Сжигание в топках

Сжигание осадков применяется, если их утилизация невозможна или экономически нецелесообразна. Перед сжиганием необходимо стремиться к максимальному снижению влажности осадков путём их механического обезвоживания.

Горению обезвоженных осадков предшествует эндотермический процесс их тепловой подготовки, включающий прогрев материала, испарение влаги и выделение летучих веществ. В качестве топочных устройств для сжигания осадков сточных вод применяют многоподовые печи, печи с кипящим слоем инертного носителя, а также барабанные печи, слоевые и камерные топки.

Многоподовые печи наиболее часто применяют для осадков сточных вод. Они состоят в основом из комплекта плит или подов, по которым подлежащий сжиганию материал последовательно спускается. Он перемещается с пода на под с помощью вращающихся скребков. приводимых в действие центральным вращающимся валом, подсоединённым за пределами печи к двигателю.
Печи работают в режиме противотока и, следовательно, позволяют особенно эффективно использовать тепло. Температура газов на выходе равна приблизительно 4000С, тогда как температура влажного осадка на верхнем сушильном поду едва лишь превышает 700С, так что дезодорация (дожиганием выходящих газов в дополнительной топке) обычно не требуется.

Печи с кипящим слоем инертного носителя обладают важным достоинством - в них отсутствует контакт горячих газов с движущимися механическими частями. Здесь обеспечивается полная дезодорация газов сжигания, но потери тепла значительны.
Осадок подаётся в слой инертного материала - обычно песка, поддерживаемого во взвешенном состоянии восходящим потоком воздуха, который инжектируется у дна через распределительную решётку с многочисленными дефлекторами. Глубина инертного слоя в состоянии покоя составляет 0,5-0,8 м. Благодаря перемешиванию инертного материала осадок легче разбивается на мелкие частицы.
Сгорание большей части высушенных очень мелких частиц и беззольных веществ заканчивается в свободной зоне над псевдоожиженным слоем, где температура достигает 3000С, т.е. на 100-2000С выше, чем в слое.

Печи с псевдоожиженным слоем можно легко выключать на ночь; они потребляют очень мало топлива при повторном пуске частично из-за небольшого объёма нагреваемой камеры, частично потому, что масса огнеупорной футеровки и масса песка поддерживают высокую температуру по всей камере в течение длительного времени после остановки печи.

Жидкофазное окисление. Сущность метода состоит в окислении органической части осадка кислородом воздуха при поддержании в аппарате высоких температуры и давления. О глубине процесса жидкофазного окисления органической части осадка судят по снижению величины ХПК. В свою очередь, глубина процесса окисления зависит от температуры. Так, при температуре 2000С ХПК снижается на 50%; для снижения ХПК на 70% и более необходимо поддерживать температуру 250-3000С. При окислении органического вещества выделяется теплота. При обработке осадка влажностью 90% выделяемой теплоты достаточно для поддержания заданного температурного режима.

Сброс в накопители

В качестве накопителей используют грунт, подземные пустоты, море и т.п.

Закачка в грунт. Осадок в жидком состоянии закачивается в пористую подпочвенную зону, отделённую сплошным пластом глины. Прежде чем использовать этот метод, необходимо провести серьёзные геологические изыскания. Буровые скважины должны быть полностью изолированы, чтобы предотвратить загрязнение водоносных слоёв, через которые они проходят. Глубина инжекции принимается от 100 до 4000 м, давление - 7 МПа. Эту технологию рекомендуется использовать для осадков, которые очень трудно обрабатывать. Безопасность её применения не всегда гарантирована.

Закачка в подземные пустоты. Используются отработанные выработки различных рудников или шахт, пройденные, как правило, в плотных устойчивых породах (глины. гипсы, каменная соль, глинистые сланцы и т.п.), а также специально сооружаемые хранилища. Способы разработки пустот разнообразны. Применяют, например, метод камуфлетных взрывов в пластичных глинистых породах, выщелачивание или размыв в отложениях каменной соли.

Сброс осадка в море может быть осуществлён выгрузкой его с барж или лихтеров на определенном расстоянии от берега или путём использования длинных и сильно заглубленных подводных труб. Сбросу в море предшествуют длительные и тщательные исследования поверхностных и глубинных течений, так же как очень серьёзные бактериологические, биологические и технологические исследования. Деструкция патогенных микробов и разрушение органических веществ в морской воде протекают медленно. Патогенные микроорганизмы сохраняют жизнеспособность в течение нескольких суток.

Из сбрасываемого в море осадка все плавающие вещества должны быть удалены; осадок должен иметь стабильные физические, химические и биологические свойства. Предварительное смешение осадка с морской водой способствует его погружению. Таким путём г. Лос-Анджелес сбрасывает значительную часть сброженного осадка от обработки сточных вод в Тихий океан; илопровод длиной более 10 км проложен на глубине 70 м по морскому дну. Этот метод также применяют города, расположенные на Средиземном море, куда сбрасывается красный осадок, содержащий большое количество ферросиликоалюмината натрия от производства алюминия.