СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 1994 года по МПК C02F9/00 

Изобретение относится к способам очистки сточных вод, а именно к способам очистки сточных вод, содержащих высокие концентрации органических веществ, и может быть использовано для очистки сточных вод крупных свиноводческих комплексов, а также сточных вод молочных и откормочных комплексов крупного рогатого скота.

Известен способ очистки сточных вод, включающий удаление грубодисперсных примесей с помощью решеток и песколовок, отстаивание в первичных отстойниках, биохимическое окисление органических загрязнений в аэротенках, отстаивание во вторичных отстойниках, обеззараживание очищенной сточной воды, возврат части избыточного активного ила из вторичных отстойников в аэротенки, нагрев и последующую аэробную стабилизацию сырого осадка из первичных отстойников с частью избыточного активного ила, обезвоживание стабилизированного осадка и возврат дренажной воды на песколовки. Этот способ характеризуется высокими капитальными и эксплуатационными затратами, обусловленными наличием операций нагрева сырого осадка и возврата избыточного активного ила в аэротенки, которые необходимы для повышения эффективности процессов отстаивания и обезвоживания.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки сточных вод, который включает в себя удаление грубодисперсных примесей, отстаивание в первичных отстойниках, биологическую очистку в аэротенках удаление пены из аэротенков и возврат ее в количестве 0,5-1,0% от расхода сточной воды в первичные отстойники, отстаивание сточной воды во вторичных отстойниках, смешивание, кондиционирование и последующее обезвоживание смеси сырого осадка, избыточного активного ила и пены, возврат дренажной воды в первичные отстойники.

Указанный способ позволяет значительно снизить объемы сооружений станции очистки и сократить удельные капительные и эксплуатационные затраты на очистку сточных вод.

Недостатки прототипа состоят в том, что возврат пены в первичные отстойники способствует выносу взвешенных веществ с осветленной водой и в конечном итоге увеличению нагрузки на аэротенки по твердой фазе, что приводит к нарушению работы очистных сооружений, увеличивая загрязнение очищенной воды взвешенными веществами.

Цель изобретения - сокращение нагрузки на аэротенки по твердой фазе путем предотвращения выноса взвешенных веществ в сливе первичных отстойников и снижение концентрации взвешенных веществ в очищенной воде.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки сточных вод, включающем удаление грубодисперсных примесей (навоза), отстаивание в первичных отстойниках, биологическое окисление органических загрязнений в аэротенках, отстаивание во вторичных отстойниках, смешивание сырого осадка первичных отстойников и избыточного активного ила вторичных отстойников, кондиционирование и центрифугирование смеси сырого осадка и избыточного активного ила, смешивание фугата со сточной водой, перед подачей смеси в первичные отстойники фугат разделяют на пенный продукт и осветленную жидкость, пенный продукт смешивают с навозом, а осветленную жидкость смешивают со сточной водой после отделения ее от грубодисперсных примесей и подают в первичные отстойники. Разделение фугата на пенный продукт и осветленную жидкость предпочтительно проводить в соотношении 1:(3-5).

По сравнению с известным, предлагаемый способ позволяет сократить нагрузку на аэротенки по твердой фазе в 1,5-2,5 раза и значительно повысить эффективность очистки - содержание взвешенных веществ в очищенной воде снижается в 3-15 раз.

Это объясняется следующими причинами. При разделении фугата на пенный продукт и осветленную жидкость, например, с помощью флотатора, наклонного сита и т.д. в пенный продукт уходит основная масса трудноосаждаемых, гелеобразных веществ, и в осветленной жидкости остаются только легкооседающие частицы взвеси, кроме того, осветленная жидкость практически полностью освобождается от мелких пузырьков воздуха, которыми насыщается фугат при его интенсивной аэрации в роторе центрифуги, что предотвращает самопроизвольную флотацию частиц всплывающими мелкодисперсными пузырьками воздуха из смеси сточной воды с осветленной жидкостью. Поэтому смешивание осветленной жидкости со сточной водой перед первичными отстойниками приводит к значительной интенсификации процесса отстаивания, приводящей к снижению в 1,5-2,5 раза содержания взвешенных веществ в сливе первичных отстойников и, следовательно, сокращению нагрузки на аэротенки по твердой фазе. При этом значительно улучшается процесс очистки сточных вод в аэротенках и в 3-15 раз снижается содержание взвешенных веществ в очищенной сточной воде. Смешивание же пенного продукта с выделенным навозом позволяет без существенного повышения влажности этой смеси производить утилизацию взвесей, находящихся в пенном продукте.

Предлагаемый способ наиболее приемлем для очистки сточных вод свинокомплексов, молочных и откормочных комплексов крупного рогатого скота, содержащих значительное количество трудноосаждаемых, коллоидных, гелеобразных частиц взвеси, частицы жира и поверхностно активные вещества, поступающие с комбикормами. В этом случае обезвоживание смеси сырого осадка и избыточного активного ила центрифугированием сопровождается весьма интенсивным пенообразованием фугата, что при последующем его разделении способствует более полному удалению труднооседаемых взвесей в пенный продукт, позволяет получить осветленную жидкость с низким содержанием взвешенных веществ и в целом снизить нагрузку на аэротенки по твердой фазе.

Разделение фугата, образующегося при обезвоживании смеси сырого осадка и избыточного активного ила центрифугированием, на пенный продукт и осветленную жидкость перед его возвратом в первичные отстойники в технике биологической очистки сточных вод практически не используется.

В предлагаемом способе очистки сточных вод разделение фугата на пенный продукт и осветленную жидкость используется для полного извлечения труднооседающих, гелеобразных частиц в пенный продукт с последующей его утилизацией путем смешивания с грубодисперсными примесями (навозом) и получения осветленной, свободной от мелких пузырьков воздуха и содержащей только минерализованные, легкооседающие частицы взвеси. Это позволяет получить неочевидный положительный эффект, заключающийся в значительном снижении содержания взвешенных веществ в сливе первичных отстойников с одновременной утилизацией выделенной в пенный продукт твердой фазы.

П р и м е р 1. Сточную воду с температурой 11-17^оС с концентрацией взвешенных 11456 мг/л, аммонийного азота 1305 мг/л и общей химической загрязненностью по бихромату (ХПК) 18399 мгО₂/л подают на два наклонных сита, где отделяют сточную воду от грубодисперсных примесей (навоза). Навоз в количестве 80 м³/сут накапливают в бункере и периодически выводят автотракторными тележками. Сточную воду с содержанием взвешенных веществ 5848 мг/л перекачивают в распределительную чашу, из которой ее подают на отстаивание в три вертикальных (первичных) отстойника объемом 250 м³ каждый. Слив первичных отстойников подают на биологическую очистку в аэротенки, после которых подают на отстаивание в три радиальных вторичных отстойника, откуда очищенную сточную воду после обеззараживания сбрасывают. Сырой осадок первичных отстойников и избыточный активный ил вторичных отстойников с содержанием взвешенных веществ 46,3 г/л в количестве 600 м³/сут подают на кондиционирование в смесительную воронку. В смесительной воронке смесь сырого осадка и активного ила смешивают с 0,1%-ным водным раствором катионоактивного флокулянта ВПК-402 в количестве 150 г/м³ (по флокулянту 100% активности). Полученную смесь обезвоживают центрифугированием. Обезвоженный осадок влажностью 80,2% тракторными тележками вывозят на складирование или утилизацию. Фугат с содержанием взвешенных веществ 4220 мг/л разделяют на пенный продукт и осветленную жидкость (соотношение объемов пенного продукта и осветленной водой 1:3).

Пенный продукт подают в бункер с навозом, откуда смесь периодически выгружают для складирования или утилизации. Осветленную жидкость с содержанием взвешенных веществ 940 мг/л направляют в распределительную чашу на смешивание со сточной водой, поступившей из наклонных сит после отделения навоза. Затем смесь подают в первичные отстойники и т.д.

П р и м е р 2. Сточные воды свиноводческого комплекса с содержанием взвешенных веществ 13651 мг/л обрабатывают аналогично описанному в примере 1. Отношение объемов пенного продукта и осветленной жидкости при разделении фугата составляет 1:4,0. Результаты очистки воды представлены в таблице.

П р и м е р 3. Сточные воды с содержанием взвешенных веществ 13800 мг/л обрабатывают аналогично описанному в примере 1. Отношение объемов пенного продукта и осветленной жидкости при разделении фугата составляет 1:5,0. Результаты очистки воды представлены в таблице.

Эффективность предлагаемого способа оценивают по содержанию взвешенных веществ в очищенной воде, а снижение нагрузки на аэротенки по снижению содержания взвешенных веществ в сливе первичных отстойников, что позволяет сократить нагрузку на аэротенки по твердой фазе и снизить содержание взвешенных веществ в очищенной воде с 600 до 40-190 мг/л. При этом смесь навоза с пенным продуктом имеет влажность не более 83% и является транспортабельной.

Снижение загрязненности слива первичных отстойников позволяет стабилизировать работу очистных сооружений и избежать залповые сбросы недостаточно очищенных сточных вод.

Таким образом, содержание взвешенных веществ в очищенной воде снижается в 3-15 раз; содержание взвешенных веществ в сливе первичных отстойников снижается в 1,5-2,0 раза, что позволяет снизить нагрузку на аэротенки по твердой фазе; смешивание пенного продукта с навозом позволяет утилизировать пенный продукт без существенного увеличения влажности смеси; ожидаемый экономический эффект от использования изобретения только для одного свиноводческого комплекса за счет сокращения транспортных расходов 300 тыс.руб. /год.

Использование: может быть использовано для очистки сточных вод крупных свиноводческих комплексов, а также сточных вод молочных и откормочных комплексов крупного рогатого скота. Сущность изобретения: из сточных вод удаляют грубодисперсные примеси, отстаивают в первичных отстойниках, подвергают обработке в аэротенках, вновь отстаивают, смешивают сырой осадок первичных отстойников и избыточный активный ил, кондиционируют и центрифугируют эту смесь, смешивают фугат со сточной водой перед подачей смеси в первичные отстойники, причем фугат разделяют на пенный продукт и осветленную жидкость, пенный продукт смешивают с грубодисперсными примесями - навозом, а осветленную жидкость смешивают со сточной водой после отделения ее от грубодисперсных примесей и подают на отстаивание в первичные отстойники, предпочтительно, фугат разделяют на пенный продукт и осветленную жидкость в соотношении 1:3-5. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, включающий удаление грубодисперсных примесей, отстаивание в первичных отстойниках, биологическое окисление органических загрязнений в аэротенках, отстаивание во вторичных отстойниках, смешивание сырого осадка первичных отстойников и избыточного активного ила вторичных отстойников, кондиционирование и центрифугирование смеси сырого осадка и избыточного активного ила, смешивание фугата со сточной водой перед подачей смеси в первичные отстойники, отличающийся тем, что, с целью сокращения нагрузки на аэротенки по твердой фазе путем предотвращения выноса взвешенных веществ в сливе первичных отстойников и снижения концентрации взвешенных веществ в очищенной воде при очистке сточных вод свиноводческих комплексов, фугат разделяют на пенный продукт и осветленную жидкость, пенный продукт смешивают с грубодисперсными примесями - навозом, а осветленную жидкость смешивают со сточной водой после отделения ее от грубодисперсных примесей и подают на отстаивание в первичные отстойники. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что фугат разделяют на пенный продукт и осветленную жидкость в соотношении 1 : (3 - 5).