RU2329956C2 - Method of sewage water biological treatment - Google Patents

Method of sewage water biological treatment Download PDF

Info

Publication number
RU2329956C2
RU2329956C2 RU2006123160/15A RU2006123160A RU2329956C2 RU 2329956 C2 RU2329956 C2 RU 2329956C2 RU 2006123160/15 A RU2006123160/15 A RU 2006123160/15A RU 2006123160 A RU2006123160 A RU 2006123160A RU 2329956 C2 RU2329956 C2 RU 2329956C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wastewater
temperature
air
tank
activation tank
Prior art date
Application number
RU2006123160/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006123160A (en
Inventor
Алексей Николаевич Фомин (RU)
Алексей Николаевич Фомин
Александр Викторович Белов (RU)
Александр Викторович Белов
Виталий Николаевич Козленко (UA)
Виталий Николаевич Козленко
Original Assignee
Алексей Николаевич Фомин
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 Алексей Николаевич Фомин filed Critical Алексей Николаевич Фомин
Priority to RU2006123160/15A priority Critical patent/RU2329956C2/en
Publication of RU2006123160A publication Critical patent/RU2006123160A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2329956C2 publication Critical patent/RU2329956C2/en

Links

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

Abstract

FIELD: technological process.
SUBSTANCE: invention may be realised in operation of different treatment plants and in operation of small household sewage water treatment plants. Method of biological treatment of sewage water by means of active sludge in suspended condition includes supply of sewage water in activation reservoir with simultaneous supply of air in the same reservoir. Temperature of air that is supplied to activation reservoir is measured depending on ambient air temperature. If ambient air temperature is positive, air supplied to activation reservoir is cooled down to at least temperature equal to temperature of sewage water, and in case of negative temperature of ambient air, air that is supplied to activation reservoir is heated up to the temperature that is at least equal to temperature of sewage water.
EFFECT: simplification of sewage water treatment method and reduction of economical expenses for its implementation with increase of extent of sewage water treatment.
7 cl, 1 dwg

Description

Изобретение касается способа биологической очистки бытовых сточных вод с использованием активного ила и может быть реализовано при эксплуатации различных очистительных установок. Наиболее широкое применение изобретение может найти при эксплуатации малых домовых установок очистки сточных вод.The invention relates to a method for biological treatment of domestic wastewater using activated sludge and can be implemented during the operation of various treatment plants. The invention can find its widest application in the operation of small domestic wastewater treatment plants.

Способы биологической очистки сточных вод с использованием активного ила достаточно широко известны [1, 2, 3]. Такая очистка весьма эффективна и экологически благоприятна. Она основана на том, что активный ил представляет собой смесь различных бактерий и мельчайших микроорганизмов, способных потреблять в качестве питательных веществ, необходимых для обеспечения жизнедеятельности, органические соединения, содержащиеся в сточных водах. Особенно эффективна очистка с использованием ила во взвешенном состоянии, когда хлопья ила равномерно перемешиваются со сточной водой. Для протекания активационного процесса требуется непрерывное окисление, которое обеспечивается посредством нагнетания воздуха в активационный резервуар.Methods of biological wastewater treatment using activated sludge are widely known [1, 2, 3]. Such cleaning is very effective and environmentally friendly. It is based on the fact that activated sludge is a mixture of various bacteria and the smallest microorganisms capable of consuming, as the nutrients necessary for life, organic compounds contained in wastewater. Suspended sludge treatment is especially effective when sludge flakes are uniformly mixed with wastewater. For the activation process to take place, continuous oxidation is required, which is ensured by forcing air into the activation tank.

Известные способы очистки сточных вод с использованием активного ила можно разделить на способы, предусматривающие непрерывное и прерывистое протекание сточных вод через активационный резервуар.Known methods of wastewater treatment using activated sludge can be divided into methods involving continuous and intermittent flow of wastewater through an activation tank.

При непрерывной подаче сточных вод, прошедших грубую предварительную очистку, в активационный резервуар сточные воды после некоторого периода времени выдерживания в активационном резервуаре, необходимого для очистки, отводятся вместе с активным илом во вторичный отстойник. В отстойнике происходит осаждение ила, и чистая вода уходит через выпускное отверстие либо в водоем, либо в почву, либо используется для каких-то хозяйственных нужд. Использование непрерывной очистки целесообразно при обслуживании достаточно крупных и постоянно функционирующих объектов.During continuous supply of wastewater that has undergone a rough preliminary treatment to the activation tank, the wastewater, after a certain period of time in the activation tank, necessary for treatment, is discharged together with activated sludge into a secondary sump. Sludge is deposited in the sump, and clean water flows through the outlet either into the body of water or into the soil, or is used for some household needs. The use of continuous cleaning is advisable when servicing large enough and constantly functioning facilities.

В случае прерывистой подачи сточные воды, прошедшие грубую предварительную очистку, вводятся в активационный резервуар либо немедленно, либо перекачиваются из уравнивающего резервуара. После очистки активационный процесс прерывается, то есть прекращается подача воздуха и перемешивание воды в активационном резервуаре и происходит осаждение ила, а очищенная вода выпускается. Затем снова наполняется активационный резервуар, и цикл очистки повторяется. По сравнению с непрерывной очисткой при прерывистой очистке нет необходимости иметь вторичный отстойник.In the case of intermittent supply, rough pretreatment wastewaters are either introduced into the activation tank immediately or pumped from the equalization tank. After cleaning, the activation process is interrupted, that is, the air supply and mixing of water in the activation tank are stopped and the sludge settles, and the purified water is discharged. Then the activation tank is refilled, and the cleaning cycle is repeated. Compared to continuous cleaning with intermittent cleaning, there is no need for a secondary sump.

В обоих случаях очистительные установки и их эксплуатация являются весьма дорогостоящими, требующими наличия квалифицированного обслуживающего персонала, преимущественно из-за того, что установки включают сложные системы управления [4]. При непрерывной очистке это связано с необходимостью регулярного и частого перекачивания ила из вторичного отстойника в активационный резервуар. При прерывистой очистке необходимо останавливать подачу воздуха в активационный резервуар, и, соответственно, процесс перемешивания смеси ила и сточной воды. Причем время прерывания процесса, с одной стороны, ограничено возможностью развития автолиза ила, а с другой стороны, должно быть достаточным для обеспечения осаждения ила.In both cases, treatment plants and their operation are very expensive, requiring qualified maintenance personnel, mainly due to the fact that the plants include complex control systems [4]. With continuous cleaning, this is due to the need for regular and frequent pumping of sludge from the secondary sump to the activation tank. During intermittent cleaning, it is necessary to stop the air supply to the activation tank, and, accordingly, the process of mixing the mixture of sludge and waste water. Moreover, the process interruption time, on the one hand, is limited by the possibility of the development of autolysis of sludge, and on the other hand, should be sufficient to ensure sedimentation of sludge.

Но помимо достижения простоты управления существует проблема повышения степени очистки сточных вод, которая, как правило, находится не на должном уровне. Последнее обстоятельство, в частности, при увеличении количества загородных домов грозит загрязнением окружающей среды, чаще всего загрязнением близлежащих водоемов, с нарушением установившегося экологического равновесия в целом.But in addition to achieving ease of management, there is a problem of increasing the degree of wastewater treatment, which, as a rule, is not up to standard. The latter circumstance, in particular, with an increase in the number of country houses threatens environmental pollution, most often pollution of nearby water bodies, in violation of the established ecological balance as a whole.

Известен способ биологической очистки сточных вод [2], направленный на повышение степени очистки, в котором осуществляют эффективное перемешивание стоков с активным илом за счет барботажа сжатого воздуха. Причем при понижении уровня сточных вод в уравнивающем резервуаре подают сжатый воздух в уравнивающий резервуар, а при повышении уровня сточных вод в уравнивающем резервуаре сжатый воздух подают в активационный резервуар. Более того, подачу воздуха осуществляют в пульсирующем режиме. Более того, в процессе очистки сточные воды обрабатывают магнитным полем.A known method of biological wastewater treatment [2], aimed at increasing the degree of purification, which carry out effective mixing of effluents with activated sludge due to the bubbling of compressed air. Moreover, when the level of wastewater in the equalizing tank is lowered, compressed air is supplied to the equalizing tank, and when the level of wastewater in the equalizing tank is increased, compressed air is supplied to the activation tank. Moreover, the air supply is carried out in a pulsating mode. Moreover, during the treatment process, wastewater is treated with a magnetic field.

Однако, пытаясь бороться за повышение степени очистки, опять-таки идут на усложнение способа очистки сточных вод и управления процессом очистки, и соответственно, на увеличение затрат, связанных с очисткой сточных вод. В силу указанных недостатков данный способ не представляется оптимальным при очистке сточных вод малой мощности.However, trying to fight for an increase in the degree of purification, they again go to the complication of the method of wastewater treatment and control of the treatment process, and, accordingly, to increase the costs associated with wastewater treatment. Due to these drawbacks, this method does not seem optimal when treating low-power wastewater.

Кроме того, низкая степень очистки обусловлена в основном не низкой эффективностью средств для перемешивания сточных вод с илом и низкой эффективностью насыщения их кислородом, а прежде всего переполнением очистительной установки илом, что влечет нарушение протекания мелкопузырчатой аэробной реакции. Излишний ил должен своевременно удаляться из очистительной установки. В интенсивном режиме работы эта операция должна производится достаточно часто. Причем она требует прерывания работы очистительной установки, и удаление ила должно производится квалифицированным персоналом. Кроме того, должны быть предусмотрены специальные емкости для складирования и хранения удаленного из установки ила, поскольку не сразу весь удаленный ил может быть использован, например, в качестве удобрения [5].In addition, the low degree of purification is mainly due to the low efficiency of the means for mixing wastewater with sludge and the low efficiency of saturating them with oxygen, and above all, the overflow of the purification plant with sludge, which leads to a violation of the course of the fine bubble aerobic reaction. Excess sludge must be removed from the treatment plant in a timely manner. In an intensive mode of operation, this operation should be performed quite often. Moreover, it requires interruption of the treatment plant, and the removal of sludge should be done by qualified personnel. In addition, special containers should be provided for storing and storing sludge removed from the plant, since not all the sludge can be immediately used, for example, as fertilizer [5].

Известен способ очистки сточных вод [3], который включает подачу сточных вод в уравнивающий резервуар и последующую перекачку сточных вод в активационный резервуар, подачу очищенных сточных вод во вторичный отстойник и отвод очищенных сточных вод после осаждения оставшегося ила в выпускное отверстие. При этом в случае понижения уровня сточных вод в уравнивающем резервуаре ниже установленного минимального уровня осуществляют автоматическое прерывание процесса активации. Перекачивают избыточный ил или смесь ила с загрязненной водой из активационного резервуара в уравнивающий резервуар до тех пор, пока уровень сточных вод в уравнивающем резервуаре не достигнет установленного рабочего уровня. При достижении установленного рабочего уровня сточных вод в уравнивающем резервуаре прерывают перекачивание ила из активационного резервуара и обеспечивают восстановление процесса.A known method of wastewater treatment [3], which includes the supply of wastewater to an equalizing tank and the subsequent pumping of wastewater into an activation tank, the supply of treated wastewater to a secondary sump and the disposal of treated wastewater after sedimentation of the remaining sludge into the outlet. Moreover, in the event of a decrease in the level of wastewater in the equalizing tank below the set minimum level, the activation process is automatically interrupted. Excess sludge or a mixture of sludge with contaminated water is pumped from the activation tank to the equalization tank until the wastewater level in the equalization tank reaches the set operating level. Upon reaching the established operating level of wastewater in the equalization tank, the pumping of sludge from the activation tank is interrupted and the process is restored.

Способ также предусматривает удаление избыточного ила после прерывания процесса активации после установленной временной задержки в диапазоне от 30 до 90 минут.The method also provides for the removal of excess sludge after interrupting the activation process after a set time delay in the range from 30 to 90 minutes.

Достоинством способа является отсутствие необходимости частого прерывания работы очистительной установки, а также возможность более простого управления процессом очистки, без постоянного присутствия обслуживающего персонала.The advantage of this method is the absence of the need for frequent interruption of the treatment plant, as well as the ability to more easily control the cleaning process, without the constant presence of maintenance personnel.

Другими словами, согласно способу [5] при снижении уровня сточных вод изменяют характер протекания окислительной реакции во времени, придавая ей периодический характер посредством попеременного перекачивания очищаемой воды из уравнивающего резервуара в активационный резервуар и наоборот. Такой прием позволяет не прерывать работу установки в целом. Но при отсутствии притока сточных вод в течение 2-3 месяцев, как это предполагается в способе, из-за постепенного испарения количество жидкой составляющей в смеси очищаемых сточных вод и ила будет уменьшаться, а также будет уменьшаться количество питательных веществ, необходимых для поддержания жизнедеятельности бактерий активного ила. В результате очистительная способность оборудования будет нарушена.In other words, according to the method [5], when the level of wastewater is reduced, the course of the oxidation reaction changes over time, giving it a periodic character by alternately pumping purified water from the equalization tank to the activation tank and vice versa. This technique allows you to not interrupt the operation of the installation as a whole. But in the absence of an influx of wastewater for 2-3 months, as suggested in the method, due to the gradual evaporation, the amount of liquid component in the mixture of treated wastewater and sludge will decrease, and the amount of nutrients necessary to maintain the vital activity of bacteria will also decrease. activated sludge. As a result, the cleaning ability of the equipment will be impaired.

Кроме того, необходимость попеременного перекачивания очищаемой воды в смеси с илом из уравнивающего резервуара в активационный резервуар и обратно требует затрат энергии и не позволяет упростить способ очистки настолько, чтобы сделать его оптимальным для использования при работе малых домовых установок очистки сточных вод.In addition, the need for alternate pumping of the treated water in the mixture with sludge from the equalization tank to the activation tank and vice versa requires energy and does not allow to simplify the cleaning method so as to make it optimal for use in small house wastewater treatment plants.

Необходимо также отметить, что ни в одном из известных способов биологической очистки сточных вод не учитывается влияние климатического фактора на качество очистки. Климатический фактор учитывается только с позиции обеспечения работоспособности очистительной установки, а именно, чтобы предотвратить промерзание сточных вод, резервуары установки располагают, как правило, на соответствующей глубине от поверхности земли.It should also be noted that none of the known methods of biological wastewater treatment does not take into account the influence of the climatic factor on the quality of treatment. The climatic factor is taken into account only from the standpoint of ensuring the operability of the treatment plant, namely, to prevent freezing of wastewater, the tanks of the plant are usually located at an appropriate depth from the ground.

Задачей изобретения является упрощение способа очистки сточных вод и снижение экономических затрат на его осуществление при повышении степени очистки сточных вод.The objective of the invention is to simplify the method of wastewater treatment and reduce the economic costs of its implementation while increasing the degree of wastewater treatment.

Задачей изобретения является также создание способа, который можно наиболее оптимально использовать при работе малых домовых установок очистки сточных вод.The objective of the invention is also the creation of a method that can be most optimally used when operating small home wastewater treatment plants.

Поставленная задача решается, если способ биологической очистки сточных вод посредством активного ила во взвешенном состоянии, включающий подачу сточных вод в активационный резервуар при одновременной подаче в этот резервуар воздуха, отличается тем что, регламентируют температуру воздуха, подаваемого в активационный резервуар в зависимости от мощности сточных вод и/или температуры окружающего воздуха.The problem is solved if the method of biological treatment of wastewater through activated sludge in suspension, including the supply of wastewater to the activation tank while simultaneously supplying air to this tank, is different in that the temperature of the air supplied to the activation tank is regulated depending on the capacity of the wastewater and / or ambient temperature.

Поставленная задача решается также, если:The task is also solved if:

- при плюсовой температуре окружающего воздуха и при малой мощности сточных вод подают в активационный резервуар воздух, охлажденный, по крайней мере, до температуры, равной температуре сточных вод;- at a positive ambient temperature and at low wastewater capacity, air is fed into the activation tank, cooled at least to a temperature equal to the temperature of the wastewater;

- в случае подачи сточных вод в активационный резервуар из уравнивающего резервуара охлажденный воздух подают в активационный резервуар при понижении уровня сточных вод в уравнивающем резервуаре ниже установленного минимального уровня;- if wastewater is supplied to the activation tank from the equalization tank, cooled air is supplied to the activation tank when the level of wastewater in the equalization tank is lower than the set minimum level;

- воздух, поступающий в активационный резервуар, охлаждают до температуры ниже температуры сточных вод посредством холодильника;- the air entering the activation tank is cooled to a temperature below the temperature of the wastewater by means of a refrigerator;

- воздух, поступающий в активационный резервуар, охлаждают путем пропускания по трубопроводу, пропущенному в свою очередь через емкость со льдом, расположенную относительно поверхности земли на глубине, предотвращающей таяние льда;- the air entering the activation tank is cooled by passing through a pipeline, which in turn passes through an ice container located relative to the surface of the earth at a depth that prevents ice melting;

- в уравнивающий и/или активационный резервуар дополнительно подают водопроводную воду в регламентированном количестве;- tap water in a regulated amount is additionally supplied to the equalizing and / or activation tank;

- при минусовой температуре окружающего воздуха поступающий в активационный резервуар воздух подогревают до температуры, по крайней мере, равной температуре сточных вод;- at minus ambient temperature, the air entering the activation tank is heated to a temperature at least equal to the temperature of the wastewater;

- воздух подогревают путем пропускания по трубопроводу заданной длины, проложенному относительно поверхности земли на уровне или ниже уровня трубопровода для подачи сточных вод;- air is heated by passing through a pipeline of a given length laid relative to the surface of the earth at or below the level of the pipeline for supplying wastewater;

- воздух подогревают посредством нагревателя до температуры, выше температуры сточных вод на 15-20°С.- air is heated by means of a heater to a temperature above the temperature of wastewater by 15-20 ° C.

Сущность изобретения заключается в том, что посредством изменения температуры воздуха, подаваемого в активационный резервуар, управляют интенсивностью протекания окислительной аэробной реакции при очистке сточных вод посредством активного ила, в одном случае ускоряя эту реакцию, а в другом, наоборот, замедляя ее. При этом замедление окислительной реакции, по сравнению с известным способом [3], позволяет в случае понижения уровня сточных вод в уравнивающем резервуаре также не прерывать активационный процесс, но исключить операцию попеременного перекачивания очищаемой воды из уравнивающего резервуара в активирующий резервуар и наоборот. Значение времени, необходимого для протекания окислительной реакции, определяют с учетом мощности сточных вод и температуры расчетным или экспериментальным путем. Это значение необходимо учитывать при полном прекращении поступления сточных вод в очистительную установку. Очевидно, что чем ниже будет температура воздуха, поступающего в активационный резервуар, тем большим может быть промежуток времени для прекращения поступления в активационный резервуар сточных вод. В частности, при температуре поступающего в активационный резервуар воздуха около 0°С окислительный процесс, равно как и автолиз ила, протекает настолько слабо, что установка работает без поступления сточных вод около 30 дней.The essence of the invention lies in the fact that by changing the temperature of the air supplied to the activation tank, the intensity of the oxidative aerobic reaction during the treatment of wastewater by activated sludge is controlled, in one case accelerating this reaction, and in the other, on the contrary, slowing it down. At the same time, the slowdown of the oxidation reaction, in comparison with the known method [3], allows not reducing the activation process in the event of a decrease in the level of wastewater in the equalizing tank, but eliminating the operation of alternately pumping purified water from the equalizing tank to the activating tank and vice versa. The value of the time required for the oxidation reaction to occur is determined taking into account the power of the wastewater and temperature by calculation or experiment. This value must be taken into account when the wastewater enters the treatment plant completely. Obviously, the lower the temperature of the air entering the activation tank, the longer the period of time for stopping the flow of wastewater into the activation tank. In particular, at a temperature of air entering the activation tank of about 0 ° C, the oxidation process, as well as autolysis of sludge, proceeds so weakly that the installation works without wastewater for about 30 days.

Техническая суть рассматриваемого способа, как уже было отмечено, основана на обеспечении жизнедеятельности простейших микроорганизмов. Интенсивность необходимой для этого окислительной реакции в значительной мере зависит от температуры сточных вод. Очистительные установки располагают в ямах, глубина которых достаточна, чтобы предотвратить замерзание сточных вод. Температура сточных вод при этом составляет в зимний период года 4-5°С. Если в такую холодную воду подать еще более холодный воздух, то интенсивность окислительной реакции будет характеризоваться весьма малой величиной. В объеме активационного резервуара более холодные слои, насыщенные воздухом, будут оставаться внизу. В отсутствие механического перемешивания, например при помощи перфорированных барабанов [1] или барботажа воздуха [2], очистка будет проходить неравномерно из-за неравномерного насыщения сточных вод воздухом. Проблема повышения степени очистки в этой ситуации не может быть решена за счет увеличения времени пребывания сточных вод в активационном резервуаре. Наоборот, она еще более усугубляется даже при небольшом увеличении мощности сточных вод. Проблема решается подачей в холодные сточные воды теплого воздуха.The technical essence of the considered method, as already noted, is based on ensuring the life of the simplest microorganisms. The intensity of the oxidation reaction necessary for this largely depends on the temperature of the wastewater. The treatment plants are located in pits whose depth is sufficient to prevent wastewater from freezing. The temperature of the wastewater in this case is 4-5 ° C in the winter season. If even colder air is introduced into such cold water, then the intensity of the oxidation reaction will be characterized by a very small value. In the volume of the activation tank, colder layers saturated with air will remain below. In the absence of mechanical mixing, for example using perforated drums [1] or air sparging [2], the cleaning will take place unevenly due to uneven saturation of the wastewater with air. The problem of increasing the degree of purification in this situation cannot be solved by increasing the residence time of wastewater in the activation tank. On the contrary, it is further exacerbated even with a slight increase in wastewater capacity. The problem is solved by supplying warm air to cold wastewater.

Опыт показывает, что достаточно проложить трубопровод подачи воздуха под землей на уровне или ниже уровня трубопровода для подачи сточных вод, выбрав его длину такой, чтобы воздух успевал прогреться, по крайней мере, до температуры сточных вод. Этим же путем можно в летний период охладить воздух, плюс, пропуская трубопровод через емкость, наполненную кусками льда, для этого достаточно только емкость установить на необходимой глубине. Реализация такой конструкции трубопровода для воздуха требует малых затрат, а эксплуатация является вообще экономически незатратной. Поэтому она представляется наиболее оптимальной для отдельных малонаселенных домов и коттеджей. Для более интенсивного охлаждения воздуха в летний период возможно использование холодильника, установленного на входе компрессора, посредством которого воздух подают в активационный резервуар.Experience shows that it is enough to lay an air supply pipeline underground at or below the level of the pipeline for supplying wastewater, choosing its length so that the air has time to warm up, at least to the temperature of the wastewater. In the same way, in the summer, you can cool the air, plus by passing the pipeline through a container filled with pieces of ice, for this it is enough to install the tank at the required depth. The implementation of such a design of the pipeline for air is low cost, and operation is generally economically inexpensive. Therefore, it seems to be most optimal for individual sparsely populated houses and cottages. For more intensive cooling of the air in summer, it is possible to use a refrigerator installed at the compressor inlet, through which air is supplied to the activation tank.

Наилучший результат в зимнее время наблюдается при нагреве воздуха до температуры выше температуры сточных вод примерно на 15-20°С. При этом усиливается конвективный обмен в активационном резервуаре, который способствует равномерному насыщению сточных вод воздухом и поддерживает мелкопузырчатую аэробную реакцию, тем самым способствуя более качественной очистке. Конструктивно проблема решается посредством того, что установка снабжается нагревателем или несколькими нагревателями в зависимости от размеров установки и мощности сточных вод, которые обогревают трубопровод подачи воздуха. Устанавливают нагреватели, как правило, на выходе компрессора, посредством которого воздух подают в активационный резервуар.The best result in winter is observed when the air is heated to a temperature above the temperature of the wastewater by about 15-20 ° C. At the same time, convective exchange in the activation tank is enhanced, which contributes to uniform saturation of wastewater with air and supports a fine-bubble aerobic reaction, thereby contributing to better cleaning. Structurally, the problem is solved by the fact that the installation is equipped with a heater or several heaters, depending on the size of the installation and the capacity of the wastewater that heats the air supply pipe. Heaters are installed, as a rule, at the compressor outlet, by means of which air is supplied to the activation tank.

При длительном перерыве в процессе подачи сточных вод во избежание понижения уровня сточных вод в уравнивающем и/или активационном резервуаре, в частности из-за испарения воды, возможна подача в очистительную установку водопроводной воды. Подача воды позволяет разжижить ил и облегчить удаление его излишков из установки. Использование данного приема в других известных способах, при наличии перерыва в подаче сточных вод и при нормальной интенсивности окислительного процесса, могло бы привести, в частности, к нехватке питательных веществ, необходимых для обеспечения жизнедеятельности бактерий активного ила. Однако при малой интенсивности окислительного процесса, которая может быть обеспечена в предлагаемом способе, при наличии перерыва в подаче сточных вод использование данного приема не приводит к отрицательным последствиям.During a long break in the wastewater supply process in order to avoid lowering the level of wastewater in the equalizing and / or activation tank, in particular due to evaporation of the water, it is possible to supply tap water to the treatment plant. The water supply allows you to dilute the sludge and facilitate the removal of its excess from the installation. The use of this technique in other known methods, in the presence of a break in the supply of wastewater and at a normal intensity of the oxidative process, could lead, in particular, to a lack of nutrients necessary for the functioning of activated sludge bacteria. However, with a low intensity of the oxidation process, which can be provided in the proposed method, in the presence of a break in the supply of wastewater, the use of this technique does not lead to negative consequences.

Как уже было отмечено выше, по сравнению со способом [3], в заявляемом способе отпадает необходимость перекачивания ила из активационного резервуара в уравнивающий резервуар и обратно. При снижении мощности сточных вод более редко возникает необходимость удаления ила из очистительной установки. Соответственно, отпадает необходимость частого и, можно характеризовать, аварийного вызова квалифицированного персонала для удаления из установки избыточного ила. Последнее обстоятельство связано с тем, что количество избыточного ила может быть снижено в связи с возможностью снижения интенсивности окислительного процесса. В результате значительно снижаются затраты энергии, в том числе электроэнергии на поддержание работоспособности очистительной установки. В заявляемом способе охлаждение или нагрев воздуха, подаваемого в активационный резервуар, также может потребовать затрат энергии, но они несопоставимо малы по сравнению с затратами энергии на перекачивание ила из активационного резервуара в уравнивающий резервуар и обратно. Более того, воздух, поступающий в активационный резервуар, можно нагревать или охлаждать естественным путем, что представляется, как было уже отмечено выше, вообще беззатратным. Возможна, в частности, в зависимости от мощности сточных вод комбинация охлаждения или нагрева с помощью аппаратов и естественным путем.As already noted above, compared with the method [3], the claimed method eliminates the need for pumping sludge from the activation tank to the equalization tank and vice versa. When reducing the capacity of wastewater more rarely there is a need to remove sludge from the treatment plant. Accordingly, there is no need for frequent and, it can be characterized, emergency call of qualified personnel to remove excess sludge from the installation. The latter circumstance is due to the fact that the amount of excess sludge can be reduced due to the possibility of reducing the intensity of the oxidative process. As a result, energy costs are significantly reduced, including electricity for maintaining the operability of the treatment plant. In the inventive method, cooling or heating the air supplied to the activation tank may also require energy, but they are incomparably small compared with the energy spent on pumping sludge from the activation tank to the equalization tank and vice versa. Moreover, the air entering the activation tank can be naturally heated or cooled, which seems, as noted above, generally cost-free. Particularly, depending on the power of the wastewater, a combination of cooling or heating by means of apparatuses and naturally is possible.

Гидронасос, предназначенный для перекачивания очищенных сточных вод из активационного резервуара во вторичный отстойник, работает, как правило, в периодическом режиме. Период времени, когда гидронасос отключен, выбирают достаточным для осуществления очистки. В заявляемом способе при снижении мощности сточных вод указанный период времени увеличивается. При этом дополнительно снижаются затраты энергии.A hydraulic pump designed for pumping treated wastewater from an activation tank to a secondary sump works, as a rule, in a batch mode. The time period when the hydraulic pump is turned off is selected sufficient for cleaning. In the inventive method, with a decrease in wastewater capacity, the specified time period increases. This additionally reduces energy costs.

Необходимо отметить, что полностью отказаться от услуг квалифицированного персонала при работе любой очистительной установки не удается. Но при использовании предлагаемого способа это могут быть только запланированные профилактические работы.It should be noted that it is not possible to completely refuse the services of qualified personnel during the operation of any treatment plant. But when using the proposed method, it can only be scheduled maintenance work.

В любом случае управление очистительной установкой и в целом способ очистки отличаются от известных установок и способов простотой и экономичностью. Конструкция очистительной установки также не усложняется, так как не является обязательным введение дополнительных датчиков. Переключение установки на режим работы с охлаждаемым или нагреваемым воздухом может осуществляться как вручную, так и автоматически. Автоматически или вручную можно менять и интенсивность нагрева или охлаждения, а также способ нагрева или охлаждения, а именно с помощью аппаратов и/или естественным путем.In any case, the control of the treatment plant and the cleaning method as a whole differ from the known plants and methods in their simplicity and cost-effectiveness. The design of the treatment plant is also not complicated, since it is not necessary to introduce additional sensors. Switching the unit to the mode of operation with cooled or heated air can be carried out either manually or automatically. Automatically or manually, you can change the intensity of heating or cooling, as well as the method of heating or cooling, namely using apparatus and / or in a natural way.

Наиболее оптимальным является использование предлагаемого способа очистки для отдельных домов и коттеджей. Однако это не исключает использования способа при любой мощности сточных вод.The most optimal is the use of the proposed cleaning method for individual houses and cottages. However, this does not exclude the use of the method for any wastewater capacity.

Известно решение [1], в котором предусмотрена достаточно мощная система обогрева очистительной установки, для ведения процесса в анаэробных условиях при температуре 34-37°С. Решение направлено на достижение таких преимуществ, как улучшение массообменных процессов, интенсификация процесса удаления биогаза из верхней части очистительной установки, поскольку очистке подвергаются хромсодержащие сточные воды гальванических производств. Данное решение, в отличие от предлагаемого решения, не направлено на то, чтобы адаптировать процесс очистки к условиям внешней среды и к мощности сточных вод. Кроме того, осуществляется обогрев всей установки, работающей в анаэробных условиях, что связано с гораздо большими энергетическими затратами, чем нагрев воздуха, подаваемого в установку, работающую в аэробных условиях.A solution is known [1], in which a sufficiently powerful heating system of a treatment plant is provided for conducting the process in anaerobic conditions at a temperature of 34-37 ° С. The solution is aimed at achieving such benefits as improving mass transfer processes, intensifying the process of biogas removal from the upper part of the treatment plant, since chromium-containing wastewater from galvanic plants are cleaned. This solution, in contrast to the proposed solution, is not aimed at adapting the treatment process to environmental conditions and to the capacity of wastewater. In addition, the entire unit operating under anaerobic conditions is heated, which is associated with much greater energy costs than heating the air supplied to the unit operating under aerobic conditions.

Известно также решение, направленное на улучшение температурного режима процесса очистки [6], но за счет механического перемешивания смеси сточных вод и активного ила, а не изменения температуры подаваемого в активационный резервуар воздуха.There is also known a solution aimed at improving the temperature regime of the cleaning process [6], but due to mechanical mixing of the mixture of wastewater and activated sludge, and not changing the temperature of the air supplied to the activation tank.

Предлагаемый способ очистки может быть реализован как при непрерывной, так и прерывистой подаче сточных вод.The proposed cleaning method can be implemented both with continuous and intermittent wastewater supply.

Предлагаемый способ очистки может быть реализован при любом известном конструктивном исполнении очистительной установки.The proposed cleaning method can be implemented with any known design of the treatment plant.

Поэтому приведенный ниже конкретный пример осуществления изобретения не исчерпывает всех возможных случаев его осуществления в свете конструкций очистительных установок, мощности сточных вод и вида подачи сточных вод в очистительную установку.Therefore, the following specific example of carrying out the invention does not exhaust all possible cases of its implementation in light of the designs of the treatment plants, the capacity of the wastewater and the type of wastewater supply to the treatment plant.

Конкретный пример осуществления изобретенияSpecific Embodiment

Установка для очистки сточных вод содержит уравнивающий резервуар 1, активационный резервуар 2 и вторичный отстойник 3. В придонной части активационного резервуара расположен выходной патрубок 4 компрессора 5. На выходе и входе компрессора 5 установлены соответственно нагреватель 6 и холодильник эжекторного типа 7. Поз.8 показан трубопровод подачи сточных вод в уравнивающий резервуар 1. Поз.9, 10 показаны трубопроводы подачи сточных вод из уравнивающего резервуара в активационный резервуар. Гидронасос 11 предназначен для подачи очищенных сточных вод из активационного резервуара во вторичный отстойник по трубопроводу 12. Этот же гидронасос может быть использован для подачи сточных вод из уравнивающего резервуара в активационный резервуар. Переключение гидронасоса для выполнения вышеназванных функций осуществляется при помощи кранов 13 и 14. Трубопровод 15 предназначен для удаления из вторичного отстойника очищенной воды и при необходимости накопившегося ила. При длительном перерыве в процессе подачи сточных вод в активационный и уравнивающий резервуары может по трубопроводам 16 и 17 подаваться водопроводная вода. Воздух, подаваемый в компрессор 5 и далее в активационный резервуар, может быть охлажден при прохождении по трубопроводу 18, пропущенному через подземную камеру 19, наполненную кусками льда. В зимний период трубопровод, проходящий через подземную камеру, может быть снабжен утеплителем (не показан). Переключение установки на режим работы с использованием природных приспособлений для изменения температуры воздуха или специальных приспособлений, типа холодильника эжекторного типа, или при их совместном использовании осуществляется при помощи кранов 20, 21.The wastewater treatment plant contains an equalizing tank 1, an activation tank 2 and a secondary settling tank 3. In the bottom part of the activation tank there is an outlet pipe 4 of the compressor 5. At the outlet and inlet of the compressor 5, a heater 6 and an ejector type refrigerator 7 are installed. Item 8 is shown sewage supply pipeline to equalization tank 1. Pos. 9, 10 show sewage supply pipelines from the equalization tank to the activation tank. The hydraulic pump 11 is designed to supply treated wastewater from the activation tank to the secondary sump through line 12. The same hydraulic pump can be used to supply wastewater from the equalizing tank to the activation tank. Switching the hydraulic pump to perform the above functions is carried out using valves 13 and 14. The pipe 15 is designed to remove purified water from the secondary sump and, if necessary, accumulated sludge. During a long break during the supply of wastewater to the activation and equalization tanks, piped water can be supplied through pipelines 16 and 17. The air supplied to the compressor 5 and further to the activation tank can be cooled by passing through a pipe 18, passed through an underground chamber 19, filled with pieces of ice. In winter, the pipeline passing through the underground chamber can be equipped with a heater (not shown). Switching the installation to a mode of operation using natural devices for changing air temperature or special devices, such as an ejector-type refrigerator, or when used together, is carried out using taps 20, 21.

По приведенной на чертеже схеме был изготовлен опытный образец установки, которая имела следующие габаритные размеры:According to the diagram shown in the drawing, a prototype installation was made, which had the following overall dimensions:

- длина 1,0 м;- length 1.0 m;

- ширина 1,0 м;- width 1.0 m;

- высота 2,4 м.- height 2.4 m.

Установка была углублена в землю примерно на 1 м от поверхности.The installation was deepened into the ground about 1 m from the surface.

Установка и способ очистки прошли испытания в натурных условиях, а именно способ и очистительная установка использовались для очистки сточных вод в загородном доме, в котором число постоянных жителей составляло 6 человек. В летний период в течение двух месяцев число жителей сократилось до 2 человек, из них в течение двух-трех недель дом пустовал. А в течение одного из летних месяцев количество людей достигло 10 человек. Такое же количество людей было зимой, в период рождественских и школьных каникул.The installation and the cleaning method were tested in natural conditions, namely, the method and the cleaning installation were used to treat wastewater in a country house, in which the number of permanent residents was 6 people. In the summer period, for two months the number of residents decreased to 2 people, of which the house was empty for two to three weeks. And during one of the summer months, the number of people reached 10 people. The same number of people was in the winter, during the Christmas and school holidays.

В летний период при сокращении числа жителей дома было использовано охлаждение воздуха, поступающего в активационный резервуар, путем пропускания воздуха по трубопроводу, проходящему через подземную камеру, наполненную льдом. При отъезде всех жителей для этой цели был подключен холодильник. Одновременно была осуществлена подача в установку водопроводной воды практически в капельном режиме. Одновременно была осуществлена настройка гидронасоса 11 на режим работы с соответствующей периодичностью.In the summer, while reducing the number of inhabitants of the house, cooling of the air entering the activation tank was used by passing air through a pipeline passing through an underground chamber filled with ice. When all residents left, a refrigerator was connected for this purpose. At the same time, tap water was supplied to the unit practically in the drip mode. At the same time, the hydraulic pump 11 was set to the operating mode with the appropriate frequency.

В зимний период воздух, поступающий в активационный резервуар, подогревали до 25°С, то есть на 18-20°С выше температуры сточных вод, которая составляла в среднем 5°С.In winter, the air entering the activation tank was heated to 25 ° C, i.e. 18-20 ° C higher than the temperature of the wastewater, which averaged 5 ° C.

Операции по переключению рабочих кранов установки осуществлялись вручную. При дальнейшем тиражировании установки и усовершенствовании ее конструкции возможно введение соответствующей автоматики.Operations to switch the operating cranes of the installation were carried out manually. With further replication of the installation and improvement of its design, the introduction of appropriate automation is possible.

Запуск очистительной установки с установлением необходимой для очистки концентрации активного ила производился квалифицированным персоналом. Профилактический осмотр установки с удалением излишнего ила из активационного резервуара, а также вторичного отстойника производился квалифицированным персоналом три раза за год. В зимний период были взяты пробы воды для определения степени ее очистки, которые показали повышение степени очистки ориентировочно в 1,5-2 раза по сравнению со способами очистки без подогрева воздуха, подаваемого в активационный резервуар. Как было отмечено, предлагаемый способ может найти широкое применение при эксплуатации малых домовых установок очистки сточных вод.The start-up of the treatment plant with the establishment of the concentration of activated sludge necessary for treatment was carried out by qualified personnel. Preventive inspection of the installation with the removal of excess sludge from the activation tank, as well as the secondary sump, was carried out by qualified personnel three times a year. In winter, water samples were taken to determine the degree of its purification, which showed an increase in the degree of purification of approximately 1.5-2 times in comparison with the methods of purification without heating the air supplied to the activation tank. As noted, the proposed method can be widely used in the operation of small domestic wastewater treatment plants.

Источники информацииInformation sources

1. Патент RU 21005730, МПК C02F 3/00, C02F 3/08, 1998 г.1. Patent RU 21005730, IPC C02F 3/00, C02F 3/08, 1998

2. Патент RU 2233247, МПК C02F 3/12, 2004 г.2. Patent RU 2233247, IPC C02F 3/12, 2004

3. Патент RU 2162062, МПК C02F 3/00, C02F 3/12, 2001 г.3. Patent RU 2162062, IPC C02F 3/00, C02F 3/12, 2001

4. Патент на полезную модель RU 369 А01К 63/04, 2004 г.4. Patent for utility model RU 369 А01К 63/04, 2004

5. Патент RU 2121981, МПК C02F 3/00, 1998 г.5. Patent RU 2121981, IPC C02F 3/00, 1998

6. Авторское свидетельство SU 1368268, МПК C02F 3/08, 1988 г.6. Copyright certificate SU 1368268, IPC C02F 3/08, 1988

Claims (7)

1. Способ биологической очистки сточных вод посредством активного ила во взвешенном состоянии, включающий подачу сточных вод в активационный резервуар при одновременной подаче в этот резервуар воздуха, отличающийся тем, что изменяют температуру воздуха, подаваемого в активационный резервуар в зависимости от температуры окружающего воздуха, причем при плюсовой температуре окружающего воздуха подают в активационный резервуар воздух, охлажденный, по крайней мере, до температуры, равной температуре сточных вод, а при минусовой температуре окружающего воздуха поступающий в активационный резервуар воздух подогревают до температуры, по крайней мере, равной температуре сточных вод.1. The method of biological treatment of wastewater by means of activated sludge in suspension, comprising supplying wastewater to an activation tank while simultaneously supplying air to this tank, characterized in that the temperature of the air supplied to the activation tank is changed depending on the ambient temperature, and plus ambient temperature, air is fed into the activation tank, cooled at least to a temperature equal to the temperature of the wastewater, and at minus temperatures The ambient air entering the activation tank is heated to a temperature at least equal to the temperature of the wastewater. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, в случае подачи сточных вод в активационный резервуар из уравнивающего резервуара, охлажденный воздух подают в активационный резервуар при понижении уровня сточных вод в уравнивающем резервуаре ниже установленного минимального уровня.2. The method according to claim 1, characterized in that, in the case of supplying wastewater to the activation tank from the equalizing tank, the cooled air is supplied to the activation tank while lowering the level of wastewater in the equalizing tank below the set minimum level. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздух, поступающий в активационный резервуар, охлаждают до температуры ниже температуры сточных вод посредством холодильника.3. The method according to claim 1, characterized in that the air entering the activation tank is cooled to a temperature below the temperature of the wastewater by means of a refrigerator. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздух, поступающий в активационный резервуар, охлаждают путем пропускания по трубопроводу, пропущенному, в свою очередь, через емкость со льдом, расположенную относительно поверхности земли на глубине, предотвращающей таяние льда.4. The method according to claim 1, characterized in that the air entering the activation tank is cooled by passing through a pipeline that, in turn, passes through an ice container located relative to the surface of the earth at a depth that prevents ice melting. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в уравнивающий резервуар и/или активационный резервуар дополнительно подают водопроводную воду в количестве, компенсирующем количество испаряющейся воды.5. The method according to claim 1, characterized in that the equalizing tank and / or activation tank additionally serves tap water in an amount that compensates for the amount of evaporated water. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздух подогревают путем пропускания по трубопроводу, проложенному относительно поверхности земли на уровне или ниже уровня трубопровода для подачи сточных вод.6. The method according to claim 1, characterized in that the air is heated by passing through a pipeline laid relative to the surface of the earth at or below the level of the pipeline for supplying wastewater. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздух подогревают посредством нагревателя до температуры выше температуры сточных вод на 15-20°С.7. The method according to claim 1, characterized in that the air is heated by means of a heater to a temperature above the temperature of the wastewater by 15-20 ° C.
RU2006123160/15A 2006-06-20 2006-06-20 Method of sewage water biological treatment RU2329956C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006123160/15A RU2329956C2 (en) 2006-06-20 2006-06-20 Method of sewage water biological treatment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006123160/15A RU2329956C2 (en) 2006-06-20 2006-06-20 Method of sewage water biological treatment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006123160A RU2006123160A (en) 2008-01-10
RU2329956C2 true RU2329956C2 (en) 2008-07-27

Family

ID=39019870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006123160/15A RU2329956C2 (en) 2006-06-20 2006-06-20 Method of sewage water biological treatment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2329956C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006123160A (en) 2008-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106316004B (en) A kind of method of the direct deep purifying of high concentrated organic wastewater
US8246829B2 (en) Systems and methods for water treatment and remediation
CN203845918U (en) Energy-saving emission-reducing type town sewage treatment system
CN202156977U (en) Integrated advanced treatment equipment for landfill leachate
Kadewa et al. Comparison of grey water treatment performance by a cascading sand filter and a constructed wetland
CN113045127A (en) Carbon neutralization ecological treatment method and device for sewage and wastewater of refuse transfer station
CN112499765A (en) Aerobic-anaerobic three-phase pulse type step water inlet wetland system
CN116693057A (en) Intelligent modularized integrated treatment equipment for domestic sewage in high-speed service area of cold area
RU2329956C2 (en) Method of sewage water biological treatment
Kim et al. Potential of natural treatment systems for the reclamation of domestic sewage in irrigated agriculture
Abdel-Fatah et al. Sewage water treatment plant using diffused air system
KR100953075B1 (en) Oxidation-reduction reaction tank for treating wastewater and wastewater treatment method using the same
JPH08281284A (en) Combined septic tank
CN214936193U (en) Carbon neutralization ecological treatment device for sewage and wastewater of refuse transfer station
RU2201405C1 (en) Method and device for cleaning waste water
Marleni et al. Application of combined phytoremediation greywater treatment in a single house
US20090255871A1 (en) Method and apparatus for on-site treatment of waste water
WO2013136939A1 (en) Water treatment system and water treatment method
CN210796140U (en) Domestic sewage treatment device
Ambrosova et al. Analysis of designs of compact wastewater treatment plants
CN111484186A (en) Biological treatment method for domestic sewage
CN216427016U (en) Rural integration sewage advanced treatment equipment
CN219279701U (en) System for reducing COD of circulating sewage discharged by reclaimed water source
CN114853260B (en) System and method for treating and recycling water of parallel households in plain river network area
CN106396300A (en) Sewage treatment device of precast concrete structure and treatment method

Legal Events

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

Effective date: 20090621