RU2158237C1 - Methods of biological treatment of sewage waters and treatment of sludges - Google Patents

Methods of biological treatment of sewage waters and treatment of sludges Download PDF

Info

Publication number
RU2158237C1
RU2158237C1 RU99112545A RU99112545A RU2158237C1 RU 2158237 C1 RU2158237 C1 RU 2158237C1 RU 99112545 A RU99112545 A RU 99112545A RU 99112545 A RU99112545 A RU 99112545A RU 2158237 C1 RU2158237 C1 RU 2158237C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sludge
aerobic
wastewater
treatment
mineralizer
Prior art date
Application number
RU99112545A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Иванович Куликов
Валентин Николаевич Чернышев
Геннадий Иванович Кононов
А.А. Субратов
Original Assignee
Субратов Алексей Алексеевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Субратов Алексей Алексеевич filed Critical Субратов Алексей Алексеевич
Priority to RU99112545A priority Critical patent/RU2158237C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2158237C1 publication Critical patent/RU2158237C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Activated Sludge Processes (AREA)

Abstract

FIELD: treatment of sewage waters and their sludges with microorganisms; applicable in biological treatment of municipal and industrial sewage waters from organic impurities, nitrogen compounds and for stabilization of sludges. SUBSTANCE: flow of sewage waters is divided into two flows, one of which not exceeding in value of hourly average flow rate of sewage waters is directed to multistage aerobic bioreactor operating on community of freely floating and fixed microorganisms. During hours when sewage water flow rate exceeds hourly average one, its excessive part enters multistage aerobic mineralizer, and after sludge separation, sewage waters together with sludge water are supplied to aerobic bioreactor. Stabilized sludge from aerobic mineralizer is withdrawn for dewatering not earlier than in 6 h after stopping of supply of sewage waters. EFFECT: reduced volumes of aerobic bioreactors and air consumption for treatment of volume unit of nonuniformly supplied sewage waters, increased degree of decomposition of ashless matter of sludge. 3 cl, 5 dwg, 3 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к обработке сточных вод и их осадков микроорганизмов и может быть использовано при биологической очистке городских и промышленных сточных вод от органических примесей, соединений азота и для стабилизации осадков. The invention relates to the treatment of wastewater and its precipitation of microorganisms and can be used in the biological treatment of urban and industrial wastewater from organic impurities, nitrogen compounds and to stabilize precipitation.

Известен способ продленной аэрации сточных вод, заключающийся в продолжительном аэрировании смеси сточных вод и активного ила, рециркулирующего из вторичных отстойников, в котором одновременно осуществляется очистка сточных вод и стабилизация осадка [1]. There is a method of extended aeration of wastewater, which consists in continuous aeration of a mixture of wastewater and activated sludge recirculated from secondary sumps, in which wastewater treatment and stabilization of sludge are carried out at the same time [1].

Недостатками данного способа являются большие объемы сооружений, перерасход воздуха на аэрацию, недостаточная степень распада беззольного вещества осадка. The disadvantages of this method are large volumes of structures, excessive air consumption for aeration, insufficient degree of decomposition of ashless sediment.

Известны также способы использования закрепленного на волокнистой насадке активного ила при аэрировании сточной воды и осадков в резервуарах аэробных биореакторов, заполненных волокнистой "ершовой" насадкой, и позволяющие проводить процесс биологической очистки и стабилизации осадков более интенсивно [2, 3]. There are also known methods of using activated sludge fixed on a fiber nozzle during aeration of wastewater and sediments in tanks of aerobic bioreactors filled with a fiber "ruff" nozzle, and allowing the biological treatment and stabilization of sediments to be carried out more intensively [2, 3].

Однако при неравномерном поступлении сточных вод биореакторы обеспечивают очистку при максимальном потоке сточных вод, а при минимальном потоке эти сооружения оказываются недогруженными, степень распада беззольного вещества осадков хотя и выше, чем при стабилизации в сооружениях без насадки, но все-таки недостаточна. However, with uneven wastewater inflow, bioreactors provide purification with a maximum wastewater flow, and with a minimum flow, these structures are underloaded, although the degree of decomposition of ashless sediment is higher than during stabilization in structures without a nozzle, but still insufficient.

Наиболее близким по технической сущности является способ очистки сточных вод, включающий аэрацию сточной воды совместно со свободноплавающим и прикрепленным активным илом, рециркуляцию из вторичных отстойников, минерализацию осадков свободноплавающим и прикрепленным илом, отделение от стабилизированного осадка иловой воды и подачу ее на аэрацию, а уплотненного осадка на обезвоживание [4]. The closest in technical essence is a method of wastewater treatment, including aeration of wastewater together with free-floating and attached activated sludge, recirculation from secondary sumps, mineralization of sediments with free-floating and attached sludge, separation of stabilized sludge from the stabilized sludge and its supply to aeration, and compacted sludge for dehydration [4].

Но для осуществления этого способа требуются большие емкости сооружений для биологической очистки, значительный расход воздуха на аэрацию, невысокая степень распада беззольного вещества осадков при стабилизации в аэробных минерализаторах. But to implement this method, large capacities of biological treatment facilities, a significant air consumption for aeration, and a low degree of decomposition of the ashless sediment matter during stabilization in aerobic mineralizers are required.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа биологической очистки сточных вод и обработки осадков, в котором путем разделения расхода сточных вод на два, один из которых, не превышающий среднечасовой расход сточных вод, направляется на первую ступень многоступенчатого аэробного биореактора, остальная сточная вода в часы, когда ее расход превышает среднечасовой, поступает в многоступенчатый аэробный минерализатор, оборудованный илоотделителем, что обеспечивает равномерную нагрузку загрязнений на биомассу сообщества микроорганизмов этой ступени в течение суток, регенерационная вода из ступеней доочистки, а также вода, возвращаемая из илоотделителей МАМ, содержит несопоставимо малое количество органических примесей, поэтому они не влияют на величину нагрузки на биомассу микроорганизмов, за счет этого сокращаются объемы аэробных биореакторов и расход воздуха на очистку единицы объема неравномерно поступающих сточных вод, увеличивается степень распада беззольного вещества осадка. The basis of the invention is the task of improving the method of biological wastewater treatment and sludge treatment, in which by dividing the wastewater flow rate into two, one of which, not exceeding the hourly average wastewater flow rate, is sent to the first stage of a multistage aerobic bioreactor, the remaining wastewater in hours, when its consumption exceeds the average hourly, it enters a multistage aerobic mineralizer equipped with a sludge separator, which ensures a uniform load of pollution on the biomass microorganisms of this stage during the day, regeneration water from the after-treatment stages, as well as water returned from the MAM sludge separators, contains a disparate amount of organic impurities, therefore, they do not affect the load on the biomass of microorganisms, thereby reducing the volume of aerobic bioreactors and consumption air to clean a unit volume of unevenly entering wastewater, the degree of decomposition of ashless sediment increases.

Поставленная задача решается тем, что в способе биологической очистки сточных вод и обработки осадков, включающем аэрацию сточной воды совместно со свободноплавающим и прикрепленным илом, аэробную минерализацию осадков свободноплавающим и прикрепленным активным илом, а также рециркуляцию свободноплавающего активного ила, согласно изобретению предусмотрены следующие отличительные признаки:
- расход сточных вод, не превышающий среднечасовой, подают на аэрацию в аэробный биореактор;
- в часы, когда расход сточных вод превышает среднечасовой, его превышающую часть направляют в аэробный минерализатор,
- из аэробного минерализатора, после илоотделения в нем, сточные воды совместно с иловой водой подают в аэробный биореактор;
- стабилизированный осадок из аэробного минерализатора выводят на обезвоживание не ранее чем на 6 ч после прекращения подачи в него сточных вод.
The problem is solved in that in the method of biological wastewater treatment and sludge treatment, including aeration of wastewater together with free-floating and attached sludge, aerobic mineralization of sludge with free-floating and attached activated sludge, as well as recycling of free-floating activated sludge, according to the invention, the following distinctive features are provided:
- wastewater flow rate not exceeding the hourly average is fed for aeration to the aerobic bioreactor;
- at hours when the wastewater flow rate exceeds the hourly average, its greater part is sent to an aerobic mineralizer,
- from the aerobic mineralizer, after sludge separation therein, the wastewater together with the sludge water is supplied to the aerobic bioreactor;
- the stabilized sludge from the aerobic mineralizer is removed for dehydration no earlier than 6 hours after the cessation of wastewater supply to it.

Кроме того, сточные воды и осадки направляют по меньшей мере в трехступенчатый аэробный минерализатор рассредоточенно, сырой осадок направляют только в первую ступень минерализатора, избыточный активный ил, в равных долях подают в первую и вторую ступени, а сточную воду - во вторую и третью ступени минерализатора в соотношении 1:2 - 1:3, при этом соотношение 1:3 используют в случае подачи на первую ступень минерализатора сырого осадка первичных отстойников, а суммарное количество беззольного вещества осадков (избыточного активного или и сырого осадка), подаваемых в аэробный минерализатор, должно быть в 2-3 раза больше, чем количество растворенных органических веществ, поступающих в него со сточными водами. In addition, wastewater and sludge are sent to at least a three-stage aerobic mineralizer dispersed, crude sludge is sent only to the first stage of the mineralizer, excess activated sludge is supplied in equal proportions to the first and second stages, and waste water to the second and third stages of the mineralizer in a ratio of 1: 2 - 1: 3, while a ratio of 1: 3 is used in the case of supplying to the first stage of the mineralizer of the raw sediment primary sedimentation tanks, and the total amount of ashless substance precipitation (excess active or raw of sludge) supplied to the aerobic mineralizer should be 2-3 times larger than the amount of dissolved organic substances entering it from the wastewater.

Анализ известных технологий, относящихся к способам биологической очистки сточных вод и обработки осадков, показал, что технических решений, содержащих ту же совокупность существенных признаков, что и заявляемый способ, не обнаружено, что позволяет сделать вывод о том, что заявляемый способ соответствует критерию "новизна". Analysis of known technologies related to biological wastewater treatment and sludge treatment showed that no technical solutions containing the same set of essential features as the claimed method were found, which allows us to conclude that the claimed method meets the criterion of "novelty "

Анализ выявленных отличительных от прототипов существенных признаков показал, что такие или сходные с ними признаки в известных технических решениях, с проявлением тех же свойств, которые они проявляют в заявляемой совокупности, не обнаружены, что позволяет сделать вывод о том, что заявляемый способ соответствует критерию "существенные отличия". An analysis of the essential features that are distinctive from prototypes showed that such or similar features in known technical solutions, with the manifestation of the same properties that they exhibit in the claimed combination, were not found, which allows us to conclude that the claimed method meets the criterion " significant differences. "

Разделение потока сточных вод на два, один из которых, не превышающий среднечасовой расход сточных вод, направляют в многоступенчатый аэробный биореактор, а в часы, когда расход сточных вод превышает среднечасовой, его превышающую часть подают в аэробный минерализатор, из которого после илоотделения в нем сточные воды вместе с иловыми подают в аэробный биореактор, что позволяет получить новый более высокий результат, выражающийся в равномерной нагрузке загрязнений на биомассу микроорганизмов в течение суток, кроме того, вода, возвращающаяся из минерализатора, содержит несопоставимо малое количество органических примесей, поэтому они не влияют на величину нагрузки на биомассу микроорганизмов, что позволяет сократить объемы аэробных биореакторов, увеличить степень распада беззольного вещества осадка. Separation of the wastewater stream into two, one of which, not exceeding the hourly average flow rate of wastewater, is sent to a multistage aerobic bioreactor, and at hours when the wastewater flow rate exceeds the average hourly flow, its greater part is fed to the aerobic mineralizer, from which after sludge discharge therein water along with sludge is fed into the aerobic bioreactor, which allows to obtain a new higher result, expressed in a uniform load of pollution on the biomass of microorganisms during the day, in addition, water, returning When removed from the mineralizer, it contains an incomparably small amount of organic impurities; therefore, they do not affect the load on the biomass of microorganisms, which allows one to reduce the volumes of aerobic bioreactors and increase the degree of decomposition of the ashless sediment matter.

Предлагаемый способ поясняется чертежом, где на фиг.1 приведена технологическая схема биологической очистки сточных вод и обработки осадков. The proposed method is illustrated in the drawing, where figure 1 shows the technological scheme of biological wastewater treatment and sludge treatment.

Способ биологической очистки сточных вод и обработки осадков производят следующим образом. The method of biological wastewater treatment and sludge treatment is as follows.

Сточные воды расходом Qрасч разделяют в распределительной камере 1 на два потока, один из которых, по величине не превышающий среднечасовой расход Qсрч, направляют через первичные отстойники 7 в многоступенчатый аэробный биореактор (МАБ)2, а второй, равный по величине разности между Qрасч и Qсрч и, безусловно, не постоянно поступающий на многоступенчатый аэробный минерализатор (МАМ), в МАБ 2 сточные воды вначале обрабатывают сообществом свободноплавающих и прикрепленных микроорганизмов в первой ступени 2a МАБ 2, иловая смесь на первой ступени 2а МАБ 2 перетекает в илоотделитель 2б первой ступени МАБ 2, откуда сточные воды потоком II направляют во вторую ступень 2в МАБ 2, возвратный активный ил потоком III перекачивается на вход в первую ступень 2а МАБ 2, а избыточный активный ил потоком IV сбрасывается в первую с вторую ступень МАМ 3, в первую ступень МАМ 3 потоком VII сбрасывается сырой осадок первичных отстойников 7, МАМ 3 также имеет илоотделитель 4, в котором сточные воды потока Iб отделяются от стабилизированного осадка и поступают на вход в первую ступень 2а МАБ 2, насыщенные нитритами и нитратами и освободившихся от большей части органических соединений, загрязнявших их, из илоотделителя 4 МАМ 3 стабилизированный осадок направляют на обезвоживающее устройство 5, откуда твердую фазу выводят потоком V на утилизацию в качестве удобрения, а иловая вода, совместно с потоком II сточных вод, поступает на вторую ступень 2в МАБ 2, откуда иловая смесь перетекает в илоотделитель 2г второй ступени 2в МАБ 2, из которого возвратный ил перекачивают в голову второй ступени 2в МАБ 2, а избыточный активный ил совместно с избыточным илом первой ступени 2а МАБ 2 сбрасывается в МАМ 3, сточные воды после илоотделителя 2г поступают далее на ступени доочистки 2д и в сооружения обеззараживания 6, очищенные сточные воды потоком VI могут быть направлены на технические нужды промышленных предприятий. Во все ступени МАБ 2 и МАМ 3 и доочистки предусмотрена подача сжатого воздуха.Sewage flow rate Q calc share in the distribution chamber 1 into two streams, one of which, the magnitude does not exceed a weight hourly flow rate Q cf. h is fed through primary sedimentation tanks 7 in multistage aerobic bioreactor (MAB) 2, and the second, equal in magnitude to the difference between rasch Q and Q cf. hours and certainly not continuously supplied to the multistage aerobic mineralizer (MAM) 2 in MAB is first treated sewage and free-community of microorganisms attached to the first stage 2a MAB 2, the first sludge mixture mortars neither 2A MAB 2 flows into the sludge separator 2b of the first stage of MAB 2, from where waste water is sent by stream II to the second stage 2c of MAB 2, return activated sludge by stream III is pumped to the entrance to the first stage 2a of MAB 2, and excess activated sludge by stream IV is discharged into the first from the second stage of MAM 3, to the first stage of MAM 3, the raw sediment of primary settlers 7 is discharged by stream VII, MAM 3 also has a sludge separator 4, in which the effluents of stream Ib are separated from the stabilized sludge and enter the entrance to the first stage 2a of MAB 2 saturated with nitrites and nitrates and freed from most of the organic compounds that pollute them, from the MAM sludge separator 4, the stabilized sludge is sent to the dewatering device 5, from where the solid phase is discharged by stream V for disposal as fertilizer, and the sludge water, together with wastewater stream II, enters to the second stage 2B of MAB 2, from where the sludge mixture flows into the sludge separator 2g of the second stage 2b of MAB 2, from which the return sludge is pumped to the head of the second stage 2b of MAB 2, and the excess activated sludge together with the excess sludge of the first Stage 2a of MAB 2 is discharged into MAM 3, the wastewater after the sludge separator 2g goes further to the aftertreatment stage 2d and into the decontamination facilities 6, the treated wastewater by stream VI can be directed to the technical needs of industrial enterprises. At all stages of MAB 2 and MAM 3 and aftertreatment, compressed air is provided.

В первой ступени МАМ, куда вообще не поступает поток сточной жидкости, протекают процессы окисления органических веществ, входящих в состав взвесей, а также сорбированных на взвешенных частицах. Под действием свободноплавающих и прикрепленных микроорганизмов одновременно с протеканием процессов экзогенного и эндогенного окисления субстрата происходят также аммонификация, нитри- и денитрификация. In the first stage of MAM, where the flow of wastewater does not flow at all, the processes of oxidation of organic substances that make up the suspension, as well as adsorbed on suspended particles, proceed. Under the influence of free-floating and attached microorganisms, simultaneously with the processes of exogenous and endogenous oxidation of the substrate, ammonification, nitri- and denitrification also occur.

Подача всего объема сырого осадка первичных отстойников и половины всего объема избыточного активного ила из илоотделителей первой и второй ступеней МАБ в первую ступень МАМ обеспечивает максимально быструю переработку органического вещества, содержащегося в сыром осадке за счет конструктивного и энергетического обмена в клетках аэробных микроорганизмов, пришедших с избыточным активным илом из МАБ. После первой ступени МАМ смесь осадков представляет собой однородную массу, состоящую только из активного ила и иловой воды. Первую ступень МАМ целесообразно снабдить своим илоотделителем, чтобы вывести с иловой водой продукты жизнедеятельности микроорганизмов, работающих с повышенной концентрацией биомассы микроорганизмов и субстрата. The supply of the total volume of crude sludge of the primary settlers and half of the total volume of excess activated sludge from the MAB sludge separators of the first and second stages to the first MAM stage provides the fastest possible processing of the organic matter contained in the raw sludge due to the constructive and energy exchange in the cells of aerobic microorganisms that came with excess activated sludge from the MAB. After the first stage of MAM, the precipitation mixture is a homogeneous mass consisting only of activated sludge and sludge water. It is advisable to equip the first stage of MAM with its sludge separator in order to remove the waste products of microorganisms working with high concentrations of biomass of microorganisms and substrate with silt water.

Общая концентрация органических веществ в этой иловой воде находится на уровне количества загрязнений в сточной жидкости после вторичных отстойников аэротенков со свободноплавающим активным илом, но в данной иловой воде выше концентрация соединений азота (как аммонийного, так и нитритного и нитратного). Соединения окисленных форм азота создают резерв аэробности среды не только в объеме воды сооружения первой ступени МАБ, но и внутри насадки, куда затруднен доступ воздуха. В зоне закрепления микроорганизмов за счет использования кислорода нитритов и нитратов протекают процессы денитрификации, также сопровождающиеся окислением органических загрязнений сточных вод, особенно легкоокисляемых, способствующих быстрому связыванию растворенного в воде кислорода. The total concentration of organic substances in this sludge water is at the level of the amount of pollution in the wastewater after secondary settling tanks of aeration tanks with free-floating activated sludge, but in this sludge water the concentration of nitrogen compounds (both ammonium and nitrite and nitrate) is higher. Compounds of oxidized forms of nitrogen create a reserve of aerobicity of the medium not only in the volume of water in the MAB first stage structure, but also inside the nozzle, where air access is difficult. In the zone of microorganism fixation through the use of nitrite and nitrate oxygen, denitrification processes take place, which are also accompanied by the oxidation of organic wastewater contaminants, especially easily oxidized ones, contributing to the fast binding of oxygen dissolved in water.

Во второй ступени МАМ начинается непосредственно минерализация активного ила. В процессе лизиса клеточной оболочки отмирающих микроорганизмов высвобождается внутриклеточное вещество, в процессе окисления которого (а оно состоит из аминокислот) образуются нитриты и нитраты. Насадка МАМ удерживает микроорганизмы - денитрификаторы - и благодаря их жизнедеятельности процесс аэробной минерализации не заходит в тупик. Дело в том, что, если в результате окисления аминокислот будут протекать только процессы нитрификации, то иловая смесь будет подкисляться, а нитриты и нитраты как продукты жизнедеятельности ингибируют продолжение окислительных процессов. Экспериментально установлено, что денитрификация ускоряется при добавлении легкоусваиваемой органики. В то же время добавление легкоусваиваемой органики не должно быть постоянным и ее должно быть ограниченное количество, так как в противном случае биоценоз аэробных минерализаторов не будет ориентироваться на аэробную минерализацию биомассы активного ила. Например, если в стабилизируемый осадок с распадом беззольного вещества на уровне 45% начать периодически добавлять глюкозу в определенных дозах, то при получающемся некотором увеличении нагрузки по органическим веществам на биоценоз микроорганизмов - стабилизаторов - распад беззольного вещества стабилизируемого осадка возрастает и достигает при определенном режиме внесения глюкозы 58% без увеличения продолжительности стабилизации. In the second stage of MAM, the mineralization of activated sludge begins directly. In the process of lysis of the cell membrane of dying microorganisms, an intracellular substance is released, during the oxidation of which (and it consists of amino acids) nitrites and nitrates are formed. The MAM nozzle holds microorganisms - denitrifiers - and due to their vital activity the process of aerobic mineralization does not come to a standstill. The fact is that, if only nitrification processes occur as a result of the oxidation of amino acids, the sludge mixture will be acidified, and nitrites and nitrates as waste products inhibit the continuation of oxidative processes. It has been experimentally established that denitrification is accelerated by the addition of easily digestible organics. At the same time, the addition of easily digestible organics should not be constant and there should be a limited amount, since otherwise the biocenosis of aerobic mineralizers will not be oriented to aerobic mineralization of activated sludge biomass. For example, if glucose is periodically added in certain doses to a stabilized precipitate with a decay of an ashless substance of 45%, then with a certain increase in the load of organic substances on the biocenosis of microorganisms - stabilizers, the decomposition of an ash-free substance of a stabilized precipitate increases and reaches a glucose application rate under a certain regimen 58% without increasing stabilization time.

На фиг. 2 приведено влияние соотношения (K) количества беззольного вещества ила, подаваемого на стабилизацию (a), к количеству введенной глюкозы (m) на степень распада беззольного вещества ила при стабилизации. In FIG. Figure 2 shows the effect of the ratio (K) of the amount of ashless sludge substance supplied for stabilization (a) to the amount of glucose introduced (m) on the degree of decomposition of the ashless sludge substance during stabilization.

Как видно из фиг. 2, при K равном 2 - 3 наблюдается резкое увеличение степени распада беззольного вещества ила при стабилизации. Однако такой скачок в степени распада возможен при определенном режиме подачи глюкозы. При общем времени стабилизации 3 суток введение глюкозы должно осуществляться в три приема с продолжительностью введения глюкозы за один прием 12 - 18 ч (фиг. 3) и перерывом между приемами 6 - 12 ч. Отклонение продолжительности введения в ту и другую сторону приводит к снижению степени распада. При этом, чем глубже желательно получить распад беззольного вещества осадка, тем большая доза легкоусваиваемой органики должна быть внесена в процесс стабилизации. As can be seen from FIG. 2, when K is equal to 2–3, a sharp increase in the degree of decomposition of the ashless sludge material upon stabilization is observed. However, such a jump in the degree of decomposition is possible with a certain mode of glucose supply. With a total stabilization time of 3 days, glucose administration should be carried out in three doses with a duration of glucose administration in one dose of 12-18 hours (Fig. 3) and a break between doses of 6-12 hours. Deviation of the duration of administration in either direction leads to a decrease in the degree decay. Moreover, the deeper it is desirable to obtain the decomposition of ashless sediment, the greater the dose of easily digestible organics should be introduced into the stabilization process.

Именно это явление было заложено в основу предлагаемого изобретения. То есть не только стояла задача сокращения размеров аэробного биореактора и уменьшения расхода воздуха на процесс очистки сточной жидкости, но и рациональное использование сточной жидкости как источника легкоусваиваемой органики для увеличения степени распада беззольного вещества выделяемых на очистной станции осадков. This phenomenon was laid in the basis of the invention. That is, not only the task was to reduce the size of the aerobic bioreactor and to reduce the air consumption for the wastewater treatment process, but also to rationally use the wastewater as a source of easily digestible organic matter to increase the degree of decomposition of ashless substances produced at the sewage treatment plant.

Поскольку городские сточные воды различаются по своему составу, по количеству загрязнений, находящихся в них, потребовалось выяснить границы нагрузок на биоценоз аэробных минерализаторов по количеству добавляемой со сточной жидкостью легкоусваиваемой органики по сравнению с сухим беззольным веществом стабилизируемого осадка и режим внесения этой легкоусваиваемой органики. Since urban wastewaters differ in composition, the number of pollutants contained in them required determining the boundaries of the loads on the biocenosis of aerobic mineralizers by the amount of easily digestible organic matter added to the wastewater compared to the dry ashless substance of the stabilized sludge and the regimen of applying this easily digestible organic.

В примере 1 показано влияние количества и режима внесения легкоусваиваемой органики на степень распада беззольного вещества избыточного активного ила аэротенков. Example 1 shows the effect of the amount and mode of application of easily digestible organics on the degree of decomposition of the ashless substance of excess activated sludge from aeration tanks.

Пример 1. В модель аэробного стабилизатора загружался активный ил с исходной концентрацией 5 - 8 г/л по беззольному веществу. Общая продолжительность стабилизации составляла 3-е суток. Раствор глюкозы дозировался в стабилизатор в три приема. Длительность каждого приема составляла 16 ч, перерыв между введениями раствора глюкозы 8 ч. После окончания стабилизации (по истечении трех суток) определялось содержание беззольного вещества стабилизированного или и оценивалась степень его распада. Для сравнения проведен эксперимент без добавления глюкозы (опыт 1) табл. 1. Example 1. Activated sludge was loaded into an aerobic stabilizer model with an initial concentration of 5-8 g / l using an ashless substance. The total stabilization duration was 3 days. The glucose solution was dosed into a stabilizer in three divided doses. The duration of each dose was 16 hours, the interval between injections of a glucose solution was 8 hours. After stabilization (after three days), the content of stabilized ash-free substance was determined or its decomposition was evaluated. For comparison, an experiment was carried out without adding glucose (experiment 1) table. 1.

Данные табл. 1 свидетельствуют об увеличении степени распада беззольного вещества ила при стабилизации с введением легкоусваиваемой органики в указанном режиме, причем наибольшая степень распада соответствует отношению беззольного вещества ила к суммарному количеству добавленной глюкозы (в расчете на БПКполн, равному 2 - 3.The data table. 1 indicate an increase in the degree of decomposition of the ashless sludge material during stabilization with the introduction of easily digestible organics in the indicated mode, and the highest degree of decomposition corresponds to the ratio of the ashless sludge substance to the total amount of added glucose (based on BOD, full , equal to 2 - 3.

В то же время при постоянной подаче раствора глюкозы в стабилизатор в течение всей продолжительности стабилизации степень распада беззольного вещества ила составляет только 43-45%, что вызвано изменением биоценоза денитрифицирующих микроорганизмов с переориентацией их на потребление легкоусваиваемой органики (табл. 2). At the same time, with a constant supply of glucose solution to the stabilizer during the entire stabilization period, the degree of decomposition of the ashless sludge substance is only 43-45%, which is caused by a change in the biocenosis of denitrifying microorganisms with a reorientation of them to the consumption of easily digestible organics (Table 2).

Сравним полученные данные с данными при поступлении в МАМ сточных вод, равных по объему α Qсут, где α - коэффициент, учитывающий долю суточного расхода, поступающего в МАМ. Тогда прирост избыточного активного ила во всех биореакторах составит
Пр = 0,8 C + 0,3 Len,
где C - исходная концентрация взвешенных веществ в сточной воде, поступающей на биологическую очистку;
Len - БПКполн сточной воды после первичного отстаивания.
Let us compare the obtained data with the data on wastewater equal to the volume α Q days when MAM is supplied to MAM, where α is a coefficient that takes into account the share of daily consumption entering MAM. Then the increase in excess activated sludge in all bioreactors will be
Pr = 0.8 C + 0.3 L en ,
where C is the initial concentration of suspended solids in the wastewater entering biological treatment;
L en - BOD is full of wastewater after initial sedimentation.

Общее количество избыточного ила и сырого осадка по сухому веществу, образующееся при очистки и направляемое в МАМ
Gобщ = [Пр + (Cen - C)]Qсут(1- α)
или по беззольному веществу
Gбэ = 0,7 Gобщ.
The total amount of excess sludge and wet sludge on dry matter, formed during cleaning and sent to MAM
G total = [Pr + (C en - C)] Q day (1- α)
or ashless substance
G be = 0.7 G total

Количество органических веществ по БПКполн, поступающих в МАМ со сточными водами расходом
GБПК = α QсутL'en,
где L'en - БПК неосветленных сточных вод.
The amount of organic matter in accordance with the BOD is fully supplied to MAM with waste water consumption
G BOD = α Q day L ' en ,
where L ' en - BOD of unclarified wastewater.

Отношение количества беззольного вещества смеси осадков к количеству поступающей органики по БПКполн будет составлять

Figure 00000002

Режим поступления в МАМ сточных вод, например, при коэффициенте неравномерности 1,6 приведен в табл. 3.The ratio of the ashless substance mixture flowing to the amount of precipitation of organics BOD will be
Figure 00000002

The mode of wastewater entering MAM, for example, with a non-uniformity coefficient of 1.6, is given in table. 3.

Таким образом, для расхода сточных вод с общим коэффициентом неравномерности 1,6 α = 0,203
Принимая во внимание, что при удельном среднесуточном водоотведении 200 л/(сут. чел): Cen = 325 мг/л; C = 150 мг/л; L'en = 375 мг/л; Len = 0,85 L'en = 319 мг/л, тогда получим

Figure 00000003

Как видно из приведенных данных, величина K, полученная при поступлении в МАМ сточных вод, соответствует значениям K (табл.1), при которых степень распада беззольного вещества ила максимальна. Кроме того, соответствуют друг другу и режимы поступления в стабилизируемый ил органических веществ со сточными водами и при введении раствора глюкозы.Thus, for wastewater flow rate with a total coefficient of unevenness of 1.6 α = 0.203
Taking into account that with a specific average daily water discharge of 200 l / (day. People): C en = 325 mg / l; C = 150 mg / L; L ' en = 375 mg / l; L en = 0.85 L ' en = 319 mg / l, then we get
Figure 00000003

As can be seen from the data presented, the value of K obtained upon entering sewage into MAM corresponds to the values of K (Table 1) at which the degree of decomposition of the ashless sludge material is maximum. In addition, correspond to each other and the modes of entry into a stabilized sludge of organic substances with wastewater and with the introduction of a glucose solution.

Аналогичный анализ для расхода сточных вод с коэффициентами общей неравномерности 1,8 и 1,4 показывают, что величина K равна соответственно 2,18 и 3,12. A similar analysis for wastewater flow with a coefficient of total unevenness of 1.8 and 1.4 show that the K value is 2.18 and 3.12, respectively.

Увеличение степени распада беззольного вещества или при его стабилизации в МАМ связано с процессом денитрификации, при котором происходит потребление кислорода нитритов, нитратов и органического вещества. Без добавления органических веществ скорость денитрификации, а также количество потребляемой на денитрификацию органики ила в начале стабилизации максимально и минимально к конце стабилизации. Это связано с тем, что в начальный период стабилизации соотношение легкоусваиваемой и трудоусваиваемой органики максимально и минимально к концу стабилизации. При этом происходит также некоторое накопление в иловой воде нитратов. An increase in the degree of decomposition of ashless matter or during its stabilization in MAM is associated with the denitrification process, in which the oxygen consumption of nitrites, nitrates and organic matter occurs. Without the addition of organic substances, the rate of denitrification, as well as the amount of sludge organics consumed for denitrification at the beginning of stabilization, is maximum and minimum towards the end of stabilization. This is due to the fact that in the initial period of stabilization, the ratio of easily digestible and digestible organics is maximum and minimum towards the end of stabilization. In this case, there is also some accumulation of nitrates in the silt water.

Подача сточных вод, содержащих легкоусваиваемую органику, во вторую и третью ступень МАМ в пропорции 1:2 (то есть во вторую ступень 1 части, а в третью ступень 2 части сточных вод) выравнивает скорости денитрификации, увеличивает общий распад беззольного вещества ила, сокращает общий расход кислорода за счет более полного использования нитратов. The supply of wastewater containing easily digestible organic matter to the second and third stages of MAM in a ratio of 1: 2 (i.e., to the second stage to 1 part, and to the third stage to 2 parts of wastewater) equalizes the denitrification rate, increases the overall decay of ashless sludge, and reduces the total oxygen consumption due to more complete use of nitrates.

Указанную пропорцию введения в МАМ сточных вод можно подтвердить следующими соображениями. The indicated proportion of the introduction of wastewater into MAM can be confirmed by the following considerations.

Если общее количество беззольного вещества ила, подаваемого на стабилизацию, принять за единицу, то за 1,5 суток стабилизации за счет распада останется 0,55 исходного его количества, а за 3-е суток - 0,42. Из этого количества 0,26 приходится на трудноусваиваемую органику (фиг.4). If the total amount of ashless sludge material supplied for stabilization is taken as a unit, then for 1.5 days of stabilization due to decay, 0.55 of its initial amount will remain, and for 3 days - 0.42. Of this amount, 0.26 falls on the digestible organics (figure 4).

Необходимое количество добавляемой в МАМ легкоусваиваемой органики, например, при K=2,5 должно составлять в долях единицы 0,4. The required amount of easily digestible organics added to MAM, for example, at K = 2.5, should be in units of 0.4.

Тогда для обеспечения одинакового соотношения легкоусваиваемой к трудноусваиваемой органики во второй и третьей ступени должно выдерживаться соотношение

Figure 00000004

где α - часть органического вещества, вводимого во вторую ступень МАМ.Then, to ensure the same ratio of easily digestible to hard to digest organics in the second and third stage, the ratio
Figure 00000004

where α is part of the organic matter introduced into the second stage of MAM.

Из этого соотношения α = 0,33, то есть во вторую ступень должно подаваться 0,33 общего количества легкоусваиваемой органики, в третью ступень 1-0,33 = 0,67, что соответствует пропорции 1:2. From this ratio α = 0.33, that is, 0.33 of the total amount of easily digestible organic matter should be fed into the second stage, 1-0.33 = 0.67 into the third stage, which corresponds to a ratio of 1: 2.

Несоблюдение приведенной пропорции приводит к уменьшению степени распада беззольного вещества ила (фиг.5), где n - отношение легкоусваиваемой органики вводимой в третью ступень к вводимой во вторую ступень. Failure to comply with the above proportions leads to a decrease in the degree of decomposition of the ashless sludge substance (Fig. 5), where n is the ratio of easily digestible organics introduced into the third stage to those introduced into the second stage.

При подаче сырого осадка в первую ступень МАМ (по технологии выгрузка осадка из первичных отстойников производится периодически) нагрузка на активный ил, поступающий в эту ступень в количестве 50% от общего его расхода, возрастает. Однако иловая вода, отделяемая после первой ступени МАМ, не изменит своего качества, так как органическое вещество сырого осадка за время пребывания в этой ступени успевает частью окислиться, частью накопиться в виде резервных веществ в клетках ила и частью адсорбироваться на поверхности хлопьев ила. Активный ил, поступающий во вторую ступень МАМ, в этом случае содержит повышенное количество легкоусваиваемой органики в виде адсорбированных и резервных веществ, что вызывает необходимость снижения доли легкоусваиваемой органики, подаваемой во вторую ступень, и изменит пропорцию добавления ее во вторую и третью ступени до 1:3. When raw sludge is fed into the first MAM stage (according to the technology, sludge is unloaded from the primary settling tanks periodically), the load on activated sludge entering this stage in an amount of 50% of its total discharge increases. However, the sludge water separated after the first stage of MAM will not change its quality, since the organic matter of the raw sediment during its stay in this stage manages to oxidize partly, partly accumulate as reserve substances in the sludge cells and partially adsorb on the surface of the sludge flakes. The activated sludge entering the second stage of MAM, in this case, contains an increased amount of easily digestible organic matter in the form of adsorbed and reserve substances, which necessitates a decrease in the fraction of easily digestible organic matter supplied to the second stage and will change the proportion of adding it to the second and third stages to 1: 3.

Подача среднечасового потока загрязненных сточных вод на первую ступень МАБ обеспечивает равномерную нагрузку загрязнений на биомассу микроорганизмов в течение суток. Регенерационная вода из ступеней доочистки, а также жидкость, возвращаемая из илоотделителя МАМ, содержит несопоставимо малое количество органических примесей, поэтому они не влияют на величину нагрузки на биомассу микроорганизмов первой ступени МАБ. The supply of an hourly average flow of contaminated wastewater to the first stage of the MAB provides a uniform load of pollution on the biomass of microorganisms during the day. Regenerative water from the aftertreatment stages, as well as the liquid returned from the MAM sludge separator, contains an incomparably small amount of organic impurities, therefore they do not affect the load on the biomass of microorganisms of the first MAB stage.

Поэтому предлагаемый способ биологической очистки сточных вод и обработки осадков позволяет уменьшить размеры первичных отстойников и первой ступени МАБ на величину, равную коэффициенту неравномерности поступления потока сточных вод на очистную станцию, то есть практически не менее чем в 1,5 раза, без строительства дополнительных объемов емкостных сооружений, например усреднителей потока, кроме того, в 1,5 раза сокращается потребность в воздухе на этой ступени МАБ, а также увеличивается ступень распада беззольного вещества осадка. Therefore, the proposed method of biological wastewater treatment and treatment of sludge can reduce the size of the primary settlers and the first stage of the MAB by an amount equal to the unevenness of the flow of wastewater to the treatment plant, that is, almost no less than 1.5 times, without building additional volumes of capacitive structures, for example, flow averagers, in addition, the need for air at this stage of the MAB is reduced by 1.5 times, and the decay rate of the ashless sediment substance also increases.

Источники информации
1. СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения - М., Стройиздат, 198б - с. 39.
Sources of information
1. SNiP 2.04.03-85 Sewerage. External networks and structures - M., Stroyizdat, 198b - p. 39.

2. Гвоздяк П.И. Микробиология и биотехнология очистки воды. - Киев, Химия и технология воды. Т.п.N 9, 1989 -с.854. 2. Gvozdyak P.I. Microbiology and biotechnology of water purification. - Kiev, Chemistry and water technology. T.p. N 9, 1989 - p. 854.

3. Чернышева Е.Н., Завсигалова Л.В. Экспериментальные исследования аэробной стабилизации активного ила в сооружении с волокнистой насадкой. Сб. науч. тр. Новые технологические процессы и оборудование в области очистки воды и трубопроводов. - Киев, 1991 - с. 11. 3. Chernysheva E.N., Zavsigalova L.V. Experimental studies of aerobic stabilization of activated sludge in a structure with a fibrous nozzle. Sat scientific tr New technological processes and equipment in the field of water purification and pipelines. - Kiev, 1991 - p. eleven.

4. Инженерное оборудование зданий и сооружений: Энциклопедия/под ред. С. В.Яковлева - М.: Стройиздат, 1994. - 512 с. (Прототип). 4. Engineering equipment of buildings and structures: Encyclopedia / ed. S.V. Yakovleva - M .: Stroyizdat, 1994 .-- 512 p. (Prototype).

Claims (3)

1. Способ биологической очистки сточных вод и обработки осадков, включающий аэрацию сточных вод совместно со свободноплавающим и прикрепленным активным илом, аэробную минерализацию осадков свободноплавающим и прикрепленным активным илом, рециркуляцию свободноплавающего активного ила, отличающийся тем, что расход сточных вод, не превышающий среднечасовой, подают на аэрацию в аэробный биореактор, а в часы, когда расход сточных вод превышает среднечасовой, превышающую часть направляют в аэробный минерализатор, откуда после илоотделения сточные воды совместно с иловой водой подают в аэробный биореактор, при этом стабилизированный осадок из аэробного минерализатора выводят на обезвоживание не ранее чем через 6 ч после прекращения подачи в него сточных вод. 1. A method of biological wastewater treatment and sludge treatment, including aeration of wastewater together with free-floating and attached activated sludge, aerobic mineralization of sludge with free-floating and attached activated sludge, recirculation of free-floating activated sludge, characterized in that the wastewater flow rate not exceeding the hourly average is supplied for aeration into an aerobic bioreactor, and at hours when the wastewater flow rate exceeds the hourly average, the greater part is sent to an aerobic mineralizer, from where after sludge separation Wastewater together with sludge water is fed into the aerobic bioreactor, while the stabilized sludge from the aerobic mineralizer is removed for dehydration no earlier than 6 hours after the cessation of wastewater supply to it. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осадки и сточные воды направляют по меньшей мере в трехступенчатый аэробный минерализатор рассредоточенно, сырой осадок направляют только в первую ступень минерализатора, избыточный активный ил в равных долях направляют в первую и вторую ступени, а сточные воды - во вторую и третью ступени минерализатора в соотношении 1:2 - 1:3. 2. The method according to claim 1, characterized in that the sludge and wastewater are directed to at least a three-stage aerobic mineralizer dispersed, the raw sludge is sent only to the first stage of the mineralizer, excess activated sludge is sent in equal proportions to the first and second stages, and waste water - in the second and third stages of the mineralizer in a ratio of 1: 2 - 1: 3. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что суммарное количество сухого беззольного вещества осадков - избыточного активного ила и сырого осадка, подаваемых в аэробный минерализатор, должно быть в 2-3 раза больше, чем количество растворенных органических веществ, поступающих в него со сточными водами. 3. The method according to claim 1, characterized in that the total amount of dry ashless sediment - excess activated sludge and wet sludge supplied to the aerobic mineralizer should be 2-3 times greater than the amount of dissolved organic substances entering it from sewage.
RU99112545A 1999-06-15 1999-06-15 Methods of biological treatment of sewage waters and treatment of sludges RU2158237C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99112545A RU2158237C1 (en) 1999-06-15 1999-06-15 Methods of biological treatment of sewage waters and treatment of sludges

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99112545A RU2158237C1 (en) 1999-06-15 1999-06-15 Methods of biological treatment of sewage waters and treatment of sludges

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2158237C1 true RU2158237C1 (en) 2000-10-27

Family

ID=20221159

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99112545A RU2158237C1 (en) 1999-06-15 1999-06-15 Methods of biological treatment of sewage waters and treatment of sludges

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2158237C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2758398C1 (en) * 2017-12-29 2021-10-28 Роман Николаевич Михайлов Method and installation for biological wastewater purification

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Инженерное оборудование зданий и сооружений. Энциклопедия. - М.: Стройиздат, 1994, с.60 и 61. ТУРОВСКИЙ И.С. Обработка осадков сточных вод. - М.: Стройиздат, 1982, с.58 и 59, рис.27 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2758398C1 (en) * 2017-12-29 2021-10-28 Роман Николаевич Михайлов Method and installation for biological wastewater purification

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4735725A (en) Process for the improved separation of clarified liquid from biomass in the biological treatment of sewage
EA024049B1 (en) Sludge treatment method and apparatus and application of said method and apparatus for wastewater bio-treatment
CN106746175A (en) A kind of kitchen garbage, waste-water processing method
CN102167475A (en) Nitrogen-containing waster water purification method
Li et al. The treatment of saline wastewater using a two-stage contact oxidation method
CN102603128A (en) Method for advanced treatment and recycling of landfill leachate
CN106430845A (en) Kitchen garbage wastewater treatment apparatus
CN103288311B (en) Slack coal pressure gasification wastewater resourceful treatment method and treatment system as well as application
CN100522849C (en) Method for advanced treatment of ammonia nitrogen sewage
US7820048B2 (en) Method and system for treating organically contaminated waste water
CN107032493A (en) Pharmacy wastewater treatment method and processing system
CN1258485C (en) Process for treating waste water by aerobic-anaerobic microbic repeated coupling
CN101343129B (en) Pretreatment technique for decolorization of wastewater at middle plate of paper-making pulping
RU2158237C1 (en) Methods of biological treatment of sewage waters and treatment of sludges
NZ525027A (en) Apparatus and method for wastewater treatment with enhanced solids reduction (ESR)
RU2305072C1 (en) Process of biologically removing phosphorus from waste waters
RU2225368C1 (en) Method of extensive treatment of sewage and biological extensive treatment station
JP2000070989A (en) Method and apparatus removing nitrogen in waste water
Solovieva Technology for biological treatment of urban wastewater and sludge treatment with deep removal of nitrogen and phosphorus
JP2001070999A (en) Method and apparatus for treating wastewater
RU2114070C1 (en) Installation for biochemically removing organic and nitrogen containing impurities from waste waters
RU2749273C1 (en) Method for deep biological wastewater treatment with anammox process with biocenosis, immobilized on brush loading
Horan Suspended growth processes
RU2170709C2 (en) Method for biological treatment of waste waters
SU833577A1 (en) Method of biochemical purification of waste water