RU2220923C1 - Method of processing of the redundant active silt containing heavy metals - Google Patents
Method of processing of the redundant active silt containing heavy metals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2220923C1 RU2220923C1 RU2002108789/15A RU2002108789A RU2220923C1 RU 2220923 C1 RU2220923 C1 RU 2220923C1 RU 2002108789/15 A RU2002108789/15 A RU 2002108789/15A RU 2002108789 A RU2002108789 A RU 2002108789A RU 2220923 C1 RU2220923 C1 RU 2220923C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sludge
- heavy metals
- aeration
- calcium
- sediments
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к очистке сточных вод, в частности к обезвоживанию избыточного активного ила и стабилизированных осадков, образующихся при очистке сточных вод промышленных предприятий или смесей сточных вод промышленных предприятий с хозяйственно-бытовыми водами биологическим методом и утилизации осадков в сельском хозяйстве. Может быть использовано в химической, металлургической, целлюлозно-бумажной промышленности, а также в коммунальном хозяйстве. Сложность утилизации и переработки избыточных илов из вторичных отстойников и смесей илов и стабилизированных осадков первичных отстойников состоит в большом содержании тяжелых металлов, малой скорости выделения воды из осадков при высокой их влажности. The invention relates to wastewater treatment, in particular to dehydration of excess activated sludge and stabilized sludge generated during the wastewater treatment of industrial enterprises or wastewater mixtures of industrial enterprises with domestic water by the biological method and the disposal of sludge in agriculture. It can be used in the chemical, metallurgical, pulp and paper industry, as well as in public utilities. The complexity of the disposal and processing of excess sludge from secondary sludges and mixtures of sludge and stabilized sludge from primary sumps lies in the high content of heavy metals, the low rate of release of water from sediments at high humidity.
Наиболее распространенным методом обезвоживания осадков и илов является использование полиэлектролитов и коагулянтов, например, полиакриламида и хлорного железа. Согласно способу /авт. св. СССР 882957, бюл. 43, 23.11.1981 г. / в осадок вводят в качестве коагулянта соли железа в дозах 25-30 кг/м3, смесь нагревают до 65-85oC, после чего вводят флокулянт - 0,1% и подвергают разделению. Предложенный способ требует больших затрат реагентов, энергии на подогрев, приводит к загрязнению осадка и фильтрата железом.The most common method for dewatering sludge and sludge is the use of polyelectrolytes and coagulants, such as polyacrylamide and ferric chloride. According to the method / ed. St. USSR 882957, bull. 43, 11/23/1981 / in the precipitate is introduced as a coagulant iron salts in doses of 25-30 kg / m 3 the mixture is heated to 65-85 o C, after which the flocculant is introduced - 0.1% and subjected to separation. The proposed method requires a large expenditure of reagents, energy for heating, leads to contamination of the precipitate and filtrate with iron.
Предложен способ уплотнения осадка сточных вод /авт. св. СССР 1708779, бюл. 4, 30.01.1992 г./, заключающийся в предварительном введении вспомогательного вещества, в качестве которого используют кальцинированную соду в дозах 15-20 кг/м3 с нагревом осадка до 60-80oС и последующим отстаиванием в течение 3-4 ч. К недостаткам способа относятся высокая щелочность фильтрата, необходимость нагрева, неизменность содержания тяжелых металлов в твердой фазе, что ограничивает его использование в сельском хозяйстве.A method for compaction of sewage sludge / author St. USSR 1708779, bull. 4, 01/30/1992, /, which consists in the preliminary introduction of an auxiliary substance, which is used as soda ash in doses of 15-20 kg / m 3 with heating of the precipitate to 60-80 o C and subsequent sedimentation for 3-4 hours The disadvantages of the method include the high alkalinity of the filtrate, the need for heating, the invariability of the content of heavy metals in the solid phase, which limits its use in agriculture.
Предложено уплотнение избыточного активного ила с возможной его утилизацией путем введения калиево-кальциевого цеолита с размером частиц 0,15-0,25 мм в количестве 3-8 кг на м3 избыточного ила /авт. св. СССР 1165645, бюл. 25, 07.07.1985 г./. Метод позволяет за 3 ч отстаивания достигать объема осадка менее 40% от исходного объема ила. Вместе с тем введение цеолита приводит к росту содержания тяжелых металлов в сухом веществе ила в 1,3 раза, что ограничивает его использование в сельском хозяйстве. Нет сведений о возможности обезвоживания стабилизированных осадков сточных вод.Compaction of excess activated sludge with its possible disposal by introducing a potassium-calcium zeolite with a particle size of 0.15-0.25 mm in an amount of 3-8 kg per m 3 of excess sludge / auth. St. USSR 1165645, bull. July 25, 07/07/1985. The method allows for 3 hours of settling to reach a sediment volume of less than 40% of the initial sludge volume. However, the introduction of zeolite leads to an increase in the content of heavy metals in the dry matter of sludge by 1.3 times, which limits its use in agriculture. There is no evidence of the possibility of dehydration of stabilized sewage sludge.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ переработки избыточного активного ила, содержащего тяжелые металлы /патент РФ 2133231, бюл. 20, 20.07.1999 г./, по которому избыточный активный ил смешивают с малорастворимыми солями кальция в виде природных материалов или отходов производства при соотношениях 5-15 частей на 100 частей ила, перемешивают в течение 3-6 ч при 6-30oС, далее разделяют твердую и жидкую фазы методом отстаивания, и/или центрифугирования, и/или фильтрования. Тяжелые металлы, перешедшие в водную фазу, выделяют методами реагентного осаждения, или ионного обмена, или адсорбции. Недостатками способа являются: большое соотношение кальциевого материала к илу, недостаточное выделение воды из обработанных илов отстаиванием, малая применимость способа к переработке осадков первичных отстойников.Closest to the technical nature of the claimed method is a method of processing excess activated sludge containing heavy metals / RF patent 2133231, bull. 20, 07/20/1999, / in which excess activated sludge is mixed with sparingly soluble calcium salts in the form of natural materials or production wastes at ratios of 5-15 parts per 100 parts of sludge, stirred for 3-6 hours at 6-30 o C The solid and liquid phases are further separated by settling and / or centrifugation and / or filtration. Heavy metals that have passed into the aqueous phase are isolated by reagent deposition, or ion exchange, or adsorption. The disadvantages of the method are: a large ratio of calcium material to sludge, insufficient allocation of water from the treated sludge by sedimentation, the low applicability of the method to the processing of sediments of primary sedimentation tanks.
Техническим результатом изобретения является переработка избыточного активного ила, или стабилизированного осадка первичных отстойников, или их смесей без больших затрат реагентов, одновременное облагораживание осадков и илов по содержанию тяжелых металлов за счет перевода их в водную фазу, увеличение количества выделяемой воды из илов и осадков методом простого отстаивания. The technical result of the invention is the processing of excess activated sludge, or stabilized sludge of primary sedimentation tanks, or mixtures thereof without high reagent costs, simultaneous refinement of sludge and sludge by heavy metal content by transferring them to the aqueous phase, increasing the amount of water released from sludge and sludge using the simple method upholding.
Технический результат достигается тем, что в избыточный ил, или стабилизированный осадок первичных отстойников, или в их смесь предварительно вводят 10-25 кг/м3 малорастворимого кальциевого материала, смесь перемешивают аэрацией в течение 1-4 ч, а затем фазы разделяют отстаиванием. Из водной фазы тяжелые металлы выделяют реагентным осаждением, или ионным обменом, или адсорбцией. При необходимости ускорения отстаивания, особенно при работе с осадками или смесями осадков и илов, после аэрации смеси подвергают ультрафиолетовому облучению в течение 10-60 с или кальциевый материал перед аэрацией вводят порциями в течение 30 мин от начала аэрации.The technical result is achieved by the fact that 10-25 kg / m 3 of poorly soluble calcium material is preliminarily added to excess sludge or stabilized sediment of primary settling tanks, or to their mixture, the mixture is stirred by aeration for 1-4 hours, and then the phases are separated by settling. Heavy metals are isolated from the aqueous phase by reactive precipitation, or ion exchange, or adsorption. If it is necessary to accelerate the sedimentation, especially when working with precipitation or mixtures of precipitation and silt, after aeration, the mixture is subjected to ultraviolet radiation for 10-60 s or calcium material is introduced in portions within 30 minutes from the start of aeration.
При введении кальциевого материала, например, мела, гипса, фосфата кальция происходит иммобилизация микроорганизмов ила или осадка на твердых частицах, сопровождающаяся замещением тяжелых металлов в микроорганизмах на кальций, адсорбция микрочастиц осадков на частицах кальцийсодержащих материалов, укрупнение и уплотнение частиц, что приводит к интенсификации отстаивания. Перемешивание смесей аэрацией благоприятствует жизнедеятельности микроорганизмов и процессу замещения тяжелых металлов на кальций. Уменьшение дозы материала менее 10 кг/м3 приводит к снижению скорости отстаивания и степени выделения тяжелых металлов из ила или осадка, а дозы выше 25 кг/м3 экономически нецелесообразны. При аэрации менее 1 ч не обеспечивается требуемая степень выделения тяжелых металлов, а продолжительность аэрации свыше 4 ч не приводит к существенному повышению степени выделения металлов.The introduction of calcium material, for example, chalk, gypsum, calcium phosphate, immobilizes sludge or sediment microorganisms on solid particles, accompanied by the replacement of heavy metals in microorganisms by calcium, adsorption of precipitation microparticles on particles of calcium-containing materials, enlargement and compaction of particles, which leads to the intensification of sedimentation . Mixing mixtures by aeration favors the vital activity of microorganisms and the process of replacing heavy metals with calcium. Reducing the dose of the material to less than 10 kg / m 3 leads to a decrease in the settling rate and the degree of release of heavy metals from sludge or sediment, and doses above 25 kg / m 3 are not economically feasible. With aeration of less than 1 h, the required degree of release of heavy metals is not ensured, and the duration of aeration of more than 4 hours does not significantly increase the degree of release of metals.
Увеличение количества выделяемой воды из осадков или илов биологических очистных сооружений происходит при дробном введении кальцийсодержащих материалов, т.е. при делении дозы материала на две и более частей с их подачей в начале процесса аэрации, затем через 15 или 30 мин. Такая подача материала создает лучшие условия для иммобилизации микроорганизмов и адсорбции тонкодисперсных частиц на кальциевом материале. An increase in the amount of released water from sludge or sludge of biological treatment plants occurs with the fractional introduction of calcium-containing materials, i.e. when dividing the dose of the material into two or more parts with their supply at the beginning of the aeration process, then after 15 or 30 minutes. This supply of material creates better conditions for the immobilization of microorganisms and the adsorption of fine particles on calcium material.
При оседании илов и осадков происходит хаотическое движение микроорганизмов, что приводит к неполному выпадению илов и осадков, уменьшению выделения воды. Обработка илов и осадков в смеси с кальцийсодержащим материалом ультрафиолетовым облучением обеспечивает ускоренное отстаивание и рост степени выделения воды, причем при продолжительности УФО менее 10 с должной степени выделения воды не достигается. Увеличение продолжительности УФО более 60 с приводит к глубокому разрушению микроорганизмов, что также не способствует ускорению оседания и полноте выделения воды. Без УФО при введении кальциевых материалов в указанных количествах и аэрации степень выделения воды /обезвоживания ила или осадка/ и скорость отстаивания значительно превышают аналогичные показатели процесса отстаивания /обезвоживания/ без введения материалов, но УФО позволяет достигать более высоких показателей, хотя и требует дополнительных затрат и оборудования. When sedimentation of silts and sediments occurs, the chaotic movement of microorganisms occurs, which leads to incomplete precipitation of silts and precipitation, a decrease in the release of water. The processing of sludge and sediment in a mixture with calcium-containing material by ultraviolet irradiation provides accelerated sedimentation and an increase in the degree of release of water, and with a duration of ultraviolet radiation of less than 10, a proper degree of release of water is not achieved. An increase in the duration of ultraviolet irradiation of more than 60 s leads to the deep destruction of microorganisms, which also does not contribute to the acceleration of subsidence and the completeness of water release. Without UFD, when calcium materials are added in the indicated amounts and aeration, the degree of water evolution / sludge or sludge dewatering / and the settling rate are significantly higher than those of the sedimentation / dehydration process / without the introduction of materials, but UFD can achieve higher values, although it requires additional costs and equipment.
В целом предлагаемое решение позволяет обеспечивать переработку избыточных активных илов, осадков из первичных отстойников биологических очистных сооружений, содержащих тяжелые металлы и утилизацию их в сельском хозяйстве. Предложенный прием обеспечивает увеличение количества выделяемой воды из осадков и илов при простом отстаивании, уменьшение влажности конечных осадков, т.е. уменьшение объема осадков и илов, направляемых на дальнейшую переработку. In general, the proposed solution allows for the processing of excess activated sludge, sludge from primary sedimentation tanks of biological treatment plants containing heavy metals and their disposal in agriculture. The proposed method provides an increase in the amount of released water from sediments and silts with simple sedimentation, a decrease in the moisture content of the final sediments, i.e. reduction of precipitation and sludge sent for further processing.
Пример 1 /таблица: примеры 1-19/. B избыточный активный ил, или стабилизированный осадок первичных отстойников, или в смесь ила и осадка, содержащих повышенное количество тяжелых металлов, объемом 1 дм3 вводили 10 или 25 г кальциевых материалов /мела, гипса или фосфата кальция/, смесь аэрировали в течение 1-4 ч, затем подвергали отстаиванию. Параллельно проводили опыты без введения кальциевых материалов. Эффективность оценивали по остаточному содержанию тяжелых металлов в сухом веществе твердой фазы и объему выделившейся воды в процентах от объема исходной смеси через определенные промежутки времени после начала отстаивания. Результаты приведены в таблице.Example 1 / table: examples 1-19 /. B surplus sludge, precipitate or stabilized primary clarifiers or to the mixture of mud and sludge, containing high amounts of heavy metals, of 1 dm 3 was administered 10 or 25 g calcium materials / chalk, gypsum, or calcium phosphate / aerated mixture for 1- 4 h, then subjected to sedimentation. In parallel, experiments were carried out without the introduction of calcium materials. Efficiency was evaluated by the residual content of heavy metals in the dry matter of the solid phase and the volume of released water as a percentage of the volume of the initial mixture at certain intervals after the start of sedimentation. The results are shown in the table.
Пример 20. В условиях проведения опытов 10-11 и 14-15 /таблица/ кальциевый материал вводили двумя порциями: сначала вносили половину от всей дозы, а вторую половину вносили через 30 мин от начала аэрации. После отстаивания в течение 4 ч в условиях, аналогичных опытам 10-11, объем выделившейся воде возрастал на 6-8%. В условиях, аналогичных опытам 14-15, при дробной подаче кальциевого материала и отстаивании в течение 2-4 ч объем выделенной воды возрастал на 8-4% по сравнению с опытами с единовременной подачей всего материала. Содержание тяжелых металлов в конечной твердой фазе было практически одинаковым с опытами 14-15. Example 20. In the conditions of experiments 10-11 and 14-15 / table / calcium material was introduced in two portions: first half of the entire dose was introduced, and the second half was introduced 30 minutes after the start of aeration. After settling for 4 hours under conditions similar to experiments 10-11, the volume of released water increased by 6-8%. Under conditions similar to
Пример 21. Образцы илов или смесей осадков из первичных отстойников и илов после смешения с мелом и аэрирования в течение 2 ч подвергали ультрафиолетовой обработке в течение 10-60 с и затем отстаивали 2-4 ч. Плотность осадка после ультрафиолетовой обработки возрастала с 1,005 до 1,025-1,015 кг/дм3. Объем выделившейся воды увеличивался, а объем осадка уменьшался. В условиях опытов, аналогичных опытам 8-9 /таблица/, но с УФО смеси в течение 10 с через 2 ч отстаивания объем выделенной вода достигал 12%, а через 4 ч отстаивания уже 32%. При увеличении продолжительности УФО до 60 с объем выделенной воды достигал, соответственно, 35 и 46%. Увеличение продолжительности обработки с 60 до 90 с приводило к снижению объема выделенной воды, в аналогичных условиях, в данных опытах на 5-7%. В опытах, аналогичных опытам 14-15 /таблица/, но с ультрафиолетовой обработкой смеси в течение 10 с и отстаивании 2 ч объем выделенной воды достигал 35%, а за 4 ч отстаивания 48%. При увеличении продолжительности УФО до 60 с объем выделенной воды вырос, соответственно, до 48 и 64%. Опыты проведены при температурах 291-295 К и рH 5,6.Example 21. Samples of sludge or mixtures of sediment from primary sludge and sludge after mixing with chalk and aeration for 2 hours was subjected to ultraviolet treatment for 10-60 seconds and then settled for 2-4 hours. The density of the sediment after ultraviolet treatment increased from 1.005 to 1.025 -1.015 kg / dm 3 . The volume of released water increased, and the volume of sediment decreased. Under the conditions of experiments similar to
Предложенный способ переработки избыточного активного ила и стабилизированных осадков первичных отстойников биологических очистных сооружений, содержащих тяжелые металлы, позволяет облагораживать илы и осадки по содержанию тяжелых металлов, обеспечивать достаточно глубокое обезвоживание твердых фаз простым отстаиванием, существенно уменьшать объемы твердых фаз илов и осадков, подаваемых на последующие операции по конечному обезвоживанию осадков фильтрованием или центрифугированием. Это создает возможность экономичными методами обеспечить условия для последующей утилизации осадков в сельском хозяйстве в качестве органоминерального удобрения, отказаться от складирования их на шламовых полях, что исключит вторичное загрязнение окружающей природной среды. The proposed method for processing excess activated sludge and stabilized sludge from primary clarifiers of biological treatment plants containing heavy metals makes it possible to refine sludge and sludge according to the content of heavy metals, to provide sufficiently deep dehydration of solid phases by simple settling, and to significantly reduce the volume of solid phases of sludge and sludge fed to subsequent operations on the final dewatering of sediments by filtration or centrifugation. This makes it possible by economical methods to provide conditions for the subsequent utilization of sediments in agriculture as organomineral fertilizer, to refuse to store them in sludge fields, which will exclude secondary pollution of the environment.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002108789/15A RU2220923C1 (en) | 2002-04-05 | 2002-04-05 | Method of processing of the redundant active silt containing heavy metals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002108789/15A RU2220923C1 (en) | 2002-04-05 | 2002-04-05 | Method of processing of the redundant active silt containing heavy metals |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002108789A RU2002108789A (en) | 2003-10-27 |
| RU2220923C1 true RU2220923C1 (en) | 2004-01-10 |
Family
ID=32090915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002108789/15A RU2220923C1 (en) | 2002-04-05 | 2002-04-05 | Method of processing of the redundant active silt containing heavy metals |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2220923C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2466105C1 (en) * | 2011-06-08 | 2012-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Method processing sludge residue |
| RU2569533C1 (en) * | 2014-08-26 | 2015-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный архитектурно-строительный университет" | Reagentless method of treatment and decontamination of sewage sludge |
| RU2616078C1 (en) * | 2015-10-13 | 2017-04-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Золотарь" (ООО "Золотарь") | Calcium-containing preparation for compacting and decontaminating sludge sediments and method of processing sludge sediments using thereof |
| RU2708595C1 (en) * | 2019-04-12 | 2019-12-09 | Николай Павлович Хрипач | Method of complex treatment of sewage sludge |
| RU2738715C2 (en) * | 2019-05-13 | 2020-12-15 | Олегс Циркуновс | Modernized method for simultaneous decontamination of sewage sludge and ash to produce a useful substance for construction, agriculture and industry |
-
2002
- 2002-04-05 RU RU2002108789/15A patent/RU2220923C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2466105C1 (en) * | 2011-06-08 | 2012-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Method processing sludge residue |
| RU2569533C1 (en) * | 2014-08-26 | 2015-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный архитектурно-строительный университет" | Reagentless method of treatment and decontamination of sewage sludge |
| RU2616078C1 (en) * | 2015-10-13 | 2017-04-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Золотарь" (ООО "Золотарь") | Calcium-containing preparation for compacting and decontaminating sludge sediments and method of processing sludge sediments using thereof |
| RU2708595C1 (en) * | 2019-04-12 | 2019-12-09 | Николай Павлович Хрипач | Method of complex treatment of sewage sludge |
| RU2738715C2 (en) * | 2019-05-13 | 2020-12-15 | Олегс Циркуновс | Modernized method for simultaneous decontamination of sewage sludge and ash to produce a useful substance for construction, agriculture and industry |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Semerjian et al. | High-pH–magnesium coagulation–flocculation in wastewater treatment | |
| CA3007903C (en) | Recovery of phosphorus compounds from wastewater | |
| Luna et al. | Use of zeolitised coal fly ash for landfill leachate treatment: A pilot plant study | |
| CN1321073C (en) | Safety and ecological natural built-up flocculant, its production and use | |
| RU2220923C1 (en) | Method of processing of the redundant active silt containing heavy metals | |
| US4076620A (en) | Process for the disposal of sewage | |
| Daud et al. | Application of combined filtration and coagulation for semi-aerobic leachate treatment | |
| RU2654969C1 (en) | Method of phosphorus removal from the liquid effluents | |
| CN105174568A (en) | Method used for ultrasonic treatment of waste water | |
| CN108328888A (en) | A method of using flyash to Treatment of Sludge | |
| JP2001205273A (en) | Sewage treatment method and sewage treatment agent | |
| Ketchum Jr et al. | Tertiary chemical treatment for phosphorus reduction using sequencing batch reactors | |
| JPS62237913A (en) | Treating method and treating agent for polluted water | |
| RU2174964C1 (en) | Method of extraction of heavy metals from excessive activated sludge | |
| RU2616078C1 (en) | Calcium-containing preparation for compacting and decontaminating sludge sediments and method of processing sludge sediments using thereof | |
| KR101216412B1 (en) | Advanced treatment utility using high speed precipitation filting method and advanced treatment process using it | |
| CN1295034A (en) | Recovery and treatment method of waste water containing high-concentration benzene dicarboxylic acid | |
| RU2791150C1 (en) | Method for cleaning pig drains | |
| SU842057A1 (en) | Method of treatment of waste water precipitates | |
| JPS6157300A (en) | Treatment of sludge of excretion purification tank | |
| JPS59228993A (en) | High-degree treatment of biological treating water | |
| KR20040099519A (en) | The dehydrated wastewater treatment system from food garbage using modulated a dissolved air floatation system and a electrical reaction apparatus | |
| RU2706971C1 (en) | Method of sewage preparation of pig-breeding complexes for agricultural use | |
| KR20010055559A (en) | A solid and liquid separating method on food dregs by basefing hydrolysis | |
| SU874659A1 (en) | Method of waste water purification |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110406 |