Способ обработки осадков сточных вод

 

1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ вод, включающий уплотнение исходного осадка, анаэробное сбраживание и уплотнение с последутоп1им обезвоживанием, отличающийс я тем, что, с целью улучшения седиментационных и водоотдающих свойств стабилизированного осадка, улучшения качества иловой воды и удешевления процесса, аназробно-сброженньй осадок перед уплотнением подвергают аэрации. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что анаэробно-сброженный осадок подвергают аэрации в течение 0,1-3 сут. 3.Способ по пп. 1 и 2, отли (Л чающийся тем, что в качестве исходного осадка используют первичный осадок или первичный осадок и активный ил. 4.Способ по пп. 1-3, о т ли ч аю щ и и с я тем, что после аэрации осадок подвергают аэробной стабилиО5 зации , 00 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1168516 А (5 l )+

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ с,,„. -.

/ ср

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ „,,,/

К АВТОРСКОМУ СИИДЕТЕЛЫ:ТВУ (21) 3408808/23-26 (22) 02.04.82 (46) 23.07.85. Бюл. N - 27 (72) В.Н. Мирэаян, Ю.А.-Л.Коган, В.Н. Швецов, Х.К, Каримов, В.Н. Самохин и M.Ñ. Рубинштейн (71) Ташкентский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии и Всесоюзный научноисследовательский институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидро. геологии (53) 628.336.3(088.8) (56) 1. Яковлев С.В. и др. Канализация. N. Стройиздат, 1978, с. 125.

2. Строительныс нормы и правила, СНИПП-32-74. М., Стройиздат, 1978, ч. П, гл. 32, п.п. 7.172-7.189, 7. 198, 7.204, 7.2 13. (54) (57) 1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ

СТОЧНЫХ ВОД, включающий уплотнение исходного осадка, анаэробное сбраживание и уплотнение с последующим обезвоживанием, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения седиментационных и водоотдающих свойств стабилизированного осадка, улучшения качества иловой воды и удешевления процесса, анаэробно-сброженный осадок перед уплотнением подвергают аэрации.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что анаэробно-сброженный осадок подвергают аэрации в течение О, 1-3 сут.

3 ° Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что в качестве исходного осадка используют первич- С, ный осадок или первичный осадок и активный ил.

4. Способ по пп. 1-3, о т л и ч аю шийся тем, что после аэрации осадок подвергают аэробной стабилизации.

Об

1168516

Изобретение относится к способам очистки сточных вод и может быть использовано для обработки осадков, образующихся при биологической очистке сточных вод. S

Известен способ обработки осадков сточных вод, заключающийся в анаэробном сбраживании осадков в 2-х ярусных отстойниках в течение 60-180 сут, при 10-15 С (1 j.

Недостатком этого способа являются большая длительность сбраживания, а также плохие седиментационные и водоотдающие свойства осадка, что определяет низкую эффективность

его дальнейшего обезвоживания.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ обработки осадков сточных вод, заключающийся в анаэробном сбраживании а осадков в метантенках при 33-35 С в течение 8-14 сут (иловый индекс 960980 мл/г) .

Удельное сопротивление фильтрации анаэробно-сброженного осадка состав- 1 ляет 2000-6000 х 10 О см/г. Производительность иловых площадок при его

2 обезвоживании составляет 1,2 м /м год, расход реагентов, необходимых для механического обезвоживания, 5-87. по 30

FeC1 и 10- fSX по Са0. Иловая вода, образующаяся при уплотнении и обезвоживании анаэробна-сброженного осадка, подается на сооружения биологической очистки сточных вод. Концентрация загрязнений в иловой воде составляет по взвешенным веществам 10002000 мг/л, по БПК вЂ” 1000-1500 мг/л (2)

Недостатками известного способа являются. 40 плохие еедиментационные свойства анаэробно-сброженного осадка (иловый иидекс 960-980 мл/г), обуславливающие необходимость его длительного уплотнения, 45 плохие водоотдающие свойства аназробно-сброженного осадка (удельиое сопротивление фильтрации 20006000 х 10 см/г), что определяет низкую эффективность его обезвожи- щ вания; плохое качество иловой воды, характеризующееся большим количеством органических загрязнений (по взвеиениьаю веществам l000-2000 мг/л, у по БПК де„- 1000-1500 мг/л); высокая стоимость обработки, обусловленная значительными объемами сооружений для уплотнения анаэробносброженного осадка (матентенков 2 ступени) и его обезвоживания, а также необходимостью увеличения объемов сооружений биологической очистки сточных вод при подаче в них иловой воды после уплотнения и обезвоживания анаэробно-сброженного осадка.

Цель изобретения — улучшение седиментационных и водоотдающих свойств стабилизированного осадка, улучшение качества иловой воды и удешевление процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки осадков сточных вод, включающему уплотнение исходного осадка, его анаэробное сбраживание и уплотнение с последующим обезвоживанием, анаэробно-сброженный осадок подвергают аэрации перед уплотнением, предпочтительно в течение 0,1-3 сут, в качестве исходного осадка используют первичный осадок или первичный осадок и активный ил, а после аэрации осадок подвергают аэробной стабилизации.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходный осадок (первичный осадок или смесь его с уплотненным активным илом после уплотнения подвергают анаэробному сбраживанию. Анаэробно-сброженный осадок подвергают аэрации в течение 0,1-3 сут, уплотняют и подвергают обезвоживанию.

Б предлагаемом способе предусматривается подача осадка после стадии аэрации в процессе аэробной стабилизации в смеси с активным илом (перед подачей на аэробную стабилизацию возможно уплотнение активного ила до влажности 98,2-977). Также предусматривается подача на анаэробное сбраживание смеси первичного осадка и 0,5-607. уплотненного активного ила, при этом 98,5-407 его поступает в процессе аэробной стабилизации.

Процесс анаэробного сбраживания осадков сточных вод осуществляется облигатными и факультативными анаэробными микроорганизмами, Сам процесс сбраживания проходит в две ступени. На первой ступени факультативные микроорганизмы путем гидролиза и ферментативного расщепления превращают сложные органические

1 t 68516 вещества осадков в низшие жирные кислоты, спирты, углекислоту, аммиак, водород и др. На второй ступени метанообразующие микроорганизмы превращают продукты первой 5 ступени JIBBHbM образом в метан, углекислоту, сероводород и другие газы.

В процессе анаэробного сбраживания происходит распад органических компонентов осадков на 30-40Х. Однако в растворе остается большое количество коллоидных частиц осадков, продуктов жизнедеятельности анаэробных микроорганизмов, определенное количествб органического вещества не окисленное в анаэробных условиях.

Все это определяет плохие седиментационные и фильтрационные свойства анаэробно-сброженного осадка, требует длительного времени уплотнения осадка перед обезвоживанием. Кроме того, такой ход процесса анаэробного сбраживания определяет значительное содержание загрязнений в иловой во25 де (по взвешенным веществам, ХПК, БПК ), которая подается на сооружение биологической очистки для обработки, что вызывает необходимость дополнительного увеличения их объемов.

Следует отметить, что при пода.че анаэробно-сброженного осадка в анаэробные условия происходит практически мгновенная перестройка фер- 35 ментативного цикла окисления.субстратов с анаэробного пути на аэробный, что выражается в наличии высокой скорости биохимического потребления кислорода анаэробно-сброженным осадком. 40

В аэробных условиях происходит окисление факультативными микроорганизмами, оставшихся неокисленных в анаэробных условиях, органических компонентов анаэробно-сброженного 45 осадка, разрушение коллоидных систем, в результате чего происходит улучшение седиментационных и водоотдающих свойств осадка, а также качества иловой воды. 50

В процессе аэрации иловый индекс осадка снижается до 40-50 мп/г ХПК, иловой воды — до 320-380 мг/л, .БПК— до 40-60 мг/л. Удельное сопротивление фильтрации осадка снижается до 55

500-600х10" см/г.

Следует отметить, что аэрация анаэробно-сброженного осадка менее

0,1 сут не позволяет получить осадок с хорошими седиментационыыми и водоотдающими свойствами и удовлетворительным качеством иловой воды.

В то же время длительная аэрация осадка (более 3 сут) нецелесообразна, так как не давая эффекта в плане улучшения седиментационных свойств осадка и качества иловой воды она приводит лишь к увеличению объемов сооружений и энергозатрат.

Учитывая, что в процессе аэрации анаэробно-сброженного осадка остается биохимически неокисленной часть органического вещества (на что указывает БПК„ иловой воды 40-60 мг/л), а также определенная часть коллоидных компонентов (удельное сопротивление фильтрации осадка 500-600х

10 х 10 см/г), осадок целесообразно подвергать аэробной стабилизации в смеси с активным илом. В процессе аэробной стабилизации происходит дополнительное окисление органических компонентов осадка и разрушение коллоидных частиц, в результате чего происходит улучшение водоотдающих свойств стабилизированного осадка и улучшенное качество иловой воды.

Процесс аэробной стабилизации осуществляют до окончания биохимического окисления всех экзо- и эндогенных субстратов, что определяет получение стабилизированного осадка, не загнивающего в процессе сушки и хранения и имеющего хорошие водоот/ дающие свойства. Удельное сопротивление фильтрации стабилизированного осадка составляет 20-40 х tO ñì/ã.

В ряде случаев может быть целесообразна подача уплотненного активного ила. При этом его уплотняют до влажности 98,5;97,57 в течение 5-10 ч. гравитационным уплотнением либо любым другим методом.

При анаэробном сбраживании единицы массы первичного осадка выделяется в 2-2 5 раза больше количества газа, чем при анаэробном сбраживании единицы массы активного ила, поэтому в большинстве случаев наиболее целесообразно подвергать анаэробному сбраживанию только первичный осадок.

Однако при соответствующем техникоэкономическом обосновании в предлагаемом способе предусматривается подача в процесс анаэробного сбраживания активного ила (например, предвари1168516 тельно уплотненного) . Подача на стадию анаэробного сбраживания более

0,5% уплотненного активного ила приводит к увеличению общего количества выделяющегося газа. Однако подача более 60% уплотненного активного ила нецелесообразна, так как она приводит к существенному увеличению объемов сооружений для анаэробного сбражи- 0 вания и соответственно увеличению их стоимости, а также не позволяет получить осадок с хорошими водоотдающими свойствами. При этом на стадию аэробной стабилизации, соответствен- 15 но, поступает 99,5-40Х уплотненного активного ила.

После проведения процесса аэробной стабилизации, стабилизированный . осадок имеющий хорошие седиментацион- 20 ные и водоотдающие свойства (иловый индекс 40-50 мл/г, удельное сопротивление фильтрации 20-40 х

z 10 см-r) а также хорошее качество иловой воды (взвешенные вещества

10-15 мг/л, SIIK„ — 15-20 мг/л), уплотняют до влажности 96,5-96% (например, гравитационным способом в течение 5-10 ч) и подают на обезвоживание. 30

При естественном обезвоживании стабилизированного осадка на иловых площадках на искусственном основании, с дренажом их производительность составляет 5-6 м /м год.

При механическом обезвоживании уплотненного стабилизированного осадка расход необходимых реагентов составляет по FeCl 1-1,57, по Са0 2-3%.

Эффективность задержания сухого 40 вещества при центрифугировании уплотненного стабилизированного осадка составляет 40-457.

Возможность и целесообразность проведения процесса по предлагае- мому способу определяется следующим:. в процессе аэрации анаэробносброженного осадка происходит биохимическое окисление факультативными анаэробными бактериями органических компонентов анаэробно-сброженного осадка, в результате чего улучшаются его седиментационные и водоотдающие свойства, а также качество иловой воды. При дальнейшей аэробной 55 стабилизации осадка в смеси с активным илом происходит дополнительное окисление органических компонентов осадков, формирование устойчивой, хлопьеобразной структуры, что приводит к дополнительному улучшению водоотдающих свойств стабилизированного осадка и качества иловой воды и улучшению качества иловой воды.

Таким образом, в результате применения предлагаемого способа улучшаются седиментационные и водоотдающие свойства стабилизированного осадка, качество иловой воды, а также происходит удешевление процесса обработки осадка.

Пример 1. Первичный осадок с влажностью 957 и уплотненный до

98% активный ил подвергают анаэробному сбраживанию в течение 10 сут.

Анаэробно-сброженный осадок аэрируют в течение 0,1 сут. Иловый индекс осадка после аэрации - 50 мг/г, ХПК иловой воды 420 мг/г, SIIK — 80 мг/л.

Удельное сопротивление фильтрации осадка 585 х 10 см/г. Проаэрированный осадок подвергают уплотнению в течение 10 ч и подают на обезвоживание.

Производительность иловых площадок на искусственном основании с дренажом составляет Z 1 м /м .ч. Иловая

3 2 вода, образующая при уплотнении и обезвоживании осадка, поступает на сооружения биологической очистки сточных вод, вызывая тем самым увеличение их объема на 27.

Пример 2. Первичный осадок с влажностью 957 подвергают анаэробному сбраживанию в течение 10 сут, Удельное сопротивление фильтрации анаэробно-сброженного осадка 3200 х х 101 см/г, иловый индекс 960 мл/г, БПК иловой воды 1300 мг/л. Анаэробно-сброженный осадок подвергают аэрации в течение 0,5 сут. После аэрации удельное сопротивление осадка—

500 х 10 см/г, иловый индекс

40 мл/г, БПК„иловой воды — 40 мг/г.

Осадок подвергают уплотнению в течение 10 ч до влажности 96Х и подают на обезвоживание. Производительность иловых площадок составляет 2,2 мэ/м2 год. При подаче иловой воды, образующейся при уплотнении и обезвоживании осадка, на сооружения биологической очистки их объем увеличивается на 0,5-0,87..

Пример 3. Пример осуществляют аналогично примеру 2, но после аэрации осадок смешивают с активным

1168516 илом и подвергают аэробной стабили- зации. Длительность аэробной стабилизации 2,2 сут, Удельное сопротивление фильтрации аэробностабили-.

5 зированного осадка 20 х 10" см/г, иловый индекс 38 мл/r, BIIK„ иловой воды — 18 мг/г. Аэробно-стабилизированный осадок уплотняют в течение

8 ч, до влажности 967 и подают íà 10 обезвоживание. При обезвоживании на иловых площадках на искуственном основании с дренажом их производик . тельность составляет 6 м5/м .год.

Расход реагентов, необходимых для ме- 15 ханического обезвоживания, составляет по FeC1> 1,5Х, по СаО 2,3Х.

Эффективность задержания сухого вещества при центрифугировании аэробно-стабилизированного осадка составляет 40Х. При подаче иловой воды на сооружения биологической очистки не требуется увеличения их объемов.

Пример 4. Пример осуществляют аналогично примеру 3, но на аэроб-25 ную стабилизацию подают уплотненный до влажности 987. активный ил.

Длительность аэробной стабилизации

3,5 сут.

Пример 5. Первичный осадок с влажностью 95Х и 0,57 уплотненного активного ила влажностью 98Х подвергают анаэробному сбраживанию в течение 9 сут. Анаэробно-сброженный 35 осадок аэрируют в течение 3 сут.

Удельное сопротивление осадка после аэрации 500 х 10 см/г, иловый ин о декс 42 мл/г, БПК„иловой воды

60 мг/л. После аэрации осадок сме- 40 шивают с 99,SX активного ила и подвергают аэробной стабилизации. Длительность аэробной стабилизации 4 сут. Удельное сопротивление фильтрации аэробно-стабилизированного осад- 45 ка 32 х 10® см/г, иловый индекс

40 и r/ã, БПК„иловой воды 20 мг/л.

Аэробно-стабилизированный осадок уплотняют в течение 8 ч до влажности 96Х и подвергают обезвоживанию.

При обезвоживании на иловых площадках на искусственном основании с дренажом н. . производительность составляет

Э 2

6 м /м год. Расход реагентов, необходимых при механическом обезвожива-.55 нии, составляет по FeC1> 1,6Х, по

Са0 2,57. При подаче иловой воды на сооружения биологической очистки сточных вод не требуется увеличения пх объемов.

Пример .6. Пример осуществляют аналогично примеру 5, но на анаэробное сбраживание подают 357. уплотненного до влажности 98Х активного ила. При этом на аэробную стабилизацию поступает 65Х уплотненного активного ила. Длительность аэробной стабилизации 4,5 сут. Удельное сопротивление фильтрации стабилизированного осадка 35 х 10 см/г, иловый индекс

fd

4 I мл/г, БПК„иловой воды — 20 мг/л.

Аэробно-стабилизированный осадок уплотняют в течение 8 ч до влажности 967 и подают на обезвоживание. Производительность иловых площадок на искусственном основании с дренажом составк ляет 6 м /м год.

Пример 7. Первичный осадок с влажностью 957 и 607. уплотненного до влажности 987. активного ила подвергают анаэробному сбраживанию в течение 10 сут. Анаэробно-сброженный осадок аэрируют в течение 3 сут.

Удельное сопротивление фильтрации осадка — 550 х 10" см/г, иловый индекс 44 мл/г, БПКп иловой воды

62 мг/л. Осадок смешивают с 407 активного ила и подвергают аэробной стабилизации в течение 4,8 сут.Удельное сопротивление фильтрации аэробностабилизированного осадка 35 х

$d х 10 см/г, иловый индекс 40 мл/г, БПК иловой воды I9 мг/л. Аэробно-стабилизированный осадок уплотняют в течение 8,5 ч, до влажности 96Х и подвергают обезвоживанию, При обезвоживании на иловых площадках на искусственном основании с дренажом их производительность составляет 6,1 м /м год. Расход реагентов, необходимых для механического обезвоживания аэробно-стабилизированного осадка, составляет по FeC19 1,IX, по СаО 2,3Х.

Эффективность задержания сухого вещества аэробно-стабилизированного осадка при его центрифугировании составляет 457. При подаче иловой воды на сооружения биологической очистки не требуется увеличения их объемов.

Предлагаемый способ по сравне-. нию с известным обеспечивает следующие преимущества: улучшение седиментационных свойств стабилизированного осадка в 18-25 раз, I 168516

Составитель Г. Лебедева

Техред С.Мигунова

Редактор Г. Волкова

Корректор М. Ткач

Эакаэ 4558/21 Тираж 884

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, iK-35, Раушская наб., д. 5/5

Подпис «пе

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 характеризующиеся снижением илового индекса с 960-980 до 40-50 мг/л; улучшение водотдающих свойств стабилизированного осадка в 12-100 раз, характеризующиеся снижением удельного сопротивления фильтрации с 2000-6000 х 10 до 20-500 х х 10 см/г; улучшение качества иловой воды в 10

25-55 раз, характеризующиеся снижением БПК иловой воды с 1000-1500 до 18-60 мг/л; удешевление процесса обработки за счет улучшения седиментационных 15 свойств стабилизированного осадка и соответственно сокращения длительности его уплотнения в 75-80 раз, водоотдающих свойств стабилизированного осадка и соответственно ловы- 20 шение производительности иловых площадок в 2-5 раз с 1,2 до 2-6 м /м год а и качества иловой воды и соответственно сокращения дополнительных объемов сооружений биологичес кой очистки сточных вод в 10-15 раэ.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет существенно улучшить седиментационные и водоотдающие свойства стабилизированного осадка, улучшить качество иловой воды, а также удешевить процесс обработки осадков эа счет сокращения длительности, уплотнения стабилизированного осадка, повышения производительности иловых площадок при его обезвоживании, сокращения дополнительных объе-: мов сооружений биологической очистки сточных вод.

Предлагаемый способ имеет большое народнохозяйственное значение, так как его применение на очистных сооружениях производительностью

200 тыс. м /сут сточных вод позволит получить экономический эффект более

1 мпн.руб, в год по приведенным затратам.