СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 1996 года по МПК C02F3/02 

Изобретение относится к способу очистки сточных вод, который включает две стадии очистки активным илом, промежуточное осветление между первой стадией очистки активным илом и второй такой же стадией, вторичное осветление за второй стадией очистки активным илом и циркуляцию ила.

Известен способ очистки сточных вод, относящийся к адсорбционной технологии [1] по которому сточные воды вводят в первую аэрируемую воздухом стадию очистки активным илом, так называемую адсорбционную стадию, которую осуществляют с нагрузкой около 10 кг БПК₅ на кубический метр в день и даже больше. После этого прошедшие обработку в этой адсорбционной стадии сточные воды подвергают промежуточному осветлению. Затем сточные воды попадают во вторую аэрируемую окружающим воздухом менее нагруженную стадию очистки активным илом. Из промежуточной стадии отсасывают или частично направляют его в виде возвратного или обратно в адсорбционную стадию и частично в виде избыточного ила отводят из циркуляции ила. Из вторичного осветления второй стадии очистки активным илом последний отводят в виде возвратного и избыточного ила. Адсорбционную стадию проводят при иловой нагрузке, по меньшей мере, 2 кг БПК₅ на кг сухой субстанции, при этом за счет количества отведенного из промежуточного осветления избыточного ила сохраняют ил в начальной фазе, в которой начинается самостоятельное дыхание, что делает эту стадию очистки сточных вод активным илом адсорбционной стадией. Избыточный ил из второй стадии очистки активным илом, осуществляемой при иловой нагрузке, равной 0,15 кг БПК₅ на килограмм сухой субстанции в день, удаляют из циркуляции ила с его рециркуляцией. В результате этого происходит строго разделение биоценозов обеих стадий очистки сточных вод активным илом.

Однако этот способ улучшен в другом известном способе в отношении стабильности процесса очистки в случае токсических повышенных нагрузках, повышенных солевых нагрузках, а также повышенных значений рН [2] Этот способ отличается тем, что плотность популяции биоценозов определяют в адсорбционной стадии, проводят за ней наблюдение, а также поддерживают ее на уровне среднего значения, равного, по меньшей мере, 500 млн. зародышей прокариотов в кубическом сантиметре, путем подвода к адсорбционной ступени с необработанной водой на единицу объема от 2 до 15 мас. работающей в единице объема адсорбционной стадии биомассы в виде прокариотов как дополнительной биомассы. В рамках этих мероприятий в адсорбционной стадии поддерживают среднее значение плотности популяции, равном минимум 700 млн. зародышей прокариотов в кубическом сантиметре. Количество дополнительной биомассы можно установить вариацией предварительного осветления между частичным предварительным осветлением и освобождения от предварительного осветления. Ее подводят большей частью в количестве от 5 до 15 мас.

В станциях очистки сточных вод, в которых используют вышеописанную адсорбционную технологию, образуется, в основном, избыточный ил, достигающий приблизительно 80 в адсорбционной фазе и до 20 во второй стадии очистки активным илом. Избыточный ил адсорбционной стадии, когда станцию эксплуатируют, во всяком случае, с применением в адсорбционной стадии прокариот, легко поддается обезвоживанию. В большом ряде случаев для этого достаточно простого статического обезвоживания. Что касается избыточного или из второй стадии очистки сточных вод активным илом, то он имеет другой состав и требует поэтому для обезвоживания дорогой дополнительной обработки, например при помощи центрифугирования.

В основу изобретения положена задача создания способа очистки сточных вод, работающего по адсорбционной технологии, при котором существенно снижено количество избыточного ила, требующего в описанном выше способе значительных затрат на проведение обезвоживания.

Для решения этой задачи предложен способ очистки сточных вод при помощи станции очистки сточных вод с двумя стадиями очистки активным илом, промежуточной стадией между первой и второй стадиями очистки активным илом, вторичным осветлением за второй стадией осветления активным илом, причем в способе осуществляются следующие технологические приемы:
а) первая стадия очистки сточных вод активным илом работает как адсорбционная стадия с иловой нагрузкой, равной не менее 2 кг БПК₅ на килограмм сухой субстанции в день в аэробных условиях или факультативно анаэробно, главным образом, с прокариотами в рабочей биомассе, составляющей не менее 500 • 10⁶ зародышей прокариотов в см³;
б) вторая стадия очистки сточных вод активным илом как стадия аэрации с иловой нагрузкой, равной менее 0,15 кг БПК₅ на килограмм сухой субстанции в день, преимущественно от 0,06 до 0,07 кг БПК₅ на кг сухой субстанции в день;
в) ил из вторичного осветления, по крайней мере, частично вводят в адсорбционную стадию и при этом в таком количестве, что количество вновь введенного в адсорбционную стадию ила не сказывается отрицательным образом на работе первой стадии осветления активным илом в качестве адсорбционной стадии. При специальных условиях эксплуатации ил после вторичной очистки может полностью вводиться в первую ступень регенерации.

При этом, кроме того, ил из промежуточного осветления в качестве возвратного ила вновь вводят в адсорбционную стадию или же удаляют как избыточный ил, причем ил из вторичного осветления вновь вводят в качестве возвратного ила во вторую стадию очистки активным илом.

Изобретение базируется на понимании того, что вышеописанные способы, которые работают главным образом с прокариотами в адсорбционной фазе, не только являются стабильными в случае внезапных токсических перенагрузок, солевых или внезапных повышенных значений рН, но неожиданным образом также стабильны и при сильных биологических перенагрузках. Настоящее изобретение использует этот факт для того, чтобы уменьшать количество трудно обезвоживающегося ила, подлежащего удалению из второй стадии очистки сточных вод активным илом. С этой целью по меньшей мере частично избыточный ил из второй стадии очистки возвращают в адсорбционную стадию. Количество избыточного ила в первой стадии очистки активным илом вследствие этого хотя и возрастает, но неожиданным образом это возрастание не оказывает отpицательного влияния на выгодный с точки зрения легкости обезвоживания состав избыточного ила из адсорбционной стадии. Согласно известному, работающему по адсорбционной технологии способу очистки сточных вод из адсорбционной стадии удаляют в общем избыточный ил, содержание сухой субстанции которого находится в пределах от 5 до 7 мас. Если работать по способу согласно изобретению с возвратом ила из вторичного осветления в адсорбционную стадию, то происходит повышение содержания сухой субстанции избыточного ила, отводимого из адсорбционной стадии, приблизительно до 7 9 мас. Весь ил в виде избыточного ила из первой стадии очистки сточных вод активным илом, как говорилось уже выше, легко подается обезвоживанию. Существенным является то, что первая стадия очистки сточных вод активным илом работает в смысле вводимого определения как адсорбционная стадия и не происходит в первой стадии очистки сточных вод активным илом так называемой контактной стабилизации.

Изобретение предлагает первую стадию очистки сточных вод активным илом осуществлять при среднем содержании минимум 500 • 10⁶ зародышей прокариотов в кубическом сантиметре. Вторую стадию очистки активным илом осуществляют преимущественно при иловой нагрузке, равной менее 0,10 кг БПК₅ на килограмм сухой субстанции в день. Способ согласно изобретению можно проводить таким образом, при котором ил из вторичного осветления вновь полностью вводят в первую стадию очистки активным илом.

На чертеже показана в схематическом виде технология очистки сточных вод по способу согласно изобретению.

На схеме можно видеть станцию очистки сточных вод, включающей две стадии очистки сточных вод активным илом 1, 2, промежуточное осветление 3, вторичная очистка 4 и циркуляция ила. Подлежащие обработке свежие сточные воды направляют сначала (в ряде случаев при помощи насоса 5) через подвод 6 посредством трубопровода 7 в устройство 8 для удаления грубого шлама, которое имеет соответствующий выпуск 9 для шлама. После отделения от сточных вод таких нежелательных веществ, как волокна, сточные воды поступают через трубопровод 10 в адсорбционную стадию 1, представляющую собой первую стадию очистки сточных вод активным илом. Она выполнена в указанном способе как стадия наивысшей нагрузки. Через трубопровод 11 обработанная в адсорбционной стадии 1 среда попадает в промежуточное осветление 3. Осветленную фазу направляют через трубопровод 12 во вторую стадию очистки сточных вод активным илом 2. Эта стадия работает как стадия малой нагрузки.

Адсорбционная стадия 1 работает с иловой нагрузкой, равной, по меньшей мере, 2 кг БПК₅ на килограмм сухой субстанции в день в анаэробных условиях или факультативно в аэробных условиях главным образом с прокариотами в рабочей биомассе. Вторую стадию очистки сточных вод активным илом 2 осуществляют как аэрируемую стадию с иловой нагрузкой, равной менее 0,15 кг БПК₅ на килограмм сухой субстанции в день. Ил из вторичного осветления по меньшей мере частично обратно вводят через трубопровод 13 в адсорбционную стадию 1 и при этом так, что количество возвращаемого ила не нарушает работу первой стадии очистки сточных вод активным илом в качестве адсорбционной стадии. На чертеже можно видеть трубопровод 14, посредством которого ил из промежуточного осветления 3 вновь вводят как возвратный ил в адсорбционную стадию. Можно видеть, кроме того, еще один трубопровод 15, при помощи которого можно удалять ил из промежуточного осветления 3 в виде избыточного ила. В случае необходимости избыточный ил можно удалять из вторичного осветления 4 через трубопровод 16. Способ согласно изобретению можно осуществлять также таким образом, что больше не требуется удаления избыточного ила из второй стадии очистки сточных вод активным илом. В этом случае отпадает также и трубопровод 16. Посредством трубопровода 17, насоса 18 и другого трубопровода 19 осветленную водную фазу направляют в быстродействующий фильтр 20, из которого осветленная вода попадает через сливной трубопровод 21 в водоприемник. Из быстродействующего фильтра 20 обратную промывочную воду можно снова вводить через трубопровод 22 в систему второй ступени. В рамках изобретения существует возможность введения частичного количества ила адсорбционной стадии 1 из промежуточного осветления 3 с целью предотвращения вспучивания ила во вторую стадию очистки сточных вод активным илом.

Посредством обработки ила, образовавшегося на второй стадии обработки, включающей аэрацию на первой стадии, обозначенной стадией адсорбции, достигаются два эффекта:
а) стабильный режим работы всей установки очистки сточных вод при токсичных нагрузках, солевых нагрузках, нагрузках рН и вызывающий значительный эффект стабильного режима работы при соляных биологических нагрузках;
б) снижение конструктивных и энергетических затрат ступени обезвоживания ила.

Изобретение относится к способам очистки сточных вод при помощи станции очистки, использующей две стадии очистки активным илом, промежуточное осветление между первой и второй стадиями очистки сточных вод активным илом, вторичное осветление за второй стадией очистки сточных вод активным илом и циркуляцией ила. Первую стадию очистки сточных вод осуществляют аэробно как адсорбционную стадию с иловой нагрузкой, равной минимум 2 кг БПК₅ на килограмм сухой субстанции в день или же факультативно анаэробно, главным образом, с прокариотами в рабочей биомассе. Вторую ступень очистки сточных вод активным илом используют как аэрированную стадию с иловой нагрузкой, равной менее 0,15 кг БПК₅ на килограмм сухой субстанции в день. Ил из вторичного осветления, по меньшей мере, частично вновь вводят в адсорбционную стадию. Прокариоты составляют не менее 500 • 10⁶ зародышей в см³. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ очистки сточных вод, включающий первичную их обработку активным илом, первичное осветление с последующей повторной обработкой активным илом и повторным осветлением, отличающийся тем, что первичную обработку сточных вод активным илом, являющуюся адсорбционной стадией, осуществляют с иловой нагрузкой, равной не менее 2 кг БПК₅ на 1 кг сухой субстанции в день в аэробных условиях или факультативно анаэробно с прокариотами в рабочей массе, составляющих не менее 500•10⁶ зародышей прокариотов в 1 см³, повторную же обработку сточных вод активным илом, являющуюся аэрируемой стадией, осуществляют с иловой нагрузкой менее 0,15 кг БПК₅ на 1 кг сухой субстанции. 2. Способ по п.1 отличающийся тем, что портерную обработку сточных вод активным илом осуществляют с иловой нагрузкой 0,06 0,07 кг БПК₅ на 1 кг сухой субстанции в день.