Основными показателями, характеризующими загрязненность природных вод, являются мутность и цветность.Мутность воды (концентрацию взвешенных частиц) обусловливают примеси, находящиеся в дисперсном состоянии. Содержание их определяют либо с помощью фотоэлектрокалориметра (в единицах оптической плотности в пересчете на мг/л), либо весовым способом (в мг/л).
Водопроводные осадки образуются в результате процессов коагулирования примесей природных вод минеральными солями с гидролизующимися катионами. Среди коагулянтов наибольшее применение получил сернокислый алюминий (сульфат алюминия), который производят путем обработки Нг504 сырой или обожженной глины (каолин, нефелин и др.) с последующей фильтрацией раствора, упаркой и кристаллизацией. Виды и состав коагулянтов на основе солей алюминия приведены в табл. 1.2.
Активный ил представляет собой суспензию, содержащую аморфные хлопья, включающие аэробные микроорганизмы и простейшие с адсорбированными на их поверхности загрязнениями сточных вод. При хранении и уплотнении он быстро загнивает. Средняя влажность уплотненного избыточного активного ила составляет 97—98°. Содержание органики примерно 75%.
Сброс в поверхностные воды. Осадки водопроводных станций до настоящего времени удаляли путем их сброса в поверхностные воды, откуда и осуществлялся водозабор [36). Этот метод являлся наиболее распространенным для большинства водопроводных станций.
К искусственным методам обработки и удаления водопроводного осадка относятся механическое обезвоживание на вакуум-фильтрах, фильтр-прессах и центрифугах, кислотная обработка, сброс в городскую канализацию и совместная обработка с осадками канализационных станций.
При регенерации коагулянтов из осадков водопроводных станций решается одновременно проблема сокращения объема осадка, уменьшения коагулянта, расходуемого в процессе очистки воды. Этот метод успешно применяется за рубежом. Основан он на растворении продуктов гидролиза коагулянтов в кислотах, щелочах или других органических растворителях.
Процесс обезвоживания осадков водопроводных станций сопровождается значительным их накоплением в сухом состоянии, что заставляет исследователей решать новую задачу — поиск областей его утилизации; это направление возникло недавно.
Разработка рациональной модели процесса осаждения фосфатов из сточных вод с использованием солей алюминия затруднена, так как химическое взаимодействие между алюминием и фосфатом изучено недостаточно полно. Применение сернокислого алюминия на водопроводных станциях связано с получением большого количества водопроводного осадка. Исследования по использованию этого осадка в качестве адсорбента фосфатов довольно успешно продвигаются за рубежом. Водопроводный осадок рассматривается не как отходы, а как исходное сырье для получения сорбента, поскольку он содержит в своем составе максимальное количество, до 30—40%, окиси алюминия.
Основным методом обработки осадков сточных вод (сырого осадка и избыточного активного ила) является их анаэробная или аэробная стабилизация в метантенках или аэробных стабилизаторах (минерализаторах) с последующим уплотнением и обезвоживанием.
Анализ изложенного выше материала показывает, что задачей обработки как водопроводных осадков (ВО), так и осадков сточных вод (ОСВ) является снижение влажности осадков до значений, обеспечивающих их экономичную транспортировку и утилизацию.
В настоящее время сброс осадков водопроводных станций в городскую канализацию как один из методов их удаления и обработки получает положительную оценку в США и находит применение в европейских странах: Англии, ГДР, ФРГ, Норвегии, Швейцарии, Швеции, Чехословакии и др. Известно несколько способов подачи водопроводного осадка на канализационные очистные сооружения: сброс в канализационную сеть, перекачка по трубопроводам и доставка автоцистернами.
В случае непрерывной или периодической подачи водопроводного осадка по самостоятельному трубопроводу необходима последующая его промывка с целью удаления возможных отложений [52].Трансформация водопроводного осадка при первичном отстаивании. Ряд зарубежных ученых отмечают, [36, 39], что не возникает особых трудностей на канализационной станции при добавлении водопроводного осадка, если имеются первичные отстойники, и что в них оседает практически весь осадок.
Сброс водопроводного осадка включает проводимые на водопроводных станциях мероприятия по непрерывному удалению его на очистные сооружения канализации, проверке пропускной способности канализационных сетей и сооружений на них, а также проверочные расчеты канализационных очистных сооружений и технико-экономическое обоснование.
Для технико-экономической оценки метода сброса водопроводного осадка в городскую канализацию необходимо определить приведенные затраты на строительство и эксплуатацию канализационных очистных сооружений без добавления водопроводного осадка, а также приведенные затраты на строительство и эксплуатацию канализационных очистных сооружений с добавлением водопроводного осадка.
Пример расчета выполнен для канализационных очистных сооружений производительностью 100 тыс. м3/сут сточной воды с учетом приема осадка от водопроводной станции производительностью 100 тыс. м3/сут.Осадки обрабатывают по двум вариантам: по первому --сырой осадок и уплотненный активный ил сбраживают в метан-тенках при термофильном режиме и обезвоживают на иловых площадках: по второму — сброженный осадок из метантенков обезвоживают на вакуум-фильтрах с последующей сушкой в сушилках со встречными струями.
На основании проведенных исследований институту Гипро-коммунводоканал выданы рекомендации на разработку технического проекта водоснабжения г. Владимира по сбросу осадка от Клязьминской водопроводной станции на канализационные очистные сооружения. При этом сравнивали рекомендуемый метод и механическое обезвоживание водопроводного осадка на фильтр-прессах, рекомендуемый метод и обезвоживание на площадках вымораживания.