RU2404133C1 - Device for purifying waste water - Google Patents
Device for purifying waste water Download PDFInfo
- Publication number
- RU2404133C1 RU2404133C1 RU2009108196A RU2009108196A RU2404133C1 RU 2404133 C1 RU2404133 C1 RU 2404133C1 RU 2009108196 A RU2009108196 A RU 2009108196A RU 2009108196 A RU2009108196 A RU 2009108196A RU 2404133 C1 RU2404133 C1 RU 2404133C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- flotator
- tank
- installation
- flocculator
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Abstract
Description
Группа изобретений относится к области биологической очистки сточных вод и может быть использовано, преимущественно, в очистных сооружениях промышленных предприятий, стоки которых содержат высокие концентрации загрязняющих веществ различного происхождения.The group of inventions relates to the field of biological wastewater treatment and can be used mainly in wastewater treatment plants of industrial enterprises, the effluents of which contain high concentrations of pollutants of various origins.
Наличие высокого уровня загрязненности сточных вод затрудняет применение одних биологических методов очистки, т.к. для реализации в полном объеме удаления загрязнений в виде твердых частиц и растворенных биогенных элементов необходимо значительное время обработки, а значит, и большие объемы очистных сооружений.The presence of a high level of wastewater contamination makes it difficult to use some biological treatment methods, because To fully implement the removal of contaminants in the form of solid particles and dissolved nutrients, a significant treatment time is required, and hence large volumes of treatment facilities.
Наиболее близким, в качестве ближайшего аналога, известен способ очистки сточных вод, состоящий в том, что обрабатываемая сточная вода, предварительно сфлокулированная искусственным химическим реагентом (полимером) во флокуляторе, оснащенном низкоскоростным перемешивающим устройством (мешалкой), подается в камеру смешивания флотатора, где она приводится в контакт с водой, насыщенной воздухом, из которой в результате падения давления выделяются мельчайшие пузырьки воздуха. Камера смешивания, кроме введения обрабатываемой воды в контакт с водой, насыщенной воздухом, обеспечивает рассеивание кинетической энергии смеси перед ее подачей в зону разделения флотатора. Создаваемые комплексы из флокул и пузырьков воздуха, плотность которых ниже плотности воды, отделяются в зоне разделения и скапливаются на поверхности слоя воды. Плавающие продукты удаляются из флотатора с помощью системы гребков либо системы перелива, после чего выводятся по желобу за пределы установки. Осветленная вода подается на последующий этап обработки (фильтрацию), а затем отфильтрованная вода выводится из установки в природные водоемы. Насыщенную воздухом смесь получают путем контактирования части обработанной воды со сжатым воздухом в напорном баке (сатураторе воды). Насыщенная воздухом вода подается через форсунку в камеру смешивания флотатора после прохода регулирующего вентиля. [1]The closest, as the closest analogue, known method of wastewater treatment, which consists in the fact that the treated wastewater, previously flocculated with an artificial chemical reagent (polymer) in a flocculator equipped with a low-speed mixing device (mixer), is supplied to the flotator mixing chamber, where it is brought into contact with water saturated with air, from which tiny air bubbles are released as a result of a pressure drop. The mixing chamber, in addition to introducing the treated water into contact with water saturated with air, ensures the dissipation of the kinetic energy of the mixture before it is fed to the separation zone of the flotator. The created complexes of flocs and air bubbles, whose density is lower than the density of water, are separated in the separation zone and accumulate on the surface of the water layer. Floating products are removed from the flotator using a paddle system or overflow system, after which they are discharged through the gutter outside the installation. The clarified water is supplied to the next stage of processing (filtration), and then the filtered water is removed from the installation into natural reservoirs. The air-saturated mixture is obtained by contacting a portion of the treated water with compressed air in a pressure tank (water saturator). Water saturated with air is fed through the nozzle to the flotator mixing chamber after the passage of the control valve. [one]
Известна установка для очистки сточных вод, состоящая из отдельных секций, включающих в себя систему «флокулятор-флотатор-устройство последующей обработки (песчаный фильтр)», напорный бак для растворения воздуха в воде (сатуратора воды) с линией подачи насыщенной воздухом воды во флотатор, средства для удаления плавающих флотопродуктов и вывода осветленной воды из флотатора, запорно-регулирующую арматуру, при этом флокулятор снабжен низкоскоростным перемешивающим устройством (мешалкой) и линией подачи искусственных химических реагентов (полимеров), флотатор содержит камеру смешивания и зону разделения, фильтр выполнен в виде фильтрующего песчаного слоя, размещенного на несущем полу флотатора. [1]A known installation for wastewater treatment, consisting of separate sections, including the system "flocculator-flotator-post-treatment device (sand filter)", a pressure tank for dissolving air in water (water saturator) with a line for supplying air-saturated water to the flotator, means for removing floating flotation products and removing clarified water from the flotator, shut-off and control valves, while the flocculator is equipped with a low-speed mixing device (mixer) and an artificial chemical reagent supply line s (polymers), the skimmer comprises a mixing zone and a separation chamber, the filter is designed as a filter sand layer disposed on the supporting floor skimmer. [one]
Основными недостатками указанных известных способа и устройства являются недостаточная степень очистки сточной воды от органических загрязнений, т.к. отсутствует этап биохимического окисления растворенных биогенных элементов и реализуется лишь удаление твердых частиц загрязнений с помощью напорной флотации и фильтрации на песчаном фильтре.The main disadvantages of these known methods and devices are the insufficient degree of purification of wastewater from organic pollution, because there is no stage of biochemical oxidation of dissolved nutrients and only the removal of particulate contaminants by pressure flotation and filtration on a sand filter is realized.
Технический результат заявленной группы изобретений заключается в повышении эффективности и глубины очистки сточных вод промышленных предприятий, содержащих высокие концентрации загрязняющих веществ различного происхождения.The technical result of the claimed group of inventions is to increase the efficiency and depth of wastewater treatment of industrial enterprises containing high concentrations of pollutants of various origins.
Заявленный технический результат достигается тем, что в способе очистки сточных вод, состоящем в том, что (при установившемся режиме) обрабатываемая сточная вода, предварительно сфлокулированная полимерным реагентом во флокуляторе, оснащенном низкоскоростным перемешивающим устройством, подается в камеру смешивания флотатора, где она приводится в контакт с водой, насыщенной воздухом, из которой в результате падения давления выделяются мельчайшие пузырьки воздуха, причем камера смешивания, кроме введения обрабатываемой воды в контакт с водой, насыщенной воздухом, обеспечивает рассеивание кинетической энергии смеси перед ее подачей в зону разделения флотатора, при этом создаваемые комплексы из флокул и пузырьков воздуха, плотность которых ниже плотности воды, отделяются в зоне разделения и скапливаются на поверхности слоя воды, плавающие продукты удаляются из флотатора с помощью системы гребков либо системы перелива, после чего выводятся по желобу за пределы установки, при этом получаемая осветленная вода подается на последующий этап обработки, а затем выводится из установки в природные водоемы, при этом насыщенную воздухом смесь получают путем контактирования части обработанной воды со сжатым воздухом в напорном баке-сатураторе, и она подается через форсунку в камеру смешивания флотатора после прохода регулирующего вентиля, согласно изобретению флокуляция обрабатываемой сточной воды производится естественным биофлокулянтом, получаемым путем предварительной гидромеханической обработки биомассы активного ила, выводимой из вторичного отстойника, последующий этап обработки осветленной во флотаторе сточной воды представляет собой аэробную биологическую очистку с помощью микроорганизмов активного ила, причем биохимическое окисление растворенных биогенных элементов производится иммобилизованной биопленкой на размещенных в аэротенке носителях, после чего водно-иловая смесь подвергается отстаиванию во вторичном отстойнике, при этом часть осажденной биомассы рециркулируется на вход в аэротенк для поддержания процесса биологической очистки, другая часть поступает на гидромеханическую обработку для выделения из нее биофлокулянтов, а оставшаяся часть выводится из установки на утилизацию.The claimed technical result is achieved by the fact that in the method of wastewater treatment, which consists in the fact that (under steady state conditions) the treated wastewater pre-flocculated with a polymer reagent in a flocculator equipped with a low-speed mixing device is supplied to the flotator mixing chamber, where it is brought into contact with water saturated with air, from which tiny air bubbles are released as a result of the pressure drop, and the mixing chamber, in addition to bringing the treated water into contact water saturated with air ensures the dissipation of the kinetic energy of the mixture before it is fed into the separation zone of the flotator, while the created complexes of flocs and air bubbles, whose density is lower than the density of water, are separated in the separation zone and accumulate on the surface of the water layer, floating products are removed from the flotator using a rowing system or overflow system, after which they are discharged through the gutter outside the installation, while the resulting clarified water is supplied to the subsequent processing stage, and then removed from installation in natural water bodies, while the air-saturated mixture is obtained by contacting a portion of the treated water with compressed air in a pressure tank-saturator, and it is fed through the nozzle to the flotator mixing chamber after the passage of the control valve, according to the invention, the treated waste water is flocculated by a natural bioflocculant obtained by preliminary hydromechanical treatment of activated sludge biomass removed from the secondary sump, the subsequent processing stage clarified in the fleet The waste water torus is an aerobic biological treatment using activated sludge microorganisms, moreover, the biochemical oxidation of dissolved biogenic elements is carried out by immobilized biofilm on carriers placed in the aeration tank, after which the water-sludge mixture is sedimented in a secondary sump, and part of the precipitated biomass is recycled to the inlet aeration tank to support the biological treatment process, the other part is fed to the hydromechanical treatment to separate the bioflock from it lyantov, and the remainder is derived from the plant for recycling.
Технический результат достигается также тем, что в установке для очистки сточных вод, состоящей из отдельных секций, каждая из которых содержит флокулятор, имеющий низкоскоростное перемешивающее устройство и линию подачи полимерных реагентов во флокулятор, флотатор, содержащий камеру смешивания и зону разделения, устройство последующей обработки, напорный бак-сатуратор с линией подачи насыщенной воздухом воды во флотатор, отстойники, средства для удаления плавающих флотопродуктов и вывода обработанной воды из установки, устройство последующей обработки представляет собой систему аэробной биологической обработки осветленной воды, состоящей из аэротенка с размещенными в нем носителями иммобилизованной биопленки, вторичного отстойника и линии рециркуляции активного ила из отстойника в аэротенк и устройства гидромеханической обработки биомассы активного ила, выводимой из вторичного отстойника, при этом при этом вторичный отстойник через устройство гидромеханической обработки биомассы активного ила соединен с флокулятором, а каждый флотатор снабжен сифонной перегородкой для вывода осветленной воды в аэротенк на аэробную биологическую обработку.The technical result is also achieved by the fact that in the wastewater treatment plant, consisting of separate sections, each of which contains a flocculator having a low-speed mixing device and a line for supplying polymer reagents to the flocculator, a flotator containing a mixing chamber and a separation zone, a post-treatment device, pressure saturator tank with a line for supplying air-saturated water to the flotator, sedimentation tanks, means for removing floating flotation products and removing treated water from the installation, device The following treatment is an aerobic biological treatment system for clarified water, consisting of an aeration tank with carriers of immobilized biofilm, a secondary settling tank and a line for recirculating activated sludge from a settling tank into an aeration tank, and a hydromechanical processing unit for activated sludge biomass removed from the secondary settling tank, while the secondary settler is connected to a flocculator through a hydromechanical processing unit for activated sludge biomass, and each flotator is equipped with a siphon settlement for withdrawal of clarified water in the aeration tank to an aerobic biological treatment.
Сопоставительный анализ с ближайшим аналогом показывает, что заявленный способ очистки сточных вод отличается новой совокупностью признаков, состоящей в том, что флокуляция обрабатываемой сточной воды производится естественным биофлокулянтом, получаемым путем предварительной гидромеханической обработки биомассы активного ила, выводимой из вторичного отстойника, последующий этап обработки осветленной во флотаторе сточной воды представляет собой аэробную биологическую очистку с помощью микроорганизмов активного ила, причем биохимическое окисление растворенных биогенных элементов производится иммобилизованной биопленкой на размещенных в аэротенке носителях, после чего водно-иловая смесь подвергается отстаиванию во вторичном отстойнике, при этом осажденная биомасса частично рециркулируется на вход в аэротенк для поддержания процесса биологической очистки, частично поступает на гидромеханическую обработку для выделения из нее биофлокулянтов, а оставшаяся часть выводится из установки на утилизацию.Comparative analysis with the closest analogue shows that the claimed wastewater treatment method is characterized by a new set of features, namely, that the treated wastewater is flocculated by a natural bioflocculant obtained by preliminary hydromechanical treatment of activated sludge biomass removed from the secondary sump, the subsequent stage of treatment clarified in sewage flotator is an aerobic biological treatment using microorganisms of activated sludge, and bio The oxidation of dissolved biogenic elements is carried out by immobilized biofilm on carriers placed in the aeration tank, after which the water-sludge mixture is sedimented in the secondary sump, while the precipitated biomass is partially recycled to the aeration tank to support the biological treatment process, and partially goes to hydromechanical processing for separation from bioflocculants, and the remainder is removed from the installation for disposal.
Сопоставительный анализ с ближайшим аналогом показывает, что заявленная установка для очистки сточных вод отличается новой совокупностью признаков, состоящей в том, что устройство последующей обработки представляет собой систему аэробной биологической обработки осветленной сточной вод, состоящей из аэротенка с размещенными в нем носителями иммобилизованной биопленки, вторичного отстойника и линии рециркуляции активного ила из отстойника в аэротенк, установка снабжена устройством гидромеханической обработки биомассы активного ила, выводимой из вторичного отстойника.A comparative analysis with the closest analogue shows that the claimed wastewater treatment plant is characterized by a new set of features, consisting in the fact that the post-treatment device is an aerobic biological treatment system for clarified wastewater, consisting of an aeration tank with immobilized biofilm carriers, a secondary settler placed in it and active sludge recirculation lines from the sump to the aeration tank, the installation is equipped with a hydromechanical processing device for activated sludge biomass Output from the secondary clarifier.
Вышеизложенное свидетельствует о соответствии заявленной группы изобретений условию патентоспособности "новизна".The above indicates the compliance of the claimed group of inventions with the condition of patentability "novelty".
Сравнение заявленного способа и установки с известными показывает, что они для специалиста не следуют явным образом из уровня техники, что свидетельствует о соответствии заявленной группы изобретений условию патентоспособности "изобретательский уровень".Comparison of the claimed method and installation with the known shows that they for the specialist do not follow explicitly from the prior art, which indicates the compliance of the claimed group of inventions with the condition of patentability "inventive step".
Заявленная группа изобретений соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».The claimed group of inventions meets the condition of patentability "industrial applicability".
Такое выполнение заявленной последовательности приемов очистки сточных вод и конструктивное выполнение установки для очистки сточных вод при реализации обеспечивают такие условия проведения технологического режима очистки, при которых реализуется достижение указанного технического результата.This implementation of the claimed sequence of wastewater treatment methods and the constructive implementation of the installation for wastewater treatment during implementation provide such conditions for the technological regime of treatment, in which it is achieved the specified technical result.
Заявленная группа изобретений иллюстрируется чертежом, где изображена схема установки для реализации способа очистки сточных вод.The claimed group of inventions is illustrated in the drawing, which shows a diagram of an installation for implementing a method of wastewater treatment.
Способ очистки сточных вод осуществляется следующим образом.The wastewater treatment method is as follows.
При установившемся режиме обрабатываемая сточная вода предварительно флокулируется полученным из активного ила естественным биофлокулянтом во флокуляторе с помощью низкоскоростного перемешивающего устройства (например, мешалки) и подается в камеру смешивания флотатора, где она приводится в контакт с водой, насыщенной воздухом, из которой в результате падения давления выделяются мельчайшие пузырьки воздуха. Камера смешивания, кроме введения обрабатываемой воды в контакт с водой, насыщенной воздухом, обеспечивает рассеивание кинетической энергии смеси перед ее подачей в зону разделения флотатора. Создаваемые комплексы из флокул и пузырьков воздуха, плотность которых ниже плотности воды, отделяются в зоне разделения и скапливаются на поверхности слоя воды. Слой флотопродуктов, плавающих на поверхности, может достигать нескольких десятков сантиметров и при этом быть исключительно устойчивым (например, в случае уплотнения активных илов). Иногда толщина этого слоя невелика (несколько сантиметров), а сам он неусточив (например, при флотации флоккул гидроксидов металлов). Поэтому система сбора этого слоя должна соответствовать природе образующих его продуктов. Плавающие продукты удаляются из флотатора с помощью системы гребков либо системы перелива, после чего выводятся по желобу на иловые площадки. При применении перелива для облегчения отделения кексообразного слоя от стенок флотатора их целесообразно обрызгивать водой. Число поверхностных гребков определяется скоростью их движения, расстоянием между соседними гребками, а также объемом удаляемого продукта. Режим процесса удаления флотопродуктов с помощью гребков не должен допускать деаэрации или разрушения плавающего слоя в результате чрезмерного сжатия. Поэтому во флотаторах большого размера целесообразна установка нескольких желобов для выведения флотопродуктов с поверхности воды. Снижение объемов воздуха, требующих дезодорирования, может быть достигнуто с помощью установки перекрытий на уровне зеркала воды. В этом случае перекрытие защищает флотатор также от дождей и ветра, которые могут разрушить плавающий слой и частично перевести его во взвешенное состояние.In the established mode, the treated wastewater is pre-flocculated with a natural bioflocculant obtained from activated sludge in a flocculator using a low-speed mixing device (for example, a mixer) and fed into the flotator mixing chamber, where it is brought into contact with water saturated with air, from which as a result of pressure drop tiny air bubbles stand out. The mixing chamber, in addition to introducing the treated water into contact with water saturated with air, ensures the dissipation of the kinetic energy of the mixture before it is fed to the separation zone of the flotator. The created complexes of flocs and air bubbles, whose density is lower than the density of water, are separated in the separation zone and accumulate on the surface of the water layer. The layer of flotation products floating on the surface can reach several tens of centimeters and be extremely stable (for example, in the case of compaction of activated sludge). Sometimes the thickness of this layer is small (a few centimeters), and it is unstable (for example, during the flotation of metal hydroxide floccules). Therefore, the collection system of this layer must match the nature of the products that form it. Floating products are removed from the flotator using a paddle system or overflow system, after which they are discharged through the gutter to the sludge pads. When using overflow to facilitate separation of the cake-like layer from the walls of the flotator, it is advisable to spray them with water. The number of surface strokes is determined by the speed of their movement, the distance between adjacent strokes, as well as the volume of the product removed. The regime of the process of removing flotation products using strokes should not allow deaeration or destruction of the floating layer as a result of excessive compression. Therefore, in large-sized flotators, it is advisable to install several gutters for removing flotation products from the surface of the water. Reducing the volume of air requiring deodorization can be achieved by installing ceilings at the level of the water mirror. In this case, the overlap also protects the flotator from rain and wind, which can destroy the floating layer and partially put it into suspension.
Осветленная вода отбирается с помощью сифонной перегородки, а затем выводится из флотатора в аэротенк для последующей аэробной биологической обработки, причем биохимическое окисление растворенных биогенных элементов производится иммобилизованной биопленкой на размещенных в аэротенке носителях. После биологической очистки водно-иловая смесь подвергается отстаиванию во вторичном отстойнике, при этом осажденная биомасса частично рециркулируется на вход в аэротенк для поддержания процесса биологической очистки, частично поступает на гидромеханическую обработку для выделения из нее биофлокулянтов, а оставшаяся часть выводится из установки на утилизацию.The clarified water is taken using a siphon septum, and then removed from the flotator to the aerotank for subsequent aerobic biological treatment, and the biochemical oxidation of dissolved biogenic elements is carried out by immobilized biofilm on carriers placed in the aeration tank. After biological treatment, the water-sludge mixture is sedimented in a secondary sump, while the precipitated biomass is partially recycled to the aeration tank to support the biological treatment process, partially fed to hydromechanical treatment to separate bioflocculants from it, and the rest is removed from the disposal unit.
Насыщенную воздухом смесь получают путем контактирования части обработанной во флотаторе воды со сжатым воздухом в напорном баке-сатураторе. Время контакта воды с воздухом при расходе 300 куб. метров в час составляет одну минуту. При времени контакта менее одной минуты не обеспечивается максимальная степень насыщенности части обработанной во флотаторе воды со сжатым воздухом, а при времени контакта более одной минуты степень насыщения практически не изменяется, и дальнейший контакт части обработанной во флотаторе воды со сжатым воздухом в напорном баке-сатураторе становится технико-экономически нецелесообразным. Насыщенная воздухом вода подается в камеру смешивания после прохода регулирующего вентиля через форсунку.The air-saturated mixture is obtained by contacting a portion of the water treated in the flotator with compressed air in a pressure saturator tank. The contact time of water with air at a flow rate of 300 cubic meters. meters per hour is one minute. When the contact time is less than one minute, the maximum degree of saturation of the part of the water treated in the flotator with compressed air is not ensured, and when the contact time is more than one minute, the degree of saturation remains practically unchanged, and the further contact of the part of the water treated in the flotator with compressed air in the pressure tank of the saturator becomes techno-economically inexpedient. Water saturated with air is supplied to the mixing chamber after the control valve passes through the nozzle.
В том случае, когда флотатор имеет большой диаметр (площадь флотации больше 120 м2), его оснащают донным скребком, облегчающим удаление осадка, который может откладываться на дне флотатора.In the case where the flotator has a large diameter (flotation area greater than 120 m 2 ), it is equipped with a bottom scraper, which facilitates the removal of sediment that can be deposited at the bottom of the flotator.
В зависимости от назначения скорость флотации варьируется от 2 до 10 м/ч, а доля рециркулируемой насыщенной воды составляет от 15 до 60%. Высокоскоростная технология флотации обеспечивается повышением скорости разделения фаз более 10-12 м/ч, что позволяет уменьшить размеры сооружения.Depending on the purpose, the flotation rate varies from 2 to 10 m / h, and the proportion of recycled saturated water is from 15 to 60%. High-speed flotation technology is provided by increasing the speed of phase separation of more than 10-12 m / h, which allows to reduce the size of the structure.
Совершенствование гидравлики флотаторов (исключение циркуляции потоков по диагонали резервуара) производится с помощью различных способов «выпрямления» струй жидкости за счет следующих мероприятий:Improving the hydraulics of flotators (eliminating the circulation of flows along the diagonal of the tank) is carried out using various methods of “straightening” the liquid jets due to the following measures:
- обеспечения диффузии насыщенной воздухом воды по всей площади флотации;- providing diffusion of air-saturated water throughout the flotation area;
- применения донных коллекторов или перфорированного днища для сбора воды по всей площади флотатора (а не только на одном из его концов);- use of bottom collectors or perforated bottoms to collect water over the entire area of the flotator (and not just at one of its ends);
- применения погружных тонкослойных систем, задерживающих пузырьки воздуха, коалесцирующих их и создающих таким образом условия, благоприятствующие их всплытию.- the use of submersible thin-layer systems that trap air bubbles, coalesce them and thus create conditions conducive to their ascent.
При этом во флотаторе удается создать равномерный слой пузырьков высотой от 1 до 2 м. Этот слой пузырьков, а фактически «подушка», концентрация которых уменьшается в направлении сверху вниз, продолжает флокуляцию, усиливает процесс сцепления флокул с пузырьками воздуха и позволяет увеличить скорость подъем комплексов «флокула-пузырьки воздуха» за счет повышения скорости подъема микропузырьков с 5 до 30-40 м/ч в результате их коалесценции и/или агломерации. Разделение твердой и жидкой фаз улучшается благодаря более высокой, чем в традиционных реакторах диффузионного типа, концентрации пузырьков и флокул, что увеличивает вероятность их столкновения. Эффект разделения фаз усиливается также за счет того, что свободные пузырьки могут коалесцировать между собой. В результате этого:At the same time, it is possible to create a uniform layer of bubbles in the flotator from 1 to 2 m high. This layer of bubbles, but in fact the “cushion”, whose concentration decreases in the direction from top to bottom, continues flocculation, enhances the adhesion process of flocs with air bubbles and allows increasing the rate of rise of complexes “Floccula-air bubbles” by increasing the rate of rise of microbubbles from 5 to 30-40 m / h as a result of their coalescence and / or agglomeration. The separation of solid and liquid phases is improved due to a higher concentration of bubbles and flocs than in conventional diffusion type reactors, which increases the likelihood of their collision. The phase separation effect is also enhanced by the fact that free bubbles can coalesce among themselves. As a result:
- конфигурация флотатора со слоем пузырьков отличается от формы традиционного флотатора: его «длина» (расстояние от входа до выхода) меньше «ширины», за счет чего слой пузырьков распространяется по всему объему аппарата;- the configuration of the flotator with a layer of bubbles differs from the shape of a traditional flotator: its “length” (distance from entrance to exit) is less than “width”, due to which the layer of bubbles spreads throughout the entire volume of the apparatus;
- длительность предварительной флокуляции может быть сокращена до 10-15 мин (вместо 20-30 мин);- the duration of preliminary flocculation can be reduced to 10-15 minutes (instead of 20-30 minutes);
- флотатор более удобен для отвода флотопродуктов переливом (небольшая высота при значительной ширине);- the flotator is more convenient for the removal of flotation products by overflow (small height with a considerable width);
- гидравлический нож позволяет отделить от стенок слой флотопродуктов, что уменьшает количество воды, сливающейся вместе с ними.- a hydraulic knife allows you to separate the layer of flotation products from the walls, which reduces the amount of water that merges with them.
Установка содержит последовательно расположенные по секциям технологические узлы: линию подачи исходной сточной воды (1), флокулятор (2), флотатор (3), систему аэробной биологической очистки осветленной сточной воды, состоящей из аэротенка (4), вторичного отстойника (5) и линии рециркуляции активного ила из отстойника, а также напорный бак-сатуратор (6) с линией подачи насыщенной воздухом воды во флотатор (7), средства для удаления плавающих флотопродуктов (8), линию (9) с сифонной перегородкой вывода осветленной воды из флотатора в аэротенк (4), запорно-регулирующую арматуру, линию (19) подачи части обработанной осветленной воды в напорный бак-сатуратор. Флокулятор (2) имеет низкоскоростное перемешивающее устройство (10), например мешалку, и линию подачи биофлокулянтов (11). Флотатор (3) содержит камеру смешивания (12) и зону разделения (13). Аэротенк (4) содержит носители иммобилизованной биопленки (14) и соединен со вторичным отстойником (5) посредством линии (17) рециркуляции активного ила из отстойника. Очищенная вода выводится из установки через перелив (15), а биомасса активного ила частично подается в устройство гидромеханической обработки (16) и далее во флокулятор (2), частично (17) - на вход в аэротенк (4). Остальная часть биомассы выводится на иловые площадки для утилизации (18). Аэротенк (4) представляет собой устройство для биологической очистки сточных вод с помощью иммобилизованной биопленки микроорганизмов. Культуры микроорганизмов закрепляются на погруженных в воду специальных материалах-носителях, имеющих большую удельную поверхность при сильной шероховатости. Такие свойства позволяют сохранять бактериальную пленку, достаточную для быстрой активизации быстрой активизации биологического процесса. Аэротенк функционирует с восходящим потоком воды и воздуха, что обеспечивает высокую скорость прохождения обрабатываемой среды, повышенное задержание взвешенных веществ за счет их равномерного распределения во всем объеме аэротенка, высокую эффективность аэрации. Аэрация осуществляется путем распределения воздуха в объеме загрузки, при этом равномерность распределения обеспечивается сетью коллекторов с мембранными диффузорами. Подобная конструкция аэротенка создает высокую концентрацию биомассы микроорганизмов, при этом биомасса, прикрепляемая к носителям, имеет более высокую активность. Кроме того, аэротенк с иммобилизованной микрофлорой занимает меньшую площадь, чем традиционный аэротенк, что дает возможность создавать закрытые очистные сооружения, ограничивать распространение отработанных газов, обеспечивать модульность конструкции и удобство автоматизации.The installation contains technological units sequentially arranged in sections: the feed wastewater supply line (1), a flocculator (2), a flotator (3), an aerobic biological treatment system for clarified wastewater, consisting of an aeration tank (4), a secondary sump (5) and a line recirculation of activated sludge from the sump, as well as a pressure tank-saturator (6) with a line for supplying air-saturated water to the flotator (7), means for removing floating flotation products (8), line (9) with a siphon partition for clarifying water from the flotator to the aeration tank (4), app weight distribution regulating valve, a line (19) feeding a portion of the treated clarified water into the pressure tank saturator. Flocculator (2) has a low-speed mixing device (10), for example, a mixer, and a bioflocculant supply line (11). The flotator (3) contains a mixing chamber (12) and a separation zone (13). The aeration tank (4) contains carriers of immobilized biofilm (14) and is connected to the secondary sump (5) through the line (17) for recirculation of activated sludge from the sump. The purified water is discharged from the installation through the overflow (15), and the activated sludge biomass is partially supplied to the hydromechanical treatment device (16) and then to the flocculator (2), partially (17) to the aeration tank entrance (4). The rest of the biomass is brought to the sludge disposal sites (18). Aerotank (4) is a device for biological wastewater treatment using immobilized biofilm of microorganisms. Microorganism cultures are fixed on special carrier materials immersed in water, which have a large specific surface area with strong roughness. Such properties make it possible to maintain a bacterial film sufficient to rapidly activate the rapid activation of the biological process. The aeration tank operates with an upward flow of water and air, which ensures a high velocity of the processed medium, an increased retention of suspended solids due to their uniform distribution in the entire volume of the aeration tank, and high aeration efficiency. Aeration is carried out by distributing air in the load volume, while the uniformity of distribution is ensured by a network of collectors with membrane diffusers. This design of the aeration tank creates a high concentration of biomass of microorganisms, while the biomass attached to the carriers has a higher activity. In addition, the aeration tank with immobilized microflora occupies a smaller area than a traditional aeration tank, which makes it possible to create closed treatment plants, limit the distribution of exhaust gases, provide modular design and ease of automation.
Установка работает следующим образом.Installation works as follows.
В установившемся режиме поступающие на обработку сточные воды, предварительно смешанные с обработанной иловой суспензией, обогащенной биофлокулянтами, поступают во флокулятор 2, где при «вялом» перемешивании происходит флокулирование частиц загрязнений. Флокулированная водно-иловая смесь переливается во флотатор 3, где создаются комплексы из флокул и пузырьков воздуха, плотность которых ниже плотности воды. Всплывающие комплексы поднимаются на поверхность, где образуют слой флотопродуктов. Плавающие продукты удаляются с помощью гребков или перелива и по желобу отводятся на иловые площадки. Осветленная вода с помощью сифонной перегородки по линии (9) выводится из флотатора 3 в аэротенк 4 для последующей аэробной биологической обработки. Общая площадь носителей 14 биопленки устанавливается либо с учетом расхода поступающего потока сточных вод, либо в зависимости от нагрузки по загрязняющим веществам. Технологический воздух на аэрацию подается постоянно, что обеспечивается непрерывно работающими воздуходувками, причем биохимическое окисление растворенных биогенных элементов производится иммобилизованной биопленкой на размещенных в аэротенке носителях 14. Очищенная водно-иловая смесь подвергается отстаиванию во вторичном отстойнике 5, после чего осажденная биомасса частично рециркулируется посредством линии (17) рециркуляции активного ила на вход в аэротенк 4 для поддержания процесса биологической очистки, частично поступает на гидромеханическую обработку в устройство гидромеханической обработки (16) для выделения из нее биофлокулянтов, а оставшаяся часть выводится из установки на утилизацию.In the steady state, the wastewater coming into the treatment, pre-mixed with the treated sludge suspension enriched with bioflocculants, enters the flocculator 2, where, with "sluggish" mixing, flocculation of contaminant particles occurs. The flocculated water-sludge mixture is poured into the flotator 3, where complexes are created from flocs and air bubbles, the density of which is lower than the density of water. Pop-up complexes rise to the surface where they form a layer of flotation products. Floating products are removed by paddles or overflow and are discharged to the silt pits through the gutter. The clarified water using a siphon septum along the line (9) is discharged from the flotator 3 into the aerotank 4 for subsequent aerobic biological treatment. The total area of biofilm carriers 14 is established either taking into account the flow rate of the incoming wastewater stream, or depending on the load on pollutants. Technological air is supplied to aeration continuously, which is ensured by continuously operating blowers, and the biochemical oxidation of dissolved nutrients is carried out by immobilized biofilm on carriers 14 located in the aeration tank. The purified sludge mixture is sedimented in the secondary settling tank 5, after which the precipitated biomass is partially recycled through the line ( 17) recirculation of activated sludge at the entrance to the aeration tank 4 to support the biological treatment process, partially supplied to g idromechanical processing into a hydromechanical processing device (16) to isolate bioflocculants from it, and the remainder is removed from the installation for disposal.
Обработанная вода вытекает через фронтальный слив и направляется самотеком во вторичный отстойник, где производится осаждение биомассы активного ила.The treated water flows through a frontal discharge and is directed by gravity to a secondary sump, where biomass of activated sludge is deposited.
Примеры реализации способа и установки.Examples of the method and installation.
Пример 1. Лаборатория отдела производственной санитарии и охраны окружающей среды Всероссийского научно-исследовательского и технологического института биологической промышленности.Example 1. Laboratory of the Department of Industrial Sanitation and Environmental Protection of the All-Russian Research and Technological Institute of Biological Industry.
Состав пилотной установки: флокулятор, флотатор, аэротенк-смеситель с носителями, изготовленными из полиэтиленовых волокон, вторичный отстойник, сатуратор, устройство гидромеханической обработки биомассы активного ила.The composition of the pilot installation: flocculator, flotator, aeration tank mixer with carriers made of polyethylene fibers, a secondary settler, a saturator, a device for hydromechanical processing of activated sludge biomass.
Вид сточных вод - промышленные стоки Щелковского экспериментального мясоперерабатывающего завода. Расход сточных вод 120 л/ч.Type of wastewater - industrial wastewater from the Shchelkovo experimental meat processing plant. Wastewater consumption 120 l / h.
Концентрация загрязнений в исходной сточной воде: взвешенные вещества - от 200 до 550 мг/л, ХПК - от 1800 до 2700 мг/л, жиры - до 120-150 мг/л,The concentration of contaminants in the source wastewater: suspended solids - from 200 to 550 mg / l, COD - from 1800 to 2700 mg / l, fats - up to 120-150 mg / l,
Время обработки сточных вод в установке - от 15 до 30 мин во флотаторе, от 10 до 18 ч - в аэротенке.Wastewater treatment time in the installation is from 15 to 30 minutes in a flotator, from 10 to 18 hours in an aeration tank.
Эффективность очистки: от взвешенных веществ - 88-95%, от ХПК - 72-84%, от жиросодержащих веществ - от 87 до 98%.Cleaning efficiency: from suspended solids - 88-95%, from COD - 72-84%, from fat-containing substances - from 87 to 98%.
Пример 2. Очистные сооружения совхоза-комбината "Борисовский" Минской области Республики Беларусь.Example 2. Treatment facilities of the state farm-factory "Borisovsky" of the Minsk region of the Republic of Belarus.
Состав пилотной установки: первичный отстойник, флокулятор, напорный флотатор, аэротенк-смеситель с пластинчатыми носителями, вторичный отстойник, устройство гидромеханической обработки биомассы активного ила.The composition of the pilot installation: primary sump, flocculator, pressure flotator, aeration tank mixer with plate carriers, secondary sump, device for hydromechanical processing of activated sludge biomass.
Вид сточных вод - промышленные стоки свиноводческого комплекса (гидросмыв).Type of wastewater - industrial wastewater from a pig-breeding complex (water washing).
Расход сточных вод 550 л/ч. Концентрация загрязнений в исходной сточной воде: взвешенные вещества - от 11000 до 14000 мг/л, ХПК - от 6000 до 8000 мг/л, жиры - до 320-450 мг/л,Wastewater consumption 550 l / h. The concentration of contaminants in the source wastewater: suspended solids - from 11000 to 14000 mg / l, COD - from 6000 to 8000 mg / l, fats - up to 320-450 mg / l,
Время обработки сточных вод в установке - от 20 до 40 мин во флотаторе, от 22 до 28 ч - в аэротенке.Wastewater treatment time in the installation is from 20 to 40 minutes in a flotator, from 22 to 28 hours in an aeration tank.
Эффективность очистки: от взвешенных веществ - 90-96%, от ХПК - 80-91%, от жиросодержащих веществ - от 92 до 99%.Cleaning efficiency: from suspended solids - 90-96%, from COD - 80-91%, from fat-containing substances - from 92 to 99%.
Наиболее актуально применение заявленных изобретений для предприятий, находящихся непосредственно в черте города, когда дополнительно к требованиям высокой степени очистки сточных вод предъявляются строгие требования к сбросу в воздушное пространство отработанных при очистке газов и санитарному состоянию самих промышленных площадок очистных сооружений. Использование изобретения целесообразно также в тех случаях, когда размеры промышленных площадок ограничены прилегающими жилыми массивами, что не позволяет использовать традиционные аэробные биологические методы очистки, требующие больших производственных площадей.The most relevant is the application of the claimed inventions for enterprises located directly within the city, when in addition to the requirements for a high degree of wastewater treatment, stringent requirements are placed on the discharge into the airspace of the waste gases from the treatment and the sanitary condition of the industrial sites of treatment facilities themselves. The use of the invention is also advisable in cases where the size of industrial sites is limited by adjacent residential areas, which does not allow the use of traditional aerobic biological treatment methods that require large production areas.
Источники информацииInformation sources
1) Технический справочник по обработке воды. Второе издание. Том 2. Часть 1. «Новый журнал». Санкт-Петербург. 2007. C.87-872.1) Technical reference for water treatment. Second edition. Volume 2. Part 1. The New Journal. St. Petersburg. 2007. C.87-872.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009108196A RU2404133C1 (en) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | Device for purifying waste water |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009108196A RU2404133C1 (en) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | Device for purifying waste water |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009108196A RU2009108196A (en) | 2010-09-20 |
| RU2404133C1 true RU2404133C1 (en) | 2010-11-20 |
Family
ID=42938663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009108196A RU2404133C1 (en) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | Device for purifying waste water |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2404133C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2535989C1 (en) * | 2013-06-26 | 2014-12-20 | Государственное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт биологической промышленности" Россельхозакадемии | Method of aerobic biological purification of sewage waters |
| RU2547498C1 (en) * | 2014-02-20 | 2015-04-10 | ООО "Экополимер" | Physicochemical membrane bioreactor |
| RU2648094C1 (en) * | 2016-12-29 | 2018-03-22 | Акционерное общество " Государственный научный центр Российской Федерации-Физико-энергетический институт имени А.И.Лейпунского" | Device for flotation treatment of liquid media |
| RU2709087C1 (en) * | 2019-09-23 | 2019-12-13 | Общество с ограниченной ответственностью "СТРОЙИНЖИНИРИНГ СМ" (ООО "СТРОЙИНЖИНИРИНГ СМ") | Waste water treatment plant |
| RU2742877C1 (en) * | 2020-02-28 | 2021-02-11 | Михаил Аркадьевич Карт | Apparatus for pretreatment of waste water before biological treatment |
-
2009
- 2009-03-10 RU RU2009108196A patent/RU2404133C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК ПО ОБРАБОТКЕ ВОДЫ //Под ред. Алексеева М.И. и др. СПб.: Новый журнал, 2007, с.407, 434, 864-872. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2535989C1 (en) * | 2013-06-26 | 2014-12-20 | Государственное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт биологической промышленности" Россельхозакадемии | Method of aerobic biological purification of sewage waters |
| RU2547498C1 (en) * | 2014-02-20 | 2015-04-10 | ООО "Экополимер" | Physicochemical membrane bioreactor |
| RU2648094C1 (en) * | 2016-12-29 | 2018-03-22 | Акционерное общество " Государственный научный центр Российской Федерации-Физико-энергетический институт имени А.И.Лейпунского" | Device for flotation treatment of liquid media |
| RU2709087C1 (en) * | 2019-09-23 | 2019-12-13 | Общество с ограниченной ответственностью "СТРОЙИНЖИНИРИНГ СМ" (ООО "СТРОЙИНЖИНИРИНГ СМ") | Waste water treatment plant |
| RU2742877C1 (en) * | 2020-02-28 | 2021-02-11 | Михаил Аркадьевич Карт | Apparatus for pretreatment of waste water before biological treatment |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009108196A (en) | 2010-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101977853B (en) | Method and device for the treatment of waste water | |
| RU2139257C1 (en) | Plant for biochemical purification of very concentrated sewage | |
| CN103214141A (en) | Sewage advanced treatment and recycling method capable of substantially raising economy | |
| CN108101316B (en) | Asphalt production wastewater treatment process | |
| RU2404133C1 (en) | Device for purifying waste water | |
| CN101591118A (en) | Multifunctional general sewage treatment system | |
| CN1533992A (en) | High concentration oxganic effluent treatment composite process and its equipment | |
| CN201065361Y (en) | Integrated aerobic particles sludge film bioreactor | |
| CN100500593C (en) | Combined type wastewater treatment method and equipment | |
| KR100871651B1 (en) | An apparatus for treating waste-water containing concentrated organic materials | |
| KR101037888B1 (en) | Hybrid wastewater treatment equipment with sedimentation, biological degradation, filtration, phosphorus removal and uv disinfection system in a reactor | |
| CN111606502A (en) | Harmless wastewater treatment process and system for livestock and poultry died of diseases | |
| CN101896434A (en) | Relate to improving one's methods of water treatment | |
| US20030183572A1 (en) | Activated sludge method and device for the treatment of effluent with nitrogen and phosphorus removal | |
| CN111252994A (en) | Domestic fungus wastewater treatment method | |
| CN211445407U (en) | Purify ecological dam device in black and odorous river course | |
| CN201553670U (en) | Equipment for recycling garbage percolate through reverse osmosis desalination multistage pretreatment | |
| CN210457857U (en) | Sewage treatment system for sewage outfall of river regulation | |
| CN103466892A (en) | Pharmaceutical wastewater treatment process | |
| CN210176666U (en) | Domestic waste filtration liquid high efficiency treatment all-in-one | |
| CN108394996B (en) | Activated sludge integrated sewage treatment device | |
| CN201268648Y (en) | Multifunctional universal sewage treatment system | |
| JPH0763716B2 (en) | Biological filter bed purification device | |
| CN104591480A (en) | Method for treating domestic sewage with immersed membrane reactor | |
| CN111252998A (en) | Edible fungus wastewater treatment method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110311 |