RU2440306C1 - Method of providing reliable purification of waste water from nitrogen and phosphorus compounds - Google Patents

Method of providing reliable purification of waste water from nitrogen and phosphorus compounds Download PDF

Info

Publication number
RU2440306C1
RU2440306C1 RU2010124223/05A RU2010124223A RU2440306C1 RU 2440306 C1 RU2440306 C1 RU 2440306C1 RU 2010124223/05 A RU2010124223/05 A RU 2010124223/05A RU 2010124223 A RU2010124223 A RU 2010124223A RU 2440306 C1 RU2440306 C1 RU 2440306C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sludge
bod
nitrogen
range
phosphorus
Prior art date
Application number
RU2010124223/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Викторович Васильев (RU)
Борис Викторович Васильев
Юрий Александрович Трухин (RU)
Юрий Александрович Трухин
Ольга Николаевна Рублевская (RU)
Ольга Николаевна Рублевская
Юрий Александрович Ильин (RU)
Юрий Александрович Ильин
Виктор Сергеевич Игнатчик (RU)
Виктор Сергеевич Игнатчик
Светлана Юрьевна Игнатчик (RU)
Светлана Юрьевна Игнатчик
Original Assignee
Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга"
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 Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" filed Critical Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга"
Priority to RU2010124223/05A priority Critical patent/RU2440306C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2440306C1 publication Critical patent/RU2440306C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method involves successively holding a biocenosis of microorganisms which remove organic and mineral impurities from waste water in anaerobic, anoxic and aerobic conditions. The following operations are carried out: the rate of return of active sludge from secondary settling tanks and the flow rate of the circular stream of the sludge mixture into a denitrifier from the outlet of a nitrifier is measured; the range of possible rates of removal of excess sludge is divided by a finite number of intervals and in the load on the sludge is calculated in each; graphs of concentration of impurities in the purified water on control ingredients versus the load on the sludge are plotted; the plotted graphs are used to search for the range of the working load on the sludge where the required degree of purification of water on all control ingredients is achieved; biological removal of nitrogen and phosphorus from the waste water in the range of the defined working loads on the sludge is carried out.
EFFECT: improved biological method for purification from nitrogen and phosphorus compounds, high reliability of the purification process, shorter duration of building waste water treatment facilities.
6 cl, 3 dwg, 3 tbl

Description

Изобретение относится к способам биологической очистки бытовых и близких к ним по составу промышленных сточных вод и может быть использовано в коммунальном хозяйстве городов, поселков и промышленных предприятий при очистке сточных вод от органических загрязнений, азота и фосфора.The invention relates to methods for biological treatment of household and industrial wastewater close to them and can be used in municipal services of cities, towns and industrial enterprises in wastewater treatment from organic pollution, nitrogen and phosphorus.

Известен способ биологической очистки сточных вод, который включает механическую очистку сточных вод в первичном отстойнике, после которой сточные воды подают в биоактиватор с микрофлорой, в котором поддерживают наличие зон с разнородной по содержанию кислорода средой путем регулируемого ввода кислорода, и далее смесь сточных вод с активным илом поступает во вторичный отстойник для разделения на очищенную сточную воду и активный ил, который постоянно возвращают в начало биоактиватора. Сырой осадок после первичного отстойника рециркулируют на вход первичного отстойника для создания условий осуществления процесса гидролиза и гетероацетогенного процесса непосредственно в первичном отстойнике. Во вторичном отстойнике создают зоны с разнородной по содержанию кислорода средой путем регулирования скорости рециркуляции активного ила из вторичного отстойника на вход биоактиватора (см. патент РФ №2296110, МПК C02F 3/30).A known method of biological wastewater treatment, which includes mechanical wastewater treatment in the primary sump, after which the wastewater is fed into a bioactivator with microflora, in which the presence of zones with a heterogeneous oxygen content by means of controlled oxygen input is maintained, and then a mixture of wastewater with active sludge enters the secondary sump for separation into purified wastewater and activated sludge, which is constantly returned to the beginning of the bioactivator. The crude sludge after the primary sump is recycled to the input of the primary sump to create the conditions for the hydrolysis process and the heteroacetogenic process directly in the primary sump. In the secondary sump, zones with a heterogeneous oxygen content are created by adjusting the rate of active sludge recirculation from the secondary sump to the bioactivator inlet (see RF patent No. 2296110, IPC C02F 3/30).

Недостатком известного способа является узкая область применения, т.к. не на всех станциях имеется возможность устройства постоянного регулирования скорости рециркуляции активного ила из вторичного отстойника на вход биоактиватора. Последнее объясняется тем, что, как правило, активный ил из вторичных отстойников удаляется по технологической схеме, предусматривающей самотечное (под гидростатическим напором) его поступление из донных частей вторичных отстойников в сборный резервуар, откуда осуществляется рециркуляция активного ила регулируемыми насосными установками. Поскольку длины самотечных линий от вторичных отстойников до сборного резервуара разные, то непрерывное изменение производительности регулируемых насосных установок не приведет к равномерному отбору активного ила из вторичных отстойников.The disadvantage of this method is the narrow scope, because not at all stations there is the possibility of a device for continuously regulating the rate of recirculation of activated sludge from the secondary sump to the bioactivator input. The latter is explained by the fact that, as a rule, activated sludge is removed from the secondary settling tanks according to the technological scheme, which provides for its gravity (under hydrostatic pressure) flow from the bottom parts of the secondary settling tanks to the collection tank, from where activated sludge is recirculated by adjustable pumping units. Since the lengths of gravity lines from the secondary settling tanks to the collection tank are different, a continuous change in the performance of the regulated pumping units will not lead to uniform sampling of activated sludge from the secondary settling tanks.

Наиболее близким аналогом к настоящему изобретению является способ биологического удаления фосфора из сточных вод. Он включает последовательное выдерживание сообщества микроорганизмов, очищающих сточные воды от органических и минеральных примесей, в анаэробных, аноксидных и аэробных условиях в емкостных сооружениях с интенсивным массообменном, создаваемым с помощью, соответственно, мешалок, насосов и барботажа воздухом. Возвратный активный ил из вторичных отстойников смешивают с потоком исходной сточной воды, прошедшим решетки и песколовки, смесь подвергают флотационной обработке, после чего флотоконцентрат выдерживают в течение не менее получаса в анаэробных биореакторах при непрерывном перемешивании, а осветленную жидкость с иловой водой подают в денитрификатор вместе с циркуляционным потоком иловой смеси с выхода нитрификатора и анаэробнообработанным флотоконцентратом, далее иловую смесь из денитрификатора направляют в нитрификатор, где подвергают перемешиванию барботажем воздуха, при этом прирастающую в аэробных условиях нитрификатора биомассу избыточного активного ила подвергают флотационной обработке на флотаторах, флотоконцентрат избыточного активного ила обезвоживают до кека и подвергают биокомпостированию в аэробных условиях без потери фосфора в смеси с опилками до получения обогащенного фосфором биогумуса.The closest analogue to the present invention is a method for the biological removal of phosphorus from wastewater. It includes the sequential maintenance of a community of microorganisms that purify wastewater from organic and mineral impurities in anaerobic, anoxic and aerobic conditions in capacitive structures with intensive mass transfer, created using, respectively, mixers, pumps and sparge air. Return activated sludge from the secondary settling tanks is mixed with a stream of initial wastewater that has passed through grates and sand traps, the mixture is subjected to flotation treatment, after which the flotation concentrate is kept for at least half an hour in anaerobic bioreactors with continuous stirring, and the clarified liquid with sludge water is fed into the denitrifier along with the sludge mixture’s circulation flow from the outlet of the nitrifier and the anaerobically treated flotation concentrate, then the sludge mixture from the denitrifier is sent to the nitrifier, where gayut stirring by bubbling air, with the grow aerobically nitrifying activated sludge biomass is subjected to flotation processing to flotators, flotation concentrate excess activated sludge is dewatered to a cake and subjected biocomposting under aerobic conditions without loss of phosphorus in the mixture of sawdust to produce enriched vermicompost phosphorus.

Недостатками известного способа является следующее.The disadvantages of this method is the following.

1. Низкие технологические показатели надежности, поскольку способ не предусматривает возможности регулирования степени очистки воды по азоту и фосфору. Последнее объясняется тем, что высокие степени очистки воды по этим показателям не всегда совместимы в рамках одной технологии. Например, при изменении (до определенных пределов) объемов удаления на обработку приросшей в аэробных условиях нитрификатора биомассы избыточного активного ила степени очистки воды по азоту и фосфору изменяются в противоположных направлениях - одна увеличивается, а другая уменьшается.1. Low technological reliability indicators, since the method does not provide for the possibility of regulating the degree of water purification by nitrogen and phosphorus. The latter is explained by the fact that high degrees of water purification according to these indicators are not always compatible within the framework of one technology. For example, when changing (up to certain limits) the volumes of removal of excess activated sludge of biomass nitrificator of biomass grown under aerobic conditions, the degree of water purification by nitrogen and phosphorus changes in opposite directions - one increases and the other decreases.

2. Узкая область применения, т.к. он рассчитан на преимущественное удаление из сточных вод только фосфора в ущерб эффективности удаления другого биогенного элемента - азота. Последнее объясняется тем, что в зону денитрификатора подается вода после флотационной обработки, т.е. с остаточным содержанием растворенного кислорода, который будет ингибировать процесс денитрификации.2. A narrow scope, because it is designed for the preferential removal of only phosphorus from wastewater to the detriment of the efficiency of the removal of another nutrient - nitrogen. The latter is explained by the fact that water is supplied to the denitrifier zone after flotation treatment, i.e. with residual dissolved oxygen, which will inhibit the denitrification process.

Задачей настоящего изобретения является усовершенствование описанного выше способа с целью повышения технологических показателей надежности и расширения области применения.The objective of the present invention is to improve the above method in order to improve technological parameters of reliability and expand the scope.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе, включающем последовательное выдерживание сообщества микроорганизмов, очищающих сточные воды от органических и минеральных примесей, в анаэробных, аноксидных и аэробных условиях в емкостных сооружениях с интенсивным массообменном, создаваемым с помощью соответственно мешалок и барботажа воздухом, возврат активного ила из вторичных отстойников, подачу в денитрификатор (аноксидные условия) циркуляционного потока иловой смеси с выхода нитрификатора (аэробные условия), удаление на обработку приросшей в аэробных условиях нитрификатора биомассы избыточного активного ила, в соответствии с предлагаемым изобретением в процессе эксплуатации выполняют следующие операции:The problem is solved in that in the known method, which includes sequentially maintaining a community of microorganisms that purify wastewater from organic and mineral impurities, under anaerobic, anoxic and aerobic conditions in capacitive structures with intensive mass transfer created by means of stirrers and sparging with air, the return of active sludge from secondary sumps, feeding into the denitrifier (anoxic conditions) a circulating stream of sludge mixture from the outlet of the nitrifying agent (aerobic conditions), removal and processing adherent aerobically nitrifying activated sludge biomass, in accordance with the present invention during operation the following operations:

а) фиксируют, по меньшей мере, расход Qви,i возврата активного ила из вторичных отстойников и расход Qци,i циркуляционного потока иловой смеси в денитрификатор с выхода нитрификатора, где i -номер режима фиксации, i=1, 2, 3, …, n1, где n1 - любое число;a) record at least the flow rate Qvi, i of the return of activated sludge from the secondary sumps and the flow rate Qci, i of the circulation flow of the sludge mixture into the denitrifier from the output of the nitrifier, where i is the number of the fixation mode, i = 1, 2, 3, ..., n1, where n1 is any number;

б) разбивают диапазон возможных расходов Qии удаления на обработку приросшей в аэробных условиях нитрификатора биомассы избыточного активного ила на n2 интервалов, где n2=3, 4, 5 …, n2, где n2 - любое число;b) break down the range of possible costs of Qi removal to treat the excess activated sludge biomass nitrificator of biomass grown under aerobic conditions into n2 intervals, where n2 = 3, 4, 5 ..., n2, where n2 is any number;

в) в текущем режиме фиксации i опробуют режимы биологического удаления азота и фосфора из сточных вод в одной точке каждого из n2 интервалов возможных расходов Qии, определяют суточный расход сточных вод Qi,j, поступающих на очистку, концентрацию СБПКi,j загрязнений в исходной воде по биохимической потребности в кислороде, концентрации загрязнений в очищенной воде по контролируемым ингредиентам Ck,i,j, среднюю концентрацию ила в емкостных i сооружениях Xi,j, где j=1, 2, 3 …, n2, k=1, 2, 3 …, n3, где n3 - количество контролируемых ингредиентов;c) in the current fixation mode i, they will test the modes of biological removal of nitrogen and phosphorus from wastewater at one point of each of the n2 intervals of possible flow rates Qii, determine the daily flow rate of wastewater Qi, j entering the treatment, the concentration C of BOD i, j of pollution in the initial water according to the biochemical oxygen demand, the concentration of contaminants in the purified water according to the controlled ingredients Ck, i, j, the average concentration of sludge in capacitive i structures Xi, j, where j = 1, 2, 3 ..., n2, k = 1, 2, 3 ..., n3, where n3 is the number of controlled ingredients;

г) в текущем режиме фиксации i в опробованных точках каждого из n2 интервалов возможных расходов Qии вычисляют нагрузку на ил NБПКi,j=Qi,j*CБПКi,j/(V*Xi,j), где V - объем емкостных сооружений;d) in the current fixation mode i, at the tested points of each of the n2 intervals of possible costs Qi, the load on silt N BPKi, j = Qi, j * C BPKi, j / (V * Xi, j) is calculated, where V is the volume of capacitive structures;

д) в текущем режиме фиксации i в одних координатных осях строят графики зависимостей концентраций загрязнений в очищенной воде по контролируемым ингредиентам Ck,i,j от нагрузки на ил NБПКi,j;e) in the current fixation mode i, in the same coordinate axes, plots of the dependences of the concentration of contaminants in the purified water are plotted against the controlled ingredients Ck, i, j on the load on sludge N BPKi, j ;

е) по построенным на этапе д) зависимостям осуществляют поиск диапазона рабочей нагрузки на ил от NБПК,min до NБПК,max, при которой достигается требуемая степень очистки воды по всем контролируемым ингредиентам Ck,mp. При этом, если этот диапазон не обнаружен, то изменяют и фиксируют, по меньшей мере, расход возврата активного ила из вторичных отстойников на новом уровне Qви,i+1 и/или расход в денитрификатор циркуляционного потока иловой смеси с выхода нитрификатора на новом уровне Qци,i+1, последовательность операций с (б) по (е) повторяют до обнаружения диапазона рабочей нагрузки на ил от NБПК,min до NБПК,max, при которой достигается требуемая степень очистки воды по всем контролируемым ингредиентам Ck,mp, или применяют системы дополнительной очистки по ингредиентам m, для которых диапазон рабочей нагрузки на ил, обеспечивающий требуемую степень очистки по указанным ингредиентам, не обнаружен или находится за пределами диапазона рабочей нагрузки на ил от NБПК,min1 до NБПК,max1, при которой достигается требуемая степень очистки воды по большинству контролируемых ингредиентов, где m∈1, 2, 3 …, n3;e) the dependencies constructed at stage d) search for the range of the working load for sludge from N BOD , min to N BOD , max , at which the required degree of water purification is achieved for all controlled ingredients Ck, mp. Moreover, if this range is not found, then at least the flow rate of activated sludge return from the secondary settling tanks at a new level Qvi, i + 1 and / or the flow rate into the denitrifier of the circulation flow of the sludge mixture from the nitrification outlet at a new level Qci are changed and fixed , i + 1, the sequence of operations (b) through (f) is repeated until the range of the working load for sludge from N BOD , min to N BOD , max , at which the required degree of water purification is achieved for all controlled ingredients Ck, mp, or apply additional purification systems according to ingre m diants for which the range of the working load for sludge, providing the required degree of purification for the specified ingredients, is not found or is outside the range of the working load for sludge from N BOD , min1 to N BOD , max1 , at which the required degree of water purification is achieved for most controlled ingredients, where m∈1, 2, 3 ..., n3;

ж) в дальнейшем осуществляют биологическое удаление азота и фосфора из сточных вод в диапазоне рабочих нагрузок на ил от NБПК,min до NБПК,max или от NБПК,min1 до NБПК,maxl.g) in the future, biological removal of nitrogen and phosphorus from wastewater is carried out in the range of sludge working loads from N BOD , min to N BOD , max or from N BOD , min1 to N BOD , maxl .

Возможен вариант развития, когда исследование различных режимов биологического удаления азота и фосфора из сточных вод осуществляют на компьютерной модели.A development option is possible when the study of various modes of biological removal of nitrogen and phosphorus from wastewater is carried out on a computer model.

Возможен вариант развития, когда в качестве контролируемых концентраций загрязнений принимают концентрацию CNH4 загрязнений в очищенной воде по азоту аммонийному, по азоту нитратов CNO3, по фосфатам CPO4.A development option is possible when the concentration of C NH4 contaminants in purified water for ammonium nitrogen, for nitrates of C NO3 , for phosphates of C PO4 are taken as controlled concentrations of contaminants.

Возможен вариант развития, когда в качестве контролируемых концентраций загрязнений принимают концентрацию загрязнений в очищенной воде по общему азоту CNобщ, по общему фосфору CPобщ.A development option is possible when the concentration of pollutants in treated water is taken as controlled concentration of total nitrogen C Ntotal, total phosphorus C Ptot .

Возможен вариант развития, когда на этапе е) осуществляют поиск диапазона рабочей нагрузки на ил от NБПК,min до NБПК,max, при которой по всем контролируемым ингредиентам достигается следующая степень очистки воды Ck,mp/Kz, где Kz - коэффициент технологического запаса, Kz>1.A development option is possible when, at step e), a range of sludge workload is searched from N BOD , min to N BOD , max , at which the following degree of water purification Ck, mp / Kz is achieved for all controlled ingredients, where Kz is the technological reserve coefficient , Kz> 1.

Возможен вариант развития, когда в качестве систем дополнительной очистки по фосфатам CPO4 и общему фосфору СPобщ принимают обработку химическими реагентами.A development option is possible when, as additional purification systems for phosphates C PO4 and total phosphorus C Ptot , treatment with chemical reagents is accepted.

Отличительными признаками заявляемого способа является следующее.Distinctive features of the proposed method is the following.

1. Фиксация в процессе эксплуатации, по меньшей мере, расхода Qви,i возврата активного ила из вторичных отстойников и расхода Qци,i циркуляционного потока иловой смеси в денитрификатор с выхода нитрификатора, где i - номер режима фиксации, i=1, 2, 3, …, n1, где n1 - любое число (известно).1. The fixation during operation of at least the flow rate Qvi, i of the return of activated sludge from the secondary sumps and the flow rate Qci, i of the circulation flow of the sludge mixture into the denitrifier from the output of the nitrifier, where i is the number of the fixing mode, i = 1, 2, 3 , ..., n1, where n1 is any number (known).

2. Разбивка диапазона возможных расходов Qии удаления на обработку приросшей в аэробных условиях нитрификатора биомассы избыточного активного ила на n2 интервалов, где n2 - любое число (не известно).2. A breakdown of the range of possible costs of Qi removal for the treatment of excess activated sludge biomass nitrificator of biomass grown in aerobic conditions into n2 intervals, where n2 is any number (not known).

3. Установка количества интервалов n2=3, 4, 5 …, n2, где n2 - любое число (не известно).3. Setting the number of intervals n2 = 3, 4, 5 ..., n2, where n2 is any number (not known).

4. Опробование режимов биологического удаления азота и фосфора из сточных вод в одной точке каждого из n2 интервалов возможных расходов Qии (не известно).4. Testing of the regimes of biological removal of nitrogen and phosphorus from wastewater at one point of each of the n2 intervals of possible costs Qii (not known).

5. Определение в одной точке каждого из n2 интервалов возможных расходов Qии расхода сточных вод Qi,j, поступающих на очистку, концентрацию СБПКi,j загрязнений в исходной воде по биохимической потребности в кислороде, концентрации загрязнений в очищенной воде по контролируемым ингредиентам Ck,i,j, среднюю концентрацию ила в емкостных i сооружениях Xi,j, где j=1, 2, 3…, n2, k=1, 2, 3 …, n3, где n3 - количество контролируемых ингредиентов (не известно).5. Determination at one point of each of the n2 intervals of possible flow rates Qii of the wastewater flow rate Qi, j for treatment, the concentration C of BOD i, j of contaminants in the source water according to the biochemical oxygen demand, the concentration of contaminants in the purified water according to the controlled ingredients Ck, i, j, the average concentration of sludge in capacitive i structures Xi, j, where j = 1, 2, 3 ..., n2, k = 1, 2, 3 ..., n3, where n3 is the number of controlled ingredients (not known).

6. Вычисление в текущем режиме фиксации i в опробованных точках нагрузки на ил NБПКi,j=Qi,j*СБПКi,j/(V*Xi,j), где V - объем емкостных сооружений (не известно).6. Calculation in the current fixation mode i at the tested load points on silt N BOD i, j = Qi, j * С BOD i, j / (V * Xi, j), where V is the volume of capacitive structures (not known).

7. Построение в текущем режиме фиксации i в одних координатных осях графиков зависимостей концентраций загрязнений в очищенной воде по контролируемым ингредиентам Ck,i,j от нагрузки на ил NБПКi,j (не известно).7. The construction in the current mode of fixing i in the same coordinate axes of the graphs of the dependences of the concentrations of contaminants in the treated water for the controlled ingredients Ck, i, j on the load on sludge N BOD i, j (not known).

8. Определение по построенной зависимости диапазона рабочей нагрузки на ил от NБПК,min до NБПК,max, при которой достигается требуемая степень очистки воды по всем контролируемым ингредиентам Ck,mp (не известно).8. Determination by the constructed dependence of the range of the working load on sludge from N BOD , min to N BOD , max , at which the required degree of water purification is achieved for all controlled ingredients Ck, mp (not known).

9. Изменение и фиксация, по меньшей мере, расхода возврата активного ила из вторичных отстойников на новом уровне Qви,i+1 и/или расхода в денитрификатор циркуляционного потока иловой смеси с выхода нитрификатора на новом уровне Qци,i+1 (не известно).9. Change and fixation of at least the rate of return of activated sludge from the secondary sludge at a new level Qi, i + 1 and / or the flow rate to the denitrifier of the circulating flow of sludge from the nitrification outlet at a new level Qi , i + 1 (not known )

10. Повторение последовательности операций с (б) по (е) до обнаружения диапазона рабочей нагрузки на ил от NБПК,min до NБПK,max, при которой достигается требуемая степень очистки воды по всем контролируемым ингредиентам Ck,mp, или диапазона рабочей нагрузки на ил от NБПК,min1 до NБПК,max1, при которой достигается требуемая степень очистки воды для большинства контролируемых ингредиентов (не известно).10. Repeating the sequence of operations (b) to (f) until the range of the sludge load from N BPK, min to N BPK, max , at which the required degree of water purification is achieved for all controlled ingredients Ck, mp, or the range of the load silt from N BOD , min1 to N BOD , max1 , at which the required degree of water purification is achieved for most controlled ingredients (not known).

11. Осуществление биологического удаления азота и фосфора из сточных вод при рабочей нагрузке на ил от NБПК,min до NБПК,max или от NБПК,min1 до NБПК,max1, определенным по построенной зависимости (не известно).11. Biological removal of nitrogen and phosphorus from wastewater at a sludge working load from N BOD, min to N BOD, max or from N BOD, min1 to N BOD, max1 determined by the constructed dependence (not known).

12. Исследование на компьютерной модели различных режимов биологического удаления из сточных вод азота и фосфора, отличающихся между собой только объемами удаления на обработку приросшей в аэробных условиях нитрификатора биомассы избыточного активного ила (не известно).12. The study on a computer model of the various modes of biological removal of nitrogen and phosphorus from wastewater, differing only in the volumes of removal of excess activated sludge that has grown under aerobic conditions of the nitrification biomass nitrifier (unknown).

13. Принятие в качестве контролируемых концентраций загрязнений концентрации CNH4 загрязнений в очищенной воде по азоту аммонийному, по азоту нитратов CNO3, по фосфатам CPO4 (известно).13. Acceptance of concentrations of C NH4 contaminants in purified water as ammonia nitrogen, C NO3 nitrates, C PO4 phosphates as controlled concentrations of pollutants (known).

14. Принятие в качестве контролируемых концентраций загрязнений концентраций по общему азоту CNобщ и по общему фосфору СРобщ (известно).14. Acceptance of concentrations of total nitrogen C Ntotal and total phosphorus C Rotch (known) as controlled concentrations of pollution.

15. Поиск диапазона рабочей нагрузки на ил от NБПК,min до NБПК,max, при которой по всем контролируемым ингредиентам достигается следующая степень очистки воды Ck,mp,/Kz, где Kz - коэффициент технологического запаса, Kz>1 (не известно).15. Search for the range of sludge workload from N BOD , min to N BOD , max , at which the following degree of water purification Ck, mp, / Kz is achieved for all controlled ingredients, where Kz is the technological reserve coefficient, Kz> 1 (not known )

16. Применение систем дополнительной очистки по ингредиентам m, для которых диапазон рабочей нагрузки на ил, обеспечивающий требуемую степень очистки по указанным ингредиентам, не обнаружен или находится за пределами диапазона рабочей нагрузки на ил от NБПК,min1 до NБПК,max1, при которой достигается требуемая степень очистки воды по большинству контролируемых ингредиентов (не известно).16. The use of additional purification systems for ingredients m, for which a range of sludge working load providing the required degree of purification for the specified ingredients is not found or is outside the range of sludge working load from N BOD, min1 to N BOD , max1 , at which the required degree of water purification is achieved for most controlled ingredients (not known).

17. Применение в качестве систем дополнительной очистки по фосфатам CPO4 и общему фосфору СРобщ систем обработки химическими реагентами (известно).17. The use of post -treatment systems for phosphates C PO4 and total phosphorus C Pobot chemical treatment systems (known).

По сведениям, имеющимся у авторов, отличительные признаки 2-12, 15-16 не известны, а остальные - известны. Однако совместное их применение в заявляемом способе позволяет получить два положительных и два новых эффекта.According to the information available to the authors, the distinctive features 2-12, 15-16 are not known, and the rest are known. However, their combined use in the claimed method allows to obtain two positive and two new effects.

Первый положительный эффект заключается в том, что повышаются технологические показатели надежности, поскольку способ предусматривает возможность регулировать степень очистки воды по азоту и фосфору. Последнее достигается благодаря тому, что по построенной экспериментальной зависимости концентраций загрязнений в очищенной воде по указанным показателям от комплексного показателя - нагрузки на ил NБПК появляется возможность определения диапазона рабочей нагрузки на ил, при которой достигается приемлемый компромисс между степенью очистки воды по азоту и фосфору.The first positive effect is that the technological indicators of reliability are increased, since the method provides the ability to control the degree of water purification by nitrogen and phosphorus. The latter is achieved due to the fact that, based on the constructed experimental dependence of the concentrations of pollutants in the treated water according to the indicated indicators, on a complex indicator - load on sludge N BOD , it becomes possible to determine the range of working load on sludge at which an acceptable compromise is reached between the degree of water purification by nitrogen and phosphorus.

Второй положительный эффект заключается в том, что расширяется область применения способа, т.к. в нем устранено предпочтение в повышении степени очистки сточных вод от фосфора в ущерб эффективности очистки от азота. Последнее достигается тем, что в зоне денитрификатора снижается концентрация кислорода, т.к. исключается подача в него воды после флотационной обработки.The second positive effect is that the scope of the method is expanding, because it eliminated the preference for increasing the degree of purification of wastewater from phosphorus to the detriment of the efficiency of purification from nitrogen. The latter is achieved by the fact that in the denitrifier zone the oxygen concentration decreases, because water supply to it after flotation treatment is excluded.

Первый новый эффект заключается в том, что сокращается продолжительность наладки сооружений для очистки сточных вод поскольку с применением компьютерной модели появляется возможность оперативно определять искомый диапазон рабочей нагрузки на ил от NБПК,min до NБПК,max. Последнее достигается тем, что в отличие от реальных очистных сооружений, где после изменения объема удаления на обработку избыточного активного ила наступает переходный процесс продолжительностью до недели, при применении компьютерной модели построение графиков и определение рабочей нагрузки на ил не требует задержек по времени. Указанный новый эффект достигается благодаря не только наличию отличительного признака №12, но и остальных, поскольку не все зависимости можно реализовать на компьютерной модели. Указанные можно.The first new effect is that the duration of the commissioning of wastewater treatment plants is reduced since using a computer model it is possible to quickly determine the desired range of sludge workload from N BPK , min to N BPK , max . The latter is achieved by the fact that, in contrast to real treatment facilities, where after a change in the volume of disposal for processing excess activated sludge, a transitional process lasting up to a week occurs, when using a computer model, the construction of schedules and the determination of the workload for sludge does not require time delays. The indicated new effect is achieved not only due to the presence of the distinguishing feature No. 12, but also to the others, since not all dependencies can be implemented on a computer model. The indicated can.

Второй новый эффект заключается в том, что повышаются вероятностные показатели надежности, поскольку способ предусматривает резерв по степени очистки воды, т.к. обеспечивает более низкую концентрацию загрязнений в очищенной воде - Ck,mp,/Kz, где Kz - коэффициент технологического запаса.The second new effect is that the probability indicators of reliability increase, since the method provides a reserve for the degree of water purification, because provides a lower concentration of contaminants in the treated water - Ck, mp, / Kz, where Kz is the technological reserve coefficient.

Таким образом, заявляемый способ отвечает критерию "изобретательский уровень".Thus, the claimed method meets the criterion of "inventive step".

Графический материал, иллюстрирующий предлагаемый способ, представлен на следующих фигурах:Graphic material illustrating the proposed method is presented in the following figures:

фиг.1 - блок-схема системы, в которой может быть использован способ согласно изобретению;figure 1 is a block diagram of a system in which the method according to the invention can be used;

фиг.2, 3 - примеры используемой при реализации способа зависимости концентраций загрязнений в очищенной воде по азоту аммонийному CNH4, по азоту нитратов CNO3, по фосфатам CPO4 от нагрузки на ил NБПК. figure 2, 3 - examples of the dependence of the concentrations of contaminants in purified water on ammonium nitrogen C NH4 , nitrogen nitrates C NO3 , phosphates C PO4 from the load on sludge N BOD, used in the implementation of the method .

На фиг.1 в качестве примера схематично показана одна из возможных технологий очистки сточных вод от органических загрязнений, соединений азота и фосфора. Это технология Кэмптаунского университета. Изобретением допускается применение и других технологий очистки с применением емкостных сооружений с активным илом. Технологическая схема содержит емкостные сооружения 1, в которых при помощи мешалок 2 созданы зона 3 анаэробных условий и зона 4 аноксидных условий (денитрификатор), а при помощи системы 5 барботажа воздухом зона 6 аэробных условий (нитрификатор). В емкостные сооружения 1 по трубопроводу исходной воды 7 подаются сточные воды, поступающие на очистку, а по трубопроводу иловой смеси 8 смесь исходной воды и активного ила отводится на вторичные отстойники 9. Очищенная вода по трубопроводу 10 очищенной воды отводится на дальнейшую обработку или сбрасывается в водоем. Подача в денитрификатор (аноксидные условия) циркуляционного потока иловой смеси с выхода нитрификатора (аэробные условия) осуществляется по трубопроводу 11 нитратного рецикла, а возврат активного ила из вторичных отстойников 10 - по трубопроводу возвратного ила 12. Изобретением допускается применение и других рециркуляционных потоков, например рецикла ила в аноксидную зону 3 и зоны денитрификатора 4 по трубопроводу 13 денитрифицированного ила. Удаление на обработку приросшей в аэробных условиях нитрификатора биомассы избыточного активного ила осуществляется по трубопроводу 14 избыточного ила.Figure 1 as an example schematically shows one of the possible technologies for wastewater treatment from organic contaminants, nitrogen and phosphorus compounds. This is the technology at Camptown University. The invention allows the use of other cleaning technologies using capacitive structures with activated sludge. The technological scheme contains capacitive structures 1 in which zone 3 of anaerobic conditions and zone 4 of anoxic conditions (denitrifier) are created using stirrers 2, and zone 6 of aerobic conditions (nitrificator) using air sparging system 5. Wastewater supplied to the treatment plant is supplied to the reservoir facilities 1 through the source water pipe 7, and a mixture of the source water and activated sludge is discharged through the sludge mixture pipe 8 to the secondary settling tanks 9. The purified water is discharged through the purified water pipe 10 for further treatment or discharged into the body of water . The sludge mixture is fed to the denitrifier (anoxic conditions) from the nitrifier outlet (aerobic conditions) through a nitrate recycle line 11, and activated sludge is returned from the secondary sumps 10 through a recycle sludge line 12. The invention also allows the use of other recycle streams, for example recycle sludge into the anoxide zone 3 and the denitrification zone 4 through the pipeline 13 denitrified sludge. Excess activated sludge is removed for processing the biomass nitrificator of biomass grown in aerobic conditions through a pipeline 14 of excess sludge.

В табл.2 и 3 представлены количественные результаты применения предлагаемого способа на примере очистных сооружений, схема которых представлена на фиг.1.In table.2 and 3 presents the quantitative results of the application of the proposed method on the example of treatment facilities, a diagram of which is presented in figure 1.

Способом предусмотрено выполнение следующих операций:The method provides for the following operations:

а) фиксация, по меньшей мере, расхода Qви,i возврата активного ила из вторичных отстойников по трубопроводу возвратного ила 12 и расхода Qци,i циркуляционного потока иловой смеси в денитрификатор с выхода нитрификатора по трубопроводу 11 нитратного рецикла;a) fixing at least the flow rate Qvi, i of the return of activated sludge from the secondary sumps through the return sludge pipe 12 and the flow rate Qci, i of the sludge mixture circulation flow to the denitrifier from the nitrification outlet through the nitrate recycle pipe 11;

б) разбивка диапазона возможных расходов Qии удаления на обработку приросшей в аэробных условиях нитрификатора биомассы избыточного активного, отводимого по трубопроводу 14 избыточного ила, на n2 интервалов, n2=3, 4, 5 …, n2, где n2 - любое число;b) a breakdown of the range of possible costs of Qii removal for the treatment of excess active sludge discharged through aerobic conditions of the biomass nitrifier of biomass grown in the pipeline 14 into n2 intervals, n2 = 3, 4, 5 ..., n2, where n2 is any number;

в) опробование в текущем i-ом режиме фиксации режимов биологического удаления азота и фосфора из сточных вод в одной точке каждого из n2 интервалов возможных расходов Qии с определением:c) testing in the current i-th mode of fixing the modes of biological removal of nitrogen and phosphorus from wastewater at one point of each of the n2 intervals of possible flow rates Qi with the determination of:

- суточного расхода сточных вод Qi,j, поступающих на очистку по трубопроводу исходной воды 7;- the daily flow rate of wastewater Qi, j entering the treatment through the source water pipe 7;

- концентрацию СБПКi,j загрязнений в исходной воде по биохимической потребности в кислороде;- the concentration of BOD i, j contaminants in the source water according to the biochemical oxygen demand;

- концентрации загрязнений в очищенной воде (в трубопроводе 10 очищенной воды) по контролируемым ингредиентам Ck,i,j. В зависимости от вида водоисточника, куда сбрасываются очищенные сточные воды, в качестве контролируемых концентраций загрязнений могут быть приняты либо концентрации CNH4 загрязнений в очищенной воде по азоту аммонийному, по азоту нитратов CNO3, по фосфатам CPO4 либо концентраций загрязнений по общему азоту СNобщ и по общему фосфору СРобщ;- the concentration of contaminants in the treated water (in the pipeline 10 of purified water) for the controlled ingredients Ck, i, j. Depending on the type of water source where the treated wastewater is discharged, either concentrations of C NH4 contaminants in treated water for ammonia nitrogen, nitrates C NO3 , phosphates C PO4 or pollution concentrations for total nitrogen C Ntot can be taken as controlled concentrations of pollutants . and total phosphorus C total ;

- среднюю концентрацию Xi,j ила в емкостных сооружениях 1- the average concentration of Xi, j silt in capacitive structures 1

(для ускорения процесса опробование режимов биологического удаления азота и фосфора из сточных вод осуществляют компьютерное моделирование);(to speed up the process, testing of the regimes of biological removal of nitrogen and phosphorus from wastewater is carried out by computer simulation);

г) вычисление в текущем i-ом режиме фиксации в опробованных точках каждого из n2 интервалов возможных расходов Qии нагрузку на ил NБПКi,j=Qi,j/(V*Xi,j);d) calculation in the current i-th fixing mode at the tested points of each of n2 intervals of possible costs Q and load on silt N BOD i, j = Qi, j / (V * Xi, j);

д) построение в текущем i-ом режиме фиксации в одних координатных осях графиков зависимостей концентраций загрязнений в очищенной воде по контролируемым ингредиентам Ck,i от нагрузки на ил NБПКi,j, см. фиг.2, 3;e) plotting in the current i-th mode of fixation in the same coordinate axes the graphs of the dependences of the concentrations of contaminants in the purified water according to the controlled ingredients Ck, i on the load on sludge N BOD i, j, see Figs. 2, 3;

е) поиск по построенным на этапе д) зависимостям диапазона рабочей нагрузки на ил от NБПК,min до NБПК,max, при которой достигается требуемая степень очистки воды по всем контролируемым ингредиентам Ck,mp. Если этот диапазон не обнаружен, то изменяют и фиксируют, по меньшей мере, расход возврата активного ила из вторичных отстойников на новом уровне Qви,i+1 и/или расход в денитрификатор циркуляционного потока иловой смеси с выхода нитрификатора на новом уровне Qци,i+1. После этого последовательность операций с (б) по (е) повторяют до обнаружения диапазона рабочей нагрузки на ил от NБПК,min до NБПК,max, при которой достигается требуемая степень очистки воды по всем контролируемым ингредиентам Ck,mp.Если в результате искомый диапазон не обнаружен, то определяют диапазона рабочей нагрузки на ил от NБПК,min1 до NБПК,max1 при которой достигается требуемая степень очистки воды по большинству контролируемых ингредиентов Ck,mp. Для остальных ингредиентов применяют системы дополнительной очистки. Например, в качестве систем дополнительной очистки по фосфатам CPO4 и общему фосфору СРобщ принимают обработку химическими реагентами. Кроме того, для повышения вероятностных показателей надежности очистки сточных вод предусматривают резерв по степени очистки воды путем обеспечения более низкой концентрации загрязнений в очищенной воде - Ck,mp/Kz;f) a search according to the dependences of the range of the working load for sludge from N BPK , min to N BPK , max , which was built in step e), at which the required degree of water purification is achieved for all controlled ingredients Ck, mp. If this range is not found, then at least the rate of return of activated sludge from the secondary sumps at a new level Qvi, i + 1 and / or the flow rate into the denitrifier of the circulation flow of the sludge from the nitrification outlet at a new level Qci, i + one. After that, the sequence of operations (b) through (e) is repeated until the range of the working load for sludge from N BOD , min to N BOD , max , at which the required degree of water purification is achieved for all controlled ingredients Ck, mp, is found. If the result is the desired if the range is not found, then determine the range of the working load on the sludge from N BOD, min1 to N BOD , max1 at which the required degree of water purification is achieved for most of the controlled ingredients Ck, mp. For other ingredients, additional purification systems are used. For example, as additional purification systems for phosphates C PO4 and total phosphorus C Total , treatment with chemical reagents is accepted. In addition, to increase the probability indicators of the reliability of wastewater treatment, a reserve is provided for the degree of water purification by providing a lower concentration of contaminants in the treated water - Ck, mp / Kz;

ж) осуществление в дальнейшем биологического удаления азота и фосфора из сточных вод в диапазоне рабочих нагрузок на ил от NБПК,min до NБПК,max . g) further biological removal of nitrogen and phosphorus from wastewater in the range of sludge working loads from N BOD , min to N BOD , max .

Соответствующий изобретению способ работает следующим образом.Corresponding to the invention, the method works as follows.

В качестве примера рассматриваем работу очистных сооружений по технологической схеме, представленной на фиг.1 с параметрами, представленными в таблице 1.As an example, we consider the operation of treatment facilities according to the technological scheme presented in figure 1 with the parameters presented in table 1.

В соответствии с настоящим изобретением выполняют следующие операции:In accordance with the present invention perform the following operations:

а) фиксируют i=1:a) fix i = 1:

- расход Qви,1 возврата активного ила из вторичных отстойников на уровне Qви,1=10000 м3/ч;- flow rate Qvi, 1 return of activated sludge from the secondary sumps at the level of Qvi, 1 = 10000 m 3 / h;

- расхода Qци,1 циркуляционного потока иловой смеси в денитрификатор с выхода нитрификатора на уровне Qци,1=10000 м3/ч;- flow rate Qci, 1 circulation flow of the sludge mixture to the denitrifier from the nitrification outlet at the level of Qci, 1 = 10000 m 3 / h;

б) разбивают диапазон возможных расходов Qии удаления на обработку приросшей в аэробных условиях нитрификатора биомассы избыточного активного, отводимого по трубопроводу 14 избыточного ила, на 9 интервалов (в соответствии с изобретением более 3-х, т.к. графики зависимостей концентраций загрязнений в очищенной воде по контролируемым ингредиентам Ck,i от нагрузки на ил NБПКi,j имеют вогнутый или выпуклый вид). Диапазон возможных расходов Qии определяется с учетом возможностей на каждой станции очистки сточных вод. Его границы, как правило, определяются производственными мощностями систем по переработке избыточного ила. В качестве примера определяем этот диапазон в интервале от 26 до 237 м3/ч;b) break down the range of possible costs of Qi removal to treat the excess active sludge discharged through aerobic conditions of the biomass nitrificator of biomass that is discharged through the pipeline 14 of excess sludge into 9 intervals (in accordance with the invention more than 3, since the plots of the dependences of the concentrations of pollution in purified water for controlled ingredients Ck, i from the load on sludge N BOD i, j are concave or convex). The range of possible costs Qi is determined taking into account the capabilities at each wastewater treatment plant. Its boundaries, as a rule, are determined by the production capacities of systems for the processing of excess sludge. As an example, we determine this range in the range from 26 to 237 m 3 / h;

в) в текущем режиме фиксации i опробуют режимы биологического удаления азота и фосфора из сточных вод в одной точке (максимальной) каждого из 9 интервалов возможных расходов Qии и определяют:c) in the current fixation mode i, the modes of biological removal of nitrogen and phosphorus from wastewater will be tested at one point (maximum) of each of the 9 intervals of possible flow rates Qi and determined:

- суточный расход сточных вод Qi,j, поступающих на очистку;- daily consumption of wastewater Qi, j entering the treatment;

- концентрацию CБПКi,j загрязнений в исходной воде по биохимической потребности в кислороде;- concentration C BOD i, j of contaminants in the source water according to the biochemical oxygen demand;

- концентрации загрязнений в очищенной воде по контролируемым ингредиентам Ck,i,j (в данном случае это азот аммонийный CNH4,i,j, азот нитратов CNO3,i,j, фосфаты CPO4,i,j);- the concentration of contaminants in the purified water according to the controlled ingredients Ck, i, j (in this case, ammonium nitrogen C NH4, i, j, nitrogen nitrates C NO3 , i, j, phosphates C PO4 , i, j);

- среднюю концентрацию ила в емкостных сооружениях Xi,j- the average concentration of sludge in capacitive structures Xi, j

(результаты этого этапа представлены в табл.2);(the results of this stage are presented in table 2);

г) в текущем режиме фиксации i в опробованных точках каждого из 9 интервалов возможных расходов Qии вычисляют нагрузку на ил NБПКi,j=Qi,j*CБПКi,j(V*Xi,j)d) in the current fixation mode i at the tested points of each of the 9 intervals of possible costs Qii calculate the load on silt N BOD i, j = Qi, j * C BOD i, j (V * Xi, j)

(результаты расчета заносят в таблицу, см. табл.2);(calculation results are entered in the table, see table 2);

д) в текущем режиме фиксации i в одних координатных осях строят графики зависимостей концентраций загрязнений в очищенной воде по контролируемым ингредиентам Ck,i,j от нагрузки на ил NБПКi,j, см. фиг.2. Здесь: 1 - график изменения концентрации азота нитратов CNO3,1,j; 2 - график изменения концентрации фосфатов CPO4,1,j; 3 - график изменения концентрации азота аммонийного CNH4,1,j; 4 - допустимая концентрация загрязнений в очищенной воде по азоту нитратов с учетом коэффициента технологического запаса CNO3,mp,Kz=CNO3,mp/Kz=8/1,1=7,27 мг/л; 5 - то же, по азоту аммонийному CNH4,mp/Kz=CNH4,mp/Kz=1,2/1,1=1,09 мг/л; 6 - то же, по фосфатам CPO4,mp,Kz=CPO4,mp/Kz=0,4/1,1=0,36 мг/л;d) in the current fixation mode i, in the same coordinate axes, plots of the dependences of the concentration of contaminants in the purified water are plotted against the controlled ingredients Ck, i, j on the load on sludge N BOD i, j, see figure 2. Here: 1 is a graph of changes in the concentration of nitrogen of nitrates C NO3 , 1, j; 2 is a graph of the change in the concentration of phosphates C PO4 , 1, j; 3 is a graph of changes in the concentration of nitrogen of ammonium C NH4 , 1, j; 4 - permissible concentration of contaminants in purified water on nitrate nitrogen, taking into account the technological reserve coefficient C NO3 , mp, Kz = C NO3 , mp / Kz = 8 / 1.1 = 7.27 mg / l; 5 - the same for ammonia nitrogen C NH4 , mp / Kz = C NH4 , mp / Kz = 1.2 / 1.1 = 1.09 mg / l; 6 - the same for phosphates C PO4 , mp, Kz = C PO4 , mp / Kz = 0.4 / 1.1 = 0.36 mg / l;

е) по построенным на этапе д) зависимостям осуществляют поиск диапазона рабочей нагрузки на ил от NБПК,min до NБПК,max, при которой достигается требуемая степень очистки воды по всем контролируемым ингредиентам Ck,mp. На фиг.2 представлены результаты такого поиска. Из него видно, что в диапазоне нагрузки на ил А достигается требуемая степень очистки воды по азоту нитратов CNO3,i,j, в диапазоне В - по азоту аммонийному CNH4,i,j, в диапазоне С - по фосфатам CPO4,i,j. При этом три указанных диапазона не имеют общего пересечения, т.е. при i=1 решения не существует. По этой причине, например, изменяют и фиксируют, расход в денитрификатор циркуляционного потока иловой смеси с выхода нитрификатора на новом уровне Qци,2=14000 м3/ч, последовательность операций с (б) по (е) повторяют до обнаружения диапазона рабочей нагрузки на ил от NБПК,min до NБПК,max, при которой достигается требуемая степень очистки воды по всем контролируемым ингредиентам Ck,mp. Результаты выполнения этапа в) представлены в табл.3, а этапа е) - на фиг.3. Из фиг.3 видно, что в диапазоне нагрузки на ил D достигается требуемая степень очистки воды по всем контролируемым ингредиентам Ck,mp. Поэтому в дальнейшем осуществляют биологическое удаление азота и фосфора из сточных вод в диапазоне рабочих нагрузок на ил от NБПК,min до NБПК,max.e) the dependencies constructed at stage d) search for the range of the working load for sludge from N BOD, min to N BOD , max , at which the required degree of water purification is achieved for all controlled ingredients Ck, mp. Figure 2 presents the results of such a search. It can be seen that in the load range for sludge A the required degree of water purification is achieved for nitrogen nitrates C NO3 , i, j, in range B for ammonia nitrogen C NH4 , i, j, in range C for phosphates C PO4 , i , j. Moreover, the three indicated ranges do not have a common intersection, i.e. for i = 1, there is no solution. For this reason, for example, they change and fix, the flow rate into the denitrifier of the circulation flow of the sludge mixture from the nitrification outlet at a new level Qci, 2 = 14000 m 3 / h, the sequence of operations (b) to (e) is repeated until the range of the working load for sludge from N BOD , min to N BOD , max , at which the required degree of water purification is achieved for all controlled ingredients Ck, mp. The results of step c) are presented in Table 3, and step e) in FIG. 3. Figure 3 shows that in the load range for sludge D, the required degree of water purification is achieved for all controlled ingredients Ck, mp. Therefore, in the future, biological removal of nitrogen and phosphorus from wastewater is carried out in the range of sludge working loads from N BOD, min to N BOD, max .

Из фиг.3 видно, что при увеличении коэффициента технологического запаса Kz, расходов сточных вод и т.п. возможны варианты, когда, несмотря на применяемые меры, три указанных диапазона не будут иметь общего пересечения, т.е. будет иметь место ситуация, представленная на фиг.2. Тогда, определяют диапазон рабочей нагрузки на ил Е от NБПК,min1 до NБПК,max1 при которой достигается требуемая степень очистки воды по большинству контролируемых ингредиентов (азоту аммонийному CNH4, азоту нитратов CNO3), а для обеспечения требуемой степени очистки по фосфатам CPO4 принимают обработку химическими реагентами. При этом изобретением допускается их дозирование в любую точку емкостных сооружений и за их пределами.From figure 3 it is seen that with an increase in the coefficient of technological stock Kz, wastewater costs, etc. options are possible when, despite the measures applied, the three indicated ranges will not have a common intersection, i.e. the situation presented in FIG. 2 will take place. Then, the working load range for sludge E is determined from N BOD, min1 to N BOD, max1 at which the required degree of water purification is achieved for most controlled ingredients (ammonium nitrogen C NH4 , nitrate nitrogen C NO3 ), and to provide the required degree of purification for phosphates C PO4 accept treatment with chemicals. In this case, the invention allows their dosing to anywhere in the capacitive structures and beyond.

Таблица 1Table 1 № п/пNo. p / p Наименование параметраParameter Name Значение параметраParameter value 1one Средний суточный расход сточных вод Qi,j, поступающих на очистку, м3/суткиThe average daily consumption of wastewater Qi, j entering the treatment, m 3 / day 240000240000 22 Средние концентрации загрязнений в исходной воде, мг/л:
по биохимической потребности в кислороде СБПК i,j
The average concentration of contaminants in the source water, mg / l:
by biochemical oxygen demand With BOD i, j
140140
по азоту аммонийному CNH4 by ammonium nitrogen C NH4 20twenty по азоту нитратов CNO3 nitrogen nitrate C NO3 0,60.6 по фосфатам CPO4 phosphate C PO4 2,42,4 33 Объем V емкостных сооружений, м3,
в т.ч.:
Volume V of tank facilities, m 3 ,
including:
8074080740
анаэробная зонаanaerobic zone 1618316183 аноксидная зонаanoxide zone 2407724077 аэробная зонаaerobic zone 4052340523 4four Расход денитрифицированного ила, м3Denitrified sludge consumption, m 3 / h 69736973 55 Расход Qви,i возврата активного ила из вторичных отстойников, м3Consumption Qvi, i return of activated sludge from secondary sumps, m 3 / h Переменный, фиксируемый на этапе а)Variable fixed in step a) 66 Расход Qци,i циркуляционного потока иловой смеси в денитрификатор с выхода нитрификатора, м3The flow rate Qi, i of the circulation flow of the sludge mixture into the denitrifier from the outlet of the nitrifier, m 3 / h Переменный, фиксируемый на этапе а)Variable fixed in step a) 77 Расход Qии удаления на обработку приросшей в аэробных условиях нитрификатора биомассы избыточного активного, м3The consumption of Qi removal for the processing of excess active biomass nitrifier grown in aerobic conditions, m 3 / h Переменный, в интервале от 26,3 до 236,8Variable, in the range of 26.3 to 236.8 88 Требуемые концентрации загрязнений в очищенной воде, мг/л: The required concentration of contaminants in purified water, mg / l: по азоту аммонийному CNH4 by ammonium nitrogen C NH4 1,21,2 по азоту нитратов CNO3 nitrogen nitrate C NO3 88 по фосфатам CPO4 phosphate C PO4 0,40.4 99 Коэффициент технологического запаса, KzThe coefficient of technological stock, Kz 1,11,1

Таблица 2table 2 jj Q1,j, м3/сутQ 1, j, m 3 / day CБПК 1,j, мг/лC BOD 1, j , mg / l Qии, м3Qii, m 3 / h CNO3, 1,j, мг/лC NO3 , 1, j, mg / l CNH4, 1,j мг/лC NH4 , 1, j mg / L CPO4, 1,j, мг/лC PO4 , 1, j, mg / l Х1,j, г/лX 1, j, g / l NБПК, 1,j, г БПК/(г ила сут)N BOD , 1, j , g BOD / (g silt day) 1one 240000240000 115115 2626 8,868.86 0,070,07 1,51,5 5,565.56 0,0610,061 22 241000241000 110110 5353 8,568.56 0,070,07 0,60.6 3,943.94 0,0830,083 33 239000239000 118118 7979 8,248.24 0,090.09 0,20.2 3,353.35 0,1040.104 4four 240500240500 115115 105105 7,827.82 0,120.12 0,10.1 2,762.76 0,1240.124 55 238500238500 120120 132132 7,457.45 0,180.18 0,50.5 2,472.47 0,1430.143 66 240000240000 115115 158158 7,227.22 0,320.32 1,21,2 2,082.08 0,1640.164 77 241100241100 117117 184184 7,037.03 0,60.6 1,61,6 1,911.91 0,1830.183 88 240050240050 113113 211211 6,816.81 1,031,03 1,81.8 1,681.68 0,2000,200 99 240070240070 116116 237237 6,516.51 1,71.7 1,91.9 1,611,61 0,2140.214

Таблица 3Table 3 jj Q2,j, м3/сутQ 2, j, m 3 / day CБПК 2,j,
мг/л
C BOD 2, j ,
mg / l
Qии, м3Qii, m 3 / h CNO3, 2,j, мг/лC NO3 , 2, j, mg / l CNH4, 2,j мг/лC NH4 , 2, j mg / L CPO4, 2,j, мг/лC PO4 , 2, j, mg / L Х2,j, г/лX 2, j, g / l NБПК, 2,j, г БПК/(г ила сут)N BOD , 2, j , g BOD / (g silt day)
1one 238000238000 115115 2626 8,368.36 0,070,07 1,61,6 5,435.43 0,0620,062 22 241500241500 111111 5353 8,098.09 0,070,07 0,70.7 3,943.94 0,0840,084 33 239100239100 114114 7979 7,787.78 0,090.09 0,30.3 3,213.21 0,1050.105 4four 240600240600 116116 105105 7,317.31 0,140.14 0,20.2 2,772.77 0,1250.125 55 239500239500 122122 132132 6,786.78 0,230.23 0,60.6 2,522,52 0,1430.143 66 240100240100 116116 158158 6,426.42 0,410.41 1,21,2 2,102.10 0,1640.164 77 242100242100 118118 184184 6,26.2 0,750.75 1,61,6 1,921.92 0,1840.184 88 240080240080 112112 211211 5,985.98 1,221.22 1,81.8 1,661.66 0,2000,200 99 241060241060 115115 237237 5,75.7 1,921.92 1,91.9 1,581,58 0,2170.217

Claims (6)

1. Способ обеспечения надежности очистки сточных вод от соединений азота и фосфора, включающий последовательное выдерживание сообщества микроорганизмов, очищающих сточные воды от органических и минеральных примесей, в анаэробных, аноксидных и аэробных условиях в емкостных сооружениях с интенсивным массообменном, создаваемым с помощью соответственно мешалок и барботажа воздухом, возврат активного ила из вторичных отстойников, подачу в денитрификатор (аноксидные условия) циркуляционного потока иловой смеси с выхода нитрификатора (аэробные условия), удаление на обработку приросшей в аэробных условиях нитрификатора биомассы избыточного активного ила, отличающийся тем, что в процессе эксплуатации выполняют следующие операции:
а) фиксируют, по меньшей мере, расход Qви,i возврата активного ила из вторичных отстойников и расход Qци,i циркуляционного потока иловой смеси в денитрификатор с выхода нитрификатора, где i - номер режима фиксации, i=1, 2, 3, …, n1, где n1 - любое число;
б) разбивают диапазон возможных расходов Qии удаления на обработку приросшей в аэробных условиях нитрификатора биомассы избыточного активного ила на n2 интервалов, n2=3, 4, 5 …, n2, где n2 - любое число;
в) в текущем режиме фиксации i опробуют режимы биологического удаления азота и фосфора из сточных вод в одной точке каждого из n2 интервалов возможных расходов Qии, определяют суточный расход сточных вод Qi,j, поступающих на очистку, концентрацию СБПКi,j загрязнений в исходной воде по биохимической потребности в кислороде, концентрации загрязнений в очищенной воде по контролируемым ингредиентам Ck,i,j, среднюю концентрацию ила в емкостных сооружениях Xi,j, где j=1, 2, 3 …, n2, k=1, 2, 3 …, n3, где n3 - количество контролируемых ингредиентов;
г) в текущем режиме фиксации i в опробованных точках каждого из n2 интервалов возможных расходов Qии вычисляют нагрузку на ил NБПКi,j=Qi,j·CБПКi,j/(V·Xi,j), где V - объем емкостных сооружений;
д) в текущем режиме фиксации i в одних координатных осях строят графики зависимостей концентраций загрязнений в очищенной воде по контролируемым ингредиентам Ck,i,j от нагрузки на ил NБПКi,j;
е) по построенным на этапе д) зависимостям осуществляют поиск диапазона рабочей нагрузки на ил от NБПК,min до NБПК,max, при которой достигается требуемая степень очистки воды по всем контролируемым ингредиентам Ck,mp, при этом, если этот диапазон не обнаружен, то изменяют и фиксируют, по меньшей мере, расход возврата активного ила из вторичных отстойников на новом уровне Qви,i+1 и/или расход в денитрификатор циркуляционного потока иловой смеси с выхода нитрификатора на новом уровне Qци,i+1, последовательность операций с (б) по (е) повторяют до обнаружения диапазона рабочей нагрузки на ил от NБПК,min до NБПК,max, при которой достигается требуемая степень очистки воды по всем контролируемым ингредиентам Ck,mp, или применяют системы дополнительной очистки по ингредиентам m, для которых диапазон рабочей нагрузки на ил, обеспечивающий требуемую степень очистки по указанным ингредиентам, не обнаружен или находится за пределами диапазона рабочей нагрузки на ил от NБПК,min1 до NБПК,max1, при которой достигается требуемая степень очистки воды по большинству контролируемых ингредиентов, где m=1, 2, 3 …, n3;
ж) в дальнейшем осуществляют биологическое удаление азота и фосфора из сточных вод в диапазоне рабочих нагрузок на ил от NБПК,min до NБПК,max или NБПК,min1 до NБПК,max1.
1. A method for ensuring the reliability of wastewater treatment from nitrogen and phosphorus compounds, including sequentially maintaining a community of microorganisms that treat wastewater from organic and mineral impurities, under anaerobic, anoxic and aerobic conditions in capacitive structures with intensive mass transfer, created by means of mixers and sparging, respectively by air, return of activated sludge from secondary settling tanks, feeding into the denitrifier (anoxic conditions) a circulating stream of sludge mixture from the outlet of the nitrifier (aero bnye conditions), deletion processing adherent aerobically nitrifying activated sludge biomass, characterized in that during operation the following operations:
a) record at least the flow rate Qvi, i of the return of activated sludge from the secondary sumps and the flow rate Qci, i of the circulation flow of the sludge mixture into the denitrifier from the output of the nitrifier, where i is the number of the fixation mode, i = 1, 2, 3, ..., n1, where n1 is any number;
b) break down the range of possible costs of Qi removal to treat the excess activated sludge biomass nitrificator of biomass grown in aerobic conditions into n2 intervals, n2 = 3, 4, 5 ..., n2, where n2 is any number;
c) in the current fixation mode i, they will test the modes of biological removal of nitrogen and phosphorus from wastewater at one point of each of the n2 intervals of possible flow rates Qii, determine the daily flow rate of wastewater Qi, j entering the treatment, the concentration C of BOD i, j of pollution in the initial water according to the biochemical oxygen demand, the concentration of contaminants in the purified water according to the controlled ingredients Ck, i, j, the average concentration of sludge in the tank facilities Xi, j, where j = 1, 2, 3 ..., n2, k = 1, 2, 3 ..., n3, where n3 is the number of controlled ingredients;
d) in the current fixation mode i at the tested points of each of the n2 intervals of possible costs Qii calculate the load on silt N BOD i, j = Qi, j · C BOD i, j / (V · Xi, j), where V is the volume of capacitive facilities;
e) in the current fixation mode i, in the same coordinate axes, plots of the dependences of the concentrations of contaminants in the treated water are plotted against the controlled ingredients Ck, i, j on the load on sludge N BOD i, j;
f) the dependencies constructed in step e) search for the range of the working load for sludge from N BOD, min to N BOD, max , at which the required degree of water purification is achieved for all controlled ingredients Ck, mp, while if this range is not found , then at least the flow rate of activated sludge return from the secondary sumps at a new level Qci, i + 1 and / or the flow rate into the denitrifier of the circulating flow of sludge mixture from the nitrification outlet at a new level Qci, i + 1, is changed and fixed, the sequence of operations with (b) by (e) repeat until detected the range of the working load on sludge from N BOD, min to N BOD, max , at which the required degree of water purification is achieved for all controlled ingredients Ck, mp, or additional purification systems for ingredients m are used, for which the range of working load on sludge, providing the required degree of purification for the specified ingredients was not found or is outside the range of the working load for sludge from N BOD, min1 to N BOD, max1 , at which the required degree of water purification is achieved for most controlled ingredients, where m = 1, 2, 3 ... , n3;
g) in the future, biological removal of nitrogen and phosphorus from wastewater is carried out in the range of sludge working loads from N BOD, min to N BOD, max or N BOD, min1 to N BOD, max1 .
2. Способ обеспечения надежности очистки сточных вод от соединений азота и фосфора по п.1, отличающийся тем, что опробование режимов биологического удаления азота и фосфора из сточных вод осуществляют на компьютерной модели.2. The method of ensuring the reliability of wastewater treatment from nitrogen and phosphorus compounds according to claim 1, characterized in that the testing modes of biological removal of nitrogen and phosphorus from wastewater is carried out on a computer model. 3. Способ обеспечения надежности очистки сточных вод от соединений азота и фосфора по п.1, отличающийся тем, что в качестве контролируемых концентраций загрязнений принимают концентрацию загрязнений в очищенной воде по азоту аммонийному CNH4, по азоту нитратов CNO3, по фосфатам СPO4.3. The method of ensuring the reliability of wastewater treatment from nitrogen and phosphorus compounds according to claim 1, characterized in that the concentration of pollutants in the treated water is based on ammonium nitrogen C NH4 , nitrogen nitrates C NO3 , phosphates C PO4 as controlled concentrations of pollution. 4. Способ обеспечения надежности очистки сточных вод от соединений азота и фосфора по п.1, отличающийся тем, что в качестве контролируемых концентраций загрязнений принимают концентрацию загрязнений в очищенной воде по общему азоту СNобщ, по общему фосфору СРобщ.4. A method for ensuring the reliability of wastewater treatment from nitrogen and phosphorus compounds according to claim 1, characterized in that the concentration of pollutants in the treated water according to total nitrogen C Ntotal , total phosphorus C Ptot . 5. Способ обеспечения надежности очистки сточных вод от соединений азота и фосфора по п.1, отличающийся тем, что на этапе е) осуществляют поиск диапазона рабочей нагрузки на ил от NБПК,min до NБПК,max, при которой по всем контролируемым ингредиентам достигается следующая степень очистки воды Ck,mp/Kz, где Kz - коэффициент технологического запаса, Kz>1.5. A method for ensuring the reliability of wastewater treatment from nitrogen and phosphorus compounds according to claim 1, characterized in that at step e) a range of sludge load from N BPK, min to N BPK, max is searched for, in which for all controlled ingredients the following degree of water purification is achieved Ck, mp / Kz, where Kz is the technological reserve coefficient, Kz> 1. 6. Способ обеспечения надежности очистки сточных вод от соединений азота и фосфора по п.3 или 4, отличающийся тем, что в качестве систем дополнительной очистки по фосфатам СPO4 и общему фосфору СРобщ принимают обработку химическими реагентами. 6. A method for ensuring the reliability of wastewater treatment from nitrogen and phosphorus compounds according to claim 3 or 4, characterized in that treatment systems with chemical reagents are accepted as additional purification systems for phosphates C PO4 and total phosphorus C Rosch .
RU2010124223/05A 2010-06-11 2010-06-11 Method of providing reliable purification of waste water from nitrogen and phosphorus compounds RU2440306C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010124223/05A RU2440306C1 (en) 2010-06-11 2010-06-11 Method of providing reliable purification of waste water from nitrogen and phosphorus compounds

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010124223/05A RU2440306C1 (en) 2010-06-11 2010-06-11 Method of providing reliable purification of waste water from nitrogen and phosphorus compounds

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2440306C1 true RU2440306C1 (en) 2012-01-20

Family

ID=45785657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010124223/05A RU2440306C1 (en) 2010-06-11 2010-06-11 Method of providing reliable purification of waste water from nitrogen and phosphorus compounds

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2440306C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2570002C1 (en) * 2014-08-15 2015-12-10 Научно-производственная фирма с ограниченной ответственностью "Экополимер" Method for purification of sewage waters
RU2640767C2 (en) * 2012-09-13 2018-01-11 Ди.Си. УОТЕР ЭНД СЬЮЭР ОТОРИТИ Method and device for removing nitrogen at wastewater treatment

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2640767C2 (en) * 2012-09-13 2018-01-11 Ди.Си. УОТЕР ЭНД СЬЮЭР ОТОРИТИ Method and device for removing nitrogen at wastewater treatment
US10005683B2 (en) 2012-09-13 2018-06-26 D.C. Water & Sewer Authority Method and apparatus for nitrogen removal in wastewater treatment
RU2570002C1 (en) * 2014-08-15 2015-12-10 Научно-производственная фирма с ограниченной ответственностью "Экополимер" Method for purification of sewage waters

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pelaz et al. Nitrogen removal in domestic wastewater. Effect of nitrate recycling and COD/N ratio
RU2390502C2 (en) Method of treating water using biological reactor and device for realising said method
CN101880111A (en) Real-time control device and method for deep denitrification and dephosphorization of A2/O-BAF (Biological Aerated Filter) process
CN102167475A (en) Nitrogen-containing waster water purification method
Zhan et al. Nitrogen removal from slaughterhouse wastewater in a sequencing batch reactor under controlled low DO conditions
Banu et al. Effect of ferrous sulphate on nitrification during simultaneous phosphorus removal from domestic wastewater using a laboratory scale anoxic/oxic reactor
Plaza et al. Impact of seeding with nitrifying bacteria on nitrification process efficiency
Mansouri et al. Statistical analysis and optimization of simultaneous biological nutrients removal process in an intermittently aerated SBR
RU2440306C1 (en) Method of providing reliable purification of waste water from nitrogen and phosphorus compounds
CN104045159B (en) A kind of mixed aeration pond intermission aeration denitrogenation method completely
Wang et al. Cost-saving biological nitrogen removal from strong ammonia landfill leachate
Vieira et al. The impact of the art-ICA control technology on the performance, energy consumption and greenhouse gas emissions of full-scale wastewater treatment plants
CN106277314B (en) A kind of biochemistry denitrogenation dephosphorizing sewage disposal system and method
CN104703928A (en) Improved process and system for biological water purification
RU2508252C2 (en) Method and apparatus for automatic control of aeration tanks
Shivaranjani et al. Performance study for treatment of institutional wastewater by activated sludge process
RU2636708C1 (en) Method and plant for biological wastewater treatment
CN201737811U (en) A2/O-BAF technique deep denitrification and dephosphorization real-time control device
Andersson Chan et al. Increased nitrogen removal in existing volumes at Sundet wastewater treatment plant, Växjö
CN106650264A (en) Dimension designing method for oxidation ditch biological reaction tank intensifying denitrification nitrogen and phosphorus removal
JP2002336889A (en) Water quality simulation system
Li et al. Slaughterhouse wastewater treatment by hydrolysis and Bardenpho process
Rahmberg et al. LCA analysis of different WWTP processes
Singureanu et al. Obtaining a guide operator of wastewater treatment by SBR process using simulation and sensitivity analysis.
CN112441697B (en) Wastewater treatment system and treatment method