Sdílení technologie zpracování kalu: Zahušťování a odvodňování

Zahušťování kalu odstraňuje část vody z kalu gravitací nebo mechanickými prostředky, čímž se zmenšuje jeho objem. Odvodnění kalu odstraňuje část intersticiální vody z kalu mechanickými prostředky a dále snižuje jeho objem. Obsah vlhkosti zahuštěného kalu je obecně 94 %–96 %, zatímco vlhkost odvodněného kalu je obecně kolem 80 %.

Procesy zahušťování a odvodňování kalu by měly být stanoveny komplexně na základě faktorů, jako je přijatý proces čištění odpadních vod, charakteristiky kalu, následné úpravy a způsoby likvidace, požadavky na životní prostředí, plocha lokality, investiční a provozní náklady.

3.1 Hlavní typy a charakteristiky zahušťovacích procesů

Metody zahušťování kalů se dělí především na gravitační zahušťování, mechanické zahušťování a flotační zahušťování. V současné době se často používá gravitační zahušťování a mechanické zahušťování.

Gravitační zahušťování spotřebuje méně elektřiny a má silnou vyrovnávací kapacitu, ale vyžaduje větší plochu, je náchylné k uvolňování fosforu a vytváří silný zápach, což vyžaduje další deodorizační zařízení. Kal z primární sedimentační nádrže je zahušťován gravitací, což typicky snižuje obsah vlhkosti z 97 %–98 % na méně než 95 %. Přebytečný kal obecně není vhodný pro samotné gravitační zahušťování. Smíchání primárního sedimentačního kalu s přebytkem aktivovaného kalu a následné zahuštění gravitací může snížit obsah vlhkosti z 96 %–98,5 % pod 95 %.

Mechanické zahušťování zahrnuje především odstředivé zahušťování, pásové zahušťování, zahušťování pomocí rotačního bubnu a zahušťování šroubovým lisem, které se vyznačují nízkou prostorovou náročností a zamezením uvolňování fosforu. Ve srovnání s gravitačním zahušťováním spotřebuje více elektřiny a vyžaduje přidání polymerních koagulantů. Mechanické zahušťování může obecně snížit obsah vlhkosti v přebytečném kalu z 99,2 %–99,5 % na 94 %–96 %.

3.2 Hlavní typy a charakteristiky odvodňovacích procesů

Mechanické odvodnění zahrnuje především odvodnění pásovým kalolisem, odstředivé odvodnění a deskové a rámové kalolisové odvodnění.

Odvodňování pásovým kalolisem má nízkou hlučnost a nízkou spotřebu energie, ale vyžaduje větší půdorys a více proplachovací vody, což má za následek horší pracovní prostředí. Pásové odvodnění typicky vyžaduje obsah vlhkosti v přítokovém kalu pod 97,5 % a obsah vlhkosti v odpadním kalu obvykle pod 82 %.

Odstředivé odvodnění vyžaduje méně podlahové plochy, nevyžaduje žádnou splachovací vodu a má lepší dílenské prostředí, ale spotřebovává více elektřiny, vyžaduje vyšší dávkování chemikálií a generuje více hluku. Odstředivé odvodnění obvykle vyžaduje obsah vlhkosti v přítokovém kalu 95 % – 99,5 % a obsah vlhkosti odpadního kalu obvykle dosahuje 75 % – 80 %.

Odvodnění deskového a rámového kalolisu produkuje koláče s nízkým obsahem vlhkosti, ale vyžaduje více podlahové plochy a proplachovací vody, což má za následek horší pracovní prostředí. Odvodnění deskového a rámového kalolisu obvykle vyžaduje obsah vlhkosti v přítokovém kalu pod 97 % a obsah vlhkosti v odpadním kalu obvykle dosahuje 65 %–75 %.

Odvodnění pomocí šroubového lisu a odvodnění pomocí válcového lisu vyžaduje méně podlahové plochy, vyžaduje méně splachovací vody, generuje méně hluku a má lepší dílenské prostředí, ale mají menší kapacitu jednotlivých jednotek, vyšší obsah pevných látek v supernatantu a příklady jejich použití v Číně jsou stále omezené. Požadovaný obsah vlhkosti kalu pro odvodnění šnekovým lisem je obecně 95 %–99,5 % a výstupní vlhkost kalu může typicky dosahovat 75 %–80 %.

Hlubokým odvodněním se rozumí kal s obsahem vlhkosti 55 %–65 % po odvodnění a za zvláštních podmínek může být obsah vlhkosti ještě nižší. V současné době většina městských čistíren odpadních vod v mé zemi postrádá primární sedimentační nádrže a neprochází anaerobním vyhníváním; obsah vlhkosti v odvodněném kalu je proto většinou mezi 78 % a 85 %. Tento vysoký obsah vlhkosti představuje značné problémy pro následné zpracování kalu, přepravu a likvidaci. Proto lze v oblastech s vhodnými podmínkami provádět hloubkové odvodnění kalů.

Před hlubokým odvodněním by měl být kal účinně upraven. Mechanismus úpravy zahrnuje především úpravu organické hmoty na povrchu částic kalu nebo narušení buněčné a koloidní struktury kalu, čímž se sníží schopnost kalu vázat vodu-; současně snižuje stlačitelnost kalu, což mu umožňuje splnit požadavky vysoce-suchých odvodňovacích procesů.

Existují tři hlavní typy metod úpravy kalu: chemická úprava, fyzikální úprava a tepelná úprava.

Chemická úprava zahrnuje hlavně přidávání anorganických solí kovů, organických polymerů a různých modifikátorů kalu.

Fyzikální úprava zahrnuje přidávání látek, které nevyvolávají chemické reakce do kalu, aby se snížila nebo zlepšila jeho stlačitelnost. Mezi tyto látky patří především popel ze spalin, křemelina, popel ze spalovaných kalů a popílek.

Tepelná úprava zahrnuje mrazení, středně-teplotní a vysoko{1}}teplotní{1}}teplotu, přičemž nejběžnější je vysokoteplotní{2}}tepelná úprava. Vysokoteplotní tepelnou úpravu lze rozdělit na dva typy: hydrolýzu za horka a oxidaci za mokra. Vysokoteplotní tepelná úprava dosahuje hlubokého odvodnění a zároveň do určité míry snižuje objem.

Proces zahušťování a odvodňování kalu vytváří velké množství zapáchajících plynů, především ze skladovacích nádrží kalu, zahušťovacích nádrží, strojoven odvodňování kalu a hal nebo sil na skladování kalu. Odvodňovací místnost je klíčovou oblastí pro kontrolu zápachu během procesu zahušťování kalu a odvodňování, protože zapáchající plyny se obtížně rozptylují.

Opatření k omezení zápachu by měla být provedena v souladu s požadavky posouzení vlivů na životní prostředí. Nové čistírny odpadních vod by měly zavést uzavřená opatření pro zahušťovací nádrže, nádrže na skladování kalu, odvodňovací místnosti a prostory pro skladování a přepravu kalu pomocí odsávací ventilace k nasávání vzduchu do systému a jeho úpravě pro kontrolu zápachu, aby bylo zajištěno dodržování emisních norem. U renovačních projektů zahrnujících kontrolu zápachu by měly být konstrukce zakryty nebo uzavřeny v závislosti na jejich stavu a měly by být instalovány další výfukové kanály a systémy kontroly zápachu. Obecně se používají metody biologické deodorizace, ale v případě potřeby lze použít i metody chemické deodorizace.