RU2252193C2 - Installation of sewage biological purification - Google Patents

Installation of sewage biological purification Download PDF

Info

Publication number
RU2252193C2
RU2252193C2 RU2002122354A RU2002122354A RU2252193C2 RU 2252193 C2 RU2252193 C2 RU 2252193C2 RU 2002122354 A RU2002122354 A RU 2002122354A RU 2002122354 A RU2002122354 A RU 2002122354A RU 2252193 C2 RU2252193 C2 RU 2252193C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stage
sludge
sewage
steps
thin
Prior art date
Application number
RU2002122354A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002122354A (en
Inventor
Н.И. Куликов (RU)
Н.И. Куликов
И.И. Рождов (RU)
И.И. Рождов
Людмила Николаевна Приходько (UA)
Людмила Николаевна Приходько
Original Assignee
ООО "Фирма "Экос"
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 ООО "Фирма "Экос" filed Critical ООО "Фирма "Экос"
Priority to RU2002122354A priority Critical patent/RU2252193C2/en
Publication of RU2002122354A publication Critical patent/RU2002122354A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2252193C2 publication Critical patent/RU2252193C2/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

  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)

Abstract

FIELD: sewage biological purification equipment.
SUBSTANCE: the invention is pertaining to installations of household and similar industrial sewage biological purification and may be used in a municipal economy and at industrial enterprises. Installation of sewage biological purification consists of: a tank divided by partitions into steps, sections, chambers of steps of bioreactors; systems for sewage feeding, distributing and withdrawing; a system of recirculation of sludge mixtures; a system of air supply; thin-layer pulsed silt master units, a filamentary nozzle for retaining of hydrocoles; communications for sewage settlings separation from the sewage biological purification installation. The tank is made three-staged with the different size steps. The second stage is twice as large as the first one, and the third stage by one third exceeds the first step. The first and the second steps are supplied with chambers of the thin-layer pulsed silt master units. The dimensions of a thin-layer pulsed silt master unit in the first step are in one and a half times less than the similar units in the second step. In essence the first step is made as an ideal mixer, and the second and the third steps - largely as displacers. The nozzle is located in the second and third steps. Communications for withdrawal of the sewage settlings beyond the limits of the installation are placed exclusively in the third step. The technical effect is an increase of efficiency of removal from the sewage of phosphorus and nitrogen, a multiple decrease of the specific volume of tanks, a decrease of power input and simplification of operation.
EFFECT: the invention ensures increased efficiency of removal from the sewage of phosphorus and nitrogen, a multiple decrease of the specific volume of tanks, decreased power input and simplification of operation.
3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам биологической очистки бытовых и близким к ним по составу промышленных сточных вод и может быть использовано в коммуникационном хозяйстве и на промышленных предприятиях.The invention relates to devices for biological treatment of household and close to them in the composition of industrial wastewater and can be used in communication facilities and industrial enterprises.

Известны устройства для биологической очистки сточных вод [1], в которых сточная жидкость, освобожденная от крупных механических примесей прореживанием и отстаиванием в песколовках, направляется на обработку свободноплавающим активным илом, возвращаемым после последующего отстаивания иловой смеси на повторное использование. Известные устройства гарантируют удаление биологическим путем с удаляемыми осадками не более 30% фосфора, до 70% азота, требуют емкости резервуаров для очистки сточных вод до 1 м33 сточных вод (относительно суточного расхода) и не менее 0,5 кВт-час электроэнергии на 1 м3 сточных вод. Такие параметры работы установок не удовлетворяют современным требованиям как по степени очистки, так и по капиталовложениям и эксплуатационным затратам.Known devices for biological wastewater treatment [1], in which the wastewater freed from large mechanical impurities by thinning and settling in the sand traps is sent for treatment with free-floating activated sludge returned after subsequent sedimentation of the sludge mixture for reuse. Known devices guarantee biological removal with removable sediments of not more than 30% phosphorus, up to 70% nitrogen, require a tank capacity for wastewater treatment up to 1 m 3 / m 3 wastewater (relative to daily consumption) and at least 0.5 kWh electricity per 1 m 3 of wastewater. Such parameters of the operation of the plants do not meet modern requirements both in terms of purification, and in terms of investment and operating costs.

Наиболее близким по технической сущности к устройству, которое заявляется, является установка для биохимической очистки сточных вод [2], включающая резервуар, поделенный вертикальными перегородками на секции и отсеки многоступенчатого биореактора, системы коммуникаций для подвода, распределения и отвода сточных вод, рециркуляции иловых смесей, подвода воздуха, оборудования для разделения разбавленных иловых смесей, волокнистую насадку для удерживания иммобилизованных гидробионтов, тонкослойные пульсационные илоотделители и приспособления к ним, обеспечивающие пульсацию уровня воды.The closest in technical essence to the device that is claimed is a plant for biochemical wastewater treatment [2], including a tank divided by vertical partitions into sections and compartments of a multi-stage bioreactor, communication systems for supplying, distributing and discharging wastewater, recirculation of silt mixtures, air supply, equipment for the separation of diluted sludge mixtures, a fibrous nozzle for holding immobilized hydrobionts, thin-layer pulsation sludge separators and devices accretion to them, providing pulsation of the water level.

Установка обеспечивает некоторое уменьшение объема резервуара, но не позволяет повысить эффективность удаления азота и фосфора, упростить эксплуатацию и уменьшить удельные энергозатраты, существенно уменьшить удельный объем сооружений на единицу объема очищаемых сточных вод.The installation provides a slight decrease in the volume of the tank, but does not improve the efficiency of nitrogen and phosphorus removal, simplify operation and reduce specific energy consumption, significantly reduce the specific volume of facilities per unit volume of treated wastewater.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования установки для биохимической очистки сточных вод, в которой резервуар, поделенный перегородками на ступени, секции и отсеки, имеющий тонкослойные пульсационные илоотделители, волокнистую насадку для удерживания гидробионтов, системы коммуникаций для подвода, распределения и отвода сточных вод, рециркуляции иловых смесей, подвода воздуха и отвода накапливающегося избыточного осадка на сгущение и последующее обезвоживание, выполняется трехступенчатым с разновеликими ступенями, на первой и второй ступенях с тонкослойными пульсационными илоотделителями, в первой ступени идеальным смесителем, во второй и третьей ступенях - вытеснителями, с отводом осадка исключительно из третьей ступени, чем обеспечивается увеличение эффективности удаления из сточных вод фосфора и азота, многократное уменьшение удельного объема емкостей установки, снижение энергоемкости и упрощение эксплуатации.The basis of the invention is the task of improving the installation for biochemical wastewater treatment, in which a tank divided by partitions into steps, sections and compartments having thin-layer pulsation sludge separators, a fiber nozzle for holding hydrobionts, a communication system for supplying, distributing and discharging wastewater, sludge recycling mixtures, air supply and removal of accumulating excess sludge to thicken and subsequent dehydration, is performed in three stages with different levels , at the first and second stages with thin-layer pulsating sludge separators, in the first stage with an ideal mixer, in the second and third stages with displacers, with the removal of sludge exclusively from the third stage, which ensures an increase in the efficiency of removal of phosphorus and nitrogen from wastewater, a multiple decrease in the specific volume of containers installation, reducing energy consumption and simplifying operation.

Поставленная задача решается тем, что установка биологической очистки сточных вод в соответствии с изобретением включает резервуар, поделенный перегородками на ступени и секции, и отсеки ступеней биореакторов, системы коммуникаций для подвода, распределения и отвода сточных вод, рециркуляции иловых смесей, подвода воздуха, тонкослойные пульсационные илоотделители, волокнистую насадку для удержания гидробионтов, коммуникации для выведения осадков сточных вод из очистной установки. Резервуар выполнен трехступенчатым с разновеликими ступенями, причем вторая ступень вдвое больше первой, а третья ступень на треть больше первой; первая и вторая ступени снабжены отсеками тонкослойных пульсационных илоотделителей, при этом размеры тонкослойного пульсационного илоотделителя в первой ступени в полтора раза меньше, чем во второй ступени; по форме первая ступень выполнена идеальным смесителем, а вторая и третья ступени в значительной степени вытеснителями; насадка помещена во второй и третьей ступенях, а коммуникации для выведения осадков сточных вод за пределы установки предусмотрены исключительно в третьей ступени.The problem is solved in that the biological wastewater treatment plant in accordance with the invention includes a reservoir divided by partitions into steps and sections, and compartments of bioreactor steps, communication systems for supplying, distributing and discharging wastewater, recirculation of silt mixtures, air supply, thin-layer pulsation sludge separators, a fiber nozzle for holding hydrobionts, communications for removing sewage sludge from a treatment plant. The tank is made in three stages with different-sized steps, with the second stage being twice as large as the first, and the third stage being one third more than the first; the first and second stages are equipped with compartments of thin-layer pulsation sludge separators, while the dimensions of the thin-layer pulsation sludge separator in the first stage are one and a half times smaller than in the second stage; in shape, the first stage is made by an ideal mixer, and the second and third stages are largely displaced; the nozzle is placed in the second and third stages, and communications for removing sewage sludge outside the installation are provided exclusively in the third stage.

Проведенные патентные исследования показали, что ни в патентной, ни в научно-технической литературе нет сведений про установки биологической очистки сточных вод таким способом, какой охарактеризован в формуле изобретения, что дает основания утверждать, что предлагаемая установка отвечает критерию “новизна”.Patent studies have shown that neither the patent nor the scientific and technical literature contain information about the biological wastewater treatment plant in the manner described in the claims, which suggests that the proposed installation meets the criterion of “novelty”.

Сравнительный анализ приспособлений, что используются в известных технических решениях и в том числе в прототипе, показал на существенные признаки, отличающие предлагаемое решение.A comparative analysis of devices that are used in well-known technical solutions, including in the prototype, showed significant features that distinguish the proposed solution.

Преимущества, что достигаются, свидетельствуют о том, что задачи, которые решаются, выполнены на изобретательском уровне, поскольку оно не вытекает очевидно из известных в данной области техники решений и поэтому отвечает критерию патентоспособности “изобретательский уровень”.The advantages that are achieved indicate that the tasks that are being solved are performed at the inventive step, since it does not follow obviously from solutions known in the art and therefore meets the patentability criterion of “inventive step”.

Предлагаемая установка поясняется чертежами, где на фиг.1 - очистная установка биологической очистки сточных вод, фиг.2 - зависимость содержания фосфора в сухом веществе ила от суточной нагрузки по БПКполн, фиг.3 - зависимость выноса взвешенных веществ ила от скорости протока сточных вод в тонкослойном пульсационном илоотделителе.The proposed installation is illustrated by drawings, where in Fig. 1 is a biological wastewater treatment plant, Fig. 2 is the dependence of the phosphorus content in the dry sludge matter on the daily load according to BOD in full , Fig. 3 is the dependence of the removal of suspended solids from sludge flow rate in a thin layer pulsation sludge separator.

Установка биологической очистки сточных вод состоит из прямоугольного резервуара 1, лотка 2 впуска сточных вод в первую 3 ступень очистки сточных вод, снабженную отсеком с тонкослойным пульсационным илоотделителем 4. В первой 3 ступени биореакторов по днищу размещены барботеры 5 для аэрации иловой смеси. Из поддона тонкослойного пульсационного илоотделителя 4 ил отводится эрлифтом 6 к месту впуска сточных вод в ступень 3. Частично очищенная сточная жидкость из илоотделителя 4 по лотку 7 отводится во вторую 8 ступень. Вторая ступень 8 представляет собой двухкоридорный аэротенк. По днищу аэротенка расположены барботеры 5. В конце второго коридора аэротенка расположен тонкослойный пульсационный илоотделитель 9, разделяющий иловую смесь аэротенка на два потока. Один поток эрлифтом 10 перекачивает иловую смесь через перегородку 11 на вход первого коридора аэротенка к месту подвода лотком 7 сточной жидкости из первой 3 ступени биореакторов. Второй поток по лотку 12 отводится отводит сточную жидкость в третью 13 ступень, поделенную перегородкой 14 на две параллельно работающие секции. Третья ступень 13 биореакторов и второй коридор второй 8 ступени оснащены волокнистой насадкой 15 в виде поперечных завес на всю глубину воды в резервуаре.The biological wastewater treatment plant consists of a rectangular tank 1, a wastewater inlet tray 2 into the first 3 wastewater treatment stages, equipped with a compartment with a thin-layer pulsating sludge separator 4. In the first 3 stages of the bioreactors, bubblers 5 for aeration of the sludge mixture are placed on the bottom. From the pallet of the thin-layer pulsating sludge separator 4, sludge is discharged by airlift 6 to the place of wastewater inlet to stage 3. Partially purified sewage liquid from the sludge separator 4 through the tray 7 is discharged to the second 8 stage. The second stage 8 is a two-corridor aeration tank. There are bubblers 5 located on the bottom of the aeration tank. At the end of the second aeration tank corridor there is a thin-layer pulsating desilter 9 separating the sludge mixture of the aeration tank into two streams. One stream airlift 10 pumps the sludge mixture through the partition 11 to the entrance of the first aeration tank corridor to the place where the tray 7 supplies the waste fluid from the first 3 stages of bioreactors. The second stream along the tray 12 is discharged discharges waste fluid into the third 13th stage, divided by a partition 14 into two parallel working sections. The third stage 13 bioreactors and the second corridor of the second 8 stages are equipped with a fibrous nozzle 15 in the form of transverse curtains to the entire depth of the water in the tank.

По днищу резервуара 1 в третьей 13 ступени биореакторов смонтирована гидромеханизированная система коммуникаций 16 для выведения осадков сточных вод из резервуара 1 на сгущение и обезвоживание. По днищу резервуара 1 в третьей 13 ступени уложены барботеры 5 аэрации.A hydromechanized communication system 16 is mounted on the bottom of tank 1 in the third 13th stage of bioreactors to remove wastewater sludge from tank 1 for thickening and dehydration. On the bottom of the tank 1 in the third 13 steps, 5 aeration bubblers are laid.

Установка биологической очистки сточных вод работает следующим образом.Installation of biological wastewater treatment is as follows.

Сточная жидкость поступает по лотку 2 в резервуар 1, в его первую 1 ступень, выполненную идеальным смесителем. Расположенный в первой 3 ступени тонкослойный пульсационный илоотделитель 4 разделяет взвешенные вещества сточных вод с нарастающим на них гетеротрофным бактериальным биоценозом от сточной жидкости и эрлифтом 6 возвращает непрерывно на смешение с потоком поступающей по лотку 2 сточной жидкостью. Воздух, подаваемый по барботерам 5 аэрации, постоянно перемешивает сточную жидкость и иловую смесь из эрлифта 6, одновременно внося кислород для потребностей окислительных процессов. Отделившаяся от основной массы взвешенных веществ в илоотделителе 4 сточная жидкость по лотку 7 перетекает во вторую 8 ступень биореакторов. Вторая 8 ступень также снабжена барботерами 5 аэрации и имеет тонкослойный пульсационный илоотделитель 9, обеспечивающий разделение сточной жидкости и свободноплавающего активного ила. При этом активный ил эрлифтом 10 через продольную вертикальную перегородку 11 подается к месту ввода во вторую 8 ступень сточной жидкости лотком 7, смесь активного ила и сточной жидкости непрерывно аэрируется и движется за счет струенаправляющих поверхностей ограждающей стены и продольной вертикальной перегородки 11 к входу в сборный лоток илоотделителя 9. Обработанная активным илом второй ступени 8 и прикрепленным на насадке 15 биоценозом сточная жидкость по лотку 12 самотеком перетекает в третью 13 ступень биореакторов. Третья 13 ступень поделена вертикальной перегородкой 14 на две параллельно работающие секции и оснащена поперечными завесами, выполненными из волокнистой насадки 15. Живущие на волокнистой насадке гидробионты (фильтраторы и седиминтаторы) выедают выносимый из второй 8 ступени активный ил, задерживаемый завесами из волокнистой насадки 15 за счет сил электростатического притяжения, минерализуют и в виде фекалий и псевдофекалий выбрасывают в очищаемую воду. Ввиду того, что между завесами имеются неаэрируемые зоны, фекалии и псевдофекалии оседают на дно. Поочередным задействованием гидромеханизированной системы коммуникаций 16 осадок из параллельно работающих секций выводится за пределы резервуара 1 на сгущение и обезвоживание. Очищенная сточная жидкость по лотку 17 отводится на обеззараживание.Wastewater flows through tray 2 into reservoir 1, into its first 1 stage, made by an ideal mixer. Located in the first 3 stages, a thin-layer pulsating sludge separator 4 separates suspended wastewater substances with a growing heterotrophic bacterial biocenosis from the wastewater and airlift 6 returns it continuously to mix with the flow of wastewater entering the tray 2. The air supplied through the aeration bubblers 5 constantly mixes the waste fluid and the sludge mixture from the airlift 6, while simultaneously introducing oxygen for the needs of the oxidation processes. Separated from the main mass of suspended solids in the sludge separator 4, the waste fluid flows through the tray 7 into the second 8 stage of the bioreactors. The second 8 stage is also equipped with aeration bubblers 5 and has a thin-layer pulsating sludge separator 9, which ensures the separation of waste fluid and free-floating activated sludge. At the same time, activated sludge with airlift 10 is fed through the longitudinal vertical partition 11 to the place where the wastewater is introduced into the second 8th stage by the tray 7, the mixture of activated sludge and wastewater is continuously aerated and moves due to the directional surfaces of the enclosing wall and the longitudinal vertical partition 11 to the entrance to the collecting tray sludge separator 9. Wastewater treated by activated sludge of the second stage 8 and attached to the nozzle 15 by a biocenosis through a tray 12 by gravity flows into the third 13 stage of bioreactors. The third 13th stage is divided by a vertical partition 14 into two parallel working sections and is equipped with transverse curtains made of fibrous nozzle 15. The hydrobionts living on the fibrous nozzle (filtrators and sedimentators) eat activated sludge carried out from the second 8th stage, delayed by the curtains of the fibrous nozzle 15 due to forces of electrostatic attraction, mineralize and in the form of feces and pseudofecals are thrown into the purified water. Due to the fact that there are non-aerated zones between the curtains, feces and pseudo-feces settle to the bottom. By alternately activating the hydromechanized communications system, 16 sludge from parallel sections is discharged outside the reservoir 1 for thickening and dehydration. The purified wastewater on the tray 17 is discharged for disinfection.

Соотношение размеров трех ступеней относительно друг друга обусловлено следующими обстоятельствами. Экспериментально установлено (фиг.2), что с увеличением суточной нагрузки на биоценоз свободноплавающих микроорганизмов по количеству легкоусваиваемых органических веществ ферментная система гетеротрофных бактерий изменяется по составу, в ней возрастает содержание АТФ (аденозингрифосфорная кислота) и белковое вещество бактерий становится более насыщено фосфором. Уже при нагрузке 1 кг БПКп/кг беззольного вещества микроорганизмов в сутки содержание фосфора в белковой системе ила увеличивается до 30 мг фосфора на 1000 мг сухого вещества ила, в то время как у илов традиционных аэротенков, работающих с традиционными нагрузками 0,2-0,6 кг БПКп/кг беззольного вещества в сутки, содержание фосфора находится в пределах 10-12 мг Р/г сухого вещества.The ratio of the sizes of the three steps relative to each other is due to the following circumstances. It was experimentally established (Fig. 2) that with an increase in the daily load on the biocenosis of free-floating microorganisms by the amount of easily digestible organic substances, the enzyme system of heterotrophic bacteria changes in composition, the content of ATP (adenosine triphosphoric acid) increases and the protein substance of bacteria becomes more saturated with phosphorus. Already at a load of 1 kg BODP / kg of ash-free substance of microorganisms per day, the phosphorus content in the protein system of sludge increases to 30 mg of phosphorus per 1000 mg of dry sludge, while in sludges of traditional aeration tanks working with traditional loads of 0.2-0, 6 kg BOD p / kg ash-free substance per day, the phosphorus content is in the range of 10-12 mg R / g dry matter.

Ввиду изложенного в первой ступени необходимо обеспечить время пребывания сточных вод и биомассу гетеротрофного ила, соответствующую нагрузке по органическим веществам на биомассу ила на уровне 1000 мг БПКп/г беззольного вещества в сутки. Величину биомассы ила в ступени обеспечивает тонкослойный пульсационный илоотделитель и производительность эрлифта, откачивающего ил из поддона илоуплотнителя. Безусловно, имеют значение и седиментационные свойства высоконагруженного гетеротрофного ила в первой ступени. Опыт эксплуатации экспериментальных очистных установок показал, что иловый индекс высоконагруженного гетеротрофного ила находится в пределах 90-100 мл/г. Следовательно, для поддержания в ступени биомассы ила в концентрации около 3 кг/м3 по сухому веществу, что соответствует возможности системы аэрации по внесению кислорода на окислительные процессы, учитывая более высокую окислительную мощность 1 кг беззольного вещества ила в единицу времени, почти вдвое превышающую окислительную мощность ила традиционных аэротенков, работающих с вышеуказанными традиционными нагрузками, потребуется рециркуляция эрлифтом не менее 50-60% расчетного расхода сточных вод. Если учесть, что в бытовых сточных водах около половины растворенных органических примесей являются легкоокисляемыми и могут быть утилизированы в первой ступени при удельных скоростях вдвое больших, чем во второй ступени, то при объеме второй ступени вдвое большем, чем первой ступени, и при равных концентрациях биомассы гидробионтов в этих ступенях нагрузка на ил второй ступени будет в 4 раза меньше, чем на ил в первой ступени, а необходимо иметь нагрузку меньше в 5 раз. Для снижения нагрузки следует либо увеличить биомассу ила во второй ступени либо увеличить объем ступени, что противоречит поставленной в изобретении задаче. Увеличение биомассы ила сверх 3 кг/м3 также нецелесообразно, поскольку резко ухудшается доля активно работающих микроорганизмов. Отсюда разницу в нагрузке на ил в 5 раз следует осуществлять за счет снижения биомассы бактерий в первой ступени. Кроме того, прирост ила в первой ступени целиком зависит от концентрации взвешенных веществ в поступающей на очистку сточной жидкости, поскольку гетеротрофные бактерии быстрорастущего ила растут исключительно на взвешенных веществах, но взвешенные вещества не утилизируют ввиду наличия более легко окисляемых веществ в растворенном виде. А прирастая на взвесях, они увеличивают вес взвесей, способствуют ввиду наличия слизей их биофлокуляции и хорошим седиментационным свойствам. Следовательно, вынос взвесей из илоотделителя первой ступени должен быть большим, чем из илоотделителя второй ступени, поскольку во второй ступени вследствие жизнедеятельности простейших и мелких животных третьего трофического уровня, а также отчасти деятельности гетеротрофных бактерий, выедающих трудноокисляемые вещества взвесей, концентрация взвешенных веществ должна снизится, хотя и незначительно. Седиментационные свойства илов первой и второй ступеней практически одинаковы, поэтому размеры модулей диктуются исключительно нагрузками на илы. А поскольку нагрузка на ил первой ступени должна быть не менее чем в 5 раз больше, чем на ил второй ступени, то модуль илоотделителя первой ступени должен быть уменьшен в полтора раза по сравнению с модулем илоотделителя второй ступени.In view of the above, it is necessary to ensure the residence time of wastewater and the biomass of heterotrophic sludge, corresponding to the load of organic substances on the biomass of sludge at the level of 1000 mg BOD p / g ashless substance per day. The sludge biomass value in the stage is ensured by a thin-layer pulsating sludge separator and airlift productivity, pumping sludge from the sludge trap. Of course, the sedimentation properties of highly loaded heterotrophic sludge in the first stage are also important. The operating experience of experimental treatment plants showed that the sludge index of highly loaded heterotrophic sludge is in the range of 90-100 ml / g. Therefore, to maintain the sludge in the biomass stage at a concentration of about 3 kg / m 3 on dry matter, which corresponds to the ability of the aeration system to introduce oxygen to oxidative processes, given the higher oxidative power of 1 kg of ash-free sludge material per unit time, almost twice the oxidizing the sludge capacity of traditional aeration tanks operating with the above traditional loads, airlift recycling of at least 50-60% of the estimated wastewater flow rate will be required. If we take into account that about half of the dissolved organic impurities in domestic wastewater are easily oxidized and can be disposed of in the first stage at specific speeds twice as high as in the second stage, then with a volume of the second stage twice as large as the first stage, and with equal biomass concentrations hydrobionts in these stages, the load on the sludge of the second stage will be 4 times less than the sludge in the first stage, and it is necessary to have a load less than 5 times. To reduce the load, one should either increase the biomass of sludge in the second stage or increase the volume of the stage, which contradicts the task of the invention. An increase in sludge biomass in excess of 3 kg / m 3 is also impractical, since the proportion of actively working microorganisms is sharply deteriorating. Hence, the difference in sludge load by 5 times should be made by reducing the biomass of bacteria in the first stage. In addition, the growth of sludge in the first stage depends entirely on the concentration of suspended solids in the effluent supplied to the treatment, since heterotrophic bacteria of fast-growing sludge grow exclusively on suspended solids, but suspended solids are not disposed of because of the presence of more easily oxidized substances in dissolved form. And growing on suspensions, they increase the weight of suspensions, due to the presence of mucus, they contribute to their biofloculation and good sedimentation properties. Consequently, the removal of suspensions from the desilter of the first stage should be greater than from the desilter of the second stage, since in the second stage, due to the vital activity of protozoa and small animals of the third trophic level, as well as partly the activity of heterotrophic bacteria eating out difficultly oxidized substances of suspensions, the concentration of suspended substances should decrease, albeit slightly. The sedimentation properties of the sludges of the first and second stages are almost identical, therefore, the dimensions of the modules are dictated exclusively by the loads on the sludge. And since the load on the sludge of the first stage should be no less than 5 times greater than on the sludge of the second stage, the module of the desilter of the first stage should be reduced by one and a half times in comparison with the module of the desilter of the second stage.

На фиг.3 показано влияние скорости протока очищаемой сточной жидкости между пластин тонкослойного модуля на вынос взвешенных веществ с осветляемой сточной жидкостью. При равенстве расходов сточной жидкости на илоотделителях первой и второй ступени вынос взвешенных веществ из илоотделителей первой ступени обязательно будет больше выноса взвешенных веществ из илоотделителей второй ступени, поэтому в первой ступени концентрация ила обязательно будет ниже, чем концентрация ила во второй ступени. А, следовательно, всегда будет соблюдаться соотношение нагрузок на ил первой и второй ступеней.Figure 3 shows the effect of the flow velocity of the cleaned wastewater between the plates of the thin-layer module on the removal of suspended solids with clarified wastewater. If the flow rates of wastewater are equal at the first and second stage sludge separators, the removal of suspended solids from the first stage sludge separators will necessarily be greater than the removal of suspended solids from the second stage sludge separators, therefore, in the first stage the sludge concentration will necessarily be lower than the concentration of sludge in the second stage. And, therefore, the ratio of loads on the sludge of the first and second stages will always be respected.

Первая ступень выполнена идеальным смесителем потому, что целесообразно при малой продолжительности пребывания сточных вод в ступени максимально быстро разбавить порцию поступающей воды, снизить возможно имеющуюся в ней токсичность и тем самым создать благоприятные условия для жизнедеятельности гетеротрофных бактерий. Вторая ступень, наоборот, должна быть выполнена максимально вытеснителем, так как в ней должны пройти и процессы денитрификации с задействованием гетеротрофных бактерий - денитрификаторов (в этой зоне в воде нужно поддерживать минимальную концентрацию растворенного кислорода), и процессы нитрификации с задействованием автотрофных бактерий (в этой зоне в воде необходимо поддерживать концентрацию растворенного кислорода не ниже 4 мг О2/л), и процессы выедания бактерий простейшими. Для этого вторая ступень поделена продольной перегородкой на длинный коридор с поперечной циркуляцией иловой смеси за счет специального расположения по дну барботеров аэрации и насадкой для удерживания нитрификаторов. В смесителе одновременно все требования условиям работы микроорганизмов различных направлений создать невозможно. Ни в первой, ни во второй ступенях биореакторов не предусмотрено выведение прирастающей биомассы илов на сгущение и обезвоживание, поскольку в иле содержится еще достаточно много органических веществ, зольность взвесей не превышает 30%, они загнивают в течение суток.The first stage is made by an ideal mixer because it is advisable to dilute the portion of the incoming water as quickly as possible with a short duration of the wastewater stay in the stage, reduce the toxicity present in it, and thereby create favorable conditions for the life of heterotrophic bacteria. The second stage, on the contrary, should be performed as a displacer as much as possible, since it must undergo denitrification processes involving heterotrophic bacteria - denitrifiers (in this zone, a minimum concentration of dissolved oxygen must be maintained in water) and nitrification processes involving autotrophic bacteria (in this zone in water, it is necessary to maintain the concentration of dissolved oxygen not lower than 4 mg O 2 / l), and the processes of bacteria eating up the simplest. For this, the second stage is divided by a longitudinal partition into a long corridor with transverse circulation of the sludge mixture due to the special arrangement along the bottom of the aeration bubblers and a nozzle for holding nitrificators. In the mixer at the same time all the requirements for the working conditions of microorganisms of various directions cannot be created. Neither the first nor the second steps of the bioreactors provide for the removal of incremental sludge biomass for condensation and dehydration, since the sludge still contains a lot of organic substances, the ash content of the suspension does not exceed 30%, they rot during the day.

А между тем при переходе биомассы по трофическим уровням не происходит потери биогенных элементов, входящих в структуру белковых веществ микроорганизмов, потеря фосфора наблюдается при задействовании гидролитических бактерий, питающихся биоценозом активного ила в аэробных минерализаторах, либо в метантенках или других модификациях анаэробных биореакторов.Meanwhile, when biomass moves along trophic levels, there is no loss of biogenic elements included in the structure of protein substances of microorganisms, phosphorus loss is observed when hydrolytic bacteria that feed on activated sludge biocenosis in aerobic mineralizers, or in digesters or other modifications of anaerobic bioreactors, are involved.

Насадка во второй ступени необходима для удерживания медленнорастущих нитрификаторов.The nozzle in the second stage is necessary to hold slowly growing nitrifying agents.

Третья ступень должна быть выполнена на треть больше первой и обязательно вытеснителем потому, что в ней нужно обеспечить задержание вынесенных из второй ступени взвешенных веществ активного ила, их минерализацию фильтраторами - седиментаторами и транспортирование фекалей и псевдофекалей этих гидробионтов на дно резервуара в третьей ступени.The third stage should be performed one third more than the first one, and it is necessary to have a displacer because it is necessary to ensure the suspension of suspended sludge from the second stage, their mineralization by filtering sedimentators, and the transportation of feces and pseudo-faecals of these hydrobionts to the bottom of the tank in the third stage.

Если третья ступень не будет вытеснителем, то не будет гарантии протекания последовательно всех трех этапов, неминерализованные частицы ила могут сразу подойти к лотку вывода очищенных сточных вод из третьей ступени, то есть это очевидное условие, а вот размер ступени и форма размещения волокнистой насадки, делающая ступень вытеснителем, обоснованы на основании апробирования большого количества вариантов технических решений размещения насадки и создания условий для активной жизнедеятельности гидробионтов - седиментаторов. Плотность посадки гидробионтов на волокнистой насадке, интенсивность циркуляции очищаемой сточной жидкости за счет организации воздушных потоков параллельно с завесами из насадки, количество завес соизмерялись с количеством покупающих со стоками за сутки взвешенных веществ, и это послужило основанием для выбора соотношения.If the third stage is not a displacer, then there will be no guarantee that all three stages will proceed sequentially, non-mineralized sludge particles can immediately come to the tray for the treatment of treated wastewater from the third stage, that is, this is an obvious condition, but the size of the stage and the form of placement of the fibrous nozzle, making stage displacer, justified on the basis of testing a large number of options for technical solutions for placing nozzles and creating conditions for the active life of hydrobionts - sedimentators. The density of planting of hydrobionts on the fiber nozzle, the intensity of circulation of the wastewater being cleaned due to the organization of air flows in parallel with the curtains of the nozzle, the number of curtains was commensurate with the number of suspended solids purchased with drains per day, and this served as the basis for choosing the ratio.

Упрощение эксплуатации очистной установки достигается тем, что осадок выводится только из одной ступени и уже не нуждается в дополнительной минерализации.Simplification of the operation of the treatment plant is achieved by the fact that the sludge is removed from only one stage and no longer needs additional mineralization.

Снижение объемов емкостных сооружений достигается за счет использования трех ступеней и тонкослойных илоотделителей и исключения минерализатора осадков.The reduction in the volume of capacitive structures is achieved through the use of three stages and thin-layer sludge separators and the elimination of a precipitating mineralizer.

Снижение энергозатрат достигнуто за счет уменьшения потребности в воздухе ввиду отсутствия отдельного минерализатора осадков сточных вод.The reduction in energy costs was achieved by reducing the need for air due to the lack of a separate mineralizer for sewage sludge.

Источники информацииSources of information

1. Инженерное оборудование зданий и сооружений. Энциклопедия. Главный редактор Яковлев С.В. М.: Стройиздат, 1994, с.453-456.1. Engineering equipment of buildings and structures. Encyclopedia. Editor-in-chief Yakovlev S.V. M .: Stroyizdat, 1994, p. 453-456.

2. Патент RU 2183592, МПК С 02 F 3/02, опубл. 2002.2. Patent RU 2183592, IPC C 02 F 3/02, publ. 2002.

Claims (1)

Установка биологической очистки сточных вод, включающая резервуар, поделенный перегородками на ступени и секции, и отсеки ступеней биореакторов, системы коммуникаций для подвода, распределения и отвода сточных вод, рециркуляции иловых смесей, подвода воздуха, тонкослойные пульсационные илоотделители, волокнистую насадку для удержания гидробионтов, коммуникации для выведения осадков сточных вод из очистной установки, отличающаяся тем, что резервуар выполнен трехступенчатым с разновеликими ступенями, причем вторая ступень вдвое больше первой, а третья ступень на треть больше первой; первая и вторая ступени снабжены отсеками тонкослойных пульсационных илоотделителей, при этом размеры тонкослойного пульсационного илоотделителя в первой ступени в полтора раза меньше, чем во второй ступени; по форме первая ступень выполнена идеальным смесителем, а вторая и третья ступени в значительной степени вытеснителями; насадка помещена во второй и третьей ступенях; коммуникации для выведения осадков сточных вод за пределы установки предусмотрены исключительно в третьей ступени.Biological wastewater treatment plant, including a tank divided by partitions into steps and sections, and bioreactor stage compartments, communication systems for supplying, distributing and discharging wastewater, sludge recirculation, air supply, thin-layer pulsed sludge separators, fiber nozzle for holding hydrobionts, communications for removing sewage sludge from a treatment plant, characterized in that the tank is made in three stages with different-sized steps, the second stage being twice as large e first, and the third step is one third more than the first; the first and second stages are equipped with compartments of thin-layer pulsation sludge separators, while the dimensions of the thin-layer pulsation sludge separator in the first stage are one and a half times smaller than in the second stage; in shape, the first stage is made by an ideal mixer, and the second and third stages are largely displaced; the nozzle is placed in the second and third steps; communications for the removal of sewage sludge outside the installation are provided exclusively in the third stage.
RU2002122354A 2002-08-16 2002-08-16 Installation of sewage biological purification RU2252193C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002122354A RU2252193C2 (en) 2002-08-16 2002-08-16 Installation of sewage biological purification

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002122354A RU2252193C2 (en) 2002-08-16 2002-08-16 Installation of sewage biological purification

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002122354A RU2002122354A (en) 2004-02-20
RU2252193C2 true RU2252193C2 (en) 2005-05-20

Family

ID=35820826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002122354A RU2252193C2 (en) 2002-08-16 2002-08-16 Installation of sewage biological purification

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2252193C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2563503C2 (en) * 2010-01-28 2015-09-20 Курт ИНГЕРЛЕ Method and device for biological treatment of effluents

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Я.А.КАРЕЛИН и др. Очистка производственных сточных вод в аэротенках. – М.: Стройиздат, 1973, с.200-214. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2563503C2 (en) * 2010-01-28 2015-09-20 Курт ИНГЕРЛЕ Method and device for biological treatment of effluents

Also Published As

Publication number Publication date
RU2002122354A (en) 2004-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6555002B2 (en) Apparatus and method for wastewater treatment with enhanced solids reduction (ESR)
CN114291964B (en) Sewage treatment system and method for denitrification and phosphorus recovery
WO1998017583A1 (en) Aeration tank of organic waste liquor and aeration apparatus using the tank
US7022237B2 (en) Aerobic wastewater management system, apparatus, and method
RU2252193C2 (en) Installation of sewage biological purification
KR20030059178A (en) Apparatus and method for wastewater treatment with enhanced solids reduction(ESR)
WO2013041893A1 (en) Modified continuous flow sequencing batch reactor and a method for treating waste water
RU2220918C1 (en) Installation for fine biological purification of sewage
WO2021165980A1 (en) A multi-zone attached growth batch bio-reactor & method of biological treatment of domestic wastewater
CN101279809B (en) Biological filler shimmying-bed
RU2209778C1 (en) Unit for biological purification of sewage water
RU52845U1 (en) BIOLOGICAL WASTE WATER TREATMENT PLANT
RU2597082C1 (en) Plant for biological treatment of waste water
RU2758398C1 (en) Method and installation for biological wastewater purification
KR200332092Y1 (en) System for wastewater treatment using partition type anoxic basin and membrane basin
RU2255051C1 (en) Installation for biological purification of sewage from organic compounds and nitrogen compounds
KR100489328B1 (en) System and method for wastewater treatment using partition type anoxic basin and membrane basin
KR200168714Y1 (en) Bacteria group of bacillus spp in treating equipment for sewage and waste water
RU209119U1 (en) WASTE WATER TREATMENT DEVICE
RU64617U1 (en) DEVICE FOR DEEP BIOLOGICAL WASTE TREATMENT
RU2240291C2 (en) Process of biological treatment of waste waters
KR100399466B1 (en) Sewage and wastewater treatment system using biofilter
US4978445A (en) Aeration chamber for a sewage treatment system
KR20020068310A (en) Bioreactor for Treating Wastewater
RU23437U1 (en) COMPACT PLANT FOR BIOLOGICAL SEWAGE TREATMENT

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050817