การบำบัดกากตะกอนน้ำเสีย

สารตกค้างที่ สะสม ในโรงบำบัดน้ำเสียเรียกว่ากากตะกอน (หรือ biosolids) กากตะกอนน้ำเสียเป็นวัสดุที่เป็นของแข็งกึ่งแข็งหรือสารละลายที่ผลิตเป็นผลพลอยได้จากกระบวนการบำบัดน้ำเสีย สารตกค้างนี้มักจะจัดเป็นกากตะกอนหลักและรอง กากตะกอนหลักสร้างขึ้นจาก การตกตะกอนทางเคมี การตกตะกอนและกระบวนการหลักอื่น ๆ ในขณะที่กากตะกอนรองคือมวลชีวภาพของเสียที่เกิดขึ้นจากการรักษาทางชีวภาพ โรงงานบำบัดน้ำเสียบางแห่งยังได้รับของแข็งถังน้ำหรือ ติดเชื้อ จากระบบบำบัดน้ำเสียในสถานที่ในครัวเรือน บ่อยครั้งที่กากตะกอนจะถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อการรักษาและการกำจัดเพิ่มเติม

การบำบัดและการกำจัดกากตะกอนน้ำเสียเป็นปัจจัยสำคัญในการออกแบบและการดำเนินงานของโรงบำบัดน้ำเสียทั้งหมด เป้าหมายพื้นฐานสองประการของการรักษากากตะกอนก่อนการกำจัดขั้นสุดท้ายคือการลดปริมาณและเพื่อรักษาเสถียรภาพของวัสดุอินทรีย์ กากตะกอนที่มีความเสถียรไม่มีกลิ่นที่น่ารังเกียจและสามารถจัดการได้โดยไม่ทำให้เกิดความรำคาญหรืออันตรายต่อสุขภาพ ปริมาณกากตะกอนที่เล็กลงช่วยลดค่าใช้จ่ายในการสูบน้ำและการจัดเก็บ

วิธีการรักษา

การรักษากากตะกอนน้ำเสียอาจรวมถึงการรวมกันของ ความหนา การย่อยอาหารและกระบวนการแยกน้ำ

ความหนา

ความหนามักเป็นขั้นตอนแรกในการบำบัดตะกอนเพราะมันไม่สามารถจัดการกับกากตะกอนบาง ๆ ได้สารละลายของของแข็งที่แขวนอยู่ใน น้ำ ความหนามักจะทำได้ในถังที่เรียกว่าแรงโน้มถ่วงข้น เครื่องข้นสามารถลดปริมาณกากตะกอนทั้งหมดให้น้อยกว่าครึ่งของปริมาณเดิม อีกทางเลือก หนึ่งสำหรับความหนาของแรงโน้มถ่วงคือการลอยตัวของอากาศละลาย ในวิธีนี้ฟอง อากาศ จะนำของแข็งไปยังพื้นผิวซึ่งชั้นของกากตะกอนหนา

การย่อย

การย่อยอาหารกากตะกอนเป็นกระบวนการทางชีวภาพที่ของแข็งอินทรีย์ถูกย่อยสลายเป็นสารที่มีเสถียรภาพ การย่อยอาหารช่วยลดมวลรวมของของแข็งทำลายเชื้อโรคและทำให้ง่ายต่อการแยกหรือทำให้ตะกอนแห้ง กากตะกอนที่ย่อยแล้วนั้นไม่เป็นอันตรายมีลักษณะและลักษณะของ ดิน ที่อุดมไปด้วย

โรงบำบัดน้ำเสียขนาดใหญ่ส่วนใหญ่ใช้ระบบย่อยสองขั้นตอนซึ่งสารอินทรีย์ถูกเผาผลาญโดย แบคทีเรีย แบบไม่ใช้ออกซิเจน (ในกรณีที่ไม่มีออกซิเจน) ในขั้นตอนแรกกากตะกอนหนาถึงปริมาณของแข็ง (DS) ประมาณ 5 เปอร์เซ็นต์ถูกทำให้ร้อนและผสมในถังปิดเป็นเวลาหลายวัน แบคทีเรียที่เกิดขึ้นกรดไฮโดรไลซ์โมเลกุลขนาดใหญ่เช่น โปรตีน และ ไขมัน แบ่งเป็นโมเลกุลที่ละลายในน้ำขนาดเล็กแล้วหมักโมเลกุลขนาดเล็กเหล่านั้นลงในกรดไขมันต่างๆ กากตะกอนจะไหลลงสู่ถังที่สองซึ่งสสาร ที่ละลาย จะถูกแปลงโดยแบคทีเรียอื่น ๆ เป็น ก๊าซชีวภาพ ส่วนผสมของ คาร์บอนไดออกไซด์ และ มีเธน มีเธนติดไฟได้และใช้เป็นเชื้อเพลิงในการให้ความร้อนกับถังย่อยแรกรวมถึงการผลิต กระแสไฟฟ้า สำหรับโรงงาน

การย่อยอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจน มีความไวต่อ อุณหภูมิ ความเป็นกรดและปัจจัยอื่น ๆ ต้องมีการตรวจสอบและควบคุมอย่างระมัดระวัง ในบางกรณีตะกอนจะถูกฉีดวัคซีนด้วย เอนไซม์ ไฮโดรไลติกพิเศษที่จุดเริ่มต้นของระยะการย่อยอาหารครั้งแรกเพื่อเสริมการกระทำของแบคทีเรีย พบว่า การรักษา ด้วยเอนไซม์นี้สามารถทำลายเชื้อโรคที่ไม่พึงประสงค์ได้มากขึ้นในกากตะกอนและอาจส่งผลให้เกิดการสร้างก๊าซชีวภาพมากขึ้นในระยะที่สองของการย่อยอาหาร

การเพิ่มประสิทธิภาพอีกครั้งของกระบวนการย่อยอาหารแบบแอนแอโรบิกแบบแอนแอโรบิกแบบสองขั้นตอนคือ การไฮโดรไลซิสด้วย ความร้อนหรือการทำลายโมเลกุลขนาดใหญ่ด้วยความร้อน สิ่งนี้ทำในขั้นตอนแยกก่อนการย่อยอาหาร ในกรณีทั่วไปกระบวนการเริ่มต้นด้วยกากตะกอนที่ได้รับการแยกออกจากเนื้อหา DS ประมาณ 15 เปอร์เซ็นต์ กากตะกอนผสมกับไอน้ำใน pulper และส่วนผสม homogenized ร้อนนี้จะถูกป้อนเข้ากับเครื่องปฏิกรณ์ซึ่งจะถูกเก็บไว้ภายใต้ความกดดันที่ประมาณ 165 ° C (ประมาณ 330 ° F) ประมาณ 30 นาที ณ จุดนั้นเมื่อปฏิกิริยาไฮโดรไลติกเสร็จสมบูรณ์ไอน้ำบางส่วนจะถูกปล่อยออกมา ความดันระเบิดผนังเซลล์ของสารทึบส่วนใหญ่กากตะกอนไฮโดรไลซ์ถูกทำให้เย็นลงเจือจางด้วยน้ำเล็กน้อยจากนั้นส่งไปยังขั้นตอนที่สองของการย่อยอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจน

การย่อยอาหารแบบกากตะกอนอาจเกิดขึ้นในแอโรบิก-นั่นคือในที่ที่มีออกซิเจน กากตะกอนได้รับการเติมอากาศอย่างแรงในถังเปิดประมาณ 20 วัน ก๊าซมีเธนไม่ได้เกิดขึ้นในกระบวนการนี้ แม้ว่าระบบแอโรบิกจะใช้งานได้ง่ายกว่าระบบแอนแอโรบิก แต่พวกเขามักจะมีค่าใช้จ่ายในการทำงานมากกว่าเนื่องจากพลังงานที่จำเป็นสำหรับการเติมอากาศ การย่อยแบบแอโรบิคมัก จะรวม กับการเติมอากาศขนาดเล็กหรือระบบการรักษาเสถียรภาพการสัมผัส

การย่อยอาหารแบบแอโรบิคและแบบไม่ใช้ออกซิเจนแบบดั้งเดิมจะแปลงประมาณครึ่งหนึ่งของของแข็งกากตะกอนอินทรีย์เป็นของเหลวและก๊าซ การไฮโดรไลซิสความร้อนตามด้วยการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนสามารถแปลงสสารที่เป็นของเหลวและก๊าซได้ 60 ถึง 70 เปอร์เซ็นต์เป็นของเหลวและก๊าซ ไม่เพียง แต่ปริมาณของของแข็งที่ผลิตน้อยกว่าในการย่อยอาหารทั่วไป แต่การผลิตก๊าซชีวภาพที่มากขึ้นสามารถทำให้โรงบำบัดน้ำเสียบางชนิดมีความพอเพียงใน การใช้พลังงาน

การทำให้แห้ง

กากตะกอน น้ำเสียที่ย่อยแล้วมักจะถูกทำลายก่อนการกำจัด กากตะกอน Dewatered ยังคงมีปริมาณน้ำจำนวนมากถึง 70 เปอร์เซ็นต์ แต่ถึงแม้จะมีความชื้นนั้นกากตะกอนก็ไม่ทำงานเป็นของเหลวอีกต่อไปและสามารถจัดการเป็นวัสดุที่เป็นของแข็งได้ เตียงแห้งแบบกากตะกอนให้วิธีที่ง่ายที่สุดในการแยกน้ำ สารละลายกากตะกอน ที่ย่อยแล้ว แพร่กระจายบนเตียงเปิด ทราย และได้รับอนุญาตให้อยู่จนกว่าจะแห้ง การอบแห้งเกิดขึ้นโดยการผสมผสานระหว่างการระเหยและการระบายน้ำแรงโน้มถ่วงผ่านทราย เครือข่ายท่อที่สร้างขึ้นภายใต้ทรายจะรวบรวม น้ำ ซึ่งถูกสูบกลับไปที่หัวโรงงาน หลังจากการอบแห้งประมาณหกสัปดาห์เค้กกากตะกอนตามที่เรียกว่าอาจมีปริมาณของแข็งประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ จากนั้นสามารถลบออกจากทรายด้วยโกยหรือตัวโหลดส่วนหน้า เพื่อลดเวลาในการอบแห้งในสภาพอากาศที่เปียกหรือเย็นอาจมีการสร้าง ตู้ กระจกบนเตียงทราย เนื่องจากจำเป็นต้องมีพื้นที่ที่ดินเป็นจำนวนมากสำหรับการอบแห้งเตียงวิธีการ dewatering นี้มักใช้ในเมืองชนบทหรือชานเมืองมากกว่าในเมืองที่มีประชากรหนาแน่น

ทางเลือก สำหรับเตียงแห้งแบบกากตะกอนรวมถึงตัวกรองเครื่องดูดฝุ่นกลองแบบหมุน, เครื่องหมุนเหวี่ยงและเครื่องกรองเข็มขัด ระบบกลไกเหล่านี้ต้องการพื้นที่น้อยกว่าเตียงแห้งแบบกากตะกอนและมีการควบคุมการปฏิบัติงานในระดับที่สูงกว่า อย่างไรก็ตามพวกเขามักจะต้องนำหน้าด้วยขั้นตอนที่เรียกว่าการปรับสภาพกากตะกอนซึ่งสารเคมีจะถูกเพิ่มเข้าไปในกากตะกอนของเหลวเพื่อแข็งตัวของแข็งและปรับปรุงความสามารถในการระบายน้ำ

การกำจัด

ปลายทางสุดท้ายของกากตะกอนน้ำเสียที่ได้รับการบำบัดมักจะเป็นดินแดน กากตะกอน dewatered สามารถฝังใต้ดินใน หลุมฝังกลบสุขาภิบาล นอกจากนี้ยังอาจแพร่กระจายในพื้นที่เกษตรกรรมเพื่อใช้ประโยชน์จากค่าของมันในฐานะคอนดิชั่นเนอร์ ดิน และ ปุ๋ย เนื่องจากกากตะกอนอาจมีสารเคมีในอุตสาหกรรมที่เป็นพิษจึงไม่แพร่กระจายบนบกที่ปลูกพืชเพื่อ การบริโภค ของมนุษย์

ในกรณีที่ไม่มีเว็บไซต์ที่เหมาะสมสำหรับการกำจัดที่ดินเช่นเดียวกับในเขตเมืองอาจมี การเผา กากตะกอน การเผาไหม้ อย่างสมบูรณ์ระเหยความชื้นและแปลงของแข็งอินทรีย์เป็นเถ้าเฉื่อย เถ้าจะต้องถูกกำจัด แต่ปริมาณที่ลดลงทำให้การกำจัดประหยัดมากขึ้น การควบคุมมลพิษทางอากาศ เป็นข้อพิจารณาที่สำคัญมากเมื่อกากตะกอนน้ำเสียถูกเผา ต้องใช้อุปกรณ์ทำความสะอาดอากาศที่เหมาะสมเช่นเครื่องขัดและตัวกรอง

การทิ้งกากตะกอนในมหาสมุทรซึ่งครั้งหนึ่งเคยเป็นวิธีการกำจัดที่ประหยัดสำหรับ ชุมชน ชายฝั่งหลายแห่งไม่ถือว่าเป็นตัวเลือกที่ทำงานได้อีกต่อไป ตอนนี้เป็นสิ่งต้องห้ามใน ประเทศจีน และประเทศชายฝั่งอื่น ๆ อีกมากมาย