1. SLUDGE DIGESTION SLUDGE a. Gener

1. SLUDGE DIGESTION

SLUDGE


a. General. For each miIIion gallons of wastewater passing through a treatment plant, 5 to 10 thousand gallons of sludge are collected In the sedimentation units. This sludge is about 95 percent water and about 5 percent (50,000 ppm) highly putrescible organic matter. The sludge collected in settling tanks and not stabilized by return to the influent is treated in a separate sludge digester. In the digester, the sludge is changed into readily disposable products with minimum interference with other plant operations. Organic matter in the sludge furnishes food for anaerobic bacteria. The bacteria breaks the sludge down (digests it) into simple, more stable substances. Under optimum conditions, welI-digested sludge is produced in 24 to 26 days. The entire process may take place in one tank or it may be divided into two stages. In two-stage digestion, the relatively violent initial digestion is separated from the slower final period. After the partial digestion in the primary tank, heavier sludge which has settled to the bottom is pumped into the secondary tank where gas evolution and resultant mixing is relatively slow.
b. Types of Digesters. Sludge digesters installed as separate treatment units normally are closed structures of sufficient capacity to hold a quantity of sludge equivalent to
30 to 40 days accumulation as calculated from the number of people the unit is expected to serve. Open digesters, such as hoppers and lower compartments of lmhoff tanks, are not as efficient nor as free from odors as the closed digesters. Closed digesters usually are constructed from concrete and steel and have a sloping bottom and either a fixed or a movable top. Digesters of more than one type may be operated at the same treatment plant. Two or more tanks provide flexibility of operation. They can be installed independently as single-stage digesters in parallel or be installed as two- stage digesters in series with one tank a primary and the other a secondary unit.
(1) Fixed cover. This cover is usually made of concrete. It may be flat, with or without space for gas above the liquid level, or it may be dome-shaped with space for gas. It is used for the primary stage of a two-stage digestion process. In lieu of floating covers, and in cold regions, this cover may be used provided a gas collection dome is installed in the top of the cover. At least two access manholes will be provided in the tank roofs. Figure 2-25 shows a fixed-cover and a gas-holder cover digester installed in series.
(2) Floating cover. Tanks with floating covers are similar to the fixed- cover type, except that the cover floats on the tank's contents. These covers are used for the secondary stage of a two-stage process. Floating covers are on separate digestors. They are used in cold regions where freezing ice and snow are a problem.
c. Principles of Operation. Undigested sludge drawn or pumped from sedimentation units enters the digestion tank near the top and is mixed with digesting sludge already in the tank. As digestion proceeds, four products are formed in the digester -
- stable sludge, supernatant Iiquor, sludge gas, and scum. Within the tank, these substances are found in layers that are rather well defined.

(1) Stable sludge. This is the principal end product of sludge digestion. It is a heavy, black solid residue that is not further reduced by anaerobic bacterial action. It settles on the bottom of the tank and is drawn off for disposal.
(2) Supernatant liquor. The liquid sludge undergoing digestion occupies space in the digester just above the stable sludge. Nonfiltrable residues are found mostly in the lower portion of this liquid or liquor. Nitrogenous matter is converted mainly to ammonia, which remains in solution in the liquor. The upper portion of this liquor contains only small quantities of suspended matter. This clarified liquid is called digester supernatant Iiquor. The supernatant liquor commonly is recirculated to primary treatment units and passed again through primary and secondary treatment (see Figure 1- 8). This recirculation is carefully controlled to prevent the high ammonia content and high BOD of the liquor from upsetting optimum conditions in the primary treatment units.
(3) Scum. Scum consists of hair, match stems, grease, and a foam of other lightweight, slow-digesting materials. It floats on top of the supernatant liquor. Normally, scum can be broken up periodically and mixed with digesting liquor by wetting the scum with raw sludge influent or recirculated supernatant liquor, mechanical stirring, or raising the temperature inside the digester. Scum that has been allowed to accumulate too long becomes a thick mat that must be broken up by hand. Scum mixed with digesting liquor is eventually digested.
(4) Sludge gas. As digestion of organic matter proceeds, large amounts of methane gas and carbon dioxide are produced. These gases, along with small quantities of hydrogen sulfide, nitrogen, and hydrogen, collect in the top of the digester and are drawn off. Since gas produced by sludge digestion (sludge gas) is 60 to 70 percent methane, it has a high heat value and can be used for heating plant buildings and sludge digesters.
(a) The temperature of the sludge is an important factor in the rate and effectiveness of sludge digestion. Optimum temperature is on the order of 950 F. To maintain this temperature, most digestion tanks in cold climates have heating coils either around the inside periphery (see Figure 2-27) or in external heating units. Sufficient heated water is forced through the coils to maintain the desired temperature.
(b) Sludge gas for heating purposes will need to be stored. Sludge gas yields on average 15 cubic feet per pound of volatile solid destroyed and has a heat value of between 500 to 700 British thermal units per cubic foot (Btu/cu. ft.). At some plants, however, the gas has been used to produce electric power for operating the plant and for sale to nearby consumers.

Kết quả (Việt) 2:

1. TIÊU HÓA bùn bùn a. Nói chung. Đối với mỗi miIIion gallon nước thải đi qua một nhà máy xử lý, 5-10.000 gallon bùn được thu thập trong các đơn vị lắng. Bùn này là khoảng 95 phần trăm nước và khoảng 5 phần trăm (50.000 ppm) chất hữu cơ cao putrescible. Bùn thu thập trong các bể lắng và không ổn định bằng cách trả lại vào dòng nước được xử lý trong một nồi bùn riêng biệt. Trong nồi, bùn được thay đổi thành các sản phẩm dễ dàng dùng một lần với sự can thiệp tối thiểu với các hoạt động thực vật khác. Các chất hữu cơ trong bùn cung cấp dịch thức ăn cho vi khuẩn kỵ khí. Các vi khuẩn phá vỡ xuống bùn (tiêu hóa nó) thành đơn giản, chất ổn định hơn. Trong điều kiện tối ưu, bùn welI-tiêu hóa được sản xuất trong vòng 24 đến 26 ngày. Toàn bộ quá trình có thể diễn ra trong một bể hoặc nó có thể được chia thành hai giai đoạn. Trong quá trình tiêu hóa hai giai đoạn, quá trình tiêu hóa ban đầu tương đối bạo lực được tách ra từ thời kỳ cuối cùng chậm. Sau khi tiêu hóa một phần trong hồ sơ, bùn nặng mà đã giải quyết đến đáy được bơm vào bể thứ cấp, nơi tiến hóa khí và kết quả trộn là tương đối chậm. B. Các loại Bể phân huỷ. Phân hủy bùn cài đặt như các đơn vị điều trị riêng biệt thường là những cấu trúc khép kín của đủ năng lực để giữ một số lượng bùn thải tương đương với 30 đến 40 ngày tích lũy được tính từ số lượng người của đơn vị dự kiến sẽ phục vụ. Mở nồi nấu, như rầy và khoang dưới của xe tăng lmhoff, không hiệu quả cũng không phải là không có mùi như các hầm kín. Hầm kín thường được xây dựng từ bê tông, thép và có một dưới dốc và hoặc cố định hoặc một đầu di chuyển. Bể phân huỷ của hơn một loại có thể được vận hành tại nhà máy xử lý tương tự. Hai hay nhiều xe tăng cung cấp sự linh hoạt của hoạt động. Chúng có thể được cài đặt độc lập như phân hủy một tầng song song hoặc được cài đặt như là hai giai đoạn phân hủy trong loạt với một bể một chính và một đơn vị thứ cấp khác. (1) Cố định cover. Bìa này thường được làm bằng bê tông. Nó có thể là bằng phẳng, có hoặc không có không gian cho khí trên mức chất lỏng, hoặc nó có thể là hình vòm với không gian cho khí. Nó được sử dụng cho các giai đoạn chính của quá trình tiêu hóa hai giai đoạn. Thay nắp nổi, và ở các vùng lạnh, vỏ này có thể được sử dụng cung cấp một mái vòm thu gom khí được lắp đặt ở phía trên cùng của trang bìa. Ít nhất hai hố ga truy cập sẽ được cung cấp trong những mái nhà bể. Hình 2-25 cho thấy một vỏ cố định và một nắp nồi khí chủ được cài đặt trong series. (2) nổi bìa. Tanks với bao nổi tương tự như các loại bìa cố định, ngoại trừ trang bìa nổi trên nội dung của xe tăng. Những bìa được sử dụng cho các giai đoạn thứ hai của một quá trình hai giai đoạn. Bìa nổi là trên digestors riêng biệt. Chúng được sử dụng ở các vùng lạnh nơi lạnh băng và tuyết là một vấn đề. C. Nguyên tắc hoạt động. Bùn không tiêu hóa kéo hoặc bơm từ các đơn vị lắng đi vào bể tiêu hóa gần đầu và được trộn với tiêu hóa bùn đã có trong bể. Như tiền tiêu hóa, bốn sản phẩm được hình thành trong các nồi nấu - - bùn ổn định, bề Iiquor, khí bùn, và cặn bã. Trong bể, các chất này được tìm thấy trong các lớp được định nghĩa khá tốt. (1) bùn ổn định. Đây là sản phẩm cuối cùng chủ yếu của quá trình tiêu hóa bùn. Nó là một nặng, dư lượng chất rắn màu đen mà không được tiếp tục giảm bởi hoạt động của vi khuẩn kỵ khí. Nó lắng ở đáy bể và được rút ra để xử lý. (2) rượu bề. Các chất lỏng tiêu hóa bùn trải qua chiếm không gian trong bể phân huỷ ngay trên bùn ổn định. Dư lượng Nonfiltrable được tìm thấy chủ yếu ở phần dưới của chất lỏng này hoặc rượu. Chất đạm chủ yếu được chuyển thành amoniac, mà vẫn còn trong dung dịch trong rượu. Phần trên của rượu này chỉ chứa một lượng nhỏ các chất lơ lửng. Lỏng làm rõ điều này được gọi là bề nồi Iiquor. Dung dịch nước nổi thường được tái tuần hoàn cho các đơn vị điều trị chính và thông qua một lần nữa thông qua xử lý sơ cấp và thứ cấp (xem Hình 1- 8). Tuần hoàn này được kiểm soát cẩn thận để ngăn chặn các nội dung ammonia cao và BOD cao của rượu từ xáo trộn điều kiện tối ưu trong các đơn vị điều trị chính. (3) Scum. Scum gồm tóc, trận đấu xuất phát, mỡ, và một bọt của vật liệu nhẹ, chậm tiêu hóa khác. Nó nổi trên đỉnh của rượu bề. Thông thường, cặn bã có thể được chia nhỏ theo định kỳ và trộn với tiêu hóa rượu bằng làm ướt váng với chảy đến nguyên bùn hoặc rượu nổi trong tuần hoàn, khuấy cơ khí, hoặc tăng nhiệt độ bên trong nồi. Cặn bã đã được cho phép để tích lũy quá lâu sẽ trở thành một tấm thảm dày mà phải được chia nhỏ bằng tay. Cặn bã trộn với tiêu hóa rượu cuối cùng được tiêu hóa. (4) khí bùn. Như tiêu hóa của tiền chất hữu cơ, một lượng lớn khí methane và carbon dioxide được sản xuất. Các chất khí này, cùng với một lượng nhỏ hydro sulfide, nitơ, và hydro, thu thập ở phần trên của nồi và được rút ra. Kể từ khi khí được sản xuất bởi bùn tiêu hóa (khí bùn) là 60-70 phần trăm methane, nó có một giá trị nhiệt độ cao và có thể được sử dụng cho các công trình nhà máy nhiệt và phân hủy bùn. (A) Nhiệt độ của bùn là một yếu tố quan trọng trong tỷ lệ và hiệu quả của quá trình tiêu hóa bùn. Nhiệt độ tối ưu là vào thứ tự của 950 F. Để duy trì nhiệt độ này, hầu hết các xe tăng tiêu hóa ở vùng khí hậu lạnh có cuộn dây nóng hoặc quanh ngoại vi bên trong (xem hình 2-27) hoặc trong các đơn vị sưởi ấm bên ngoài. Nước nóng này đủ buộc phải qua các cuộn dây để duy trì nhiệt độ mong muốn. (B) khí bùn cho mục đích sưởi ấm sẽ cần phải được lưu trữ. Sản lượng khí đốt bùn trung bình 15 feet khối mỗi pound dễ bay hơi rắn bị phá hủy và có một giá trị nhiệt từ 500-700 đơn vị nhiệt của Anh mỗi foot khối (Btu / cu. Ft.). Tại một số nhà máy, tuy nhiên, các khí đã được sử dụng để sản xuất năng lượng điện cho hoạt động nhà máy và bán cho người tiêu dùng gần đó.