Modeling of wastewater sludge dewatering kinetics using the method of linear proportionalities

Abstract

Осади стічних вод, які скупчуються на очисних спорудах, є водними суспензіями, що виділяють із стічних вод у процесі їх механічного, біологічного або фізико-хімічного очищення. Часто осади в не- обробленому вигляді протягом десятків років зливалися на переобтяжені мулові площадки, у відвали, кар’єри, що призвело до порушення екологічної безпеки й умов життя населення. Через велику кількість колоїдних речовин осади погано віддають воду. На водовіддачу осадів мають великий вплив вологість, співвідношення вільної і зв’язаної води, ступінь дисперсності частинок твердої фази, хімічний склад, структура, в’язкість осаду тощо. На очисних спорудах застосовують такі процеси обробки осадів стічних вод: ущільнення, стабілізацію, кондиціонування, зневоднення, сушіння, термічну обробку, утилізацію цінних продуктів або ліквідацію осадів. Важливим етапом в утилізації осадів є їх зневоднення, що дає змогу значно зменшити обсяги осадів. Здатність осадів стічних вод стискуватися під дією зовнішнього тиску є однією з характерних його властивостей. Проведено моделювання методом лінійних пропорційностей, що дало можливість отримати однакову функціональну залежність за різних комбінацій чисел подібності.

Sewage sludge accumulating at treatment facilities is aqueous suspensions separated from wastewater during treatment processes. Untreated sludge has been discharged for decades into overloaded sludge beds, dumps, or quarries, leading to environmental safety violations and deteriorating people living conditions. Due to a high content of colloidal substances, sludge poorly releases water. An important step in sludge disposal is dewatering, which significantly reduces sludge volume. Factors such as moisture content, the ratio of free to bound water, the degree of dispersion of solid phase particles, chemical composition, structure, and viscosity significantly influence sludge dewatering. The compressibility of sewage sludge under external pressure is one of its characteristic properties. Modeling was carried out using the method of linear proportions, which allowed the derivation of a uniform functional dependence under different combinations of similarity numbers.