Технологиите за контрол и управленските практики се използват в пречиствателните станции за подобряване на профилактиката, пречистването, обезвреждането и изхвърлянето на отпадъците от пречистването на водите. Това помага на пречиствателните станции да отговорят на стандартите, да подобряват качеството на водите, да намаляват експлоатационните разходи на системата за пречистване и да осигуряват икономии на енергия.
Възможностите за предотвратяване на замърсяването (например, технологични модификации) и намаляване на отпадъците (например, възстановяване на ресурсите) в пречиствателните станции са предварителни стъпки в управлението на отпадъците, което има за цел намаляване на генерирането на отпадъци. Оптимизирането на условията за приемане на водата, филтърните среди, рН за намаляване на коагулантите, намаляването на омекотяващите химикали чрез наблюдение на твърдостта на водоизточника, връщането обратно на промивните води и водите филтър-към-отпадък до основното звено в пречиствателната станция за повторна употреба, повторното използване на утаечни омекотяващи химикали, възстановяването на пречиствателните коагуланти и сол, могат да осигурят намаляване на отпадъците и да подпомогнат управлението им.
Неизбежните остатъците от операциите по пречистване на водата могат да се обработват в пречиствателните станции преди окончателното управление на отпадъците, като например разпръскване, обезвреждане и изхвърляне. Възможностите за обработка на отпадъците за целите на управлението им в пречиствателните станции са:
Основната цел на системите за отстраняване на твърдите частици е намаляване на обема на водата при увеличаване на съдържанието на сухо вещество. Достатъчният процент сухо вещество зависи от желаните свойства за съхранение, транспорт и наличните възможности за обезвреждане. Сгъстяването/обезводняването често имат това за цел. Целта на сгъстяването е да се увеличи съдържанието на твърдо вещество от отпадъците. Това е важно за намаляване на капиталовите и оперативните разходи за продължаващо пречистване. Най-честитесгъстяващитехнологии са гравитационно утаяване, флотация с въздух, и гравитационен пояс.
При гравитационното утаяване, твърдите вещества се отделят (уплътнени) от водата с помощта на гравитацията в определени временни интервали. При флотацията с въздух, която е най-често прилаганата технология за разделяне, флотационният материал е сгъстено твърдо обезмаслено вещество. Ако пространството в зоната на пречиствателната станция е ограничено, или ако гравитационното утаяване или флотация не осигуряват желаните сгъстени твърди частици, като алтернатива може да се използва уплътняване с помощта на гравитациония пояс. Тези методи са просто конструирани и изискват минимално опериране, но те генерират друг остатъчен поток (промивни води) и обикновено изискват използването на кондиционер и поддръжка на твърдите частици. Супернатантата от операцията по сгъстяване се рециклира или отстранява. Операцията на сгъстяване е последвана от механично обезводняване, следващата стъпка е разделяне на твърда от водна фаза.
Механичното обезводняванесе използва за допълнително намаляване на обема и концентриране на твърдите вещества. Тъй като водоизточника, мястото и другите условия варират от съоръжение до съоръжение, системите, нуждите и ограниченията трябва да бъдат добре оценени, за да се избере оборудването, което най-добре отговаря на специфичните изисквания на инсталацията. Изборът на подходяща техника ще осигури оптимална производителност. Най-често се използват лентови филтър-преси, филтър пресите от типа ламели и рамка и центрофугите. За всички механични системи за обезводняване обикновено се изисква предварителна подготовка. По време на обезводняването се прилагат механични сили, така че от утайката се отделя известно количество вода в зависимост от характеристиките на последната. Всяко механично обезводняващо устройство прилага сили по различни начини; следователно, сухотата на получената утайка варира. Тези технически системи изискват висока степен на надзор от оператора. В редки случаи те са рентабилно ефективни за малки системи.
В лентовите преси твърдите частици обикновено се въвеждат в резервоара за подхранване чрез изпомпване и разпределение по обезводнената повърхност при атмосферно налягане. С преминаването на водата по канали през порите, се формира тънък слой, който се натрупва като утайка и се премества в зоната на срязване и зоната на налягане.
Филтрираните под налягане утайки (например, филтрите от типа ламели и рамка или диафрагмената филтър преса) се изпомпват под високо налягане в между филтърните плочи и принуждават течността да излезе навън, като запазват твърдите вещества.
Центрофужното обезводняване е процес, при който се прилага центробежна за разделяне на твърдите частици от течността. Центрофугите имат някои предимства, като техният напълно затворен, непрекъснат режим на работа, относителна лекота на работа, висока производителност и тънък слой отпадъци, високо улавяне на твърдите частици и с компактен дизайн.
След събиране и сгъстяване, утайката може допълнително да се концентрира или обезводни чрезне-механични методи за обезводняване. Типичните немеханични методи за обезводняване на утайки са лагунирането, сушене в пясъчни корита, естествено или изкуствено замразяване и размразяване (физически метод) и химично кондициониране.
В лагуните и езерата - хранилища отпадъците се разпространяват, излагат се на въздух и се оставят да изсъхнат посредством изпаряване. Прилагането на този метод зависи от наличността на земя, темповете на изпарение и опасенията за замърсяване на земята и водата.
Едно подобрение на утаечната лагуна е сушенето в утаечно корито, което включва пропусклива среда и система за дренаж. Наличието на земя и климата влияят върху избора на този метод. Когато прилагането е възможно, сушенето в утаечно корито е ефективен и сравнително евтин метод за обезводняване на остатъците от пречиствателната станция. Сушенето в утаечно корито (гравитационно отводняване + изпарение), пясъчни корита със замразяване (оставят се да замръзнат и след това се размразяват естествено или механично; най-вече се използват за остатъци от стипца), вакуум-опосредстваните системи (прилагане на налягане, за да се ускори процеса на сушене) и слънчевите корита за сушене (когато климатът позволява) са нетермични технологии за сушене в корита. Термичната технология на сушене обикновено се използва за решаване на проблемите с контрола на патогените, контрола на миризмите и проблемите със съхранението, но не се използва широко.
Коагулантната утайка обикновено изисква системи за отстраняване на твърдите частици. Те обикновено са с 0.5 до 2.0 % концентрация на твърди частици. Коагулантните утайки могат да съдържат висок процент на гелообразни, хидроксидни утайки в зависимост от концентрацията на общо суспендираните частици от водоизточника. Омекотяването на утайките е по-лесно в сравнение с обезводняването и осигурява компактност на коагулантните утайки. Омекотяването на утайките обикновено е с плътни, стабилни и инертни материали.
Таблица 1.Сравнение на технологиите за отстраняване на твърди вещества: концентрация на твърди вещества след пречистване, разпределена по видовете отпадъци
| Пречистване за отстраняване на твърди вещества | Концентрация на твърди вещества в обработени с вар отпадъци за омекотяването им | Концентрация на твърди вещества в обработени коагулантни отпадъци |
|---|---|---|
| Сгъстяване | ||
| Гравитационно сгъстяване | 15–30% |
1–3% (ниски TSS) 5–30% (високи TSS) |
| Флотационно сгъстяване | Не се предлага | 2–4% |
| Гравитационен пояс | Не се предлага | 2.5–4.5% |
| Механично обезводняване | ||
| Спираловидна центрофуга | 55–65% | 20–30% |
| Колонна филтърна преса | 50–60% |
1 –20% (алуминий) 4–50% (алуминий, TSS) |
| Ламелен (или под налягане) филтър | 55–70% | 35–45% |
| Диафрагмена филтър преса | 50–70% | 30–60% (алуминий с кондиционна вар) |
| Немеханично обезводняване | ||
| Лагуна хранилище | 50–60% | 7–15% |
| Сухо пясъчно корито | 50% | 20–25% |
Source: U.S. EPA, ASCE, and AWWA, 1996.
Химичното утаяване се използва за отстраняване на разтворени метали от отпадъци чрез добавяне на реагент за утаяване. Тази обработка се прилага за течни потоци от отпадъци, генерирани в йонообменни филтри и концентрати с обезсоляваща мембрана. Като реагент за утаяване се използва предимно хидроксид. Вар, негасена вар, сода бикарбонат или сода каустик може да бъде добавена за въвеждането на хидроксидни йони. Сулфиди и желязна сол могат също да се използват в зависимост от металите, присъстващи в отпадъците. Химичното утаяване на отпадъците обикновено се използва за отстраняване на алуминий, антимон, арсен, кадмий, хром, мед, желязо, олово, живак, селен, сребро, талий или цинк.
Като цяло, кислородът се добавя към отпадъците преди да бъдат изхвърлени, за да се контролира биологичното потребление на кислород и увеличаването на нивата на разтворения кислород.
След дезинфекция, свободният или общият остатъчен хлор трябва да се следи, тъй като е токсичен за водните организми. Той се отстранява чрез дехлориране с добавяне на оптимална доза серни химикали като серен диоксид, натриев сулфит, натриев бисулфид, натриев метабисулфид и натриев тиосулфат.
Това са химични добавки в операциите по пречистване за подобряване на ефективността на третирането, след като рН на водоизточника по време на обработката се промени. За регулиране на рН в диапазона между 6 и 9 се добавят киселини или основи.
