ТЕХНОЛОГІЧНЕ ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ЗНЕВОДНЕННЯ ОСАДУ З ВИСОКИМ ВМІСТОМ МІНЕРАЛЬНИХ РЕЧОВИН
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-0821.2025.02.02Ключові слова:
зневоднення осаду, стічні води, мінеральні речовини, енергоефективність, пісковий сепаратор, роликовий прес, ефективність системи, механічний зносАнотація
Зневоднення осаду є критичним етапом у процесі очищення стічних вод, що дозволяє зменшити об’єм осадових мас, оптимізувати витрати на транспортування та утилізацію, а також забезпечити стабілізацію матеріалу для подальшої переробки або видалення. Проаналізовано сучасні тенденції у використанні обладнання для проведення процесів зневоднення осадів стічних вод. Вказано особливості конструкцій та обмеження певних типів обладнання Особливу складність становить обробка осаду з підвищеним вмістом мінеральних домішок, які викликають інтенсивне зношення обладнання, блокування потоку та ускладнення експлуатації традиційних методів зневоднення. Застосування фільтр-пресів і центрифуг у таких умовах виявляється малоефективним, що обумовлює необхідність пошуку більш надійних та енергоощадних технологій. Роликові преси демонструють потенційні переваги завдяки зменшенню абразивного впливу, низькому енергоспоживанню та компактності конструкції. Метою цього дослідження є оцінка ефективності попереднього очищення осаду за допомогою піскового сепаратора перед його подачею на роликовий прес. Наведена методологія проведення дослідження. У якості об’єкту було обрано для зневоднення осади, які формуються внаслідок сухої анаеробної ферментації побутових відходів на сміттєсортувальному підприємстві. Докладно розглянута технологічна схема процесу зневоднення стічних вод. Проведено аналіз фізико-хімічних характеристик осаду до та після сепарації, а також було виміряно навантаження на вали пресу. Наведено конструкцію фільтрувального обладнання та докладно описано принцип його роботи. Порівняльний аналіз осаду до та після обробки в пісковому сепараторі засвідчив суттєве покращення як фізико-хімічних характеристик потоку, так і стабільності експлуатації обладнання. Отримані результати дозволяють оцінити доцільність інтеграції піскового сепаратора у схему зневоднення та його вплив на стабільність роботи обладнання.
Посилання
Gomes, S., Zhou, J., Li, W., Long, G. Progress in manufacture and properties of construction materials incorporating water treatment sludge: A review. Resources Conservation and Recycling. 2019. Vol. 145, pp. 148–159. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2019.02.032
Sarmiento, F., Coughenour, J., Conway, K. Sludge cake pumping experience at wastewater treatment plant. Proceedings of the Water Environment Federation. 2006. Vol. 8(2), pp. 292–303. https://doi.org/10.2175/193864706783797113
Zhao, S., Luo, L., Wei, Y. A Review on Sludge Drying after High Pressure Filter Pressing. Frontiers in Science and Engineering. 2024. Vol. 4, pp. 57–60. https://doi.org/10.54691/wpgya346
Novak, J. Dewatering of Sewage Sludge. Drying Technology. 2006. Vol. 24, pp. 1257–1262. https://doi.org/10.1080/07373930600840419
Stickland, A., Skinner, S., Cavalida, R., Scales, P. Optimisation of filter design and operation for wastewater treatment sludge. Separation and Purification Technology. 2018. Vol. 198, pp. 31–37. https://doi.org/10.1016/J.SEPPUR.2017.01.070
Mamais, D., Tzimas, A., Andreadakis, A. Evaluation of Different Sludge Mechanical Dewatering Technologies. Journal of Residuals Science & Technology. 2009. Vol. 6 (1), pp. 27–34.
Wakeman, R. Separation technologies for sludge dewatering. Journal of hazardous materials. 2007. Vol. 144 (3), pp. 614–619. https://doi.org/10.1016/J.JHAZMAT.2007.01.084
Mahmoud, A., Hoadley, A., Citeau, M., Sorbet, J., Olivier, G., Vaxelaire, J., Olivier, J. A comparative study of electro-dewatering process performance for activated and digested wastewater sludge. Water research. 2018. Vol. 129, pp. 66–82. https://doi.org/10.1016/j.watres.2017.10.063
Wu, B., Dai, X., Chai, X. Critical review on dewatering of sewage sludge: Influential mechanism, conditioning technologies and implications to sludge re-utilizations. Water research. 2020. Vol. 180, pp. 115912. https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.115912
Shevchenko, A., Shevchenko, T. Containerized Plug and Play Sludge Dewatering Plants as a Energy and Cost-Effectivness Solution for Small and Middle WWTP`S. // 4th International Scientific Conference "Chemical Technology and Engineering". Proceedings, LPNU. Lviv. 2023. pp. 249–252. https://doi.org/10.23939/cte2023.249
Cao, B., Zhang, T., Zhang, W., Wang, D. Enhanced technology based for sewage sludge deep dewatering: A critical review. Water research. 2020. Vol. 189, pp. 116650. https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.116650
Bajpai, P. Pretreatment of Sludge. In: Management of Pulp and Paper Mill Waste. Springer, Cham. 2015. рр. 31–44. https://doi.org/10.1007/978-3-319-11788-1_4
Meyer, T., Barquin, A., Gionest, P., Tran, H. Multivariate data analysis of full-scale sludge dewatering. Journal of environmental chemical engineering. 2020. Vol. 8, рр. 103648. https://doi.org/10.1016/j.jece.2019.103648
Rao, B., Zhu, Y., Mingzhou, Y., Lu, X., Yanjian, W., Huang, G., Xiaoyu, S., Xiaodong, L. High-dry dewatering of sludge based on different pretreatment conditions. Process Safety and Environmental Protection. 2019. Vol. 122, рр. 288–297. https://doi.org/10.1016/J.PSEP.2018.12.018
Mahmoud, A., Hoadley, A., Citeau, M., Sorbet, J., Olivier, G., Vaxelaire, J., Olivier, J. A comparative study of electro-dewatering process performance for activated and digested wastewater sludge. Water research. 2018. Vol. 129, рр. 66–82. https://doi.org/10.1016/j.watres.2017.10.063
Kolisch, G., Boehler, M., Arancibia, F., Pinnow, D., Krauss, W. A new approach to improve sludge dewatering using a semi-continuous hydraulic press system. Water science and technology: a journal of the International Association on Water Pollution Research. 2005. Vol. 52 (10-11), рр. 211–218. https://doi.org/10.2166/WST.2005.0696
Kim, S., Kim, J., Chung, J. Improved waste-activated sludge dewatering using sludge/oil emulsion, ultrasonic and microwave technologies. Water SA. 2014. Vol. 40, рр. 677–686. https://doi.org/10.4314/WSA.V40I4.13
Citeau, M., Olivier, J., Mahmoud, A., Vaxelaire, J., Larue, O., Vorobiev, E. Pressurised electro-osmotic dewatering of activated and anaerobically digested sludges: electrical variables analysis. Water research. 2012. Vol. 46(14), рр. 4405–4416. https://doi.org/10.1016/j.watres.2012.05.053