Способ обработки осадков сточных вод Советский патент 1983 года по МПК C02F11/00 C02F103/00 

Изобретение относится к способам очистки сточных вод и может быть использовано.для обработки осадков, образующихся при биологической очис ке сточных вод, и при проектирован очистных сооружений. Известен способ обработки осадков сточных вод, заключающийся в их аэробной стабилизации путем аэра ции в сооружениях типа аэротенков для биохимического окисления их орЬанических компонентов с последующим обезвоживанием на иловых площад ках или на ..аппаратах механического -обезвоживания Щ , Недостатками известного способа являются отсутствие обеззараживания и наличие, вследствие этого, в обез воженном аэробно-стабилизированном осадке патогенной микрофлоры. Известен также способ обработки осадков сточных вод, заключающийся в их аэробной стабилизации и последующей тепловой обработке для обеззараживания и дегельминтизации пере обезвоживанием 2 -. Недостатком этого способа аэробной стабилизации осадков с последую щим его.обеззараживанием прогревом является ухудшение в 2-4 раза водоотдающих свойств осадка, что снижает производительность иловых площадок и повышает расход реагентов при подготовке его к механическому обезвоживанию. Наиболее близким к изобретению является способ обработки осадков сточных вод, заключающийся в уплотнении осадков избыточного активног ила) до концентрации 10-15 г/л, их тепловом обеззараживании (дегельмин тизации при 52-54-с в течение 2,5 с последующей аэробной стабилизацией в течение 4-5 сут и обезвоживанием. Концентрация активного ила в стабилизаторе 10-15 г/л. Удельное сопротивление фильтрации стабилизированного осадка (10-40)« ,г В связи с тем, что в указанном способе отсутствуют данные о стабил зации смеси активного ила и сьтрого осадка первичных отстойников, а так же данные о температурных режимах в сооружении при стабилизации прогретых до 53 С осадков, процесс вос производят с учетом сказанного. При воспроизведении способа получают следующие результаты. 1. Для стабилизации активного ил Концентрация активного ила, г/л12-15 Длительность стабилизации, сут4-5 Удельное сопротивление фильтрации стабилизированного (80-100) 10° осадка, см/г Расход воздуха, мЗ/кг сухого вещества осадка4,5-4,6 Производительность иловых площадок при обезвоживании стабилизированногоосадка, кг/м в год 200-220 Расход реагентов при подготовке осадка к механическому обезвоживанию от количества сухого вещества осадка, % по РеС1з-U 5 по СаО . 2,: 5 2, Для стабилизации смеси активо ила и сырого осадка первичных тойников: Концентрация смеси осадковр г/л 20--25 Концентрация активного ила в смеси осадков, г/л 10-15 Длительность стабилизации , сут8-9: Удельное сопротивление фильтрации стабилизированного осад-(О ка, см/г (250-300)х10 Расход воздуха, MVKr сухого вещества осадка 18-20 Производительность иловых площадок при обезвоживании ста-би.пизированного осадка, кг/м в год 120-160 Расход реагентов при подготовке осадка к механическому обезвоживанию составляет от количества сухого вещества. осадка, % по ,0-2,2 по СаО 3,6;-3,9 Температура осадка в сооружении и стабилизации активного ила либо: еси его с сырым осадком первичных тойников изменяется от 52-50С ачале сооружения до 35-36°С в це есо. Средняя температура дка в стабилизаторе 42-43с. Данный способ характеризуется ьшой длительностью процесса билизации (активного ила 4-5 сут, си его с сырым осадком 8-9 сут), еделяемой частичной гибелью и ктивацией биохимической окисельной активности бактерий активо ила, ведущих процесс стабилиии, а также большими расходами духа на аэрацию осадка в стабилиope в результате повышенных темпеур иловой смеси в сооружении (для ивного ила 4,5 м/вг сухого ветва и 18-20 MVKr сухого вещества

смеси активного ила и сырого осадка первичных отстойников) .

Плохие водоотдающие свойства спо соба характеризуются высоким удельным сопротивлением фильтрации стабизированных осадков - (в О-10о) X 10см при стабилизации активного ила и (250-300)х см/г при стабилизации смеси сырого осадка первичных отстойников и активного ила, причем высокое.удельное сопротивление филь рации определяется мелкодисперсной структурой биоценоза активного ила, формирующегося при -повышенных температурах. При этом высокая стоимость процесса обусловлена значител ным объемом стабилизатора в результате подачи в сооружение недостаточно уплотненного активного ила с низкой концентрацией- 10-15 г/л и

низкой производительностью иловых

площадок и большим расходом реагентов при подготовке осадка к механи||Ческому обеззвоживанию.

Цель изобретения - сокращение длительности стабилизации, расхода воздуха и улучшение водоотдающих свойств стабилизированных осадков.

Поставленная цель достигается тем, что осадок после теплового обеззараживания охлаждают, а аэробную стабилизацию ведут при 25-27°С и концентрации осадка 20-35 г/л с последующим уплотнением и возвратом 30-60% уплотненного осадка на аэробную стабилизацию.

В качестве исходного осадка ис:пользуют активный ил или смесь его i с сырым осадком первичных отстойНИКОВ.

Предпочтительно также уплотнять исходный осадок до концентрации 20-60 г/л..

Способ осуществляют :,следующим образам.

Осадки -сточных вод уплотняют (избыточный активный ил до концентрации 20-25 г/л, сырой осадок из первичных отстойников до 50-60 г/л) и подак т в тепловую камеру для обеззараживания и дегельминтизации. Режим обеззараживания и дегельминтизации может быть выбран по известным параметрам (55°С в течение 22,5 ч, 60°С -. 20-30 мин, 70°С 3-5 мин).

Обеззараженный осадок подают в теплообменник для охлаждения -if утилизации тепла. Режим охлаждения обеззараженного осадка подбирают таким образом, чтобы обеспечить аэробную стабилизацию при 25-27°С.

Концентрация осадка в процессе ,аэробной стабилизации 20-35 г/л.

После аэробной стабилизации осадок уплотняют 6-8 ч и возвращают : 30-60% уплотненного осадка на стадию аэробной стабилизации, а оставшиеся 70-40% обезвоживают на иловых площадках либо на аппаратах меха нического обезвоживания. Процесс аэробной стабилизации обеззараженного путем прогрева осадка осуществляют до момента окисления всех экзои эндогенных субстратов осадка, т,е, всех еголегкозагнивающих компонентов, что позволяет получить незагнивающий в процессе обезвоживания и хранение осадок с минимальным удельным сопротивлением фильтрации, обеспечивающим максимальную производительность иловых площадок к минимальный расход реагентов при подготовке осадка к мехобезвоживанию. При этом длительность процесса определяют по уровню окислительной активности бактерий активного ила, и процесс заканчивают при выходе ее на постоянный эндогенный уровень. Средняя температура осадка в стабилизаторе 25-27-с. Время стабилизации активного ила 2-3 сут, смеси его с сырым осадком4-5 сут. Удельное сопротивление фильтрации стабилизированного осадка (20-30)х 10 см/г. Процесс стабилизации прогретого Обеззараженного осадка ведут в смеей с частью стабилизированного уплотненно го осадка, который возвращается после уплотнения на стадии стабилизации и представляет собой высококонцентрированную биомассу 25-45 г/л бактерий активного ила, имеющих высокую окислительную активность, относительно органических компонентов осадков, поступающих на стабилизацию. Высокая окислительная активность бактерий обеспечивается длительной адаптацией их к органическим компонентам осадка за счет многократной рециркуляции их в процессе аэробной стабилизации.

Рециркуляция стабилизированного осадка в предложенном способе, помимо адаптации, повышает концентрацию активных бактерий ила по сравнению с концентрацией их в.известном способе, что существенно увеличивает скорость окисления органических компонентов осадка.

Повышение активной биомассы бактеорий и высокая степень адаптации их к органическим загнивающим компонентам осадка в результате многократной рециркуляции обеспечивают высокие скорости окисления, повышение окислительной мощности стабилизатора, уменьшение времени процесса и объемов сооружений в 1,5-1,8 раза.

В то же повышение степени уплотнения осадков, подающихся в стабилизатор .(активного ила до 2025 г/л, сырого осадка до 58-69 г/л), озволяет снизить влажность иловой смеси в сооружении, сократить расход ссадка в стабилизаторе и соответственно дополнительно сократить его объем еще в 1,5-1,6раза. Кроме того, в результате поддержания в сооружении оптимальной температуры путем режимного охлаждения осадка, прогретого в камере дегельминтизации, сокращается расход воздуха на стабилизацию и- улучшаются водоотдающие свойства стабилизированного осадка,.так как при повышенных температурагс,, формируется, как правило, мелкодисперсная структура активного -ила fonpeделяющая высокие сопротивления фильтрации осадка) и уменьшается растворимость кислорода в иловой смеси, что влечет за собой увеличение расхода воздуха. Таким Образом, в результате осуществления обработки осадков сточных вод по предлагаемому способу получается безопасный в санитарном отношении осадок (обеззараженный. Свободный от гельминтов, незагнивающий) с минимальным удельным сопр тивлением фильтрации. Сравнительные данные,свидетельствующие о преимуществе возврата уплотненного стабилизированного оса ка на аэробную стабилизацию, приведены в табл, 1. Из табл, 1 видно, что при рециркуляции уплотненного стабилизирован ного осадка в начале стабил.изатора уменьшается длительность процесса и улучшаются водоотдающие свойства ст .билизированного осадка. Увеличение :степени рециркуляции стабилизирова ного осадка свыше 60% нецелесообра но, так как это не приводит к умен шению времени стабилизации и улучшению водоотдающих свойств осадка, а дает увеличение объема сооружени и стоимости обработки осадка. Умен шение длительности стабилизации {в .результате рециркуляции стабилизированного осадка определяется повы шением скорости окисления в сооруж нии по сравнению с известным спосо бом и увеличением его окислительно мощности в результате подачи в нач ло стабилизатора большой концентра ции бактерий активного ила, имеющи высокую окислительную активность. Сравнительные данные, свидетель ствующие о преимуществах пределов выбранных температур осадков в про цессе аэробной стабилизации, привед ны в табл. 2. :Иэ табл. 2 видно, что охлаждение прогретого в камере дегельминтизации осадка и осуществление про са стабилизации в выбранном оптимальном интервале температур Г2527°С) позволяет получить осадок с xopqши ш фильтрационными свойствами (в 3-7 раз луч1-лими, чем по известному способу при более низких расходах воздуха и затратах на аэрацию. Увеличение температуры осадка в стабилизаторе свыде 27°С нецелесообразно, так как это приводит к ухудшению его водоотдающих свойств и увеличению расхода воздуха. Уменьшение же температуры осадка в стабилизаторе ниже -25°С также нецелесообразно, так как приводит к увеличению длительности процесса. Пример 1.Избыточный активный ил уплотняют до концентрации 20 г/л- и подают для теплового обеззараживания в камеру дегельминтизации, и процесс ведут при 50°С в течение 20 мин. Обеззараженный осадок .охлаждают до 30°С в теплообменнике с утилизацией тепла. Охлажденный осадок подают в 1-ю секцию многосекционного стабилизатора в смеси .с 40% уплотненного стабилизированного осадка. Процесс аэробной стабилизации проводят при 25°С и концентраций осадка 25 г/л. В процессе, стабилиздции Контролируют окислительную активность биоценоза активного ила и удельное сопротивление фильтрации Госадка. Аэрацию заканчивают при выходе окислительной активности биоценоза активного ила на постоянной эндогенный уровень. Время процесса при этом 2 сут. Расход воздуха на стабилизацию 3,5 сухого вещества. Удельное сопротивление .фильтрации стабилизированного осадка 30x10 см/г. Стабилизированный осадок уплотняют в уплотнителях 7 ч. 60% уплотненного стибилизированного осадка отправляют на обезвоживание, при обезвоживании которого на иловых площадках с дренажом, производительности их составляет. 400 мг/м в год по сухому веществу осадка. При мехобезвоживании осадка расход реагентов, необходимых для подготовки осадка к обезвоживанию, составляет l,0%noFeCl2, 2,0до Сар. Пример 2. Процесс ведут аналогично примеру 1 при раздельном уплотнении избыточного активного ила; и сырого осадка первичных отстойников до концентрации 20 г/л и 52 г/л соответственно и охлаждении обеззараженного осадка до 35°С и аэробной стабилизации в смеси с 50% уплотненного стабилизированного осадка при 27°С, ко нцентрации осадка 35 Г/л, времени процесса 5- сут, расходе воздуха 15 сухого вещества, удельном сопротивлении фильтрации стабилизированного осад ка 25 см/г. При обезвоя ивании уплотненного стабилизированного осадка в иловых

площадках их производительность составляет 450 кг/м в год по су кому веществу осадка. Расход реагентов при подготовке осадков к механическому обезвоживанию составляет 1% по FeClj и ..2% по СаСЗ. Таким образом, предлагаемый способ обработк осадков сточных вод по сравнению с .известным обеспечивает сокращение, длительности стабилизации в 1,82,0 раза с 4-9 сут до 2-5 сут, так как многократная рециркуляция повышает окислительную активность бактерий активного ила и их степень адаптации к органическим компонентам осадка.

Сокращается также расход воздуха на аэрацию в 1,7-2,2 раза с 4,5-19 до 3,5-14 MVKr сухого вещества путем уменьшения времени стабилизатдии ;и создания оптимального теплового режима аэробной стабилизации. При этом происходит улучшение водоотдающих свойств стабилизированных осадков, характеризующее снижение .-шх удельного сопротивления фильтрации в 3-7 раз c i60-200)x Д0 {20-30) х в результате рециркуляции 3(1-60%

уплотненного стабилизированного осадка и проведения процесса аэробной стабилизации при 25-27 С. Кроме того,, способ характеризуется удешевлением процесса аэробной стабилизации путем .повышения степени уплотнения исходных осадков до 20-60 г/л и соответственно уменьшения объема стабилизатора в 1,4-1,6 раза, повышением-производительносгти иловых площадок при обезвоживании осадков в 2-3 раза с 140-200 дог.400-450 KT/vfl в год по сухому веществу, а также сокращением расхода реагентов при подготовке.осадка к механичес15с му обезвоживанию

по Fecij в 1,5-.2,2 раза с 1,5-2,2 до 1%, по СаО в 1,1-2,0 раза с 2,5 3, до 2%.

Использование предлагаемого способа на очистных сооружениях производительностью 300 тыс. сточных вод позволяет получит экономический эффект более .руб, того, осадки, обработанные с применением предлагаемого способа, могут быть использованы как ценное органоминеральное удобрение в сельском хозяйстве.

1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ СТОЧНЬТХ ВОД, включающий уплотнение исходных осадков/ тепловое обеззараживание с последующей аэробной стаби лизацией и об еэвоживаниемг о т л и чающийся тем, что, с целью сокращения длительности стабилизации и расхода воздухаи улучшения водоотдаюршх свойств стабилизированных осадков, осадок после теплового обеззараживания охлаждают, а аэробную стабилизацию ведут при 25-27 0 и концентрации осадка 20-35 г/л с последующим уплотнением и возвратом 30-60% уплотненного осадка на аэробную стабилизацию, 2.Способ по п. 1, 6 т л и ч а ющ и и с я тем, что в качестве иссл ходного осадка пользуют активный ил. .I 3.Способ поп. 1, отлича ю- щ и и с я тем, что в качестве исходного осадка используют смесь активного ила с :СырБ1М осадком из первичных отстойников. 4.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что уплотнение исс о ел 54одного осадка ведут до концентрации 20-60 г/л. 4j

Исходное удельное сопротивление фильтрации, а X Ю см/г, смеси активного ила и сырого 3700-36 Исходное уделвное сопротивление фильтрдции актив250-28ного ила Исходная скорость окисления,MrOj/ч, в сооружении активного ила 5-8 для смеси с сырым осадком 5-8 Удельное сопротнвление ставилизиро- , ванного уплотненного ocarjca, а X см/г« активного ила -ЮО-вО смеси актив КОГО ила; и сырого 160-20 Время стабилизации, сут активного ила 5-4 смеси активного ила с. сырым 8-9 Стоимость обработки 1 т сухого вещества осадка, руб. 30 25 22 22

.

3,5 3,5 3,4 4 13 14 14,5 15

.

-6 5-4,0 3,5-3,2 3-2

9-10 8-7 6-5 4-5

Тавлнца 2

22 во 120 180 350

4,1 4,15 4,2 4,5 4,4

16 16,5 И 19 22

3-2 1,9-1,61,7-1,61,5-1,4 1,3-1,2

4-5 3,4-3 2,8-2,5 2,3-2,1 2,0-1,8