СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1998 года по МПК C02F11/00 

Предлагаемое изобретение относится к области очистки сточных вод, а именно к способам обработки осадков сточных вод, и может быть использовано на станциях биологической очистки бытовых и производственных стоков.

Известен способ обработки осадков сточных вод, включающий анаэробное сбраживание, аэробную стабилизацию и обезвоживание осадка, согласно которому, с целью улучшения водоотдающих свойств осадков, сокращения длительности аэробной стабилизации и удешевления процесса, аэробную стабилизацию ведут в присутствии избыточного активного ила и сырого осадка, причем избыточный активный ил используют в количестве 40-60%, а сырой осадок - 3,0-8,0% от сухого вещества сброженного осадка. (Авторское свидетельство СССР N 731693, C 02 F 11/04, 1979 г.)
Недостатками известного способа являются использование существенного количества избыточного ила на стадии аэробной стабилизации без предварительного анаэробного сбраживания, что существенно увеличивает энергетические затраты на его переработку, а также приводит к дополнительным затратам на стабилизацию сырого осадка, используемого в качестве дополнительного субстрата в процессе аэробной стабилизации, из-за низкой адаптации ила к сброженному осадку.

Известен способ обработки осадков сточных вод, включающий анаэробное сбраживание в метантанке осадка первичных отстойников, подачу его в аэробной стабилизатор совместно с избыточным активным илом с последующим отделением уплотненного ила в илоуплотнителе и рециркуляцией уплотненного ила в стабилизатор, причем уплотнение рециркуляционного ила и анаэробно-сброженного осадка первичных отстойников осуществляют в отдельном илоуплотнителе в течение 6-8 часов. (Авторское свидетельство СССР N 981256, C 02 F 11/02, 1980).

Недостатками этого способа являются повышенные затраты на аэробную стабилизацию всего количества избыточного активного ила, образующегося на станции, кроме того для рециркуляции части адаптированной биомассы в начало процесса аэробной стабилизации требуется проведение процесса в течение времени не менее возраста биомассы, что необоснованно увеличивает длительность процесса стабилизации.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ обработки осадков сточных вод, включающий уплотнение исходного осадка, анаэробное сбраживание и уплотнение с последующим обезвоживанием, согласно которому, с целью улучшения седиментационных и водоотдающих свойств стабилизированного осадка, улучшения качества иловой воды и удешевления процесса, анаэробно-сброженный осадок перед уплотнением подвергают аэрации, причем анаэробно-сброженный осадок подвергают аэрации 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, причем на стадию стабилизации подается часть избыточного активного ила. (Авторское свидетельство СССР N 1168516, C 02 F 11/04, 1982)
Недостатками этого способа являются низкая активность аэробной биомассы на стадии аэрации, подача части активного ила на стадию аэробной стабилизации минуя стадию анаэробного сбраживания, недостаточная адаптация активного ила к сброженному осадку. В результате длительность процесса увеличивается и возрастают энергозатраты. Кроме того, в известном способе при механическом обезвоживании используют минеральные реагенты, которые с одной стороны менее чувствительны к качеству обработанного осадка, а с другой - существенно увеличивают объем обезвоженного осадка.

Технический результат от использования предложенного способа заключается в сокращении времени проведения процесса, снижении его энергоемкости, снижении расхода реагента - флокулянта, идущего на механическое обезвоживание осадков, и повышении качества сливной воды.

Способ осуществляют следующим образом.

Смесь первичного осадка и избыточного активного ила подвергают анаэробную сбраживанию. Анаэробно-сброженный осадок подвергают аэрации в течение 0,1-3 сут, промывке водой и уплотнению, часть уплотненного осадка подвергают аэробной стабилизации и направляют на стадию аэрации. Уплотненный осадок обрабатывают катионным флокулянтом и подвергают механическому обезвоживанию.

Аэробной стабилизации подвергают 5-40% уплотненного осадка, а стадию уплотнения ведут в присутствии анионного флокулянта.

Анаэробному сбраживанию подвергают смесь первичного осадка со всем количеством избыточного активного ила, образующимся на станции, что позволяет сократить затраты энергии на стабилизацию органического вещества избыточного активного ила. В процессе аэрации в присутствии рециркулируемой адаптированной биомассы достигается в течение минимального времени (по сравнению с использованием избыточного активного ила) гидролиз мелкодисперсной взвеси, присутствующей в сброженном осадке, окисление растворенных органических веществ, а также биофлокуляции частиц сброженного осадка адаптированной аэробной биомассой. Экспериментально установлено, что рециркуляция менее 5% аэробной биомассы на стадию аэрации не обеспечивает достаточного количества адаптированных аэробных микроорганизмов, что снижает эффективность и увеличивает длительность процесса, а рециркуляция более 40% увеличивает влажность осадка после уплотнения. Стадия стабилизации обеспечивает поддержание необходимого возраста биомассы и наработку биофлокулянтов. Промывка способствует снижению щелочности и количества мелкодисперсной взвеси, не гидролизованной в процессе аэрации. Экспериментально установлено, что мелкодисперсная взвесь имеет заряд, противоположный по знаку основной части осадка, поэтому для снижения количества взвеси в промывной воде и общего расхода флокулянтов ее удаляют путем введения анионного флокулянта на стадии промывки и уплотнения.

Пример. Смесь первичного осадка Курьяновской станции аэрации КСА влажностью 94% и избыточного уплотненного активного ила влажностью 97% подвергают анаэробному сбраживанию в термофильном режиме в течение 6 сут. Анаэробно-сброженный осадок подвергают аэрации в течение 1 сут, промывке 2 объемами воды с введением анионного флокулянта Magnofloc 525 в количестве 0,2 кг/т и уплотняют до влажности 94,5% в течение 1 сут, часть уплотненного осадка 10% (по массе) подвергают аэробной стабилизации в течение 6 сут и направляют на стадию аэрации. При этом суммарный удельный расход воздуха составляет 12 м³/м³ исходного сброженного осадка. Уплотненный осадок обрабатывают катионным флокулянтом Zetag 89 дозой 1,8 кг/т и подвергают механическому обезвоживанию на фильтр-прессах. Влажность обезвоженного осадка составляет 65%. Сливную воду с концентрацией взвешенных веществ менее 600 мг/л и ХПК менее 400 мг/л направляют на стадию биологической очистки.

Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет снизить расход реагентов перед механическим обезвоживанием, сократить время проведения процесса в 2-3 раза, сократить расход электроэнергии и повысить качество сливной воды, а следовательно сократить дополнительные объемы сооружений биологической очистки сточных вод.

Другой вариант . Предлагаемое изобретение относится к области очистки сточных вод, а именно к способам обработки осадков сточных вод, и может быть использовано на станциях биологической очистки бытовых и производственных стоков.

Известен способ обработки осадков сточных вод, включающий анаэробное сбраживание, аэробную стабилизацию и обезвоживание осадка, согласно которому, с целью улучшения водоотводящих свойств осадков, сокращения длительности аэробной стабилизации и удешевления процесса, аэробную стабилизацию ведут в присутствии избыточного активного ила и сырого осадка, причем избыточный активный ил используют в количестве 40-60%, а сырой осадок - 3,0-8,0% от сухого вещества сброженного осадка. (Авторское свидетельство СССР N 731693, C 02 F 11/04, 1979).

Недостатками известного способа являются использование существенного количества избыточного ила на стадии аэробной стабилизации без предварительного анаэробного сбраживания, что существенно увеличивает энергетические затраты на его переработку, а также приводит к дополнительным затратам на стабилизацию сырого осадка, используемого в качестве дополнительного субстрата в процессе аэробной стабилизации, из-за низкой адаптации ила к сброженному осадку.

Известен способ обработки осадков сточных вод, включающий анаэробное сбраживание в метантенке осадка первичных отстойников, подачу его в аэробный стабилизатор совместно с избыточным активным илом с последующим отделением уплотненного ила в илоуплотнителе с рециркуляцией уплотненного ила в стабилизатор, причем уплотнение рециркуляционного ила и анаэробно-сброженного осадка первичных отстойников осуществляют в отдельном илоуплотнителе в течение 6-8 ч. (Авторское свидетельство СССР N 981256, C 02 F 11/02, 1980).

Недостатками этого способа являются повышенные затраты на аэробную стабилизацию всего количества избыточного активного ила, образующегося на станции, кроме того для рециркуляции части адаптированной биомассы в начало процесса аэробной стабилизации требуется проведение процесса в течение времени не менее возраста биомассы, что необоснованно увеличивает длительность процесса стабилизации.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ обработки осадков сточных вод, включающий уплотнение исходного осадка, анаэробное сбраживание и уплотнение с последующим обезвоживанием, согласно которому, с целью улучшения седиментационных и водоотдающих свойств стабилизированного осадка, улучшения качества иловой воды и удешевления процесса, анаэробно-сброженный осадок перед уплотнением подвергают аэрации, причем анаэробно-сброженный осадок подвергают аэрации 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, причем на стадию стабилизации подается часть избыточного активного ила. (Авторское свидетельство СССР N 1168516, C 02 F 11/04, 1982).

Недостатками этого способа являются низкая активность аэробной биомассы на стадии аэрации, подача части активного ила на стадию аэробной стабилизации минуя стадию анаэробного сбраживания, недостаточная адаптация активного ила к сброженному осадку. В результате длительность процесса увеличения и возрастают энергозатраты. Кроме того, в известном способе при механическом обезвоживании используют минеральные реагенты, которые с одной стороны менее чувствительны к качеству обработанного осадка, а с другой - существенно увеличивают объем обезвоженного осадка.

Технический результат от использования предложенного способа заключается в сокращении времени проведения процесса, снижении расхода реагента - флокулянта, идущего на механическое обезвоживание осадков, и повышении качества сливной воды.

Способ осуществляют следующим образом.

Смесь первичного осадка и избыточного активного ила подвергают анаэробному сбраживанию. Анаэробно-сброженный осадок подвергают аэрации первой ступени в течение 0,1-3 сут и уплотняют, часть уплотненного осадка подвергают аэробной стабилизации и направляют на стадию аэрации первой ступени. Уплотненный осадок подают на вторую ступень аэрации со временем пребывания 0,5-2,5 сут, затем часть осадка подвергают аэробной стабилизации второй ступени с возвратом аэробно-стабилизированного осадка второй ступени на стадию аэрации второй ступени, откуда обработанный осадок направляют на механическое обезвоживание с предварительной обработкой его катионным флокулянтом.

Аэробной стабилизации подвергают 5-20% уплотненного осадка, а аэробной стабилизации второй ступени подвергают 40-60% осадка после аэрации второй ступени.

Анаэробному сбраживанию подвергают смесь первичного осадка со всем количеством избыточного активного ила, образующимся на станции, что позволяет сократить затраты энергии на стабилизацию органического вещества избыточного активного ила. В процессе аэрации в присутствии рециркулируемой адаптированной биомассы достигается в течение минимального времени (по сравнению с использованием избыточного активного ила) гидролиз мелкодисперсной взвеси, присутствующей в сброженном осадке, окисление растворенных органических веществ, а также биофлокуляция частиц сброженного осадка адаптированной аэробной биомассой. Экспериментально установлено что рециркуляция менее 5% аэробной биомассы на стадию аэрации не обеспечивает достаточного количества адаптированных аэробных микроорганизмов, что снижает эффективность и увеличивает длительность процесса, а рециркуляция более 40% увеличивает влажность осадка после уплотнения. Стадия стабилизации первой и второй ступеней обеспечивает поддержание необходимого возраста биомассы и наработку биофлокулянтов. Стадия аэрации второй ступени обеспечивает полный гидролиз и стабилизацию мелкодисперсной взвеси, обычно удаляемой при промывке. Рециркуляция менее 40% стабилизированной биомассы на стадию аэрации второй ступени не приводит к значительному улучшению водоотводящих свойств, а более 60% - не улучшает прохождение процессов на стадии аэрации.

Пример. Смесь первичного осадка КСА влажностью 94% и избыточного уплотнения активного ила влажностью 97% подвергают анаэробному сбраживанию в термофильном режиме в течение 6 сут. Анаэробно-сброженный осадок подвергают аэрации в течение 1 сут и уплотняют до влажности 94,5% в течение 1 сут, часть уплотненного осадка 10% (по массе) подвергают аэробной стабилизации в течение 6 сут и направляют на стадию аэрации первой ступени. Уплотненный осадок подвергают аэрации второй ступени в течение 1,5 сут и 60% направляют на стадию аэробной стабилизации второй ступени. Стабилизированный в течение 6 сут осадок возвращают на стадию аэрации второй ступени, после которой осадок обрабатывают катионным флокулянтом Zetag 89 дозой 2,5 кг/т и подвергают механическому обезвоживанию на фильтр-прессах. Влажность обезвоженного осадка составляет 65%. Сливную воду с концентрацией взвешенных веществ менее 600 мг/л и ХПК менее 400 мг/л направляют на стадию биологической очистки.

Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет сократить расход реагентов перед механическим обезвоживанием, сократить время проведения процесса в 1,2 - 1,5 раза и повысить качество сливной воды, а следовательно сократить дополнительные объемы сооружений биологической очистки сточных вод.

Изобретение предназначено для биологической очистки бытовых и производственных сточных вод. Первичный осадок и активный ил подвергают анаэробному сбраживанию, затем аэрируют в течение 0,1-3 сут, уплотняют с последующим введением реагентов и механическим обезвоживанием. Перед уплотнением осадок промывают водой, часть уплотненного осадка подвергают аэробной стабилизации с последующей подачей на стадию аэрации, а в качестве реагента перед механическим обезвоживанием используют катионный флокулянт. При этом аэробной стабилизации подвергают 5-40% уплотненного осадка, а промывку ведут в присутствии анионного флокулянта. Вариант П. Способ отличается тем, что аэрацию анаэробно-сброженного осадка ведут в две ступени до и после уплотнения, часть уплотненного осадка подвергают аэробной стабилизации с последующей подачей на первую ступень аэрации, осадок после второй ступени аэрации подвергают аэробной стабилизации второй ступени с возвратом части аэробно-стабилизированного осадка второй ступени на стадию аэрации второй ступени. Способ позволяет сократить длительность процесса, снизить его энергоемкость и расход реагента. 2 с. и 4 з.п. ф-лы.

1. Способ обработки осадков сточных вод, включающий анаэробное сбраживание первичного осадка и активного ила, аэрацию анаэробно-сброженного осадка в течение 0,1 - 3 сут, уплотнение с последующим введением реагентов и механическим обезвоживанием уплотненного и обработанного реагентами осадка, отличающийся тем, что осадок перед уплотнением подвергают промывке водой, часть уплотненного осадка подвергают аэробной стабилизации с последующей подачей на стадию аэрации, а в качестве реагента перед механическим обезвоживанием используют катионный флокулянт. 2. Способ по п.1. отличающийся тем, что аэробной стабилизации подвергают 5 - 40% уплотненного осадка. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что промывку осадка ведут в присутствии анионного флокулянта. 4. Способ обработки осадков сточных вод, включающий анаэробное сбраживание первичного осадка и активного ила, аэрацию анаэробно-сброженного осадка, уплотнение с последующим введением реагентов и механическим обезвоживанием обработанного реагентами осадка, отличающийся тем, что аэрацию анаэробно-сброженного осадка ведут в две ступени до и после уплотнения, часть уплотненного осадка подвергают аэробной стабилизации с последующей подачей на первую ступень аэрации, осадок после второй ступени аэрации подвергают аэробной стабилизации второй ступени с возвратом части аэробно-стабилизированного осадка второй ступени на стадию аэрации второй ступени, а в качестве реагента перед механическим обезвоживанием используют катионный флокулянт. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что аэробной стабилизации подвергают 5 - 20% уплотненного осадка. 6. Способ по п.4, отличающийся тем, что на стадию аэрации второй ступени возвращают 40 - 60% аэробно-стабилизированного осадка второй ступени.