Способ обработки осадков сточных вод

Способ обработки осадков сточных вод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«i>994441

Ссирз Севетскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 210580 (21) 2922901/29-26 рцэр„ 8 з

С 02 Г 11/66 сприсоединениемзаявки HP— (23) ПриоритетГосударствен нмй «омнтет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 07.023 3. Бюллетень HP 5

Дата опубликования описания 070283 (фЦЯфф 628.54(688.8) Г.П. Медведев, П,K. Аветисян, В.В. Иващенко, =-;

О.В. Сорокин, П.H. Горбунов и Г.П. Григорьев

I (72) Авторы изобретения

Центральная станция аэрации сточных вод г.:Ленинграда (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ СТОЧНЬИ ВОД

Изобретение относится к очистке сточных вод, а именно к способам обработки осадков бытовых и промышленных 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, флокуляцию их полиэлектролитами и механическое обезвоживание 1).

При данном способе требуется большое количество дорогостоящего полиэлектролита, кроме того, после ме«

:ханического обезвоживания осадок имеет относительно высокую влажность.

Наиболее близким к.предложенному цо технической сущности и достигаемому результату является способ обработки осадков сточных вод, .который включает уплотнение сброженного осадка, подогрев его до 70-100оС путем ввода пара низкого давления, охлаждение до 30-60оС, снижение p5 . осадка до 3-6 добавлением соли металла и/или кислого агента, последующую нейтрализацию осадка,,обработку полиэлектролитами и механическое обезвоживание $2 ).

По данному способу предусмотрено предварительное сбраживание осадка, которое ведется в -метайтенках. Нали16 чие метантенков в технологической схеме обработки осадков усложняет и удорожает процесс их обработки.

Подогрев осадка до 70-100 С посред- . ством ввода пара низкого давления и последующее его охлаждение — процесс длительный и. влечет за собой иовышение влажности и увеличение количества осадка в результате конденсации пара, что в свою очередь увеличивает потребное количество машин и оборудования для его последующего обезвоживания (центрифуг, фильтр-прессов и т.п.) . Кроме того, на этой стадии обработки часть коллоидныХ веществ осадка переходит в растворенное состояние, поэтому жидкая фаза (фугат, фильтрат 1 от обеззовоживания осадка будет загрязнена растворенными орга- ническими и минеральными включениями, что влечет эа собой резкое увеличение

ХПК и БПК и требует дополнительной

994441 обработки жидкой фазы перед ее сбросом в головные очистные сооружения, что также усложняет технологию и удорожает очистку сточных вод и обработку осадков.

Снижение рН осадка до 3-6 после подогрева с последующей нейтрализацией повышением рН) и добавление полиэлектролитов после нейтрализации приводит к тому, что обработка осадков введется при изменяющемся рН. В результате этого не могут образоваться прочные к срезывающим,,уси-1 лиям хлопья, т.е. нарушается основ. ное требование к обезвоживаемому осадку, что снижает эффективность работы оборудования при последующем механическом обезвоживании осадка, так как фугат или фильтрат загрязйен 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 25 их коагуляции и флокуляции требуется дополнительное количество кислых агентов и полиэлектролитов. В свою очередь, коагуляция и флокуляция осадка при неоптимальных значениях 30 рН не обеспечивают максимально возможное удаление из осадка связанной влаги, в результате чего концентрация обезвоженного осадка будет сравнительно небольшой. 35

При сбраживании осадка происходит разложение и окисление питательных органических веществ, что снижает его удобрительную ценность.

Целью изобретения является упроще-4g ние спосОба и повышение эффективности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки осадков сточных вод, включающему уплотнение осадков, подогрев их, снижение рН осадков добавлением соли металла и/или кислого агента, последующую нейтрализацию осадков, флокуляцию их полиэлектролитами и механическое обезвоживание, после уплотнения осадков снижают рЙ, подогревают, производят флокуляцию полиэлектролитами, механически обезвоживают и затем нейтрализуют осадки, при этом снижают рН до значения, соответствующего изоэлектрическому состоянию осадков.

Осадки подогревают предпочтительно в течение 0,2-3,0 мин до 65-75 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 метантен- Я ков, что упрощает и удешевляет обработку 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 повышение эффективности последующего обезвоживания осацков на механическом оборудовании, достижение максимальной концентрации обезвоженного осадка и получение его рыхловидной структуры.

При подогреве до 65-750С в течение 0,2-3,0 мий 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 охранению 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 подогрева осадка предпочтительнее испольэовать погружные газовые горелки.

Последующая нейтрализация механически обезвоженного осадка посред- . ством обработки его негашеной известью дополнительно увеличивает концентрацию осадка из-за частичного испарения влаги, так как при данной обработке вцделяется 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

994441

Показатели

Осадок из первичных отстойников: количество, м 3/ч концентрация, Ъ

1,35

18.18

0,6

0,6

0,6

8,0 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.

Осадок.из первичных отстойников (концентрация 0,2-1,0%) смешивают с избыточным активным илом (концентрация 0,3-1,0%) и совместно уплотняют в гравитационном уплотнителе со стержневой мешалкой. Определяют рН уплотненного осадка. Затем опредеЛяют значение рН, которое соответствует изоэлектрическому состоянию осадка, и необходимые дозы кислого агента (кислоты) и/или соли металла для снижения исходного рН до значения, соответствующего изоэлектрическому состоянию осадка. Укаэанные дозы кислоты и/или соли металла вводят в осадок. При достижении величины рН осадка, соответствующей его изоэлектрическому состоянию, осадок подогревают с помощью погружной газовой горелки или спирального теплообменника в течение 0,2-3,0 мин до температуры 65-75 С. В подогретый осадок добавляют полиэлектролиты, после чего его обеззоживают на цент- .

1рифугах или.фильтр-прессах.

В обезвоженный осадок добавляют негашеную известь (или щелочь7 для

eFo нейтрализации, а также для дополнительного снижения влажности осадка. !

Пример . Приготавливают три одинаковые порции осадка, при этом в каждой порции смешивают 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

4,5Ъ в гравитационном уплотнителе со стержневой мешалкой.

После уплотнения определяют исходное значение рН осадка, котороеравняется 6,95. Затем с помощью графика, отображающего зависимость времени к пиллярного всасывания (BKB ) 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 способность его к влагоотдаче.

Затем с помощью графика, отображающего зависимость-снижения величины рН осадка от дозы серной кислоты и хлорного железа, определяют необ15 ходимые для снижения рН от 6,95 до

3,0 дозы серной кислоты, кислоты и соли FеСВ>, соли FeCty, при этом доза серной кислоты 6,7%, доза (HgS04+EeCfq)3,0+5,5% и доза соли

2О FeCC3 10,0%.

Эти дозы вводят в исходный уплот. ненный осадок. При достижении рН равного 3,0 каждую порцию осадка подогревают с помощью погружной газо25 вой горелки до 70 С 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 осадок механически обезвоживают на центрифуге.

Обезвоженный осадок имеет влажность 70-72% и рыхловидную структуру.

При центрифугировании обработанного таким образом осадка эффект задержания твердых частиц — 98-99%. Обезвоженный осадок смешивают с 10% извести (по сухому веществу ) для восстановления рН и далее используют для приготовления растительного грунта. Поскольку для разных видов осад ков значение рН, соответствующее их изоэлектрическому состоянию, неодинаково (для каждой станции аэрации свое значение рН), то и графики также различны. Для каждого вида осадков должны быть построены свои графики зависимостей.

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

Таблица 1

Продолжение табл. 1!

Показатели

Избыточный активный илг количество м /ч

5,4

Угглотненная смесь осадковг количество, м /ч

6,75

4,8

4,8

4,8

4,5

4,5 концентрация, %

4,5

3,2

3,0

Расход серной кислоты, %

6,7

4,0

10,0

5,5

Расход хлорного железа, %

7,0

371я10

264я10

264я103

264„10Э

0,135

0,135

О, 150

О, 200

Расход флокулянта, %

72

70

98-99

94-95

98-99

98-99

ХПК.фугата, г/л

10

10

Расход извести, %

Структура кека г

В табл. 2 приведены данные по 50 туры на качество обработки осадка. влиянию времени подогрева и темпера- ВКВ исходного осадка(до нагрева)76 с.

Таблица 2

0,1

0,2

3,0

4,5

Бремя подогрева, мин

15,2

14,7

30,2

55,3

BKB нагретого осадка, с

28 8

28,9

24,8

26,3

Расход тепла для подогрева, ккал/ч Влажность обезвоженного осадка, %

Эффект задержания твердых частиц, %

,гемпература нагрева осадка,oÑ

Концентрация обеэвоженного осадка, % в

994441

Рыхловидная, Рыхревидная,нетеку- . Пастообнетекучая чая разная

1О

994441

Составитель Т. Лебедева

Техред С.Мигунова

Корректор;М. Шарсши

Редактор Л. Веселовская

Тираж 939 Подписное

ВНИИПИ. Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Эаказ 537/1

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно из табл. 2, наибольшая концентрация у осадка, подогретого др 65-75 С в течение 0,2-3,0 мнн.

Технико-экономический эффект от использования способа заключается в упрощении обработки осадков, повышении ее эффективности, в снижении расхода дорогостоящих полиэлектролитов, улучшении удобрительной ценности осадка. Кроме того, в результате исключения ступени сбраживания улучшаются условия техники безопасности прИ обработке осадков.

Формула изобретения 15

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, о т л и ч а-! ю ы и и с я тем, что, с целью упрощени>. способа н повыаения эффективности процесса, после уплотнения осадков снижают рН, подогревают, производят флокуляцню полиэлектролитами, механически обеэвоживают и затем нейтрализуют, при этом снижают рН до значения, соответствующего изоэлектрическому состоянию осадков.

2. Способ по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что осадки подогревают в течение 0,2-3,0 мин до 65-75 С.

З.Способ по пп. . 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что подогрев производят с помощью norpyasoa газовой горелки или спирального теплообменника.

Источники информации, принятие во внимание при экспертизе

1.. Заявка ФРГ 9 2103970, кл. С 02 С 3/00, 1978.

2. Заявка ФРГ Р 2317673, кл. С 02 С 3/00, 1974.