"способ очистки сточных вод животноводческих комплексов "экотехпроект"

"способ очистки сточных вод животноводческих комплексов "экотехпроект"

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способам очистки сточных вод животноводческих комплексов и может быть использовано, в частности, для очистки сточных вод виноводческих комплексов . Способ включает в себя гомогенизацию сточных вод, их разделение на жидкую и . твердую фракции с последующими стадиями отстаивания, биологической очистки с аэрированием и доочистки с озонированием жидкой фракции и биотермическим компостированием твердой фракции совместно с осадками, образующимися при отстаивания и биологической , очистке, причем отстаивание ведут в тонкослойном отстойнике в присутствии коагулянта и биофлокулянта, биологическую очистку осуществляют с противоточной подачей активного ила, а озонирование ведут во взвешенном слое гетерогенного катализатора. Способ обеспечивает снижение капитальных, энергетических и эксплуатационных затрат при сохранении высокой степени очистки. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОК1З <.0I4I.1 KNX

СОЦИЛЛИСТИ Л- СКИХ

РF:0ПУЬЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ f1ATFF4TH0E

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К ПАТЕНТУ (21) 5044551/26 (22) 28.05,92 (46) 15.08.93. Бюл, N 30 (91) Научно-производственное предприятие

"Экотехпроект, ЛТД" (72) Ю.В.Двойнев, В,Д,Маринин, Б.Г,Наза. ров и Р.А. Разя пов (73) Научно-производственное предприятие

"Экотехпроект, ЛТД (56) Экспериментальный проект N 1067, Гипронисельхоз, Минсельхоз СССР, Главсельстройпроект, М., 1977, Рекламный проспект "Очистные сооружения комплекса по выращиванию и откорму 54 тыс. свиней в год в поселке Коноша

Архангельской области", Госстрой РСФСР, Росглавниистройпроект, Росгипрониисельстрой, M., 1981. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

"Э КОТЕ ХП РО Е КТ"

Изобретение относится к способам очистки сточных вод животноводческих комплексой и может быть использовано, в часТности, для очистки сточных вод свиноводческих комплексов.

Цел ью настоя щего изобретения я вляется снижение капитальных, эксплуатационных и энергетических затрат при его реализации для очистки высококонцентрированных стоков, в частности, стоков свиноводческих комплексов при сохранении высокой степени очистки.

„„SIJ„„1834859 АЗ

FsI>s С 02 F 3/02, 9/00 (57) Изобретение относится к способам очистки сточных вод животноводческих комплексов и может быть использовано, B частности, для очистки сточных вод виноводческих комплексОв. Способ включает в себя гомогенизацию сточных вод, их разделение на жидкую и . твердую фракции с последующими стадиями отстаивания, биологической очистки с аэрированием и доочистки с озонированием жидкой фракции и биотермическим компостированием твердой фракции совместно с осадками, образующимися при отстаивания и биологической очистке, причем отстаивание ведут в тонкослойном отстойнике в присутствии коагулянта и биофлокулянта, биологическую очистку осуществляют с противоточной подачей активного ила, а озонирование ведут во взвешенном слое гетерогенного катализатора.

Способ обеспечивает снижение капитальных, энергетических и эксплуатационных затрат при сохранении высокой степени очистки. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

На чертеже представлена принципиальная технологическая схема осуществления способа.

Схема включает гомогенизатор 1; барабанное сито со шнековым уплотнителем 2; тонкослойные.трубчатые отсойники 3, 7, 9; предаэратор 4; биокоагулятор 5: аэротенки первой ступени 6; аэротенки второй ступени

8; емкость для сбора осадка 10; центробежные сгустители 11; система компостирования 12; воздуходувная станция 13; оэонатор

14; колонна доочистки (контактное устройство) 15; дозатор. катализатора 16; система

1834859 извлечения катализатора 17; реагентное хозяйство для приготовления коагулянта 18, Ниже излагаются элементы изобретения в технологическом порядке их использования.

На стадии механической очистки стоков с целью интенсификации процесса и повышения эффективности раэделения стоков на жидкую и твердую фракции предлагается использовать тонкослойные, например, трубчатые отстойники, позволяющие при равной производительности уменьшить их рабочий объем в два-три раза Ilo сравнению с обычно применяемыми для этой цели вертикальными отстойниками. Помимо этого, эффективность процесса отстаивания повышается за счет введения в отстойник фугата, подаваемого с центробежных сгустителей осадка, который выполняет роль биофлоку. лянта. Одновременно в качестве коагулянта в отстойник вводят щелочной реагент, роль которого может выполнять, например, зола, получаемая от сжигания бурового угля. Перечисленные факторы повышают эффективность очистки от взвешенных частиц до

80 — 85 (эта величина по известному способу с вертикальными отстойниками составляет около 50 ).

Одним из основных элементов предлагаемого способа очистки является противоточная система активного ила, которая осуществляется следующими путями: активный ил иэ отстойника 2-ой ступени биоочистки подается в аэротенк первой ступени; активный ил из отстойника первой ступени биоочистки подается в предаэратор и биокоагулятор.

Противоточное движение активного ила обеспечивает решение следующих задач; разбавление высококонцентриpoBBHHblx исходных стоков на первой ступени биоочистки за счет подачи вместе с активным илом менее концентрированных стоков со второй ступени; сокращение расхода воздуха на первой ступени биоочистки за счет притока дополнительного кислорода в виде нитратов и нитритов (их содержание в активном . иле в конце второй ступени составляет 100—

150 мг/л), Это позволяет снизить необходимую мощность воздуходувок и потребные эиергозатраты; повышение степени очистки стоков на стадии биокоагуляции, поскольку активный ил, подаваемый в биокоагулятор с 1-го азротенка, выполняет роль коагулянта; одноиловый принцип биоочистки обеспечивает высокую инерционность всей системы биоочистки, делающий ве малачувствительной к возможным резким изменениям концентрации загрязнений.

Подача воздуха в аэротенки в предлагаемом способе осуществляется через пористые, например, трубчатые элементы (фильтры) изготовленные из титана или его сплавов и имеющие на внешней поверхности, контактирующей с обрабатываемыми стоками. оксинитридные покрытия. Титан, выбранный в качестве материала для изготовления фильтров, обладает высокой коррозионной cT0AKocTblo Во отношению K обрабатываемым. стокам. Оксинитридное покрытие обеспечивает отсутствие смачива15 емости поверхности фильтросов жидкой фракцией стоков, а, следовательно, отрицательный капиллярный эффект, Фильтросы размещаются равномерно по всей площади аэротенков. Они обладают пористостью в

20 интервале 30 —.60 и размером пор 20 — 150 мкм. При таких параметрах пористых элементов, толщина стенки фильтросов 4 — 10 мм и давлении в воздухопроводе 0,4 — 0,6 ати обеспечивается оптимальный расход воздуха и размер воздушных пузырьков, поступающих в аэротен — 1 — 3 мм.

При описанной технологии обеспечивается интенсивное перемешивание содержимого аэротенков во всем объеме, большая

30 реакционная поверхность за счет малых размеров пузырьков, интенсивное протекание процесса благодаря поддержанию высокой концентрации активного ила в аэротенке — на уровне 6 — 8 мг/л, 35 Доочистку жидкой фракции в предлагаемом способе производят во взвешенном слое гетерогенного катализатора и озоновоздушной смеси. Катализатором могут служить вещества, содержащие металлы

40 переменной. валентности, например, железо и находящиеся в диспергированном виде, что обеспечивает большую величину активной поверхности катализатора. Таким .катализатором может служить, например, 45 порошкообразный активированный уголь или зола бурых или каменных углей. Зола является предпочтительным реагентом как более дешевый и доступный. Установлено, что оптимальный диапазон концентрации

50 катализатора в суспензии составляет 0,55,0 г/л, Конструкция колонны, в которой происходит доочистка, предусматривает подачу озоновоздушной смеси в осевом направле55 нии (через фильтрос), а обрабатываемых стоков и суспензии катализатора — в тангенциальном направлении. Это обеспечивает интенсивное перемешивание компонентов и активное протекание процессов окисления.

1834859

35

55

Из стоков, прошедших операцию доочистки, затем выделяют диспергированный в них катализатор. Для этой операции используют, например, тонкослойный отстойник и центробежный сгуститель. Выделенный из стоков катализатор вновь возвращается на стадию доочистки. Такая рециркуляция катализатора существенно снижает его расход, Озона-воздушная смесь, не прореагировавшая на стадии доочистки, после выхода из колонны направляется на вторую ступень доочистки. Причем она подается в аэротенк через гидроакустический излучатель, который, создавая струйно-кавитационное поле с частотой колебаний 3-12 кГц, значительно активизирует озоно-воздушную смесь за счет ее диспергирования и дополнительного образования сильных окислителей, таких как Оз и Н20г. Эта операция, помимо экономического аспекта, дает дополнительный технологический эффект- повышение степени биоочистки на ее второй ступени, Таким образом, более высокая эффективность технологии доочистки стоков в предлагаемом способе по сравнению со способом — прототипом обусловлена следу.ющими моментами:

Более активным протеканием процес сов окисления во взвешенном слое катализатора, что обеспечивается схемой подачи реагентов в колонну доочистки; использованием менее дефицитного и более дешевого катализатора (зола вместо активированного угля); использование остаточного озона в процессе доочистки, что с одной стороны повышает коэффициент использования озона, а с другой стороны исключает потребность в агрегатах для разложения остаточного озона.

Новым элементом в технологии обработки твердой фракции в смеси с обезвоженным осадком и избыточно активным илом является способом компостирования путем вакуумно-напорной аэрации. Суть последней заключается в том, что при компостировании циклически чередуют операции аэрирования (продувка компостируемой массы воздухом) и вакуумирования. Длительность периода аэрирования составляет

15-30 сек, а период вакуумирования — 1 — 1,5 часа. Такое чередование операций обеспечивает интенсивное протекание аэробного процесса за счет подаваемого воздуха и регулярное удаление газообразных продуктов реакции и избыточной влаги путем вакуумирования, что в итоге создает благоприятные условия для интенсивного прохождения процесса компостирования, В целом, предлагаемый способ очистки при обеспечении равноценной с прототипом степени очистки отличается от него по получаемому эффекту: меньшей длиной технологической цепочки за счет исключения либо ускорения ряда операций, а, следовательно, большей компактностью очистных сооружений и меньшими капитальными затратами; меньшим числом и необходимой мощностью энергопотребляющего оборудования (воздуходувки, насосы, центробежные сгустители), что обеспечивает снижение энергозатрат, Пример. Сточные воды свиноводческого комплекса поступают в гомогенизатор (1) в количестве 1500 м /сут., имея з следующий состав: содержание сухого вещества 13300 мг/л, ХПК 13600 мг/л, БПК5

5700 мг/л, NH4 600 мг/л, PzOs 266 мг/л, Kz0 333 мг/л. После отделения твердой фазы на барабанных ситах (2) жидкая фракция в количестве 1610 м /сут (с учез том дренажных стоков с иловых и площадок компостирования) поступает в вертикальный тонкослойн ый отстойник (3), Состав жидкой фракции на этом этапе; ВВ (содержание взвешенных веществ) 1000 мг/л, ХПК 10200 мг/л, БПКц 4280 мг/л, NH4

600 мг/л, Р20 220 мг/л, К20 333 мг/л. В отстойник также подается зольная вода (жидкая фаза выщелачивания эолы от сжигания бурого угля) с рН 11. Твердая фракция в количестве 280 м /сут передается на компостирование, Из первичного отстойника сточные воды поступают B предаэратор (4) в количестве 1300 м /сут с содержанием: ВВ

393 мг/л, ХПК 5630 мг/л, БПК5 4730 мг/л, NH4 520 мг/л, Р705 150 мг/л, К20 380 мг/л.

Сюда же подается избыточный ил с азротенков в количестве 250 м /час влажностью

99%. Осадок, образующийся в вертикальном отстойнике уплотняют на центробежном сгустителе (11) до влажности 80%.

Осадок в количестве 60 м /сут направляют з на компостирование, а фугат (250 м /сут) вновь поступает в отстойник. Сточные воды из предаэратора поступают в биокоагулятор (5), где происходит дальнейшее отделение

ВВ с эффективностью до 80% по сухому веществу. Осадок из биокоагулятора (350 м /сут) с влажностью 98% уплотняют в ценз тробежном сгустителе, а затем также направляют на компостирование, После биокоагуляции жидкая фракция в количестве 1500 м /сут с концентрацией з

ВВ 1000 мг/л, ХПК 3000 — 5000 мг/л, БПК5

2500 — 3000 мг/л, NH4 450 — 750 мг/л, PzOg

250 — 400 мг/л, К20 150 — 300 мг/л направляется в аэротенки первой ступени (6) со встроенными вторичными отстойниками (7) 1834859 и далее в аэротенки 11 ступени (8), также снабженные вторичными отстойниками (9), Состав жидкой фракции после биоочи. стки: ВВ 75-100 мг/ll, ХПК 250 — 300 мг/л, ЙН4 10-20 мг/л, Р20ь 120 — 200 мг/л, К20

150-250 мг/л.

Следующий этап обработки жидкой фракции — доочистка и обеззараживание— осуществляется в контактном устройстве (15); Здесь сточная вода смешивается с озоно-воздушной смесью (ОВС) и суспензией порошкообразной золы от сжигания бурого угля в течение 10 мин. Концентрация озона в GBC 15 мг/л, количество 100 м /час, концентрация золы — 2 кг!м . Отработанная э

ОВС с концентрацией озона менее 1 мг/л подается в аэротенки второй ступени. Жидкая фракция с суспензией золы подвергается осветлению в напорных фильтрах (17), где происходит практически полное извлечение ВВ. Концентрированная зольная суспензия (промывная вода) вновь направляется на рециркуляцию в количестве

1 м /час. Промывная очищенная вода имеет состав; ВВ менее 1 мг/л, ХПК 50 мг/л, БПКб 5 мг/л, NH4 5 — 10 мг/л, PzOq 150 мг/л, КгО 500 мг/л, бесцветна, прозрачна, запах на пороге чувствительности, обеззаражена и может быть использована повторно,.

Формула изобретения

1. Способ очистки сточных вод животноводческих комплексов, включающий гомогенизацию сточных вод, их разделение на жидкую и твердую фракции, причем жидкую фракцию подвергают отстаиванию, биологической очистке с аэрированием и последующей доочистке озонированием, а твердую фракцию вместе с осадками, образующимися при отстаивании и биологической очистке, подвергают биотермическому компостированию, отличающийся тем, что отстаивание ведут в тонкослойном отстойнике в присутствии коагулянта и биофлокулянта, биологическую очисткч осуществляют с противоточной подачей активного ила, а озонирование ведут во взвешенном слое гетерогенного катализатора.

2. Способ no n.1, отличающийся

5 тем, что в качестве коагулянта используют золу от сжигания твердых видов топлива. например бурого или каменного угля.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве биофлокулянта использу10 ют фугат нитрифицированного избыточного активного ила системы биологической очистки.

4. Способ по п,1, отличающийся тем, что дозу активного ила в системе био15 логической очистки поддерживают на уровне 6-8 г/л.

5. Способ по и 1, отличающийся тем, что аэрирование ведут через пористые фильтрующие элементы иэ титана или его

20 сплавов, покрытые пленкой оксинитрида титана..

6. Способ по пп..1 и 4, о т л и ч а юшийся тем, что пористые фильтрующие .элементы имеют общую пористость 3025 60, а диаметр nop — 20 — 150 мкм, 7. Способпоп.1,отл ичающийся тем, что в качестве гетерогенного катализатора при доочистке используют золу от сжигания твердых видов топлив, например, 30 бурого угля.

8. Способ по пп.1 и 6, о т л и ч а юшийся тем, что озонирование ведут с концентрацией катализатора 0,5-5,0 г/л ч.

9, Способ по пп,1 и 7, о т л и ч а ю щ и й35 с я тем, что непрореагировавший озон вводят на стадию биологической очистки через гидроакустический излучатель с частотой колебаний 3-12 кгц.

10, Способ поп.1, отл и ч а ю щийс я

40 тем, что биотермическое компостирование твердой фракции совместно с уплотненной смесью осадков, образующихся при отстаивании и биологической очистке, проводят с вакуумно-напорной аэрацией.

Составитель Ю. Двойнов

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор, И. Щулла

Редактор Л. Павлова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2703 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауиская наб., 4/5