвоживать осадки на вакуум-фильтрах и фильтр-прессах без обработки химическими реагентами.

Недостатки:

- высокие энергетические затраты;

- применение аппаратов, работающих под давлением;

- материалоемкость процесса.

Обезвоживание осадков после термической обработки и замораживания осуществляется следующими методами:

- фильтрования, где осуществляется разделение твердой и жидкой фаз под воздействием разности давлений над фильтрующей средой и под ней. Фильтрующей средой является фиьтровальная ткань и слой осадка, налипающего на ней. (Вакуум-фильтры - влажность осадка 70-80%; фильтр-прессы - влажность50-70%, при Р=0,3-1,7 МПа);

- центрифугирования, где осуществляется разделение под воздействием центробежных сил (влажность кека 50-80%, однако вынос сухого вещества достиг 40-60%);

- подсушивания на иловых площадках (на песчанном или естественном дренажных основаниях) без дренажа или с дренажом.

Механизм действия иловых площадок:

а) уплотнение осадка под воздействием гравитационных сил и удаление жидкой фазы с поверхности;

б) фильтрация жидкой фазы через слой осадка и удаление ее через дренажи;

в) испарение жидкости со свободной поверхности осадка.

Недостатки иловых площадок:

- длительность сушки зависит от погодных условий;

- большие площади;

- не достигается обеззараживание.