RU2073649C1

RU2073649C1 - Method of separating suspended matters from initial waste liquid in aerobic biological purification of waste water

Info

Publication number: RU2073649C1
Application number: RU95100386A
Authority: RU
Inventors: Аркадий Алексеевич Денисов; Анатолий Владимирович Семижон; Владимир Иванович Феоктистов; Иосиф Исрафимович Дамиров
Original assignee: Аркадий Алексеевич Денисов; Анатолий Владимирович Семижон; Владимир Иванович Феоктистов; Иосиф Исрафимович Дамиров
Priority date: 1995-01-11
Filing date: 1995-01-11
Publication date: 1997-02-20
Also published as: RU95100386A

Abstract

FIELD: waste water purification. SUBSTANCE: method consists in that excessive activated sludge is added to initial waste liquid and resultant mixture is settled. Activated sludge is preliminarily subjected to physico-mechanical treatment to remove from surface layer of microorganism cells fibrillar shells formed by extracellular biopolymers. This operation stimulates cell release of bioflocculants and increase in biocoagulant concentration in waste water. Prior to be settled, waste water-activated sludge mixture is thoroughly agitated to provide adhesion of disperse colloidal and finely disperse particles and formation in waste water well- settling big flocculi of polluting substances. Used for coagulation activated sludge is in its endogenous metabolism phase. This phase is provided by creating microorganism culturing conditions in the process of aerobic biological purification. In turn, it provides successive change of nutrition conditions from excess of nutrient to deep starvation of microorganisms. EFFECT: intensified biological processes in activated sludge and increased waste water purification degree. 14 cl

Description

Изобретение относится к области разделения суспензий путем отстаивания и может быть использовано в очистных сооружениях населенных пунктов, сельскохозяйственных и промышленных предприятий. The invention relates to the field of separation of suspensions by sedimentation and can be used in wastewater treatment plants of settlements, agricultural and industrial enterprises.

Известен способ отделения взвешенных веществ от сточной жидкости путем осаждения, включающий предварительную аэрацию жидкости

Известен также способ отделения взвешенных частиц от сточной жидкости путем осаждения, включающий предварительную кавитацию жидкости перед осаждением

Недостатком обоих способов является низкая эффективность осаждения и, как результат, низкие показатели осветления сточной жидкости из-за отсутствия в осаждаемой жидкости хорошо оседающих крупных флокул загрязняющих веществ.A known method of separating suspended solids from wastewater by sedimentation, including preliminary aeration of the liquid

There is also known a method of separating suspended particles from wastewater by sedimentation, including preliminary cavitation of the liquid before deposition

The disadvantage of both methods is the low efficiency of the deposition and, as a result, low rates of clarification of wastewater due to the absence of well-sedimented large flocs of contaminants in the deposited liquid.

Наиболее близким к заявленному способу является известный способ отделения взвешенных веществ от сточной жидкости, включающий введение в сточную жидкость коагулянта химического реагента и ее последующее осаждение

Введение коагулянта позволяет в некоторой степени обеспечить адгезию загрязняющих дисперсных частиц и, тем самым, улучшить условия осаждения и качество осветленной жидкости. Однако и в этом случае отсутствуют условия формирования крупных агрегатов загрязняющих веществ, т.к. сам по себе коагулянт не вырабатывает веществ, стимулирующих флокулообразование, и не позволяет повысить концентрацию коагулирующих элементов в процессе обработки жидкости перед осаждением. Поэтому при использовании указанного способа не может быть достигнута высокая эффективность осаждения и удовлетворительное качество осветленной сточной жидкости. Недостатками указанного способа являются также большие материальные затраты, ухудшение свойств осадка с точки зрения его последующего использования, прямые потери реагента в сбрасываемой осветленной жидкости, необходимость строительства сложного реагентного хозяйства.Closest to the claimed method is a known method of separating suspended solids from the waste fluid, comprising introducing into the waste fluid a coagulant chemical reagent and its subsequent deposition

The introduction of a coagulant allows to some extent to ensure the adhesion of contaminant dispersed particles and, thereby, improve the deposition conditions and the quality of the clarified liquid. However, in this case, there are no conditions for the formation of large aggregates of pollutants, because By itself, the coagulant does not produce substances that stimulate flocculation, and does not allow to increase the concentration of coagulating elements during the processing of the liquid before sedimentation. Therefore, when using this method cannot be achieved high deposition efficiency and satisfactory quality of clarified wastewater. The disadvantages of this method are also large material costs, deterioration of the properties of the precipitate from the point of view of its subsequent use, direct loss of reagent in the discharged clarified liquid, the need to build a complex reagent farm.

Цель изобретения повышение эффективности осаждения, улучшение качества осветленной сточной жидкости, снижение материальных и эксплуатационных затрат на очистку сточной жидкости, улучшение экологической обстановки. The purpose of the invention is to increase the deposition efficiency, improve the quality of clarified wastewater, reduce material and operating costs for wastewater treatment, improve the environmental situation.

Поставленная задача достигается тем, что при отделении взвешенных веществ от исходной сточной жидкости при аэробной биологической очистке сточных вод, включающем введение в исходную сточную жидкость коагулянта и последующее осаждение полученной смеси, согласно изобретению, в качестве коагулянта используют избыточный активный ил, причем последний подвергают предварительной физико-механической обработке для удаления с поверхностного слоя клеток микроорганизмов фибриллярных чехлов, образованных внеклеточными биополимерами, и за счет этого стимулирования выделения клетками биофлокулянтов, а также для повышения концентрации биокоагулянта в сточной воде, при этом перед осаждением смесь сточной жидкости и активного ила интенсивно перемешивают для создания условий адгезии дисперсных коллоидных и мелкодисперсных частиц и формирования в сточной жидкости хорошо осаждающихся крупных флокул загрязняющих веществ. Для коагуляции используют активный ил, находящийся в эндогенной фазе метаболизма в процессе аэробной биологической очистки сточных вод. Эндогенную фазу метаболизма обеспечивают путем создания режимов культивирования микроорганизмов при аэробной биологической очистке, обеспечивающих последовательную смену условий их питания от избытка питательного субстрата до глубокой старвации микроорганизмов. Состав биоценоза активного ила в процессе аэробной биологической очистки формируют преимущественно из флокулирующих микроорганизмов путем введения в сточную воду предварительно выращенного консорциума, обеспечивающего сдвиг процесса формирования биоценоза в сторону подавления роста нитчатых и нефлокулирующих микроорганизмов. Обработку активного ила производят путем гидродинамического воздействия на его микроорганизмы. Гидродинамическое воздействие на микроорганизмы осуществляют с помощью генерации ультразвуковых колебаний. Гидродинамическое воздействие на микроорганизмы осуществляют путем создания кавитационного режима течения. Обработку активного ила производят путем дезинтеграции клеток микроорганизмов в "щадящем" режиме, исключающем деструкцию и разрушение самих клеточных структур. Перемещение сточной жидкости и активного ила производят при введении последнего в магистраль подачи сточной жидкости на отстаивание. Перемешивание сточной жидкости и активного ила производят в смесительном резервуаре перед подачей на отстаивание. Перемешивание сточной жидкости и активного ила осуществляют пневматическим способом с помощью пневмоаэраторов. Перемешивание сточной жидкости и активного ила производят гидравлическим способом путем создания непрерывной циркуляции смеси в смесительном резервуаре. Перемешивание сточной жидкости и активного ила производят механическим способом с помощью приводных перемешивающих устройств, создающих непрерывные циркуляционные потоки смеси в смесительном резервуаре. Смесь сточной жидкости и активного ила перемешивают в течение 15-30 мин. The problem is achieved in that when separating suspended solids from the original wastewater during aerobic biological wastewater treatment, including the introduction of a coagulant into the initial wastewater and subsequent precipitation of the resulting mixture, according to the invention, excess activated sludge is used as the coagulant, the latter being subjected to preliminary physical - mechanical processing to remove fibrillar covers formed by extracellular biopolymers from the surface layer of microorganism cells, and this to stimulate the release of bioflocculants by cells, as well as to increase the concentration of biocoagulant in wastewater, while before sedimentation, the mixture of wastewater and activated sludge is intensively mixed to create conditions for the adhesion of dispersed colloidal and fine particles and the formation of well-deposited large flocculants of contaminants in the wastewater. For coagulation using activated sludge, which is in the endogenous phase of metabolism in the process of aerobic biological wastewater treatment. The endogenous phase of metabolism is provided by creating regimes for the cultivation of microorganisms during aerobic biological treatment, providing a consistent change in their nutritional conditions from excess nutrient substrate to deep aging microorganisms. The composition of the activated sludge biocenosis in the process of aerobic biological treatment is formed mainly from flocculating microorganisms by introducing a pre-grown consortium into wastewater, which provides a biocenosis formation process shift towards suppressing the growth of filamentous and non-flocculating microorganisms. The treatment of activated sludge is carried out by hydrodynamic effects on its microorganisms. Hydrodynamic effects on microorganisms are carried out using the generation of ultrasonic vibrations. Hydrodynamic effects on microorganisms are carried out by creating a cavitation flow regime. Processing of activated sludge is carried out by disintegration of microorganism cells in a "gentle" mode, which excludes the destruction and destruction of the cellular structures themselves. The movement of waste fluid and activated sludge is carried out with the introduction of the latter into the supply line of sewage for sedimentation. Mixing of wastewater and activated sludge is carried out in a mixing tank before serving for settling. Mixing of the waste fluid and activated sludge is carried out pneumatically using pneumatic aerators. Mixing of the waste fluid and activated sludge is carried out hydraulically by creating a continuous circulation of the mixture in the mixing tank. Mixing of the wastewater and activated sludge is carried out mechanically using drive mixing devices that create continuous circulation flows of the mixture in the mixing tank. A mixture of wastewater and activated sludge is stirred for 15-30 minutes.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный способ отличается новой совокупностью признаков, состоящей в том, что в качестве коагулянта используют избыточный активный ил, причем последний подвергают предварительной физико-механической обработке для удаления с поверхностного слоя клеток микроорганизмов фибриллярных чехлов, образованных внеклеточными биополимерами, и за счет этого стимулирования выделения клетками биофлокулянтов, а также для повышения концентрации биокоагулянта в сточной воде, при этом перед осаждением смесь сточной жидкости и активного ила интенсивно перемешивают для создания условий адгезии дисперсных коллоидных и мелкодисперсных частиц и формирования в сточной жидкости хорошо осаждающихся крупных флокул загрязняющих веществ: для коагуляции используют активный ил, находящийся в эндогенной фазе метаболизма в процессе аэробной биологической очистки сточных вод; эндогенную фазу метаболизма обеспечивают путем создания режимов культивирования микроорганизмов при аэробной биологической очистке, обеспечивающих последовательную смену условий их питания от избытка питательного субстрата до глубокой старвации микроорганизмов; состав биоценоза активного ила в процессе аэробной биологической очистки формируют преимущественно из флокулирующих микроорганизмов путем введения в сточную воду предварительно выращенного консорциума, обеспечивающего сдвиг процесса формирования биоценоза в сторону подавления роста нитчатых и нефлокулирующих микроорганизмов; обработку активного ила производят путем гидродинамического воздействия на его микроорганизмы; гидродинамическое воздействие на микроорганизмы осуществляют с помощью генерации ультpазвуковых колебаний; гидродинамическое воздействие на микроорганизмы осуществляют путем создания кавитационного режима течения; обработку активного ила производят путем дезинтеграции клеток микроорганизмов в "щадящем" режиме, исключающем деструкцию и разрушение самих клеточных структур; перемешивание сточной жидкости и активного ила производят при введении последнего в магистраль подачи сточной жидкости на отстаивание; перемешивание сточной жидкости и активного ила производят в смесительном резервуаре перед подачей на отстаивание; перемешивание сточной жидкости и активного ила осуществляют пневматическим способом с помощью пневмоаэраторов; перемешивание сточной жидкости и активного ила производят гидравлическим способом путем создания непрерывной циркуляции смеси в смесительном pезеpвуаре; перемешивание сточной жидкости и активного ила производят механическим способом с помощью приводных перемешивающих устройств, создающих непрерывные циркуляционные потоки смеси в смесительном резервуаре; смесь сточной жидкости и активного ила перемешивают в течение 15-30 мин. Comparative analysis with the prototype shows that the claimed method is characterized by a new set of features, consisting in the fact that excess activated sludge is used as a coagulant, the latter being subjected to preliminary physical and mechanical treatment to remove fibrillar covers formed from extracellular biopolymers from the surface layer of microorganism cells, and due to this stimulation of the release of bioflocculants by cells, as well as to increase the concentration of biocoagulant in wastewater, while before wasp by waiting, the mixture of wastewater and activated sludge is intensively mixed to create conditions for adhesion of dispersed colloidal and fine particles and the formation of well-precipitated large flocs of contaminants in the wastewater: activated sludge located in the endogenous phase of metabolism during aerobic biological wastewater treatment is used for coagulation; the endogenous phase of metabolism is provided by creating regimes for the cultivation of microorganisms during aerobic biological treatment, providing a consistent change in their nutritional conditions from excess nutrient substrate to deep aging microorganisms; the composition of the activated sludge biocenosis in the process of aerobic biological treatment is formed mainly from flocculating microorganisms by introducing a pre-grown consortium into wastewater, which provides a biocenosis formation process shift towards suppressing the growth of filamentous and non-flocculating microorganisms; the processing of activated sludge is carried out by hydrodynamic effects on its microorganisms; hydrodynamic effects on microorganisms are carried out using the generation of ultrasonic vibrations; hydrodynamic effects on microorganisms are carried out by creating a cavitation flow regime; treatment of activated sludge is carried out by disintegration of microorganism cells in a "sparing" mode, excluding the destruction and destruction of the cellular structures themselves; mixing of the wastewater and activated sludge is carried out when the latter is introduced into the supply line of the wastewater for sedimentation; mixing of wastewater and activated sludge is carried out in a mixing tank before serving for settling; mixing wastewater and activated sludge is carried out pneumatically using pneumatic aerators; mixing wastewater and activated sludge is carried out hydraulically by creating continuous circulation of the mixture in the mixing tank; mixing of the wastewater and activated sludge is carried out mechanically using drive mixing devices that create continuous circulation flows of the mixture in the mixing tank; a mixture of wastewater and activated sludge is stirred for 15-30 minutes

Указанные обстоятельства свидетельствуют о соответствии заявленного технического решения критерию "новизна". These circumstances indicate that the claimed technical solution meets the criterion of "novelty."

Сравнение заявленного способа с известными показывает, что он для специалиста не следует явным образом из уровня техники, что свидетельствует о соответствии заявленного технического решения критерию "изобретательский уровень". Comparison of the claimed method with the known shows that it does not follow the prior art for a specialist, which indicates that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".

Заявленное техническое решение является промышленно применимым и используется на ряде экспериментальных установок и действующих комплексов биологической очистки как производственных, так и хозяйственно-бытовых сточных вод (см.далее примеры конкретной реализации способа). The claimed technical solution is industrially applicable and is used in a number of experimental plants and existing biological treatment complexes of both industrial and domestic wastewater (see further examples of the specific implementation of the method).

Отделение взвешенных веществ от сточной жидкости предлагаемым способом осуществляется следующим образом. The separation of suspended solids from wastewater by the proposed method is as follows.

Исходная сточная жидкость, подлежащая очистке, смешивается с коагулянтом, в качестве которого используется избыточный активный ил, подаваемый из очистных сооружений аэробной биологической очистки. The initial effluent to be treated is mixed with a coagulant, which uses excess activated sludge supplied from treatment plants of aerobic biological treatment.

Интенсификация процесса коагуляции достигается за счет использования активного ила, находящегося в эндогенной фазе метаболизма при аэробной биологической очистке сточных вод. Эндогенная фаза обеспечивается путем реализации режимов культивирования, предусматривающих последовательную смену условий их питания от избытка питательного субстрата (начальная стадия аэробной биологической очистки) до старвации (голодания микроорганизма на последней стадии очистки, когда питательные вещества полностью исчерпываются). Указанный выше процесс осуществляется в аэротенках и является, в данном случае, подготовительной фазой для создания наиболее подходящей коагуляционной среды. При этом наибольший эффект коагуляции достигается в том случае, когда биоценоз активного ила, используемого в качестве коагулянта, преимущественно состоит из флокулирующих микроорганизмов. Это достигается путем введения в обрабатываемую в аэротенках сточную воду предварительно выращенного, прошедшего адаптацию в условиях периодически меняющегося режима по питанию, консорциума активного ила. Указанная выше мера позволяет искусственно сдвинуть процесс формирования биоценоза в аэротенке в сторону подавления роста нитчатых и нефлокулирующих микроорганизмов. Насыщенный флокулирующими микроорганизмами активный ил является оптимальной коагуляционной средой и позволяет в максимальной степени достичь флокуляции содержащихся в исходной сточной жидкости коллоидных и мелкодисперсных частиц. The intensification of the coagulation process is achieved through the use of activated sludge, which is in the endogenous phase of metabolism during aerobic biological wastewater treatment. The endogenous phase is ensured by implementing cultivation regimes that provide for a sequential change in their nutritional conditions from excess nutrient substrate (the initial stage of aerobic biological treatment) to aging (starvation of the microorganism at the last stage of purification, when the nutrients are completely exhausted). The above process is carried out in aeration tanks and is, in this case, the preparatory phase for creating the most suitable coagulation medium. At the same time, the greatest coagulation effect is achieved when the biocenosis of activated sludge used as a coagulant mainly consists of flocculating microorganisms. This is achieved by introducing a consortium of activated sludge into the wastewater treated in aeration tanks that is previously grown, which has undergone adaptation under conditions of a periodically changing dietary regimen. The above measure allows you to artificially shift the process of biocenosis formation in the aeration tank towards suppressing the growth of filamentous and non-flocculating microorganisms. Active sludge saturated with flocculating microorganisms is the optimal coagulation medium and allows to achieve maximum flocculation of colloidal and fine particles contained in the original waste fluid.

Избыточный активный ил предварительно, перед смешением его со сточной жидкостью, подвергается физико-механической обработке. Предварительная обработка активного ила состоит в том, что с помощью различных по своему физико-механическому принципу воздействий (ультразвуковому гидродинамическому, кавитационному гидродинамическому, дезинтегрирующему) создаются условия, обеспечивающие непрерывное выделение микроорганизмами биополимеров. Excess activated sludge is previously subjected to physical and mechanical treatment before mixing it with the waste fluid. Pretreatment of activated sludge consists in the fact that conditions are created using various physicomechanical effects (ultrasonic hydrodynamic, cavitation hydrodynamic, disintegrating) that ensure the continuous release of biopolymers by microorganisms.

Сущность этого процесса состоит в том, что микроорганизмы активного ила (бактерии) в процессе своей жизнедеятельности образуют и выделяют особые вещества внеклеточные биополимеры, которые и являются основными флокулирующими агентами. Флокуляция бактерий активного ила происходит в аэротенке и вторичном отстойнике и состоит в образовании ассоциаций флокул. Флокулы захватывают и удерживают в своем объеме органические и минеральные вещества, находящиеся в коллоидном и мелкодисперсном состоянии. Флокулирующий активный ил в процессе осаждения увлекает в осадок все виды дисперсных взвешенных веществ, находящихся в сточной воде (дисперсные клетки микроорганизмов, остаточные продукты метаболизма органического субстрата и другие вещества, находящиеся в коллоидном и мелкодисперсном состоянии). Благодаря свойству захвата флокулами коллоидных и мелкодисперсных частиц, находящихся в смеси, флокуляция позволяет интенсифицировать процесс отстаивания в первичных отстойниках на участке механической обработки сточных вод. Это, в свою очередь, обеспечивает снижение нагрузки по органическим загрязнениям на последующую ступень очистки аэротенки, где осуществляется процесс биохимического окисления загрязнений и обеспечивается снятие около 70% всех органических загрязнений, находящихся в исходной сточной жидкости. Поэтому для повышения эффективности осаждения и улучшения качества осветления жидкости в первичных отстойниках необходимо в максимальной степени интенсифицировать процесс биофлокуляции. Для этого необходимо, с одной стороны, получить как можно больше флокул центров коагуляции, а, с другой стороны, в максимальной степени интенсифицировать выделение клетками бактерий активного ила внеклеточных биополимеров. Процесс, обеспечивающий оба выше указанных эффекта, может быть реализован путем воздействия на клетки микроорганизмов активного ила различными физико-механическими методами с целью непрерывного (в течение определенного времени) удаления (срыва) непрерывно выделяемых клетками внеклеточных биологимерных фибриллярных структур. Поскольку материалом для образования последних служат запасные (резервные) жировые вещества клетки, то этот процесс идет до полного исчерпания клеточных запасов. Поэтому необходимо осуществлять физико-механическое воздействие до тех пор, пока, после удаления с ее поверхности биополимеров, клетка будет уже не в состоянии восстанавливать их за счет своих запасных веществ, необходимых для ее нормальной жизнедеятельности. Как показали экспериментальные исследования, оптимальное потребное время воздействия на клетки микроорганизмов активного ила зависит от вида сточных вод и свойств самого активного ила и составляет 15-30 минут. При меньшем времени обработки снижается количество выделяемых клетками биополимеров, т.к. запасные резервы клеток не исчерпываются полностью. При большем времени обработки дальнейшее механическое воздействие на клетку, уже лизированную и разрушающуюся, приводит к ухудшению дальнейшего процесса флокулирования смеси исходной сточной жидкости и обработанного активного ила. После исчерпания запасных веществ клетки бактерий лизируются и разрушаются, лопаются образуя дополнительные центры коагуляции. Физико-механическая обработка, различная по своей природе, имеет в своей основе гидродинамическое или механическое воздействие на внешнюю поверхность клетки, на которой концентрируются выделяемые последний биополимерные структуры, имеющие вид фибриллярного чехла, охватывающего клетку. Гидродинамическое воздействие может производиться за счет генерирования в сточной жидкости ультразвуковых колебаний (ультразвуковой "ветер") с помощью ультразвукового излучателя (свистка), либо путем создания кавитационного режима течения, сопровождающегося резкими скачками давления в жидкой среде (при перекачке жидкости через магистрали с резко изменяющимися проходными геометрическими сечениями). Для механического воздействия на клеточные структуры бактерий могут использоваться различные методы дезинтеграции. Однако в этом случае должен быть создан "щадящий" режим воздействия на клетки, который обеспечивает исключение деструкции и разрушение самих клеточных структур. При превышении степени механического воздействия выше этого предела клеточные оболочки немедленно разрушаются, жизнедеятельность клеток прекращается, а значит прекращается и выделение ими биополимеров. Обработанная указанными выше способами суспензия активного ила состоит из находящихся в жидком состоянии биополимеров и находящихся в них дисперсных клеток (как живых, так и разрушенных), и уже образовавшихся флокул. The essence of this process is that microorganisms of activated sludge (bacteria) in the course of their life form and secrete special substances extracellular biopolymers, which are the main flocculating agents. Flocculation of activated sludge bacteria occurs in aeration tanks and secondary sedimentation tanks and consists in the formation of flocculus associations. Flocs capture and retain in their volume organic and mineral substances in colloidal and finely dispersed state. Flocculating activated sludge during the sedimentation process entrains all kinds of dispersed suspended solids in wastewater (dispersed cells of microorganisms, residual metabolic products of the organic substrate and other substances in colloidal and finely dispersed state). Due to the property of flocculation of colloidal and finely dispersed particles in the mixture, flocculation allows to intensify the settling process in the primary settling tanks at the site of mechanical treatment of wastewater. This, in turn, ensures a reduction in the load of organic pollutants on the next stage of cleaning the aeration tanks, where the process of biochemical oxidation of pollutants is carried out and about 70% of all organic pollutants in the initial wastewater are removed. Therefore, to increase the efficiency of sedimentation and improve the quality of clarification of the liquid in the primary clarifiers, it is necessary to intensify the process of biofloculation to the maximum extent possible. For this, it is necessary, on the one hand, to obtain as many flocs of coagulation centers as possible, and, on the other hand, to maximize the intensification of the release of extracellular biopolymers by activated sludge by bacterial cells. The process, providing both of the above effects, can be implemented by exposing the cells of microorganisms of activated sludge to various physical and mechanical methods to continuously (over a period of time) remove (disrupt) the extracellular biimeric fibrillar structures continuously released by cells. Since the material for the formation of the latter are the reserve (reserve) fatty substances of the cell, this process continues until the cell reserves are completely exhausted. Therefore, it is necessary to carry out a physico-mechanical action until, after removal of biopolymers from its surface, the cell will no longer be able to restore them due to its reserve substances necessary for its normal functioning. As experimental studies have shown, the optimal required time for exposure to cells of microorganisms of activated sludge depends on the type of wastewater and the properties of the activated sludge itself and is 15-30 minutes. With shorter processing times, the amount of biopolymers secreted by cells is reduced, because spare reserves of cells are not completely exhausted. With a longer treatment time, further mechanical action on the cell, already lysed and destroyed, leads to a deterioration of the further process of flocculation of the mixture of the original waste liquid and treated activated sludge. After the exhaustion of reserve substances, bacterial cells are lysed and destroyed, bursting forming additional coagulation centers. Physicomechanical treatment, which is different in nature, is based on hydrodynamic or mechanical effects on the outer surface of the cell, on which the last biopolymer structures, which have the form of a fibrillar cover covering the cell, are concentrated. Hydrodynamic effects can be achieved by generating ultrasonic vibrations in the liquid (ultrasonic "wind") using an ultrasonic emitter (whistle), or by creating a cavitation flow regime accompanied by sharp pressure surges in a liquid medium (when pumping liquid through highways with sharply changing passage geometric sections). Various methods of disintegration can be used to mechanically affect the cellular structures of bacteria. However, in this case, a "gentle" mode of action on the cells should be created, which ensures the exclusion of destruction and destruction of the cellular structures themselves. If the degree of mechanical action is exceeded above this limit, the cell membranes are immediately destroyed, the vital activity of the cells ceases, and hence the release of biopolymers by them also ceases. The suspension of activated sludge treated by the above methods consists of biopolymers in a liquid state and dispersed cells (both living and destroyed) in them, and flocs that have already formed.

После физико-механической обработки полученная суспензия активного ила (состав которой указан выше) смешивается с исходной сточной жидкостью. При этом смешение может производиться как путем подачи суспензии активного ила в подающую магистраль сточной жидкости и перемешивания при дальнейшем ее движении в отстойник, так и путем подачи обеих указанных выше сред в смесительный резервуар, где перемешивание осуществляется либо пневматическим способом (с помощью пневмоаэраторов), либо гидравлическим способом (с помощью насосов, обеспечивающих непрерывную циркуляцию смеси в резервуаре), либо механическим способом (с помощью приводных перемешивающих устройств, например, типа мешалок). В процессе перемешивания в присутствии биополимерной субстанции в смеси протекают интенсивные процессы биофлокуляции. При этом имеет место процесс гетерокоагуляции, при котором две дисперсные системы (микроорганизмы активного ила и частицы загрязнений) взаимно коагулируют друг друга в результате адгезии частиц одной дисперсной фазы к частицам другой. В результате этого образуется суспензия, содержащая крупные агрегаты флокулы, которая подается на разделение в отстойник. Агрегаты частиц, имеющих большие размеры быстро осаждаются, что повышает эффективность осаждения в отстойнике и улучшает качество осветленной сточной жидкости. Это, в свою очередь, позволяет существенно снизить материальные и эксплуатационные затраты на очистку сточной жидкости. Кроме того, одновременно решается вопрос утилизации избыточного активного ила очистных сооружений, а также улучшается экологическая обстановка за счет исключения загрязнений почвы и подземных вод при складировании отходов очистки сточных вод на иловых площадках. After physico-mechanical treatment, the resulting suspension of activated sludge (the composition of which is indicated above) is mixed with the original waste liquid. In this case, mixing can be carried out either by feeding a suspension of activated sludge into the supply line of the waste fluid and mixing it with further movement into a sump, or by feeding both of the above media into a mixing tank, where mixing is carried out either pneumatically (using pneumatic aerators), or hydraulically (using pumps providing continuous circulation of the mixture in the tank), or mechanically (using drive mixing devices, for example, a type of interfering to). In the process of mixing in the presence of biopolymer substance, intensive processes of biofloculation occur in the mixture. In this case, there is a heterocoagulation process in which two dispersed systems (activated sludge microorganisms and pollution particles) mutually coagulate each other as a result of adhesion of particles of one dispersed phase to particles of another. As a result of this, a suspension is formed containing large floccule aggregates, which is fed to a separation tank. Large aggregates of particles are rapidly deposited, which increases the efficiency of sedimentation in the sump and improves the quality of clarified waste fluid. This, in turn, can significantly reduce the material and operating costs of wastewater treatment. In addition, at the same time the issue of disposal of excess activated sludge from wastewater treatment plants is being addressed, and the environmental situation is improving due to the elimination of soil and groundwater pollution when storing wastewater treatment wastes at silt sites.

Предлагаемый способ отделения взвешенных веществ от сточной жидкости прошел комплекс лабораторных испытаний и в настоящее время внедряется при проектировании и строительстве очистных сооружений ряда промышленных, сельскохозяйственных и городских предприятий Российской Федерации и Республики Беларусь. The proposed method for separating suspended solids from wastewater has undergone a series of laboratory tests and is currently being implemented in the design and construction of treatment facilities for a number of industrial, agricultural and urban enterprises of the Russian Federation and the Republic of Belarus.

Примеры использования способа. Examples of the use of the method.

Пример 1. Example 1

Лаборатория отдела производственной санитарии и охраны окружающей среды Всероссийского научно-исследовательского и технологического института биологической промышленности. Laboratory of the Department of Industrial Sanitation and Environmental Protection of the All-Russian Research and Technological Institute of Biological Industry.

Вид сточных вод хозяйственно-бытовые, стоки биопредприятий, животноводческих комплексов (свиноводческих, РКС, птицеводческих), мясо-молочных предприятий. Рабочие объемы емкостей (перемешивающих, отстойников) 20-40 л. Перемешивание смеси сточной жидкости и активного ила - пневматическое. Обработка активного ила ультразвуковое гидродинамическое воздействие, дезинтеграция клеток микроорганизмов. Подача активного ила производилась в сточную жидкость как до перемешивающей емкости, так и непосредственно в последнюю. Эффективность осаждения по сравнению с традиционными методами повышалась в среднем на 20-30%
Пример 2.The type of wastewater is domestic, wastewater from biological enterprises, animal husbandry complexes (pig breeding, livestock breeding, poultry farming), meat and dairy enterprises. The working volumes of tanks (mixing, settling tanks) 20-40 liters. Mixing a mixture of wastewater and activated sludge is pneumatic. Processing of activated sludge, ultrasonic hydrodynamic effects, disintegration of microorganism cells. The supply of activated sludge was carried out in the wastewater both to the mixing tank and directly to the latter. The deposition efficiency compared to traditional methods increased by an average of 20-30%
Example 2

Очистные сооружения совхоза "Борисовский" Минской области Республики Беларусь. Sewage treatment facilities of the Borisovsky state farm of the Minsk region of the Republic of Belarus.

Вид сточных вод стоки свинокомплекса. Рабочие объемы емкостей: перемешивающих 60 м³, отстойников 150 м³. Перемешивание смеси сточной жидкости и активного ила пневматическое. Обработка активного ила кавитационное гидродинамическое воздействие. Подача активного ила производилась в сточную жидкость непосредственно в перемешивающую емкость. Эффективность осаждения по сравнению с традиционными методами повышалась в среднем на 15-25%
Пример 3.Type of sewage sludge runoff. The working volumes of tanks: mixing 60 m ³ , sumps 150 m ³ . The mixing of the mixture of wastewater and activated sludge is pneumatic. Processing of activated sludge cavitation hydrodynamic effect. The supply of activated sludge was carried out in the waste liquid directly into the mixing tank. The deposition efficiency compared to traditional methods increased by an average of 15-25%
Example 3

Очистные сооружения совхоза "Восточный" Удмуртской республики (Завьяловский р-н, пос. Италмас). Sewage treatment facilities of the Vostochny state farm of the Udmurt Republic (Zavyalovsky district, Italmas settlement).

Вид сточных вод стоки свинокомплекса. Рабочие объемы емкостей: перемешивающих 80 м³, отстойников 225 м³. Перемешивание смеси сточной жидкости и активного ила гидравлическое. Обработка активного ила механическое перемешивание. Подача активного ила производилась в сточную жидкость непосредственно в перемешивающую емкость. Эффективность осаждения по сравнению с традиционными методами повышалась в среднем на 18-23%Type of sewage sludge runoff. The working volumes of tanks: mixing 80 m ³ , sedimentation tanks 225 m ³ . Hydraulic mixing of the mixture of wastewater and activated sludge. Processing of activated sludge mechanical stirring. The supply of activated sludge was carried out in the waste liquid directly into the mixing tank. The deposition efficiency compared to traditional methods increased by an average of 18-23%

Claims

1. A method of separating suspended solids from the original wastewater during aerobic biological wastewater treatment, comprising introducing a coagulant into the initial wastewater and then precipitating the resulting mixture, characterized in that excess activated sludge is used as the coagulant, the latter being subjected to preliminary physicomechanical treatment to remove fibrillar covers formed by extracellular biopolymers from the surface layer of microorganism cells, and thereby stimulate the release of glue flow of bioflocculants, as well as to increase the concentration of biocoagulant in wastewater, while before precipitation, the mixture of wastewater and activated sludge is intensively mixed to create conditions for the adhesion of dispersed colloidal and fine particles and the formation of well-deposited large flocculants of contaminants in the wastewater.

2. The method according to claim 1, characterized in that for coagulation using activated sludge located in the endogenous phase of metabolism in the process of aerobic biological wastewater treatment.

3. The method according to PP. 1 and 2, characterized in that the endogenous phase of metabolism is provided by creating modes of cultivation of microorganisms during aerobic biological treatment, providing a consistent change in their nutritional conditions from excess nutrient substrate to deep aging of microorganisms.

4. The method according to PP. 1 and 2, characterized in that the composition of the activated sludge biocenosis during aerobic biological treatment is formed mainly from flocculating microorganisms by introducing a pre-grown consortium into wastewater, which provides a biocenosis formation process shift towards suppressing the growth of filamentous and non-flocculating microorganisms.

5. The method according to claim 1, characterized in that the treatment of activated sludge is carried out by hydrodynamic effects on its microorganisms.

6. The method according to claim 5, characterized in that the hydrodynamic effect on microorganisms is carried out using the generation of ultrasonic vibrations.

7. The method according to claim 5, characterized in that the hydrodynamic effect on microorganisms is carried out by creating a cavitation flow regime.

8. The method according to claim 1, characterized in that the treatment of activated sludge is carried out by disintegrating the cells of microorganisms in a sparing mode, excluding the destruction and destruction of the cellular structures themselves.

9. The method according to claim 1, characterized in that the mixing of the wastewater and activated sludge is carried out by introducing the latter into the supply line of the wastewater for sedimentation.

10. The method according to claim 1, characterized in that the mixing of the wastewater and activated sludge is carried out in a mixing tank before serving for sedimentation.

11. The method according to claim 10, characterized in that the mixing of the waste fluid and activated sludge is carried out pneumatically using pneumatic aerators.

12. The method according to claim 10, characterized in that the wastewater and activated sludge are mixed hydraulically by creating continuous circulation of the mixture in the mixing tank.

13. The method according to claim 10, characterized in that the wastewater and activated sludge are mixed mechanically using drive mixing devices that create continuous circulation flows of the mixture in the mixing tank.

14. The method according to claim 1, characterized in that the mixture of wastewater and activated sludge is stirred for 15-30 minutes