Совершенствование обработки осадков сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.03, кандидат технических наук Жвакина, Марина Анатольевна

• Жвакина, Марина Анатольевна
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Жвакина, Марина Анатольевна

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Типовая схема переработки осадков на целлюлозно-бумажных предприятиях

1.2 Состав и свойства осадков сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий

1.3 Уплотнение активного ила и осадков первичных отстойников

1.4 Реагента ая обработка осадков

1.5 Мехобезвоживание осадков целлюлозно-бумажных предприятий

1.6 Утилизация осадков сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий

1.7 Выводы

1.8 Цель и задачи исследования

2 ОБЪЕКТЫ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объекты исследования

2.2 Вспомогательные материалы исследования

2.3 Описание установки по обработке иловых смесей песком в динамических условиях и последующему разделению

2.4. Методы исследования

3 ИССЛЕДОВАНИЕ ОБРАБОТКИ ИЛОВЫХ СМЕСЕЙ ПЕСКОМ В ДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

3.1 Предварительные исследования

3.2 Исследование влияния загрузки песка

3.3 Исследование влияния линейной скорости движения иловой смеси на границе выноса из песчаного реактора

3.4 Исследование влияния дебита иловой смеси

3.5 Исследование влияния введения флокулянта в иловую смесь перед вводом в песчаный реактор

3.6 Возможные механизмы взаимодействия частиц песка с частицами активного ила

3.7 Выводы

4 ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ ИЛОВОЙ СМЕСИ ПЕСКОМ В ДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ НА ПОСЛЕДУЮЩЕЕ СОУПЛОТНЕНИЕ СГУЩЕННОГО ИЛА С ДРУГИМИ ОСАДКАМИ СТОЧНЫХ ВОД

4.1 Соуплотнение сгущенного ила с другими осадками сточных вод

4.2 Соуплотнение смесей осадков Соломбальского ЦБК

4.3 Соуплотнение смесей осадков Архангельского ЦБК

4.4 Выводы

5 ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ ИЛОВОЙ СМЕСИ ПЕСКОМ В ДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ НА МЕХОБЕЗВОЖИВАНИЕ ОСАДКОВ

5.1 Мехобезвоживание осадков Соломбальского ЦБК

5.2 Мехобезвоживание осадков Архангельского ЦБК

5.3 Выводы

6 ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОПТИМИЗАЦИИ СОУПЛОТНЕНИЯ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД АЦБК

6.1 Сравнение уплотняемости различных видов осадков сточных вод

6.2 Соуплотнение различных комбинаций осадков сточных вод

6.3 Расчеты различных вариантов уплотнения осадков

6.4 Выводы

7 ОЦЕНКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

7.1 Технико-экономическая эффективность обработки иловой смеси песком в динамических условиях

7.2 Технико-экономическая эффективность оптимизации процесса соуплотнения осадков сточных вод

7.3 Прочие положительные эффекты при внедрении способа обработки иловых смесей песком в динамических условиях

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование обработки осадков сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий»

Целлюлозно-бумажные предприятия являются источником значительного количества сточных вод, объем которых на типовом предприятии в среднем составляет 300.400 тыс. м3/сут. При биологической очистке сточных вод образуются высоковолокнистые осадки, общее количество которых в отрасли по России достигает 20.50 млн. м3 в год. Основную часть сухих веществ осадков составляют органические вещества [1].

Современная технология переработки осадков сточных вод в целлюлозно-бумажной промышленности включает следующие стадии: уплотнение, кондиционирование, обезвоживание и утилизацию. В целом, технология переработки осадков является исключительно затратной, что сказывается на себестоимости продукции. Исходя из этого, возникает потребность в снижении затрат за счет интенсификации всех стадий переработки осадков сточных вод, в частности, мало интенсивной стадии разделения иловой смеси после аэротенков во вторичных отстойниках. При значительных объемах стоков и полуторачасовой длительности процесса требуются большие железобетонные сооружения (отстойники) и соответствующие территории для их размещения.

Стадия уплотнения осадков сточных вод в сравнении со стадией сгущения является еще менее производительной. При длительности 5.6 часов уплотненные осадки имеют высокую влажность. Поскольку концентрации уплотняемых осадков снижаются незначительно, объем осадков остается по-прежнему высоким, что ведет к существенным затратам электроэнергии на их рециркуляцию и транспортировку в цех мехобезвоживания.

Значительное содержание органических веществ в осадках и их склонность к быстрому загниванию требует сокращения продолжительности стадии уплотнения, поскольку загнивание осадков приводит к неизбежному увеличению удельного сопротивления осадков. А это, в свою очередь, влечет за собой увеличение затрат на последующее их мехобезвоживание. Все это оказывает значительное влияние на себестоимость выпускаемой на предприятии продукции.

Исходя из этого, актуальной проблемой для ЦБП является интенсификация процесса переработки осадков сточных вод, т.е. увеличение дебита, и повышение эффективности, т.е. увеличение концентрации осадка.

Заключение диссертации по теме «Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины», Жвакина, Марина Анатольевна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Обработка иловой смеси, образующейся в аэротенках при биологической очистке сточных вод ЦБП, песком в динамических условиях значительно улучшает седиментационные свойства активного ила. Концентрация сгущенного осадка увеличивается в 1,5.3 раза при одновременном уменьшении продолжительности отстаивания в 2.5 раз. Вынос ила с биологически очищенной водой при этом остается на уровне производственных показателей.

2. Обработку иловой смеси песком в динамических условиях целесообразно проводить при линейной скорости движения иловой смеси до 30 м/час, удельной загрузке песка 2 кг/м -час и дебите до 260 м /м час.

3. Введение в иловую смесь флокулянта Органопол 5425 в количестве около 0,16 кг/т а.с. АИ перед обработкой ее песком в динамическом режиме позволяет снизить сбросы ила с биологически очищенной сточной водой на 27.50 %.

4. Активный ил, выделенный из иловой смеси, обработанной песком в динамических условиях, соуплотняется и обезвоживается с другими осадками сточных вод ЦБП лучше, чем ил, выделенный в обычных условиях.

5. Процесс соуплотнения осадков сточных вод ЦБП может быть значительно оптимизирован на основе нового методического подхода.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Жвакина, Марина Анатольевна, 2005 год

1. Копылов В.А. Очистка сточных вод и уплотнение осадков целлюлозно-бумажного производства. М.: Лесн. пром-сть, 1983. — 176 с.

2. Стадницкий Г.В., Родионов А.И. Экология: Учебное пособие для химико-технологических вузов. М.: Высш. шк., 1988. - 72 с.

3. Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1982.-223 с.

4. Евилевич М.А., Черноусов Ю.И. Утилизация активного ила предприятий целлюлозно-бумажной промышленности. М.: ВНИПИЭИлеспром, 1977.-47 с.

5. Евилевич А.З., Евилевич М.А. Утилизация осадков сточных вод. Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1988. - 247 с.

6. Туровский И. С. Обезвоживание осадков сточных вод на барабанных вакуум-фильтрах. M.: Стройиздат, 1966. - 180 с.

7. Очистка производственных сточных вод. / C.B. Яковлев, Я.А. Карелин, Ю.М. Ласков, Ю.В. Воронов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1985. - 335 с.

8. Ковернинский И.Н. Основы технологии химической переработки древесины. М.: Лесн. пром-сть, 1984. - 184 с.

9. Голубовская Э. К. Биологические основы очистки воды. М.: Высш. шк., 1978.-268 с.

10. Ю.Карюхина Т.А., Чурбанова И.Н. Химия воды и микробиология М.: Стройиздат, 1983.-206 с.

11. Ломова М.А. Микробиология активных илов для очистки сточных вод целлюлозно-бумажного производства. М.: Химия, 1962. - 53 с.

12. Методическое руководство по гидробиологическому и бактериологическому контролю процесса биологической очистки на сооружениях с аэротенками / под ред. Жмур Н.С.- М., ПНД Ф СБ 14.1.77.-96, 1996. 64 с.

13. Иванов В.Г., Семенов В.П., Симонов Ю.М. Применение тонкослойных отстойников в целлюлозно-бумажной промышленности. М.: Лесн. пром-сть, 1989.- 173 с.

14. Методика технологического контроля работы очистных сооружений городской канализации. М.: Стройиздат, 1977. - 29 с.

15. Яковлев C.B., Карюхина Т.А. Биохимические процессы в очистке сточных вод. -М.: Стройиздат, 1980.- 100 с.

16. Стеценко Л.А. Характеристика состава активного ила из очистных сооружений ЦБП // Бумажная промышленность. 1987. - №11. - С. 28 - 29.

17. Степаненко Н.И., Ряховская А.И., Романенко O.A. Очистка сточных вод в аэротенках // Химия и технология воды. 1985. - № 2. - С.79-80.

18. Евилевич А.З. Утилизация осадков сточных вод. М.: Стройиздат, 1979. - 87с.

19. Временный классификатор токсичных промышленных отходов и методические рекомендации по определению класса токсичности промышленных отходов. Минздрав СССР, № 4286-87, М.: 1987. - 24 с.

20. Биологическая очистка производственных сточных вод. Процессы, аппараты и сооружения / C.B. Яковлев, И.В. Спирдов, В.И. Швецов и др.; Под ред. C.B. Яковлева. М.: Стройиздат, 1985. - 326 с.

21. Рубчак И. Ю., Сирота M. Н. Сооружения для обработки осадков городских сточных вод. М.: Стройиздат, 1978. - 116 с.

22. Связанная вода в дисперсных системах. Вып. 4 / Под ред. В.Ф. Киселева, В.И. Квливидзе. М: Изд-во МГУ, 1977.-216 с.

23. Канализация. / С. В. Яковлев, Я. А. Карелин, А. И. Жуков, С. К. Колобанов. 5-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1976. - 632 с.

24. Монгенштерн B.C. Биологическая очистка сточных вод целлюлозно-бумажного производства. М.: Химия, 1962. - 320 с.

25. Романов Г.А., Семенов Ю.М. Механическая очистка сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий. М.: Лесн. пром-сть, 1989. - 112 с.

26. Яковлев C.B., Калицун В.И. Механическая очистка сточных вод. М.: Стройиздат, 1977.-200 с.

27. Брызгалов Л.И. Очистка сточных вод. М.: Лесн. пром-сть, 1972. - 36 с.

28. Гвоздев В.Д., Ксенофонтов Б.С. Очистка производственных сточных вод и утилизация осадков. М.: Химия, 1988. - 111 с.

29. Звягинцев Д.Г. Взаимодействие микроорганизмов с твердыми поверхностями. М: Изд-во МГУ, 1973.- 176 с.

30. Жвакина O.A. Совместная переработка осадков сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий с золой ТЭЦ: Дис. кан. техн. наук. Архангельск: АГТУ, 2002, 149с.

31. Монгайт Л. И., Гаврилов М. И., Шерстнев В. П. Тепловая обработка осадков сточных вод. М.: Стройиздат, 1981. - 92 с.

32. Совместная обработка осадков сточных вод и осадков, образующихся на водопроводных станциях / C.B. Яковлев, Б.А. Ганин, A.C. Матросов, Б.М. Кольчугин. М.: Стройиздат, 1990. - 102 с.

33. Жуков А. И., Монгайт И. Д., Родзкллер И. Д. Методы очистки производственных сточных вод. 2-е изд. М.: Стройиздат, 1977. - 204 с.

34. Проскуряков В. А., Шмидт JI. И. Очистка сточных вод в химической промышленности. -JI.: Химия, 1977. 464 с.

35. Туровский И. С., Виноградов JI. С. Обеззараживание и интенсификация процесса обезвоживания осадков сточных вод.— В кн.: Опыт очистки и обеззараживания городских сточных вод в СССР и за рубежом, № 3 (30). М.: ЦБНТИ МЖКХ РСФСР, 1975.-С. 76- 107.

36. Туровский И. С., Замощин JI. В. Расчет производительности вакуум-фильтров и фильтр-прессов при обезвоживании иловых суспензий // Химическое и нефтяное машиностроение. 1972. - № 4. - С. 6 - 8.

37. Вейцер Ю.И., Минц Д.М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод. М.: Стройиздат, 1984.-201 с.

38. Сахаров С.Г. Опыт обезвоживания и сжигания осадков сточных вод // Бумажная промышленность. 1985. - № 6. - С.4 - 5.

39. Жужиков В. А. Фильтрование. М.: Химия, 1981. - 440 с.

40. Совместная переработка твердых бытовых отходов и осадков сточных вод во Франции / И. С. Туровский, А. Ф. Порядин, А. А. Котеленец, И. Н. Рыбников, Ю. А. Черенков. М.: ЦБНТИ МЖКХ РСФСР, 1979. - 23 с.

41. Калицун В.И., Ласков Ю.М. Лабораторный практикум по водоотведению и очистке сточных вод. М.: Стройиздат, 1995. - 226 с.

42. Туровский И. С., Аграноник Р. Я., Гольдфарб Л. Л. Обезвоживание и обезвреживание осадков сточных вод. М.: ЦБНТИ МЖКХ РСФСР, 1977. - 66 с.

43. Нестерович А. А., Гельперин Н. И., Шкоропад Д. Е. Технологический расчет скоростных осадительных шнековых центрифуг типа НОГШ // Химическое и нефтяное машиностроение. 1967. - № 4. - С.15-18.

44. Ласков Ю.М., Воронов Ю.В., Калицун В.И. Примеры расчетов канализационных сооружений. М.: Стройиздат, 1987. - 256 с.

45. Митрофанов Н.Г. Осадок городских сточных вод: проблема утилизации // Гор. х-во Москвы. 1985. - № 12. - С.16-17.

46. Переработка и утилизация осадков сточных вод / Г.А. Андроникошвили, Б.О. Миленин, C.B. Яковлев и др.; под ред. C.B. Яковлева. М.: Стройиздат, 1987. - 95с.

47. Туровский И.С., Чертес К.А. Технология компостирования осадков сточных вод: Обзор, информ. М.: ВНИПИЭИлеспром, 1991. - 48с.

48. Suzuki Т., Использование осадка сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности. // Сангё Когай, Int. Pollut. Conf. 1977. - № 8.- С.754-763.

49. Отходы гидролизных и целлюлозных заводов как удобрения / В.Т. Колесниченко, И.Н. Рынке, Л.В. Помазкина, М.И. Шкирпене. М.: Наука, 1976. - 86 с.

50. Бернадинер M. Н., Минц М. С., Туровский И. С. Сжигание осадков сточных вод. -М.: ГОСИНТИ, 1971. 49 с.

51. Обработка и утилизация осадков сточных вод: Материалы всесоюзного научно-технического семинара. М.: МДНТП им. Ф. Э. Дзержинского, 1978. - 148 с.

52. Эффективность природоохранных мероприятий / Под ред. Т.С. Хачатурова, К.В. Папенова. М.: Изд-во МГУ, 1990. - 224 с.

53. Никишина М.Ф., Бегункова Н.И. Битумные пасты на активном иле // Автомоб. Дороги. 1985.-№ 6. - С.15-16.

54. Типисев А.Я. Пути решения проблемы утилизации осадков сточных вод // Бумажная промышленность. 1983. - № 5. - С.4-6.

55. Зацепилин А.И., Мужицкий В.И., Луппиан М.Н. Оценка использования избыточного активного ила при производстве сульфатной небеленой целлюлозы // Бумажная промышленность. 1981. - № 6. - С. 17-18.

56. Pronty M.F., Alleman J., Berman N. Sludge amended brick manufacture. // Toxic and Hazardous Waste. Proc. 15th Mid-Atlant. Int. Waste Conf., Boston. 1983. - P.492-502.

57. A.c. 1574577 СССР, МКИ C04 B38108. Способ изготовления теплоизоляционного материала / Л.А. Бухтина и др. № 4269213/23-33; Заявлено 20.05.87: Опубл. 30.06.90, Бюл. № 24. — 2 с.

58. Ксенофонтов Б.С., Рожкова М.И. Обезвоживание и утилизация избыточного активного ила и осадков сточных вод. М.: ЦБНТИ Минмедбиопрома, 1987. - 48 с.

59. Любарский В.М., Королева Е.А. Замесим-ка бетон на осадках // Жилищное и коммунальное хозяйство. 1996. - № 1. - С.26-27.

60. Alkire Bernard D., Newton Steven. Using paper mill sludge as concrete admixture. // J. Environ. End. Div. Pros. Amer. Soc. Civ. End. 1975. - № 3. - P.469-473.

61. Заручевных И.Ю. Совместная утилизация иловых осадков сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий и золы ТЭС для изоляции и рекультивации накопителей отходов: Дис. кан. техн. наук. Архангельск, 1999. 149 с.

62. Складирование отходов химических производств / Под ред. Р.Д.Семенюк, В.П. Батюк и др. М.: Химия, 1983. - 120 с.

63. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. Химический анализ производственных сточных вод. М.: Химия, 1984. -447 с.

64. Лурье Ю.Ю., Рыбникова А.И. Химический анализ производственных сточных вод. -М.: Химия, 1974.-335 с.

65. Рекомендации по методам производства анализов на сооружениях биохимической очистки производственных сточных вод. М.: Стройиздат, 1970. - 104 с.

66. Унифицированные методы анализа вод СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. - 115с.

67. У инфицированные методы анализа вод / Под ред. Лурье Ю.Ю. М.: Химия, 1974.-376 с.

68. Кассандрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдений. М.: Наука, 1970.- 104 с.

69. Методическое пособие по инженерно-геологическому изучению горных пород / Под ред. Е.М. Сергеева, т. 2: Лабораторные работы. М.: Недра, 1984. - 438 с.

70. Лабораторный практикум по курсу «Общая технология бумажного производства». Общие методы контроля. Учебник для ВУЗов / Под ред. Е.И. Великой, В.Ф. Суходол. М.: Легкая и пищевая пром-ть, 1983. - 311 с.

71. Баран A.A., Тесленко А.Я. Флокулянты в биотехнологии. Л.: Химия, 1990. - 144 с.

72. Баран A.A. Полимерсодержащие дисперсные системы. Киев: Наукова думка, 1986.-204 с.

73. Никовская Г.Н., Глоба Л.И. Агрегативная устойчивость биоколлоидов // Микробиология. 1986. - № 5. - С. 872-874.

74. Мирошников А.И., Фомченков В.М., Иванов А.Ю. Электрофизический анализ и разделение клеток. М.: Наука, 1986. - 182 с.

75. Shott Н. Микроорганизмы в биотехнологии // Bioelectrochem. a. Bioenergetics, 1977.- V. 4.-№2.-Р. 117-136. 80.Громов Б.В. Строение бактерий. Л.: ЛГУ. 1985. - 189 с.81.3апольский А.К., Баран A.A. Коагулянты и флокулянты. Л.: Химия, 1987.-204 с.

76. Вейцер Ю.И., Минц Д.М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод. М.: Стройиздат, 1984. - 202 с.

77. Pavoni J. L., Tenney M.W. Водорастворимые полимеры // J. Water Pollut. Control Feder. 1972. - V. 44. - № 3. - P. 414.

78. Глоба Л.И. Гетерокоагуляция микроорганизмов // Микробиология. 1983. - № 2. -С. 22-26.

79. Гордиенко A.C. Биофлокулянты // Хим. и технол. воды. 1986. - Т. 8. - № 5. -С. 43-47.