Апр 10 2001

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ФИЛЬТРАТА КОММУНАЛЬНЫХ СВАЛОК — ПИЛОТНОЕ УСТРОЙСТВО

Опубликовано в 23:39 в категории Утилизация отходов

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ФИЛЬТРАТА КОММУНАЛЬНЫХ СВАЛОК - ПИЛОТНОЕ УСТРОЙСТВО

В.В. Осипов, Р. Годава, В.Н. Мищенко, С.Л. Прокопенко

Институт химии поверхности НАН Украины, г. Киев

Все крупные свалки представляют собой потенциальную угрозу для климата, будучи источником огромных количеств биогаза. Организация его эффективного образования и сбора является комплексной мультидисциплинарной проблемой, среди которых собственно сбор газа можно считать одной из самых простых.

Эффективное выделение биогаза со свалки ограничивается в основном накоплением в ее толще большого количества жидкости. Единственным препятствием этому процессу является дренажная система, которая собирает фильтрат и исключает его выход на поверхность и в грунт. По ряду причин (засорение сточных труб или ошибка в строительстве) дренажная система может не использоваться в полной мере. Одним из способов решения проблемы может быть предлагаемое в проекте бурение большого количества скважин, которые обеспечат рациональный сбор фильтрата. Это радикально сокращает количество выходящего на поверхность фильтрата, и ускоряет процесс образования биогаза. Собранный фильтрат является сильно загрязненным стоком и подлежит обязательной обработке.

Пригодность очистных технологий и их промышленные мощности могут быть определены пилотным устройством. Его возможная конструкция и описание работы рассматриваются в настоящем сообщении.

Фильтрат (100 л/ч) поступает в ёмкость (1), откуда направляется в набор устройств пилотного моделирования (НУПМ) для определения необходимых технологий его очистки:

а) после откачки фильтрата, первым этапом обработки является эффективное растворение в нем озона (2). Количество озона может изменяться ступенчато или непрерывно в зависимости от состава фильтрата (регулировка 3). Предельные значения концентрации озона – вплоть до 12 %. Задержка потока для эффективного окисления органических ве-

ществ в контактной ёмкости (4) возможна до 6 минут при повышенном (в 2 ÷ 4 раза от входного) давлении. Результаты этапа контролируются измерительным устройством (5), непрерывно регистрирующим озонопотребность фильтрата, степень его осветления, и некоторые другие параметры (рН, ORP, ХПК и т.д.). Периодически детальные изменения состава определяются аналитически по отобранным пробам. На этой стадии не ожидается существенного снижения ХПК, но происходит максимальное окисление неорганических веществ (железо, нитриты, сернистые соединения и т.д.), а сложные органические соединения окисляются до карбоновых кислот и кетонов. Разрушение хромофоров является подготовительной стадией для дальнейшей обработки. Избыток озона направляется через клапан (7) в каталитический деструктор (8), где разлагается до кислорода.

в) следующим является этап каталитического фотоозонолиза, в котором достигаются предельные степени окисления субстрата (6) вплоть до углекислого газа и воды (состояния полной минерализации). Его эффективность во многом определяется глубиной обработки на первом этапе. Требуемое количество озона на первом этапе, интенсивность обработки в режиме Усиленного окисления и их соотношение определяются экспериментально. Предельная концентрация окисляемых органических веществ достижимая на этом этапе определяется выбранными режимами и не является величиной постоянной. Экономически обоснованной может быть концентрация, начиная с которой возможна работа последующих устройств электродиализа и обратноосмотических мембран.

с) солёная вода (~20г/л), уже очищенная от значительного количества органических примесей, подаётся в тонкослойный отстойник (9), в который также подаётся щелочной раствор из электродиализной установки (18). В ёмкости (9) происходит умягчение воды – удаление солей жёсткости и тяжелых металлов, а также коагулирование взвешенных веществ. При необходимости в ёмкости (9) дозируют дополнительно реагенты (10), улучшающие процесс агрегирования, образующиеся при реагентной обработке взвешенных и коллоидных частиц. Для ускорения процесса седиментации ёмкость (9) снабжена набором пластин по типу тонкослойного отстойника. Влажный осадок из ёмкости (9) поступает в устройство для сгущения осадка (11), осветленная вода из ёмкости (9) подаётся с помощью насоса (12) на микрофильтр (МФ) (13), для отделения тонкодисперсной взвеси от воды. Очистка МФ от концентрата дисперсных частиц происходит обратным потоком воды или сжатым воздухом из компрессора (14), автоматически включающимся его бортовым компьютером (15) каждые 20 минут. Концентрат из МФ возвращается в ёмкость (9), а основной поток воды поступает в ёмкость (16) для корректировки рН и обработки воды активным хлором путем добавления кислого анодного раствора из ЭДА.

d) из ёмкости (16) поток воды подается насосом на угольный фильтр (17), где происходит доочистка от органических веществ, затем вода подаётся в тракт обессоливания ЭДА (18). На выходе из ЭДА вода имеет минерализацию солей 8 г/л. Суперконцентрат с 150г/л солей отводится трубой (19) с измерением скорости потока и содержания солей приборами (20). Концентрат (~150 г/л) состоит в основном из NaCl и сульфата натрия, который может быть использован как сырьё для электродиализной промышленности (для получения хлора и каустика). Обессоленный поток с концентрацией солей 5 -10 г/л направляется в ёмкость (21).

e) насос главного потока (22) создает давление в буферной ёмкости (23), принадлежащей устройству последнего этапа очистки, так называемому обратному осмосу. После него пермеат (около 80 л/ч от первоначального потока) сбрасывается в окружающую среду как безвредный сток, который соответствует всем санитарным нормам. Пермеат собирается после мембран коллектором (24), и имеет концентрацию меньше чем 1г/л солей. Концентрат (20 л/ч) возвращается обратно в ёмкость (9). Система обратного осмоса имеет интегрированную систему быстрой промывки мембран (26) в автоматическом режиме (каждые 20 минут – 1 минута быстрой промывки), а также полуавтоматическую систему тщательной промывки мембран (27) раз в неделю. Все действия контролируются встроенным набором датчиков и бортовым компьютером (28). Наблюдение за работой установки проводится постоянно и с помощью электронной почты каждые 10 часов передаётся производителю УСТРОЙСТВА, для анализа и реакции в случае появления неисправностей.

Литература

1. R. P. Stearns/Conf. on Energy From Landfill Gas. 27.08,1986.

2. Shulte P., Bfyer A., Kuhn F., Luy Th., Volker M../Ozone Sci. Eng. 17, 119, 1995.

3. Bhave R.R. /Inorganic Membranes – Synthesis, Characteristics And Applications/ Van Nostrend Reinhold.. NY 1991.

4. Strathmann H./COMETT Advanced Course on Membrane Technology – Electro-Membrane Processes, Stuttgart 1993.

5. Advanced Photochemical Oxidation Processes. /Handbook./US EPA, December 1998.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.