СПОСОБ ОБРАБОТКИ АКТИВНОГО ИЛА И ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 2005 года по МПК C02F11/02 

Изобретение относится к процессам обработки осадков, образующихся при биологической очистке сточных вод, в том числе избыточного активного ила.

Аэробная стабилизация осадков, в том числе избыточного активного ила, является сложным биохимическим процессом, протекающим в аэробных условиях. Она основана на том, что при недостатке внешнего источника питания бактерии могут использовать свой собственный клеточный материал. В результате происходит распад основной части биоразлагаемых веществ осадков. Целью стабилизации является получение осадка, не загнивающего в процессе обезвоживания и хранения.

Перспективность использования данного способа стабилизации для биостанций, где используется традиционная схема обработки осадков: стабилизация - подсушка на иловых площадках, обусловлена следующими факторами:

1) низкая концентрация по БПК₅ иловой жидкости;

2) образование конечного гумусоподобного продукта, не обладающего запахом, биологически стабильного, легко размешиваемого на почве;

3) образование продукта с лучшими водоотдающими свойствами;

4) сохранение большинства полезных основных свойств в осадке;

5) простота эксплуатации;

6) низкая строительная стоимость;

7) возможность стабилизации активного неуплотненного ила, что немаловажно в случае невозможности совместной минерализации избыточного активного ила и сырого осадка.

Известен способ обработки, включающий аэробную стабилизацию активного ила, а также смеси его с сырым осадком, заключающийся в длительной аэрации в течение 2-5 суток неуплотненного ила и 6-7 суток смеси осадка первичного отстойника и неуплотненного ила для биохимического окисления легко загнивающей органической части осадка. Расход воздуха на аэробную стабилизацию составляет 1-2 м³/ч на 1 м³ вместимости стабилизатора в зависимости от влажности осадка 99,5-97,5% (см. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. - Госкомитет СССР по делам строительства, М., 1986, с.57).

Недостатками этого способа являются высокие продолжительность процесса стабилизации и энергозатраты, а также недостаточная степень распада органического вещества осадка.

Более высокую степень распада органического вещества осадка (активного ила) и, тем самым, его незагниваемость обеспечивает способ обработки активного ила и его смеси с сырым осадком, заключающийся в проведении процесса аэробной стабилизации в две стадии. На I стадии уплотненный активный ил подвергают термофильной аэробной стабилизации в течение 10-48 часов, продолжительность II стадии - мезофильной аэробной минерализации - составляет 72 часа (см. AC CCCP № 929605, МПК С 02 F 11/02, опубл. 23.05.82). Однако этот способ не позволяет существенно снизить продолжительность аэробной стабилизации избыточного активного ила и смеси с сырым осадком. Еще одним существенным его недостатком является увеличение энергозатрат за счет проведения процесса стабилизации в термофильных условиях.

Наиболее близким по технической сущности является известный способ обработки активного ила и осадков сточных вод, включающий аэробную стабилизацию при определенной концентрации кислорода в стабилизаторе (2,5-3,0 мг/л) как избыточного активного ила, так и его смеси с первичным осадком. Контроль над процессом окисления осуществляют по скорости потребления кислорода бактериями активного ила. При выходе удельной скорости потребления кислорода (скорости биохимического окисления органических компонентов осадка) на постоянный эндогенный уровень процесс аэрации заканчивают и подают стабилизированный осадок на дальнейшую обработку (см. АС СССР № 1747399. МПК⁵ С 02 F 1 1/02, опубл. 15.07.92). Целью этого способа являлось сокращение длительности процесса (до 5,5-6,5 суток) и стоимости обработки.

Однако длительность процесса остается все-таки достаточно высокой, соответственно высокими остаются расход воздуха и энергозатраты.

Задачей предлагаемого изобретения является улучшение водоотдающих свойств стабилизированного осадка, уменьшение длительности процесса стабилизации и снижение энергозатрат.

Поставленная задача решается способом обработки активного ила и осадков сточных вод, включающем их аэробную стабилизацию. Причем аэробную стабилизацию ведут в режиме периодической аэрации при условии, что продолжительность периода без аэрации не превышает двух часов. Соотношение “период аэрации:период без аэрации” составляет 3 часа:1 час, или 2 часа:1 час, или 4 часа:2 часа.

Контроль над процессом осуществляют по одному из наиболее точных показателей водоотдающих свойств биошлама - удельному сопротивлению фильтрации (УСФ).

Пример 1. Активный неуплотненный ил влажностью 99,3% и возрастом более 20 суток подают в аэробный стабилизатор при температуре 18°С. Удельное сопротивление фильтрации (УСФ) иловой суспензии 57·10¹⁰ см/г. Режим подачи воздуха: 3 часа аэрации - 1 час без аэрации. Длительность процесса стабилизации определяют выходом удельной окислительной активности биоценоза ила на постоянный эндогенный уровень, что составляет 2 суток.

По окончании процесса УСФ достигает величины 31·10¹⁰ см/г.

Параллельно проводят стабилизацию избыточного активного ила при непрерывной аэрации в аналогичных условиях (в течение 2-х суток). При этом УСФ достигает 38·10¹⁰см/г.

Пример 2. Проводят аналогично примеру 1, но аэробной стабилизации подвергают смесь избыточного активного ила и сырого осадка влажностью 97,7%. Удельное сопротивление смеси 46·10¹⁰см/г. Длительность процесса стабилизации 3,5 суток.

По окончании процесса УСФ достигает 26·10¹⁰ см/г и 32·10¹⁰ см/г в опытах соответственно с периодической и непрерывной подачей воздуха.

Сопоставление результатов предлагаемого способа при различных режимах заявляемых соотношений с прототипом приведено в таблице 1 (для активного ила) и таблице 2 (для смеси активного ила с сырым осадком).

Таблица 1
Удельное сопротивление фильтрации активного ила, r·10¹⁰см/гНепрерывная аэрация, сутПериодическая аэрация, сутПериод аэрации:период без аэрации, час:час1:12:13:13:34:2020202020302573857365732573157395733

 
Таблица 2
Удельное сопротивление фильтрации смеси активного ила с сырым осадком, r·10¹⁰ см/гНепрерывная аэрация, сутПериодическая аэрация, сутПериод аэрации:период без аэрации, час:час1:12:13:13:34:203,503,503,503,504,503,5463246314629462646354630

Сопоставление экспериментальных данных по УСФ стабилизированного активного неуплотненного ила и его смеси с сырым осадком, полученных в результате непрерывной и периодической стабилизации биошлама, свидетельствует о решении поставленной задачи и перспективности предлагаемого способа стабилизации активного ила.

Предлагаемый способ аэробной стабилизации активного ила обеспечивает следующие преимущества:

1. Водоотдающие свойства стабилизированного активного неуплотненного ила и его смеси с осадком улучшаются в 1,06-1,23 раза по сравнению с осадком, стабилизированным непрерывной аэрацией.

2. По сравнению с прототипом продолжительность процесса стабилизации активного неуплотненного ила и его смеси с сырым осадком снижается до 2-3 суток и 3-4 суток соответственно.

3. В результате использования периодической аэрации энергозатраты процесса стабилизации биоосадков снижаются в 1,3-1,5 раза по сравнению с энергозатратами на непрерывную аэрацию.

Изобретение относится к процессам обработки осадков, образующихся при биологической очистке сточных вод, в том числе избыточного активного ила. Активный ил и его смесь с сырым осадком сточных вод подвергают аэробной стабилизации. Аэробную стабилизацию ведут в режиме периодической аэрации при условии, что продолжительность периода без аэрации не превышает двух часов. Способ можно проводить в соотношении период аэрации:период без аэрации 3 часа:1 час, или 2 часа:1 час или 4 часа:2 часа. Технический эффект - улучшение водоотдающих свойств стабилизированного активного неуплотненного ила и его смеси с осадком, снижение продолжительности процесса стабилизации до 2-4 суток и уменьшение энергозатрат. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ обработки активного ила и осадков сточных вод, включающий аэробную стабилизацию, отличающийся тем, что аэробную стабилизацию ведут в режиме периодической аэрации при условии, что продолжительность периода без аэрации не превышает двух часов.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что соотношение период аэрации: период без аэрации составляет 3 часа: 1 час или 2 часа: 1 час или 4 часа: 2 часа.