Способ обработки осадков сточных вод Советский патент 1983 года по МПК C02F11/00 C02F103/00 C02F103/28 C02F103/32 

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД

Изобретение относится к очистке сточных вод, а именно к способам обработки осадков бытовых и прогвяиленных сточных вод, и может найти применение при обработке осадков сточных вод целлюлозно-бумажных комбинатов, молочных заводов, мясокомбинатов , животноводческих промкомплексов и т.п., а также при обработке осадков городских и бытовых сточных вод.

Известен способ обработки осад-. ков сточных вод, включающий уплотнение осадка первичных отстойников и активного ила, нагревание, цию их полиэлектролитами и механическое обезвоживание Cl .

При данном способе требуетсявсшьшое количество дорогостоящего полиэлектролита, кроме того, после механического обезвоживания осадок имеет относительно высокую влажность.

Наиболее близким к-предпожевному по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки осадков сточных вод, .котосшй включает уплотнение сброженного осадка, подогрев его до 70-100с путем ввода пара низкого давления, охлаждение до 30-бО С, снижение рН

бсадка до 3-6 добавлением соли металла и/или кислого агента, последующую нейтрализацию осадка, обработку полиэлектролитами и механическое

5 обезвоживание СЗ 3.

По данному способу предусмотрено предварительное сбраживание осадка, которое ведется в метайтенках. Наличие метантенков в технологической

to схеме о аСотки осадков усложняет и удорожает процесс их обработки.

Подогрев осадка до 70-10, посредством ввода пара низкого давления и последующее его охлаждение - процесс

15 длительный и влечет за собой повышение влажности и увеличение количества осадка в результате конденсации пара, что в свою очередь увеличивает по1фе&ное количество MaoiraH и оборудо20вания для его последукхцего обезвоживания { центрифуг, фильтр-прессов и т.п.) ; Кроме того,, на этой стадии обработки часть коллоидных веществ осадка переходит в растворенное сос25тояние, поэтому жидкая фаза (фугат, фильтрат), от обеззоврживания осадка будет загрязнена раствсфенными орга- . иическими и минеральными включениями, что влечет за собой резкое увеличение

30 ХПК и ВПК и требует дслюлнительной обработки жидкой фазы перед ее сбросом в головные очистные сооружения, НТО также усложняет технологию-и удо рожает очистку сточных вод и обработ ку осгщков. Снижение рН осадка до 3-6 после подогрева с последующей нейтрешизацией (, повышением рН) и добавление полиэлектролитов после нейтрализации приводит к тому, что обработка осадков введется при изменяющемся рН. В результате этого не могут обра зоваться прочные к срезывающим .;уси-1 ЛИЯМ хлопья, т.е. нарушается основное требование к обез.воживаемому осадку, что снижает эффективность работы оборудования при последующем механическом обезвоживании осадка, так как фугат или фильтрат загрязнен раздробленными хлопьями. Кроме того, коагуляция и флокуляция осадка производится при температуре 30-60°С и при изменении рН среды, что не обеспечивает необратимой коагуляции белковых веществ, т.е. часть белковых веществ пере:эдит обратно в коллоидное состояние и для их коагуляции и флокуляции требуется дополнительное количество кислых агентов и полиэлектролитов. В свою очередь, коагуляция и флокуляция осадка при неоптимальных значениях рН не обеспечивают максимально возможное удаление из осадка связанной влаги, в результате чего концентрация обезвоженного осадка будет срав нительно небольшой. При сбраживании осадка происходи разложение и oкиcл© иe питательных органических веществ, что снижает его удобрительную ценность. Целью изобретения является упрощ ние способа и повышение эффективнос ти процесса. Поставленная цель достигается те что согласно способу обработки осад ков сточных вод, включающему уплотнение осадков, подогрев их, снижени рН осадков добавлением соли металла и/или кислого агента, последующую нейтрализацию осадков, флокуляцию их полиэлектролитами и механическое обезвоживание, после уплотнения осад ков снижают рН, подогревают, производят флокуляцию полиэлектролитами, механически обезвоживают и затем нейтрализуют осадки, при этом снижа ют рН до значения, соответствуклцего изоэлектрическому состоянию осадков Осадки подогревают предпочтитель но в течение 0,2-3,0 мин до бЗ-УБ С с помощью погружной газовой горелки или спирального теплообменника. Обработка производится непосредственно после первичных отстойников и активного ила, т.е. исключается степень сбраживания осадков, а следовательно, использование метантенов, что упрощает и удешевляет обраотку осадков. Снижение рН непосредственно после уплотнения посредством добавления в осадок соли металла и/или кислого агента до получения изоэлектрического состояния осадка, т.е. до состояния, когда его частицы электронейтральны, последующий кратковременный подогрев до 65-75°С в течение 0,2-3,0 мин и флокуляция осадка в подогретом состоянии полиэлектролитами способствуют получению крупных компактных и прочных хлопьев, т.е. выполнению основного требсвания, предъявляемого к кондиционированному осадку, что обеспечивает повьшение эффективности последующего обезвоживания осадков на механическом оборудовании, достижение максимальной концентрации обезвоженного осадка и получение его рыхловидной структуры. При подогреве до б5-75°С в течение 0,2-3,0 мин вблизи изоэлектрической точки осадков происходит необратимая коагуляция белковых веществ осадка, предотвращающая процесс растворения коллоидов, в результате чего повышается качество жидкой фазы после механического обезвоживания. Подогрев осадка производят с по-мощью погружной газовой горелки или спирального теплообменника, что способствует (охраненкю первоначальной концентрации осадка, т.е. после уплотнения концентрация осадка не уменьшается в процессе его физикохимической обработки. Однако при использовании погружных газовых горелок окись углерода, содержащаяся в газах сгорания, растворяется в осадке, образуя углекислоту и, тем самым, уменьшает расход кислых агентов для его подкисления, поэтому для прдогрева осадка предпочтительнее использовать погружные газовые горелки. Последующая нейтрализация механически обезвоженного осадка посредством обработки его негаишеной известью Дополнительно увеличивает концентрацию осадка из-за частичного испарения влаги, так как при данной обработке выделяется большое количество тепла. В случае обезвоживания осадков .в естественных условиях (на иловых площадках ) возможна нейтрализация до или после обезвоживания. Поскольку по предложенному способу обрабатывается сырой осадок (несброженный ), содержащий меньше коллоидных веществ и имеющий более низкое значение рН,.чем у сброженного осадка, то и количество электролитов ((соли металла, кислого-агента) и полиэлектролитов на его обработку также уменьшается, что позволяет

снизить затраты на обработку осадков.

Кроме того, в обработанном предлагаемым способом осадке сохраняются питательные органические вещества, . что повышает его удобрительную ценность.

Способ осуществляется следующим образом.

Оссщок из первичных отстойников (концентрация 0,) смешивают с изе точным активным илом (концентрация 0,3-1, 0%J и совместно уплотняют в гравитационном уплотнителе со стержневой мешалкой. Определяют рН уплотненного осадка. Затем определяют значение рН/ которое соответствует иэозлектрическому состоянию осадка, и необходимые дозы кислого агента (кислоты) и/или соли металла для снижения исходного рН до значения, соответствующего йзоэлектрическому состоянию осадка. Указанные дозы кислЬты и/или соли металла вводят в осадок. При достижении величины рН осадка, соответствующей его изрэлектрическому состоянию, осадок подогревают с помощью погружной газовой горелки или спирального теплообменника в течение О,2-3tO мин до температуры б5-75°С. В подогретый Ьсадок добавляют полиэлектролиты, после чего его обезвоживают на цент|рифугах или фильтр-прессах.

В обезвоженный осадок добавляют негашеную известь (или щелочь) для его нейтрализации, а также для дополнительного снижения влажности осадка.

При м е р , Приготавливают три одинаковые порции осадка, при этом в каждой порции с юшивают осадок из первичных отстойников с концентрацией 0,6% в количестве 18 м/ч и избыточной активный ил с концентрацией 0,4% в количестве 27 м /ч соотношение по. сухим веществам 1:1 ) и уплотняют до концентрации 4,5% в гравитационном уплотнителе , со стержневой мешалкой.

После уплотнения определяют исходное значение рН осадка, которое равняется 6,95. Затем с помощью графиОсадок из первичных ОТСТОЙНИКОВ:

18

количество, м /ч

0,6

концентрация, %

ка, отображающего зависимость времени капиллярного всасывания (ВКВ ) от величины рН осадка, определяют зна.чение,рН соответствующее изоэлектрическому состоянию осадка, которое равняется 3,0. ВКВ характеризует способ осадка отдавать ввагу.

При незначительном отклонении рН от 3,0 увеличивается ВКВ осадка, а следовательно, ухудшается способ ность его к влагоотдаче.

Затем с помощью графика, отображаннцего зависимость-снижения величины рН осадка от дозы серной кислоты и хлорного железа, определяют необ5 ходимые для снижения рН от 6,95 до 3,0 дозы серной кислоты, кислоты и соли РеСЕз соли FeCt3r пРи этом доза серной кислоты 6,7%, доза (Н25С|ф+ГеССз)3,0+5,5% и доза соли

0 FeCtj 10,0%.

Эти дозы вводят в исходный уплотненный осадок. При достижении рН равного 3,0 каждую порцию осадка подогревают с помощью погружной газо5 вой горелки до 70с в течение 1,5 мин. В подогретый осадок добавляют полиэлектролиты, при этом в первую порцию вводят катионный флокулянт в количестве 0,150% от сухого вещества

осадка, во вторую и третью порции по 0,135% полиакриламида. После этого оссшок механически обезвоживают на центрифуге.

Обезвоженный осадок имеет влаж5 °° 70-72% и рыхловидную структуру. При центрифугировании обработанного таким образом осадка эффект задержания твердых частиц - 98-99%. Обезвоженный осадок смешивают с 10% иэвести (по сухому веществу ) для становления рН и дашее используют

для приготовления растительного грунта. Поскольку для разных видов осад- ков значение рН, соответствующее их изоэлектрическому состоянию,

5 неодинаково (для каждой станции аэрации свое значение рН), то и графики также различены. Для каждого вида осадков должны быть построены свои графики зависимостей.

0 Результаты испытаний предложенного и известного способов приведены в табл. 1..

.Т а б -л и ц а 1

18

1,35

18

0,6

8,0

0,6

Избыточный активный tint количество м /ч

27

Уплотненная смесь осадков: количество, м /ч концентрсщия, %

Расход серной кислоты, % Расход хлорного железа, %

Расход тепла для подогре264i10ва, ккал/ч

0,150

Расход флокулянта, %

Влажность обезвоженного

72

осадка, %

Эффект задержания о

98-99 твердых частиц, %

г

ХПК фугата, г/л

10

Расход извести, % Рыхловидная, Структура кека нетекучая В табл. 2 приведены данные по 50 влиянию времени подогрева и темпераПродолжение табл. 1 (

27

27

5,4

264x10 264x10

0,135

0,135

0,200

71

70

77

98-99

94-95

9В-99

1

1

10

10

10

Таблица 2 Рыхревидная,нетеку- Пастообчаяразнаятуры на качество обработки осадка, ВКВ исходного осадка(до нагрева)76 с. Как видно из табл. 2, наибольшая концентрация у осадка, подогретого до в течение 0,2-3,0 мин. Технико-экономический эффект от использования способа заключается в упрощении обработки осадков, повы шении ее эффективности, в снижении расхода дорогостоящих полиэлектроли тов, улучшении удобрительной цеинос ти осадка. Кроме того, в результате исключения ступени сбраживания улуч шаются условия техники безопасности .прц обработке осадков. Формула изобретения 1. Способ обработки осадков сточных вод, включающий уплотнение осадков, подогрев их, снижение рН осадков добавлением соли металла и/или кислого агента, нейтрализацию, флокуляцию полиэлектролитами и механическое обезвоживание, от ли ч аю ш и А с я тем, что, с целью упро1пени способа и повьшения эффективности процесса, после уплотнения осадков сиижают рН, подогревают, производят флокуляцию полиэлектролитами, механически обезвоживают и затем нейтрализуют, при этом снижают рН до значения, соответствующего изоэлектрическому состоянию осадков. 2.Способ ПОП.1, отличающий ся тем, что осадки подогревают в течение 0,2-3,0 мин до 65-75 С. 3.Способ по пп.. 1и2, отлучающийся тем, что подогрев производят с помо1«ью погружной газовой горелки или спирсшьного теплообменника. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Заявка ФРГ I 2103970, кл. С 02 С 3/00, 1978. 2.Заявка ФРГ 2317673, кл. С 02 С 3/00, 1974.