СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, ОБРАБОТКИ ОСАДКА И ПЛАВАЮЩИХ ВЕЩЕСТВ Российский патент 2003 года по МПК C02F3/02 C02F11/04 

Изобретение относится к области очистки сточных вод и может быть использовано для обработки осадка, образующегося при очистке городских и промышленных сточных вод на канализационных сооружениях.

Известен способ биологической очистки сточных вод и аэробной стабилизации смеси избыточного активного с сырым осадком из первичных отстойников в аэротенках-стабилизаторах (Очистка производственных сточных вод / С.В. Яковлев, Я.А. Карелин, Ю.М. Ласков, Ю.В. Воронов - М. Стройиздат 1979, с.242).

Недостатком способа аэробной стабилизации являются высокие энергетические затраты, необходимые для продувки осадка воздухом.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки сточных вод, обработки осадка и плавающих веществ, включающий механическую обработку исходной сточной воды на механической решетке и в песколовке и отделение от нее грубодисперсных органических и неорганических веществ, предварительную аэрацию, отстаивание сточной воды в первичном отстойнике и отделение от нее сырого осадка и плавающих веществ, биологическую очистку сточной воды активным илом в аэротенке и вторичном отстойнике, уплотнение избыточного активного ила и анаэробное сбраживание уплотненного избыточного активного ила вместе с сырым осадком и плавающими веществами первичных отстойников в метантенке (В.С. Кедров, П.П. Пальгунов, М.А. Сомов. Водоснабжение и канализация: Учебник для вузов М.: Стройиздат, 1984, с.228).

Недостатком способа является подача плавающих веществ, отделенных от сточной воды в первичном отстойнике, в метантенк без предварительной обработки. Вместе с плавающими веществами в метантенк поступает сточная вода, которая увеличивает влажность сбраживаемого осадка. Это приводит к снижению эффективности работы метантенка и дополнительному расходу тепла для нагрева. Плавающие вещества являются одной из главных причин образования на поверхности бродящей массы плотной корки. Корка препятствует равномерному выходу образующегося биогаза, уменьшает рабочую емкость метантенка и создает угрозу закупоривания газоотводящей сети. В результате ухудшается весь процесс сбраживания осадка и осложняется эксплуатация метантенка.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности использования метантенка за счет уменьшения влажности сбраживаемого осадка и предотвращения образования корки при одновременном увеличении производительности и снижения расхода энергии на нагрев.

Технический результат достигается тем, что в способе, включающем механическую обработку исходной сточной воды на механической решетке и в песколовке и отделение от нее грубодисперсных органических и неорганических веществ, предварительную аэрацию, отстаивание сточной воды в первичном отстойнике и отделение от нее сырого осадка и плавающих веществ, биологическую очистку сточной воды активным илом в аэротенке и вторичном отстойнике, уплотнение избыточного активного ила и анаэробное сбраживание уплотненного избыточного активного ила совместно с сырым осадком и плавающими веществами из первичного отстойника в метантенке, перед подачей в метантенк плавающие вещества, отделенные от сточной воды в первичном отстойнике, предварительно обрабатывают на механической решетке и в жироловке, при этом плавающие вещества забирают из резервуара для сбора плавающих веществ и подают по трубопроводу на дополнительную механическую решетку, причем твердые плавающие вещества, задержанные на вышеупомянутой решетке, собирают в контейнер и вывозят на свалку, а эмульгированную воду с плавающими жировыми веществами направляют в жироловку для осветления и выделения жиров с последующей подачей осветленной воды в преаэратор, а жиров по трубопроводу сырого осадка в метантенк.

На чертеже представлена технологическая схема осуществления способа.

Способ осуществляют следующим образом:
Исходную сточную воду по подводящему коллектору 1 подают на механическую решетку 2 с прозорами 9 мм. Грубодисперсные вещества, задержанные на решетке 2, направляют пресс-транспортером 3 в контейнер отбросов 4, а сточную воду по каналу 5 подают в песколовку 6. Изъятую песковую пульпу по трубопроводу 7 направляют в отделение обработки песка. Для интенсификации осветления сточную воду по каналу 8 подают из песколовки 6 в преаэратор 9, откуда она по каналу 10 поступает в первичный отстойник 11, где происходит осветление. Сырой осадок, выпадающий в первичном отстойнике 11, собирается в его конусной части и удаляется по трубопроводу 28. Плавающие загрязнения, собранные на поверхности первичного отстойника, по трубопроводу 19 направляют в резервуар 20 для сбора плавающих веществ. Осветленную сточную воду по каналу 12 направляют в аэротенк 13 и вторичный отстойник 14 для биологической очистки активным илом. Избыточный активный ил подают по трубопроводу 15 в илоуплотнитель 16. Уплотненный избыточный активный ил по трубопроводу 17 направляют в метантенк 18 на сбраживание вместе с сырым осадком первичного отстойника 11.

Плавающие вещества забирают из резервуара 20 и по трубопроводу 21 подают в начало технологического процесса на дополнительную механическую решетку 22 с прозорами 3-4 мм. Задержанные на дополнительной механической решетке 22 твердые плавающие вещества пресс-транспортером 23 подают в контейнер отбросов 24, а эмульгированную воду с жировыми веществами по трубопроводу 25 подают в жироловку 26. Очищенную от жиров воду по трубопроводу 27 направляют в преаэратор 9, а концентрированные жировые вещества, по мере накопления, по трубопроводу 28 подают вместе с сырым осадком из первичного отстойника 11 в метантенк 18. Сброженную смесь, состоящую из сырого осадка, жиров и уплотненного избыточного активного ила, по трубопроводу 29 подают на уплотнение и мехобезвоживание.

Для сточных вод с низким содержанием плавающих жировых веществ применяют упрощенную схему обработки (не представлена). При этом плавающие вещества, отделенные от сточной воды в первичном отстойнике, забирают из резервуара для сбора плавающих веществ и подают в начало технологического процесса на исходную механическую решетку. Твердые плавающие вещества, задержанные на решетке вместе с грубодисперсными примесями исходной сточной воды, собирают в контейнер и вывозят на свалку, а жировые вещества улавливают в песколовке.

Пример
В параллельные метантенки, один из которых является контрольным, подают исходную смесь осадка первичных отстойников и уплотненного избыточного активного ила.

В контрольный метантенк в течение суток подают исходную смесь осадка первичных отстойников влажностью 95,6%, уплотненного избыточного активного ила влажностью 97,2% и плавающие вещества влажностью 99,8% в соотношении 2,6: 2,6: 1 (по объему 2951 м³:2951 м³:1128 м³) в количестве 7030 м³, при этом средняя влажность загружаемой смеси составляет 96,9%. Сбраживание осуществляют в термофильных условиях при температуре 50-53^oС в течение 5,7 суток.

В опытный метантенк подают исходную смесь осадка первичных отстойников влажностью 95,6%, уплотненного избыточного активного ила влажностью 97,2% и концентрированные жировые вещества влажностью при соотношении 30:30:1 (по объему 2951 м³:2951 м³:98 м³) по объему в количестве 6000 м³, при этом средняя влажность загружаемой смеси составляет 96,4%. Сбраживание смеси осуществляют в метантенке объемом 8000 м³ в термофильных условиях при температуре 50-53^oС в течение 6,7 суток.

За счет концентрирования жирового продукта и использования нового способа обработки плавающих веществ в опытный метантенк поступает на 1030 м³ смеси меньше, при этом влажность смеси уменьшается до 96,4%, т.е. концентрация сбраживаемой смеси увеличивается, одновременно с этим на одни сутки увеличивается время пребывания смеси осадков и жиров в метантенках.

Сравнительные данные известного и предлагаемого способов приведены в таблице.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ позволяет за счет увеличения на одни сутки времени пребывания сбраживаемой смеси в опытных метантенках получить на 13% больше биогаза: удельный выход биогаза возрастает до 10,2 м³/м³.

Этому способствует также повышение концентрации сбраживаемой смеси осадков на 16% за счет снижения влажности загружаемой смеси на 0,5%.

В результате концентрирования жиров в опытные метантенки поступает на 1030 м³ в сутки меньше воды, что позволяет снизить дозу загрузки метантенков до 15% и уменьшить расход тепловой энергии на нагрев смеси осадков на 39,5 Гкал/сут.

Установка в предлагаемом способе дополнительной решетки с уменьшенным вдвое прозором и изъятие на ней грубодисперсных примесей из жировых плавающих веществ позволяет исключить возможность коркообразования в метантенках.

Отсутствие корки в метантенке положительно сказывается на процессе газовыделения, образующегося при сбраживании биогаза. Улучшаются условия перемешивания сбраживаемой массы, выравнивается температурный режим во всем объеме метантенка, исключаются аварийные остановки метантенка.

Изобретение относится к области очистки сточных вод и может быть использовано для обработки осадка, образующегося при очистке городских и промышленных сточных вод на канализационных сооружениях. Способ включает механическую обработку сточной воды на решетке и в песколовке, отстаивание в первичном отстойнике, биологическую очистку активным илом и анаэробное сбраживание уплотненного избыточного активного ила вместе с сырым осадком и плавающими веществами первичного отстойника в метантенке. Плавающие вещества перед подачей в метантенк предварительно обрабатывают на дополнительной механической решетке и в жироловке. При этом плавающие вещества забирают из резервуара для сбора плавающих веществ и подают по трубопроводу на дополнительную механическую решетку. Твердые плавающие вещества, задержанные на упомянутой решетке, собирают в контейнер, а эмульгированную воду с плавающими веществами подают в жироловку для осветления и выделения жиров с последующей подачей осветленной воды в преаэратор, а жиров по трубопроводу сырого осадка в метантенк. Технический эффект - повышение эффективности использования метантенка за счет уменьшения влажности сбраживаемого осадка и предотвращения образования корки при одновременном увеличении производительности и снижении расхода энергии на нагрев. 1 з.п.ф-лы, 1 ил, 1 табл.

1. Способ очистки сточных вод, обработки осадка и плавающих веществ, включающий механическую обработку исходной сточной воды на механической решетке и в песколовке и отделение от нее грубодисперсных органических и неорганических веществ, предварительную аэрацию, отстаивание сточной воды в первичном отстойнике и отделение от нее сырого осадка и плавающих веществ, биологическую очистку сточной воды активным илом в аэротенке и вторичном отстойнике, уплотнение избыточного активного ила и анаэробное сбраживание уплотненного избыточного активного ила вместе с сырым осадком и плавающими веществами из первичного отстойника в метантенке, отличающийся тем, что перед подачей в метантенк плавающие вещества, отделенные от сточной воды в первичном отстойнике, обрабатывают на дополнительной механической решетке и в жироловке, при этом плавающие вещества, собранные на поверхности первичного отстойника, направляют в резервуар для сбора плавающих веществ и из него по трубопроводу подают на дополнительную механическую решетку, твердые плавающие вещества, задержанные на дополнительной решетке, собирают в контейнер и вывозят на свалку, а эмульгированную воду с плавающими жировыми веществами направляют в жироловку для осветления и выделения жиров с последующей подачей осветленной воды в преаэратор, а жиров по трубопроводу сырого осадка в метантенк. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что размеры прозоров дополнительной механической решетки по крайней мере в два раза меньше прозоров исходной механической решетки.