Способ обработки осадков сточных вод
Патент 857016
Авторы
Способ обработки осадков сточных вод
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАЙКЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii 857() I 6
Союз Советские
Социалистические
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 07.12.79 (21) 2849507/29-26 с присоединением заявки М (23) Приоритет
Опубликовано 23. 08. 81. Бюллетень М 31
9 (5I )M. Кл.
С 02 F 11/02 тееудеретеенный камнтет
СССР
° в делам иаееретеннй и етермтнй (5З) УЛК 628. 35 (088.8) Дата опубликования описания 25.08,81
Л. Д. Франдеттн, М. П. Махлин, С. И; "КамЬауова
M. И. Ходжаев, М, П. Ким, Н. И, Фонберштейн. и Т. В. Ким
f ( с т, т
Ташкентский трест "Водоканал" н У екскттй ."".. государственный проектный.институ оУзгимпрокоммунинжпроект" (72) Авторы изобретения (7f) Заявители (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ. ВОД
Изобретение относится к обработке осадков сточных вод путем их биологического сбраживання.
Известен способ обработки осадков сточных вод перед обезвоживанием
5 путем анаэробного сбраживания в метантенках с последующим механическим обезвоживанием или сушкой на иловых площадках, при этом смесь сы-. рого Осадка из первичных отстойников 10 и уплотненного избыточного активного ила вводят в герметическую емкость (метантенк). В эту же емкость подают острый пар и в течение 10-12 сут, смесь выдерживают при 32-33 С, после чего производят обезвоживание сброженного осадка. В процессе анаэробного сбраживания происходит распад .биохимически окисляющнхся органических веществ, вьщеляется биогаз, ис- . пользуемый для поддержания температуры процесса, однако инактивации патогенной микрофлоры и янц. гельминтов не происходит. При использовании тер2 мофнльного режима сбраживания(55 С). смесь в метантенке выдерживают 6-7сут.
При этом наряду с высокой степенью распада органически происходит и .обеззараживание осадков от патогенной микрофлоры н яиц гельминтов ())
Недостатком метанового брожения является то, что сброженный осадок черезвычайно трудно обезвоживается.
Известен также способ аэробной стабилизации смеси сырого осадка с избыточным активным илом, подвергаемой предварительной. термической обработке перед стабилизацией, При этом происходит полное обеззараживание и получение стабилизированного осадка с хорошими фильтрационными характе. ристиками.
Недостатком данного способа является то, что всю энергию, необходимую для термической обработки, приходится приобретать на стороне (2)..
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является
85 7016 способ обработки осадк:а, «экл«очающ«««« анаэробное сбраживяиие аэробиую стаI билизацию с последующим обезвоживанием осаДка (3 1
Недостатками способа является то, что анаэробиому сбр««жира««ию подвер гается только сырой осадок, что заведомо снижает выход биогаза; режим анаэробного сбраживания сырого осадка не указан.
Несмотря на это, каким бы пе был режим метанового брожения, дальнейшее смещение сброжениого осадка с избыточным активным илом не позволит получить температуру смеси„ достаточную для обеззараживания избыточного активного ила от яиц гельминтов, получить и поддерживать оптимальную температуру процесса аэробиой стабилиза««и, так как количество ««збь«точного активного ила с концентрацией 8 г/л должно быть больше количества сырого осадка примерно в 8-10 раз, а температуре смеси практически будет равна температура избыточного активного
«0
l5
50 ила, Концентрация иловой смеси в аэробном стабилизаторе составляет всего
8 г/л, поэтому необходимо использовать большие емкости для аэробной стабилизации.
Экономически целесообразно использование метода для подготовки к обезвоживанию осадков на иловых площадках, полученных на станции аэрации, производительностью до 10 тыс, м-«в сутки °
Обезвоживание стабилизированного осадка с концентрацией 8 г/л на иловых площадках представпяет значительные трудности из-за глубокого кальматажа фильтрующей загрузки дренажных каналов.
Смесь, полученная в результате аэробиой Стабилизации, нуждается в дополнительной термической обработке, так как осадок ие обеззаражен, что значительно сокращает возможность
его утилизации.
Цель изобретения — повышение производительности аэробиого стабилизатора, обеззараживание и удешевление процесса.
Поставленная цель достигается тем, что сырой осадок смешивают с уплотненным активным илом в объемном соотношении 1:0 3-0,5, <.месь подвергают анаэробному сбражииаиик«,нагревают 55 до 85-90 С, смешиваю г с уплотненным
О активным илом в р..«я««ом отношении
H получениу«о смес, l«eред а эробной стабили.зацией выдержиняот «з течение
I, 5-2 ч в присутствии во.-«дух««.
Способ осуществляют следующим обpBзом °
Сырой осадок 967.-ной влажности смешивают с !/3 общего количества уплотненного избыточного активного ила влажностью 97,5- 987 и эту смесь подвергают метановому брожению в меэофильных условиях. Вь«деляющийся биогаэ собирают и используют для технологических нужд. Полученную сброженную смесь подвергают термической обрав ботке до 80-85 С для ее обеззаражива-. ния и термического гидролиза оставшейся органики и смеШивают с оставшимися 2/3 уплотненного избыточного активного ила. При этом температура вновь полученной смеси составляет 5255 С, Этой температуры при времени выдерживания смеси 1, 5-2 ч достаточно для инактивации яиц гельминтов, находящихся на активном иле. Для ускорения перемешивания сброженного осадка с избыточным активным илом и поддерживания жизнеспособности простейших организмов последнего в камеру смешения подают воздух с инz. тенсивностью аэрации 3,5-.4 м /м в час.
Полученную смесь с температурой 45о
46 С без охлаждения направляют на аэробную стабилизацию, что способствует поддержанию в стабилизаторе температуры процесса на оптимальном уровне 2?.-26 С.
Сравнительная характеристика аэробной стабилизации смесей по удельному сопротивлению представлена в табл,!, Из таблицы видно, что при аэробной стабилизации смеси сырого осадка с избыточным активным илом в соотношении l:l хорошие фильтрационные характеристики стабилизированной смеси наблюдаются только на 9-10 сут °
При аэробной стабилизации прогретого до 85 С, сброженного в анаэробных усо ловиях осадка в смеси со свежим избыточным активным илом при исходной температуре полученной смеси 50 С низкие величины удельногр сопротивления наблюдаются уже на 3-4 сут. Это свидетельствует о том, что иа первом этапе (анаэробном сбраживаиии)разрушается основная масса биохимически окисляемой органики сырого осадка.
Дальнейшая вь«сокс температурная (1c) работка сброжениого ослика вызывает дополнительный гндролиз р а «ик««и
8570 процесс аэробной стабилизации, протека нщий в оптимальных температурных условиях(24 С), заканчивается уже на о.
3-4 сут.
Зависимость выживания патогенной микрофлоры и яиц гельминтов, а также гидролиза органики от температуры прогрева сброженного осадка представлена в табл ° 2.
Из таблицы видно, что метановое бро.1о жение не приводит к гибели патогенной микрофлоры и яиц гельминтов. Прогрев сброженной смеси до 80-85 С вызывает гибель и патогенных микроорганизмов и яиц гельминтов, однако столь высокие15 температуры диктуются не столько усло-. виями обеззараживания, сколько тем, что удельное сопротивление сброженного осадка при прогреве растет, увеличиваясь при 80сС почти вдвое. Однако 2о дальнейшее повышение температуры не ведет к увеличению удельного сопротивления. Оптимум температур, до которых необходимо прогревать сброженную смесь
О находится в пределах 80-90 С и дик.— 25 туется температурой избыточного активного ила, так как температура их смеси должна находиться в пределах 5255 С. При этой температуре инактивируются яйца гельминтов, сорбированные на активном иле, а оставшиеся жизнеспособные энтеропатогенные микроорганизмы в дальнейшем уничтожаются при аэробикой стабилизации за счет антагонизмов с сапрофитной микро-З5 ,флорой.!
6 6 детельствуют о достаточно высокой работоспособкости ила.
Необходимую интенсивность аэрао ции смеси прогретого до 85 С анаэробно сброженного осадка и свежего избыточного активного ила определяют на основании изучения ее гидробиологической характеристики.
Полученные данные представлены в табл.4.
Из таблицы видно, что при низкой интенсивности аэрации в течение первого часа почти втрое снижается общее число простейших и на 307 уменьшается их ви1 овое разнообразие.
Двухчасовая экспозиция при интенсивности аэрации 2 м /м в час приЯ водит к 12-кратному снижению общего количества простейших. Видовое разнообразие снижается на 70Х, При интенсивности аэрации 3,5-4 м /м5 в час даже двухчасовая экспозиция смеси приводит к снижению общего числа простейших лишь в 2 раза, причем видовое разнообразие изменяется незначительно. Полученные гидробиологические характеристики свидетельствуют о сохранении высокой работоспособности избыточного активного ила.
Влияние температуры на интенсивность и глубину процесса аэробной стабилизации изучают на смеси анаэробо но сброженного, прогретого до 85 С осадка со свежим уплотнением, избыточным активным илом при соотношении компонентов смеси 1:) по объему.
Характер изменения температуры смеси и жизнеспособности простейших
Щ организмов избыточного активного ила после смешения сброженного осадка с избыточным активным илом в зависимости от длительности выдерживания смеси представлен в табл. 3.
Из таблицы видно, что температура
45 смеси снижается при интенсивности о аэрации 3,5 м /м в час до 50 С через час, а через два часа остается на .уровне 45 С. В течение первого ча50 са аэрации смеси в два раза снижает- ся общее количество простейших организмов и незначительно снижается их видо.вое разнообразие. После достижения
50-47 С дальнейшего снижения колиi5 чества простейших не наблюдается. Не изменяется и нх видовое разнообразие., Оставшееся количество простейших и высокое видовое разнообразие свыПолученные результаты представлены в табл. 5, Из таблицы видно, что при температуре 16 С ни при какой длительности стабилизации получить величину удельного сопротивления ниже 80, 10 см/г не удалось ° При температуре
20 С удельное сопротивл ние менее о
5-10 осм/г получается на 6-7 сут, а при 24оС на 3-4 сут. Дальнейшее повышение температуры процесса до
26 С не приводит к ускорению процесса. Следовательно, оптимум находится в интервале 22-26 С. о
Пример. Концентрация взвешенных веществ в воде 300 г/л, концентрация БПК 250 мг/л, эффективность задержайия взвеси в первичных отстойниках 50Х эффективность снижения БПК в первичных отстойниках 25Х, 857016
Таблица!
Сброженная смесь, прогретая до 85 С о свежий активный ил в соотношении 1:1
Время стабилизации, сут
Смесь сырого осадка и активного ила в соотношении 1:1
1800 !О см/г
fO fO
980 10 см/г
1150
344
830
622
316
212
124
77
53
36!
30
Таблица 2
1400
+ (-) При таких параметрах работы механической очистки, концентрация взвеси и БПК в воде, поступающей на биологическую очистку, составит
150 мг/л и 190 мг/л соответственно °
Количество сухого вещества сырого осадка, выделенного в первичных отстойниках, составит 15 т/сут или по осадку 962-ной влажности 375 м /сут. 3
Прирост биомассы избыточного активного ила составит 147 мг/л или 14,? т/сут, что по уплотненному до
987 илу составит 735 м3/сут.
Метановому брожению будет подвергаться смесь, состоящая иэ всего объема сырого осадка!375 м ) и 1/3
Э объема избыточного активного ила (245 м ) т. е. 620 м
После окончания процесса сбраживания при 32 С, сброженный осадок подвергают прогреву до 85 С и смешивают с оставшимися 490 м избыточного э о активного ила с температурой 15-19 С (средняя 17 С). При этом температура смеси составит 52 С. Эту смесь в тео
10 чение 1,5-2 ч подвергают аэрации интенсивностью 3,5 — 4 м /м в час и на9 и правляют на аэробную стабилизацию.
Продолжительность стабилизации 3-4 сут.
После стабилизации смесь уплотняют
1 до концентрации 40-50 г/л и направляют на обезвоживание на иловые площадки.
Продолжение табл. 2
857016
60! 540
+ -) 70
1 700
1800
l80O
Т з б л и ц а 3
Количество особей Количество видов в 1мл
Время, мин
55
3800
53
2750
60
1800
20
47
1600
120
1600
Т а б л и ц а 4
Интенсивность аэрации, ч
КоличестТемпература смеси, С
Время экспоэиции, мин во видов
3400
55
2100
60
1050
640
l0
3400
23
46
2800
53
50
2200
l9 I 860
19
17
3400!
22
2800
48
1900
45
) 750
90
4 3
1700
120
Температура смеси, С о
l2O
53,5
85701б
Т а б л и ц а 5
Удельное сопротивление, лри С, см/г
Время стабилизации,сут
160 20 I 22 24 26
1800
1800
1800 1800 1800
790 344 400
109 9б 88
980
1300
422
920
217
472
20 21
20 20
22 21
21
280
240
5I
27!
104
106
Формула изобретения
Составитель Г. Лебедева
Корректор M. Коста
Заказ 7122/3! Тираж 1007 Подписное
ВНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
1!3035д Москва Ж-35 Раушская наб.д д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная,4
Способ обработки осадков сточных ЗО вод, включающий анаэробное сбраживание, аэробную стабилизацию и обезвоживание полученных осадков> о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности аэроб35 ного стабипизатора, обеззараживания и удешевления процесса, сырой осадок смешивают с уплотненным активным илом в объемном соотношении 1:0,3
0,5, смесь подвергают анаэробному сбраживанию, наг.ревают до 85-90 С, о смешивают с уплотненным активным илом в равном отношении и полученную смесь перед аэробной стабилизацией выдерживают в течение 1,5-2 ч в присутствии воздуха.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
l. Франдетти Л. Д. Обеззараживание осадков сточных вод при метановом брожении в условиях жаркого климата, Автореф . дис., M. 1974.
2. Чупракова В. В. Исследование процесса аэробног о сбраживания осадков сточных вод. Городская канализация, Научные труды АКХ, М 77,М.,1970, 32-59.
3. Патент Великобритании !! 1349794, кл. С l С, 1974.