CS252207B1

CS252207B1 - Method of chemical-biological treatment of urban waste water

Info

Publication number: CS252207B1
Application number: CS853649A
Authority: CS
Inventors: Stanislav Tesar
Original assignee: Stanislav Tesar
Priority date: 1985-05-22
Filing date: 1985-05-22
Publication date: 1987-08-13
Also published as: CS364985A1

Abstract

Způsob chemického biologického čistění městských nebo jim podobných průmyslových odpadních vod dávkováním promývací vody z praní termických železitých pigmentů jako koagulačního činidla. Hydratovaný oxid, železitý, vzniklý hydrolýzou síranu železitého z promývacích vod z praní termických železitých pigmentů na sebe váže koloidní a jemně suspendované látky, které se spolu s ním usadí například v primární sedimentaci. Sníží se tím BSK,. vody natékající do biologického stupně čistění. Dávkováním tohoto činidla v potřebném množství do odpadních vod se dosáhne stejného účinku, jako při dávkování klasických koagulačních činidel v odpovídajícím množství účinné látky.Method of chemical biological treatment of urban or similar industrial wastewater by dosing washing water from washing of thermal iron pigments as a coagulant. Hydrated iron oxide, formed by hydrolysis of iron sulfate from washing water from washing of thermal iron pigments, binds colloidal and finely suspended substances, which settle together with it, for example in primary sedimentation. This reduces the BOD of water flowing into the biological treatment stage. By dosing this agent in the required amount into wastewater, the same effect is achieved as when dosing classic coagulants in the corresponding amount of active substance.

Description

Vynález se týká chemicko biologického čištění městských odpadních vod nebo jim podobných průmyslových odpadních vod a jejich směsí.The invention relates to the chemical-biological treatment of municipal wastewater or similar industrial wastewater and mixtures thereof.

Před vypuštěním městských nebo jim podobných odpadních vod do toku je třeba zajistit jejich vyhovující kvalitu. Ve většině případů se tyto odpadní vody čistí klasickou technologií, spočívající v mechanickém předčištění, biologickém čistění, dočištění a zpracování kalů vyhníváním. Vyhnilé kaly se pak většinou ukládají na skládkách.Before urban or similar wastewater is discharged into the river, it is necessary to ensure its satisfactory quality. In most cases, this wastewater is treated using conventional technology, consisting of mechanical pre-treatment, biological treatment, final treatment and sludge treatment by fermentation. The fermented sludge is then usually deposited in landfills.

Vlivem rychlého růstu sídlišt a průmyslu dochází na mnoha čistírnách městských nebo jim podobných odpadních vod ke značnému přetížení. Na čistírny je přiváděno více odpadních vod a více znečištění vyjádřeného v BSK^, než se předpokládalo v projektech. Tyto čistírny nemohou pracovat s úplným biologickým pročištěním a BSK^ na odtoku překračuje hodnoty, které jsou požadované. Dochází ke zhoršování kvality vody v tocích, do nichž jsou odpadní vody vypuštěny.Due to the rapid growth of housing estates and industry, many municipal or similar wastewater treatment plants are experiencing significant overload. More wastewater and more pollution expressed in BOD^ are being delivered to the treatment plants than was anticipated in the projects. These treatment plants cannot operate with complete biological treatment and the BOD^ in the effluent exceeds the values required. The water quality in the streams into which the wastewater is discharged is deteriorating.

Při řešení přetížení čistíren je ve většině případů navrhováno rozšíření klasického technologického zařízení na stav, odpovídající současnému nebo výhledovému zatížení, což je velmi nákladné a náročné, především na stavební kapacity.When dealing with the overload of treatment plants, in most cases, it is proposed to expand the classic technological equipment to a state corresponding to the current or prospective load, which is very expensive and demanding, especially in terms of construction capacity.

Je známo,čištění splaškových vod chemicko biologickým čištěním, při němž'se využívá koagulačního a flokulačního účinku chemických činidel. Koagulační činidla se dávkují do různých objektů čistírny.It is known to treat wastewater by chemical-biological treatment, in which the coagulation and flocculation effect of chemical agents is used. Coagulation agents are dosed into various objects of the treatment plant.

Při tomto způsobu čištění je známo použití klasických koagulačních prostředků, jako je například síran hlinitý, nebo chlorid železitý. Jejich výroba je složitá a příliš nákladná, tato činidla jsou drahá a jejich potřebu je nutné pokrývat i dovozem.This method of purification uses classical coagulants, such as aluminum sulfate or ferric chloride. Their production is complex and too costly, these agents are expensive and their needs must be covered by imports.

Dále je známo použití zelené skalice, většinou v kombinaci s alkalickým činidlem.The use of green shale is also known, usually in combination with an alkaline agent.

Její použití je ekonomicky výhodné, vyžaduje však dávkování dvou činidel a účinnost čištění je ve srovnání například se síranem hlinitým nižší. Při delším skladování nebo dopravě dochází také v některých případech k tzv. spékání želené skalice.Its use is economically advantageous, but it requires the dosing of two agents and the cleaning efficiency is lower compared to, for example, aluminum sulfate. During longer storage or transportation, so-called caking of iron scale also occurs in some cases.

Je známo použití novějších speciálních Činidel na bázi hliníku nebo železa, různých obchodních názvů. Jsou to výrobky zahraničních firem, jejichž dovoz je možný pouze za devizové prostředky. V ČSSR se speciální koagulační prostředky pro čištění odpadních vod nevyrábí.The use of newer special agents based on aluminum or iron, with various trade names, is known. These are products of foreign companies, the import of which is possible only for foreign exchange. Special coagulants for wastewater treatment are not produced in the Czechoslovak Socialist Republic.

Je rovněž známo použití různých vysokomolekulárních látek, většinou v kombinaci s koagulačními prostředky. Tyto látky jsou rovněž zahraniční výroby a jejich použití pro čištění odpadních vod je vzhledem k nutným devizovým prostředkům omezeně použitelné.The use of various high-molecular substances, mostly in combination with coagulants, is also known. These substances are also produced abroad and their use for wastewater treatment is limited due to the necessary foreign exchange resources.

Je známo použití aktivovaného kysličníku křemičitého, vyráběného z vodního skla neutralizací různými kyselinami, jako pomocného koagulačního prostředku. Jeho cena je vzhledem ke složité výrobě vysoká.It is known to use activated silica, produced from water glass by neutralization with various acids, as an auxiliary coagulant. Its price is high due to the complexity of its production.

Je také známo čistění odpadních vod s obsahem suspendovaných anorganických látek a látek pigmentového charakteru čiřením, při čemž se jako koagulační činidlo dávkuje promývací voda z praní termických železitých pigmentů.It is also known to purify wastewater containing suspended inorganic substances and substances of a pigmentary nature by clarification, whereby washing water from washing thermal iron pigments is dosed as a coagulant.

Je známo i chemicko biologické čištění městských odpadních vod dávkováním gelu kysličníku křemičitého, vznikajícího při absorpci fluoridu křemičitého ve vodě. Dávkuje se spolu s klasickými koagulačními činidly na bázi železa nebo hliníku. Účinnost tohoto způsobu chemicko biologického čištění je vyšší, než při použití samotných klasických činidel.Chemical-biological treatment of urban wastewater is also known by dosing silica gel, which is formed by absorbing silicon fluoride in water. It is dosed together with classic coagulation agents based on iron or aluminum. The efficiency of this method of chemical-biological treatment is higher than when using classic agents alone.

Znamená však větší nároky na obsluhu.However, it means greater demands on the operator.

Nyní bylo nalezeno, že městské nebo jim podobné odpadní vody s vysokým obsahem koloidních a špatně sedimentujících látek, je možno s vysokou účinností čistit dávkováním promývací vody, která vzniká při praní termických železitých pigmentů. Dosud je tato promývací voda pokládána za odpadní vodu, která musí být před vypouštěním do toku vyčištěna. Při jejím vypouštění do toku bez čištění by v řece došlo k hydrolýze Fe za vzniku hydratovaného oxidu železitého, který působí v toku esteticky i biologicky závadně.It has now been found that urban or similar wastewater with a high content of colloidal and poorly sedimentable substances can be treated with high efficiency by dosing the washing water that is generated during the washing of thermal iron pigments. Until now, this washing water has been considered as wastewater that must be treated before being discharged into the river. If it were discharged into the river without treatment, the Fe would hydrolyze in the river to form hydrated iron oxide, which is aesthetically and biologically objectionable in the river.

Čistí se většinou ve směsi s ostatními závadnými odpadními vodami neutralizací převážně vápenným mlékem, za vzniku hydratovaného oxidu a síranu vápenatého. Vzniklý hydratovaný oxid železitý se jako součást netralizačních kalů ukládá na odkalištích nebo skládkách, případně je součástí průmyslového sádrovce, vyrobeného ze síranových odpadních vod. Promývací vodou z praní termických železitých pigmentů je možno s vysokou účinností využít jako koagulační činidlo pro čištění městských nebo jim podobných odpadních vod.It is usually cleaned in a mixture with other harmful wastewaters by neutralization mainly with milk of lime, forming hydrated oxide and calcium sulfate. The resulting hydrated iron oxide is deposited as part of neutralization sludge in sludge ponds or landfills, or is part of industrial gypsum, produced from sulfate wastewater. The washing water from washing thermal iron pigments can be used with high efficiency as a coagulant for the treatment of urban or similar wastewater.

Toto nové koagulační činidlo má převážně následující složení:This new coagulant has mainly the following composition:

neutralizační kapacita do neutralization capacity to PH 4,5 PH 4.5 g/1 H₂SO₄ g/ ₁ _H2SO4 2,4 až 7,0 2.4 to 7.0 neutralizační kapacita do neutralization capacity to pH 9,0 pH 9.0 g/1 H₂SO₄ g/ ₁ _H2SO4 3,9 až 9,0 3.9 to 9.0 Fe³⁺ Fe ³⁺ g/i g/i 1,0 až 4,5 1.0 to 4.5 sírany Mg, Mn, Al a jiné Mg, Mn, Al sulfates and others g/i g/i 1,0 až 4,0 1.0 to 4.0 nerozpustné látky insoluble substances g/i g/i 0,05 až 1,6 0.05 to 1.6

Dávkováním promývací vody z praní termických železitých pigmentů do odpadních vod bylo dosaženo příznivého účinku, který je dán obsahem síranu železitého v promývacích vodách. Jeho hydrolýzou vzniknou vločky hydratovaných oxidů železa. Využívá se tedy koagulačního a flokulačního účinku železité soli, obsažené v promývací vodě z výroby termických železitých pigmentů. Při tom není na závadu obsah pigmentového oxidu železitého, který je podstatnou částí nerozpustných látek v koagulačním činidle. Pigmentový oxid železitý se rovněž zachytí vločkami hydrolýzou vznikajících hydratovaných oxidů železa.By dosing the washing water from the washing of thermal iron pigments into the wastewater, a beneficial effect was achieved, which is given by the content of iron sulfate in the washing water. Its hydrolysis will create flakes of hydrated iron oxides. Therefore, the coagulation and flocculation effect of the ferric salt contained in the washing water from the production of thermal iron pigments is used. The content of pigment iron oxide, which is a significant part of the insoluble substances in the coagulant, is not a problem. Pigment iron oxide is also captured by the flakes of hydrated iron oxides formed by hydrolysis.

Na závadu nejsou ani ostatní v malém množství přítomné rozpuštěné sírany. Tyto látky projdou bez účinku čistírnou. Výhodnost nového koagulačního prostředku, kterým je promývací voda z praní termických železitých pigmentu zvlášč vynikne, dávkuje-li se do proudu čištěných odpadních vod do kanalizace tak, aby ještě před primárním usazovákem došlo k hydrolýze koagulačního prostředku. Je však možné promývací vodu z praní termických železitých pigmentů dávkovat i do proudu odpadních vod před biologickým stupněm nebo přímo do biologického stupně čištění.Other dissolved sulphates present in small quantities are not a problem either. These substances pass through the treatment plant without any effect. The advantage of the new coagulant, which is the washing water from the washing of thermal iron pigments, is particularly evident if it is dosed into the stream of treated wastewater into the sewerage system so that the hydrolysis of the coagulant occurs before the primary settling tank. However, it is possible to dose the washing water from the washing of thermal iron pigments into the stream of wastewater before the biological stage or directly into the biological stage of treatment.

Koagulační činidlo, kterým je promývací voda z praní termických železitých pigmentů se dávkuje bez další úpravy včetně zbytků oxidu železitého do čištěných vod. S výhodou je možno dávkovat do čištěných vod promývací vodu z prvního praní, která má vyšší obsah účinné látky.The coagulant, which is the washing water from the washing of thermal iron pigments, is dosed without further treatment, including the iron oxide residues, into the purified waters. It is advantageous to dose the washing water from the first wash, which has a higher content of active substance, into the purified waters.

Nové koagulační činidlo nesnižuje v dávkách potřebných k chemickému srážení schopnost aktivovaného kalu odbourávat organické látky ani v případě jeho dávkování přímo do aktivace. Případná změna biologického osídlení nemá vliv na účinnost biologického čistění.The new coagulant does not reduce the ability of activated sludge to degrade organic substances in doses required for chemical precipitation, even when dosed directly into the activation. Any change in biological settlement does not affect the efficiency of biological treatment.

Dávkuje-li se do vod přitékajících na čistírnu, pak k jeho hydrolýze dojde ještě před primární sedimentací a vzniklé hydratované oxidy železa se spolu se zachycenými koloidními látkami a jemnými suspendovanými látkami, případně bakteriemi, usazují v primárním usazováku.If it is dosed into the water flowing into the treatment plant, its hydrolysis occurs before primary sedimentation and the resulting hydrated iron oxides, together with the captured colloidal substances and fine suspended substances, or possibly bacteria, settle in the primary settler.

Protože množství čištěných odpadních vod v průběhu dne kolísá, stejně jako obsah koloidních a špatně sedimentujících látek, není požadováno snížení BSK^ na výstupu z primární sedimentace na konstantní hodnotu. Při konstantním dávkování koagulačního činidla dochází k poklesu BSK^ v relaci se změnami BSK^ v přiváděné surové vodě.Since the amount of treated wastewater fluctuates during the day, as does the content of colloidal and poorly sedimentable substances, it is not required to reduce the BOD^ at the outlet of the primary sedimentation to a constant value. With a constant dosage of the coagulant, the BOD^ decreases in relation to the changes in BOD^ in the incoming raw water.

IAND

Rovněž obsah účinné látky v promývacích vodách z praní termických železitých pigmentů, použitých jako koagulační činidlo není rovnoměrný. Nevyskytují se však náhlé výkyvy v jeho chemickém složení. Ve většině případů je dostatečné nastavit potřebnou dávku tohoto činidla podle průměrného BSK^ odpadních vod, přitékajících na čistírnu a podle průměrné koncentrace celkového rozpuštěného železa v koagulačním činidle.Also, the content of the active substance in the washing waters from the washing of thermal iron pigments used as a coagulant is not uniform. However, there are no sudden fluctuations in its chemical composition. In most cases, it is sufficient to adjust the required dose of this agent according to the average BOD^ of the wastewater flowing into the treatment plant and according to the average concentration of total dissolved iron in the coagulant.

Potřebné množství koagulačního činidla se určí podle chemickým srážením požadovaného snížení BSK^, nejlépe koagulačním pokusem. Nejvyšší účelná dávka je 5 molů železa na 1 kg BSK^ v přitékající odpadní vodě. Vyšší dávky již účinnost chemického srážení podstatně nezvyšují. Ve většině případů je vyhovující množství, stejně jako u klasických koagulačních činidel v rozmezí 1 až 4 mol železa na 1 kg BSK^ v přitékající vodě.The required amount of coagulant is determined by the required reduction of BOD^ by chemical precipitation, preferably by coagulation experiment. The highest effective dose is 5 moles of iron per 1 kg of BOD^ in the inflowing wastewater. Higher doses do not significantly increase the efficiency of chemical precipitation. In most cases, the satisfactory amount, as with classical coagulants, is in the range of 1 to 4 moles of iron per 1 kg of BOD^ in the inflowing water.

V těch čistírnách, v nichž jsou rozdíly v nátoku BSK^ na čistírnu v průběhu dne vysoké, je účelné koagulační činidlo alespoň podle časového harmonogramu. Není-li prováděna žádná regulace a byla-li dávka Činidla nastavena podle průměrného nátoku odpadních vod na čistírnu, průměrného BSK^ surové vody a průměrného obsahu účinné látky v koagulačním činidle, dojde při sníženém přítoku odpadních vod na čistírnu nebo při zvýšení koncentrace účinné látky v koagulačním činidle ke zvýšení účinnosti chemického srážení. Při větším množství odpadních vod, případně vyšším obsahu BSK^ a nižší koncentraci účinné látky v koagulačnímu činidle se účinnost chemického srážení sníží. Vzhledem k tomu, že změny v přítoku a složení odpadních vod do čistírny ani změny ve složení koagulačního činidla nebývají nárazové, není kolísání účinnosti chemického srážení na závadu.In those treatment plants where the differences in the BOD^ inflow to the treatment plant during the day are high, the coagulant is useful at least according to the time schedule. If no regulation is carried out and if the dose of the Reagent has been set according to the average wastewater inflow to the treatment plant, the average BOD^ of the raw water and the average content of the active substance in the coagulant, the efficiency of chemical precipitation will increase with a reduced inflow of wastewater to the treatment plant or with an increase in the concentration of the active substance in the coagulant. With a larger amount of wastewater, or a higher BOD^ content and a lower concentration of the active substance in the coagulant, the efficiency of chemical precipitation will decrease. Since changes in the inflow and composition of wastewater to the treatment plant or changes in the composition of the coagulant are not sudden, fluctuations in the efficiency of chemical precipitation are not a defect.

Hydrolýzou účinné složky v koagulačním činidle se úměrně k množství dávkovaného železa na kg BSK^ hmotnostně zvýší množství kalů, procházejících čistírnou. Objemově se množství kalů obvykle zvýší jen při vysokých dávkách koagulačního činidla. Při běžném dávkování do 3 mol železa na 1 kg BSR$ se objemové množství kalů nezvýší. Ve většině případů je objem kalů stejný nebo i nižší, než objem kalů, vzniklých bez dávkování koagulačního činidla. Kalové hospodářství se proto při zavedení chemického předčištění novým koagulačním činidlem nemění. Při vyhnívání nedochází ke sníženému vývinu plynu, ani ke zpětnému uvolňování zachyceného fosforu.By hydrolysis of the active ingredient in the coagulant, the amount of sludge passing through the treatment plant increases in mass in proportion to the amount of iron dosed per kg BOD^. The amount of sludge in volume usually increases only at high doses of coagulant. With a normal dosage of up to 3 mol of iron per 1 kg BOD$, the volume of sludge does not increase. In most cases, the volume of sludge is the same or even lower than the volume of sludge formed without dosing of the coagulant. Therefore, the sludge management does not change when chemical pretreatment with a new coagulant is introduced. During digestion, there is no reduced gas evolution, nor is there a return release of the captured phosphorus.

Příklad 1 litr surové městské odpadní vody o počátečním obsahu BSK$ 280 mg/1, obsahoval po 60 min sedimentace 246 mg/1 BSK^. Účinnost předčištění byla 12,1 %, hodnoceno BSK^ po 60 min sedimentace. Objem sedimentu byl 35 ml.Example 1 liter of raw municipal wastewater with an initial BOD$ content of 280 mg/1 contained 246 mg/1 BOD^ after 60 min of sedimentation. The pretreatment efficiency was 12.1%, evaluated by BOD^ after 60 min of sedimentation. The sediment volume was 35 ml.

Příklad 2Example 2

Do 1 litru surové městské odpadní vody dle příkladu 1, o obsahu znečištění 280 mg/1 BSK^, bylo přidáno 19 ml promývací vody z praní termických železitých pigmentů, která obsahovala 2,1 g/1 železa, což představuje 2,5 mol železa na 1 kg BSKj.. Odpadní voda -1 byla po přidání činidla 20 min míchána pomalu běžným míchadlem o frekvenci 30 minTo 1 liter of raw municipal wastewater according to Example 1, with a pollution content of 280 mg/1 BOD^, 19 ml of washing water from washing thermal iron pigments was added, which contained 2.1 g/1 iron, which represents 2.5 mol of iron per 1 kg BODj. Wastewater -1 was mixed slowly with a conventional mixer for 20 min after adding the reagent at a frequency of 30 min.

Po 60 min sedimentace byl objem sedimentu 30 ml a odsazená odpadní voda obsahovala 192 mg/1 BSK^. Účinnost chemického předčištění byla 31,4 %, hodnoceno BSK^ po .60 min sedimentace.After 60 min of sedimentation, the sediment volume was 30 ml and the separated wastewater contained 192 mg/l BOD^. The efficiency of chemical pretreatment was 31.4%, assessed by BOD^ after 60 min of sedimentation.

Příklad 3Example 3

Do 1 litru surové městské odpadní vody dle příkladu 1, o počátečním obsahu znečištění 280 mg/1 BSK^ bylo přidáno 15 ml promývací vody z praní termických železitých pigmentů, která obsahovala 3,2 g/1 železa, což představuje 3 mol železa na 1 kg BSK^. Odpadní voda byla po přidání činidla 20 min míchána pomalu běžným míchadlem o 30 otáčkách za minutu.To 1 liter of raw municipal wastewater according to Example 1, with an initial pollution content of 280 mg/1 BOD^, 15 ml of washing water from washing thermal iron pigments was added, which contained 3.2 g/1 iron, which represents 3 mol of iron per 1 kg BOD^. After adding the reagent, the wastewater was stirred slowly for 20 min with a conventional mixer at 30 revolutions per minute.

Po 60 min následné sedimentace byl objem sedimentu 35 ml a odpadní odsazená voda měla 160 mg/1 BSK^. Účinnost chemického předčištění byla 42,8 %, hodnoceno BSK^ po 60 min sedimentace.After 60 min of subsequent sedimentation, the sediment volume was 35 ml and the wastewater settled had 160 mg/l BOD^. The efficiency of chemical pretreatment was 42.8%, assessed by BOD^ after 60 min of sedimentation.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Method of chemical biological treatment of urban wastewater or similar industrial wastewater and mixtures thereof, containing colloidal and poorly sedimented suspended substances, predominantly organic, characterized by BOD or COD sedimentation, biological treatment and treatment of sludge, characterized in that as a coagulating agent, the washing water from the washing of the thermal iron pigments is dosed in an amount corresponding to a content of 1 to 5 moles of iron per kg of BOD, preferably directly into the sewer, before the primary sedimentation.