RU2570546C2 - Method of wasteless biological purification of sewage waters with recycling of separated sediments - Google Patents
Method of wasteless biological purification of sewage waters with recycling of separated sediments Download PDFInfo
- Publication number
- RU2570546C2 RU2570546C2 RU2014115969/10A RU2014115969A RU2570546C2 RU 2570546 C2 RU2570546 C2 RU 2570546C2 RU 2014115969/10 A RU2014115969/10 A RU 2014115969/10A RU 2014115969 A RU2014115969 A RU 2014115969A RU 2570546 C2 RU2570546 C2 RU 2570546C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sludge
- wastewater
- treatment
- sewage
- composting
- Prior art date
Links
Images
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
Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам биологической очистки бытовых и производственных сточных вод и может быть использовано в коммунальном хозяйстве городов, промышленных комплексов.The invention relates to methods for biological treatment of domestic and industrial wastewater and can be used in municipal services of cities, industrial complexes.
Известно использование трехиловой биологической очистки вод. Патент на изобретение №2264353, опубликовано 20.11.2005 г., Бюл. №32. Патентообладатель Куликов Н.И. Сообщества прикрепленных на волокнистой ершовой насадке микроорганизмов и свободноплавающий активный ил обеспечивают интенсивное ведение процессов очистки специализированными по стадиям очистки сообществами микроорганизмов.The use of three-strained biological water treatment is known. Patent for invention No. 2264353, published November 20, 2005, Bull.
В известном устройстве не уделялось внимания сокращению вредных выбросов в окружающую природную среду, особенно переработке осадков.The known device did not pay attention to reducing harmful emissions into the environment, especially the processing of sediments.
Наиболее близко по наибольшему количеству сходных существенных признаков, достигаемому эффекту очистки сточных вод, по модульности блочности отдельных узлов, комплектности оборудования, компактности очистной станции, созданию благоприятных условий для обслуживающего персонала в гигиене и охране труда подведен способ обработки сточных вод с получением очищенной воды и обеззараженных отходов (Пат. 2475458 С2 Российская Федерация. МПК C02F 9/14. Опубл. 20.02.2013. Бюл. №5. Авторы: Куликов Н.И. и др. Патентообладатель: ЗАО «Компания «ЭКОС»).The closest in terms of the greatest number of similar essential features, the achieved effect of wastewater treatment, the modularity of blocking of individual units, the completeness of the equipment, the compactness of the treatment plant, and the creation of favorable conditions for maintenance personnel in hygiene and labor protection led to a method of treating wastewater to produce purified water and disinfected waste (Pat. 2475458 C2 Russian Federation. IPC
В известной очистной станции достигнут нулевой баланс отходов в окружающую природную среду, что позволило размещать очистную станцию непосредственно в жилой застройке и сократило площадь земли под очистную станцию. В то же время в переработке осадков в плане сокращения энергетических затрат на ведение процесса очистки сточных вод и переработку осадков в органоминеральное удобрение имеется большой резерв и нереализованные возможности.The well-known treatment plant achieved a zero balance of waste in the environment, which allowed the treatment plant to be located directly in residential buildings and reduced the land area for the treatment plant. At the same time, there is a large reserve and unrealized opportunities in the processing of sludge in terms of reducing energy costs for conducting the wastewater treatment process and the processing of sludge into organic fertilizer.
Задачи изобретения - достижение нулевого баланса отходов от очистной станции канализации в окружающую природную среду при снижении количества задействуемого на очистной станции воздуха на процесс очистки сточных вод, энергетических затрат на переработку и подготовку к утилизации осадков сточных вод.The objective of the invention is to achieve a zero balance of waste from the sewage treatment plant into the environment while reducing the amount of air used at the treatment plant for the wastewater treatment process, energy costs for processing and preparing for disposal of sewage sludge.
Поставленные задачи решаются тем, что способ безотходной биологической очистки сточных вод и переработки выделенных осадков, включающий процеживание сточных вод в решетках, механическую очистку в песколовках с прессованием и сушкой отбросов с решеток, выравнивание расходов сточных вод по часам суток за счет усреднителей расходов, отстаивание сточных вод в первичных отстойниках для удаления плавающих примесей и основной массы взвешенных веществ, биологическую очистку сточных вод в ступенчатых биореакторах нитри-денитрификации с рециркуляцией активного ила и биоценозов, прикрепленных на волокнистой ершовой насадке, доочистку сточных вод в биореакторах гидробионтами, включая моллюсков, дозирование реагентов для связывания фосфатов в нерастворимые в воде соединения и задержание их в фильтрах доочистки, выделение во вторичных тонкослойных отстойниках возвратного и избыточного ила, обезвоживание осадков первичных отстойников и уплотненного в илоуплотнителях обработанного флокулянтами избыточного активного ила вместе с регенерационными и промывными водами доочистки, иловой водой фильтрата от обезвоживания осадка первичных отстойников, обеззараживание доочищенной воды облучением ультрафиолетовыми лучами, процесс удаления азота из сточных вод осуществляют с задействованием биоценоза бактерий анаммокс, удерживаемых на волокнистой ершовой насадке, воздух от устройств механической очистки стоков за счет системы вентиляции посредством воздуходувок направляется на биореакторы высокоскоростной биологической очистки, а часть отработанного в нитрификаторах воздуха с помощью устройств электрокаталитического обеззараживания системой вентиляции рассеивается в окружающую воздушную среду, обезвоженные осадки сточных вод после смешивания с песком из песколовок и органическим наполнителем из отходов растительности или пищевых отходов подвергаются биокомпостированию во вращающихся биобарабанах, размещаемых в помещении воздуходувной и снабжаемых теплом горячего воздуха от напорных воздуховодов. После протекания процессов разогрева компостируемых смесей осадков сточных вод с наполнителем из органических веществ до температуры 80°C, обеззараживание смесей и гибели личинок насекомых и яиц гельминтов, снижения влажности биокомпоста до 50% компост вывозится после затаривания в мешки или закрывающиеся контейнеры для использования в качестве органоминерального удобрения в зеленом хозяйстве населенного пункта или для рекультивации нарушенных территорий либо для дальнейшей переработки вермикомпостированием для получения биогумуса и биомассы червей.The tasks are solved in that a method of non-waste biological treatment of wastewater and processing of separated sludge, including filtering wastewater in grates, mechanical cleaning in sand traps with pressing and drying waste from the grates, equalizing wastewater costs by the hours of the day due to cost averagers, settling sewage water in primary sedimentation tanks to remove floating impurities and the bulk of suspended solids; biological wastewater treatment in step nitri-denitrification bioreactors with rec by recirculation of activated sludge and biocenoses attached to a fiber scrub head, additional treatment of wastewater in bioreactors with hydrobionts, including mollusks, dosing of phosphate binding reagents into water-insoluble compounds and their retention in after-treatment filters, isolation of secondary and thin layer sewage sumps, and sediment of primary sedimentation tanks and excess activated sludge treated with flocculants compacted in sludge compactors together with regeneration and wash water water, with filtrate silt from dewatering of sediment of primary sedimentation tanks, ultraviolet irradiation of purified water, the process of nitrogen removal from wastewater is carried out with the use of biocenosis of bacteria anammox kept on a fiber ruff nozzle, the air from the devices for mechanical treatment of effluents due to the ventilation system through blowers is directed on bioreactors of high-speed biological treatment, and part of the air spent in nitrifiers using electrocock devices aliticheskogo disinfection system ventilation dissipated into the ambient air, dewatered sewage sludge after mixing with sand from sand traps and organic filler from vegetable waste or food waste in rotary subjected biocomposting biobarabanah placed indoors and supplied with warm blast of hot air from a pressure air duct. After the processes of heating composted mixtures of sewage sludge with a filler from organic substances to a temperature of 80 ° C, decontamination of the mixtures and the death of insect larvae and helminth eggs, reducing the moisture of the biocompost to 50%, the compost is removed after packing in bags or containers that are closed for use as an organomineral fertilizers in the green economy of the village or for the restoration of disturbed areas or for further processing by vermicomposting to obtain biohumus and worm biomass.
Анализ известных технических решений, относящихся к способам очистки сточных вод и переработки выделенных осадков и отходов очистных станций канализации, показал, что технических решений, содержащих ту же совокупность существенных признаков, что и заявляемый способ, не обнаружено. Это позволяет сделать вывод о том, что заявленный способ соответствует критерию «новизна».An analysis of the known technical solutions related to the methods of wastewater treatment and processing of the selected sludge and waste from sewage treatment plants showed that technical solutions containing the same set of essential features as the claimed method were not found. This allows us to conclude that the claimed method meets the criterion of "novelty."
Анализ выявленных отличительных от прототипа существенных признаков показал, что такие или сходные с ними признаки в известных технологических решениях с проявлением тех же свойств не обнаружено, что позволяет сделать вывод о том, что заявляемый способ соответствует критерию «существенные отличия».Analysis of the identified significant features distinctive from the prototype showed that such or similar features in known technological solutions with the manifestation of the same properties were not found, which allows us to conclude that the claimed method meets the criterion of "significant differences".
Заявляемая совокупность существенных признаков позволяет получить новый, более высокий результат, выражающийся глубоким обезвреживанием отходов очистной станции канализации с сокращением энергетических затрат и количества удаляемого и используемого воздуха. Уделяемые осадки сточных вод не имеют запаха, компактны и не оказывают вредного воздействия на людей и природную среду.The claimed combination of essential features allows you to get a new, higher result, expressed by the deep disposal of waste treatment plant sewage with reduced energy costs and the amount of removed and used air. The allocated sewage sludge is odorless, compact and does not have a harmful effect on people and the environment.
Способ поясняется технологической схемой очистки сточных вод и переработки осадков в закрытых блок-модулях (Фиг. 1) с рациональным размещением блок-модулей на площадке очистной станции канализации (Фиг. 2), компоновкой оборудования внутри блок-модулей (Фиг. 3, 4, 5, 6, 7, 8).The method is illustrated by the technological scheme of wastewater treatment and sludge treatment in closed block modules (Fig. 1) with rational placement of block modules on the site of the sewage treatment plant (Fig. 2), equipment layout inside the block modules (Fig. 3, 4, 5, 6, 7, 8).
Перечень позиций технологической схемы очистки сточных вод и переработки осадков:The list of positions of the technological scheme of wastewater treatment and sludge treatment:
I. Блок-модуль узла механической очистки сточных вод и усреднения расходов;I. Block module of the mechanical wastewater treatment unit and cost averaging;
II. Блок-модуль первичных отстойников и денитрификаторов;II. Block module of primary sedimentation tanks and denitrifiers;
III. Блок-модуль нитрификаторов первой ступени нитрификации;III. Block module of nitrification of the first stage of nitrification;
IV. Блок-модуль второй ступени нитрификации, вторичных отстойников доочистки и обеззараживания очищенной воды;IV. Block module of the second stage of nitrification, secondary clarification tanks for post-treatment and disinfection of purified water;
V. Блок-модуль узла сгущения и обезвоживания осадков сточных вод;V. Block module of the unit for thickening and dewatering sewage sludge;
VI. Блок-модуль воздуходувной и узла компостирования осадков сточных вод в смеси с наполнителем;VI. Block module for blower and composting unit for sewage sludge mixed with filler;
1. Поток исходных сточных вод;1. The flow of source wastewater;
2. Решетки;2. Lattices;
3. Отбросы с решеток;3. Garbage from grates;
3′. Накопитель отбросов с решеток;3 ′. Garbage dump from grates;
4. Песколовки;4. Sand traps;
4′. Пескопульпа из песколовок;four'. Sand trap from sand traps;
5. Резервуары усреднителей расходов сточных вод;5. Tanks of averagers of wastewater costs;
5′. Насосы подачи усредненного расхода сточных вод;5'. Pumps for supplying an average flow rate of wastewater;
6. Первичные отстойники;6. Primary sedimentation tanks;
7. Реагенты для интенсификации процесса отстаивания в первичных отстойниках;7. Reagents for the intensification of the sedimentation process in primary sedimentation tanks;
8. Насосы откачки осадка первичных отстойников 6 в блок-модуль V на аппараты обезвоживания 28;8. Pumps for pumping sludge from primary sedimentation tanks 6 to block module V for dewatering
8′. Осадок первичных отстойников;8'. Sedimentation of primary sedimentation tanks;
9. Денитрификаторы;9. Denitrifiers;
10. Система вентиляции блок-модулей I и II;10. The ventilation system of the block modules I and II;
11. Грузоподъемное оборудование;11. Hoisting equipment;
12. Средства автоматизированного контроля за составом сточных вод и воздуха;12. Means of automated control over the composition of wastewater and air;
13. Ершовая насадка в кассетах;13. Ruff nozzle in cartridges;
14. Барботеры регенерации ершовой насадки;14. Bubblers of regeneration of a brush nozzle;
15. Нитрификаторы первой ступени нитрификации;15. Nitrification of the first stage of nitrification;
16. Барботеры аэрации иловой смеси в нитрификаторах;16. Bubblers of aeration of the sludge mixture in nitrifiers;
17. Блок газоразрядной обработки воздуха;17. Gas discharge air treatment unit;
18. Каталитический блок разложения компонентов рассеиваемого в воздушный бассейн отработанного воздуха;18. The catalytic unit for the decomposition of the components of the exhaust air dispersed into the air basin;
19. Нитрификаторы второй ступени;19. Nitrification of the second stage;
20. Вторичные тонкослойные отстойники;20. Secondary thin-layer sedimentation tanks;
21. Насосы перекачки возвратного 21′ и избыточного 21″ активного ила;21. Transfer pumps return 21 ′ and
22. Биореакторы доочистки сточных вод;22. Bioreactors of wastewater treatment;
23. Насосы откачки регенерационных вод доочистки;23. Pumps for pumping regeneration water for post-treatment;
24. Фильтры доочистки сточных вод;24. Wastewater treatment filters;
25. Контактные резервуары;25. Contact tanks;
26. Илоуплотнители регенерационных вод и избыточного активного ила;26. Desiccants of regeneration water and excess activated sludge;
27. Приготовление реагентов для интенсификации илоуплотнения и обезвоживания осадков;27. Preparation of reagents for the intensification of sludge compaction and dewatering of sediments;
27′. Баки растворения флокулянта;27 ′. Flocculant dissolution tanks;
28. Аппараты обезвоживания осадков сточных вод;28. Sewage sludge dewatering apparatus;
29. Иловая вода от аппаратов обезвоживания осадков;29. Sludge from sludge dewatering apparatus;
30. Кек;30. Kek;
31. Устройство УФ облучения очищенных сточных вод;31. UV irradiation device for treated wastewater;
32. Бункер смешивания обезвоженных осадков сточных вод и наполнителя;32. Hopper for mixing dehydrated sewage sludge and filler;
33. Винтовые насосы перекачки обезвоженных осадков сточных вод;33. Screw pumps for pumping dehydrated sewage sludge;
34. Конвейер подачи наполнителя в бункер смешивания;34. The conveyor feeding the filler into the mixing hopper;
35. Воздуходувки;35. Blowers;
36. Напорные воздуховоды;36. Pressure ducts;
37. Компостеры непрерывного биокомпостирования смеси осадков с наполнителем;37. Composters of continuous biocomposting a mixture of sediments with a filler;
38. Бункер накопления готового компоста;38. Storage compost bin;
39. Конвейер подачи готового компоста в бункер накопления 38;39. Conveyor feed finished compost into the
40. Трубопроводы подвода вентиляционного воздуха к воздуходувкам 35;40. Pipelines for supplying ventilation air to
41. Трубопроводы подвода вентиляционного воздуха к блокам 17 и 18;41. Pipelines for supplying ventilation air to
42. Поток очищенных и обеззараженных сточных вод;42. The flow of treated and disinfected wastewater;
43. Вермикомпостеры;43. Vermicomposters;
44. Сита для отделения червей от биогумуса;44. Sieve for separating worms from vermicompost;
45. Наполнитель.45. Filler.
Поток исходных сточных вод (Фиг. 1) поступает на канализационную очистную станцию (КОС) в приемную камеру 1′, из которой распределяется на решетки 2, а затем песколовки 4 и далее в резервуары 5 усреднителей расходов сточных вод. Оборудование и резервуары 2, 3, 4, 5 относятся к узлу механической очистки сточных вод и усреднения расходов. Блок-модуль I (Фиг. 3) оснащен системой 10 принудительной вентиляции помещений, накопителями отбросов 3′ с решеток 2, накопителями пескопульпы 4′ из песколовок 4, грузоподъемным оборудованием 11 для монтажа и демонтажа оборудования, удаления отбросов 3′ и пескопульпы 4′ из блок-модуля I.The feed wastewater stream (Fig. 1) enters the sewage treatment plant (WWTP) into the receiving
Посредством насосов 5′ из усреднителей 5 сточные воды направляются в первичные отстойники 6 тонкослойного отстаивания. Для интенсификации процесса отстаивания в напорные трубопроводы вводится реагент, флокулянт 7 (высокомолекулярное биологически разлагаемое органическое вещество). Из первичных отстойников 6 осветленная сточная вода самотеком поступает в денитрификаторы 9 блок-модуля II (Фиг. 4). Осадок первичных отстойников 6 посредством насосов 8 откачивается в блок-модуль V (Фиг. 7) в узел обезвоживания осадков сточных вод.Through
Блок-модуль II оснащен системой 10 принудительной вентиляции, средствами автоматизированного контроля 12 за составом и расходом сточных вод, а также грузоподъемным оборудованием 11 для монтажа и демонтажа ершовой насадки 13 в кассетах в денитрификаторах 9. По днищу денитрификаторов 9 под ершовой насадкой 13 размещены барботеры 14 регенерации ершовой насадки, к которым по напорным воздуховодам 36 можно подать воздух от воздуходувок 35 через запорно-регулирующую арматуру периодически по определенному графику.Block II is equipped with a forced
В денитрификаторы 9 имеется подвод по напорным трубопроводам возвратного активного ила от насосов 21, расположенных в блок-модуле IV (Фиг. 6).The
Из блок-модуля II сточная вода самотеком перетекает в блок-модуль III (Фиг. 7) первой ступени нитрификации. Блок-модуль III оснащен системой барботеров 16 аэрации иловой смеси, ершовой насадкой 13 в кассетах, грузоподъемным оборудованием 11 для монтажа и демонтажа кассет с ершовой насадкой 13 и барботеров 16. Система вентиляции 10 имеет два вывода воздуха. Один вывод подает воздух на воздуходувки 35, а другой на блок 17 газоразрядной обработки воздуха, т.к. содержит примеси, которые нельзя рассеивать в воздушный бассейн. Контроль за составом воздуха в различных зонах блок-модуля III осуществляет автоматизированные 12 средства контроля, которыми оборудован блок-модуль III. Из блок-модуля III сточные воды в виде иловой смеси самотеком притекают в блок-модуль IV (Рис. 6), вначале во вторую ступень нитрификации 19, в которой также имеется ершовая насадка 13 в кассетах, и барботеры 16 иловой смеси, снабжаемые постоянным потоком воздуха от воздуходувок 35 по напорным воздуховодам 36. В нитрификаторы 19 второй ступени нитрификации встроены тонкослойные вторичные отстойники 20, снабженные насосами 21 перекачки возвратного активного ила в илоуплотнители 26, размещенные в блок-модуле V (Фиг. 7).From block module II, wastewater flows by gravity into block module III (Fig. 7) of the first nitrification step. Block module III is equipped with a system of
Из вторичных отстойников 20 очищаемая сточная вода самотеком перетекает в биореакторы 22 доочистки с кассетами ершовой насадки 13. При этом барботеры 14 аэрации работают постоянно, а барботеры 16 регенерации включаются через запорно-регулирующую арматуру только по графику, устанавливаемому по показаниям средств 12 автоматизированного контроля за составом сточных вод. В период регенерации одного из отсеков биореакторов 22 доочистки сточных вод регенерационная вода из этого отсека отводится с помощью насосов 23 в илоуплотнители 26 блок-модуля V. Доочищаемая вода после биореакторов 22 смешивается с реагентами, связывающими фосфаты в нерастворимые в воде вещества AlPO4 или FePO4, и поступает в фильтры 24 доочистки сточных вод. Доочищенная вода смешивается с обеззараживающим реагентом, например гипохлоритом, и протекает в контактный резервуар 25 или поступает на устройство 31 УФ обеззараживания дочищенных сточных вод, а затем выводится потоком 42 на использование на технические нужды или полив зеленых насаждений. Промывные воды от регенерации загрузки фильтров 24 также отводятся в илоуплотнители 26 блок-модуля V. Поскольку после биологической очистки содержание фосфатов в сточных водах небольшое, то и добавка металлосодержащего реагента не существенно влияет на состав осадка сточных вод, поэтому не повлияет на удобрительные свойства получаемого после компостирования и последующего вермикомпостирования органоминерального удобрения. Осадки, поступающие из первичных отстойников при влажности около 95%, и осадки, сгущенные в илоуплотнителях 26 до влажности 98%, после смешивания с флокулянтом из растворных баков 27 с помощью насосов 8 первичных отстойников или илоуплотнителей 26 подаются в аппараты 28 обезвоживания осадков. После обезвоживания кек 30 подается винтовыми насосами 33 в бункер смешивания обезвоженных осадков сточных вод с наполнителем 45, состоящим из измельченных растительных отходов, например опилками, пищевыми отходами, травой, соломой и т.д. Влажность смеси должна не превышать 80%. Иловая вода от обезвоживания осадков направляется в илоуплотнители 26, а после илоразделения отводится в усреднители 5 расходов сточных вод. Смесь кека 30 с наполнителем 45 из бункера 32 смешивания загружается в компостеры 37 непрерывного биокомпостирования смеси посредством термофильных аэробных микроорганизмов. Процесс биокомпостирования длится не более 5 суток и завершается при достижении температуры в биокомпостерах 80°C. Поскольку биокомпостеры 37 размещены в блок-модуле VI совместно с воздуходувками 35 и снабжаются по напорным воздуховодам 36 горячим воздухом, так как процесс компостирования является аэробным и нуждается в кислороде воздуха, то дополнительной подачей тепла в помещение для биокомпостирования не требуется.From the
Известно, что осадок первичных отстойников при влажности 70% в летнее время уже на третьи сутки начинает разогреваться. При распаде 1 кг беззольного вещества осадка выделяется в аэробных условиях 4 кДж тепловой энергии. Безусловно, целесообразно инокулирование смеси осадков с наполнителем, специфичным для конкретного состава сточных вод и вида наполнителя биоценозом термофильных микроорганизмов. При температуре 80°C гибнут яйца гельминтов, личинки насекомых, патогенные организмы, происходит снижение влажности смеси до 50%. Готовый компост безвреден и может быть перевезен в закрытых контейнерах из бункеров 38 накопления готового компоста на рекультивацию нарушенных территорий, в парники вермикомпостирования или на площадки докомпостирования в естественных условиях.It is known that the sediment of primary sedimentation tanks at a humidity of 70% in the summer begins to warm up on the third day already. During the decomposition of 1 kg of ashless matter, the precipitate is released under aerobic conditions of 4 kJ of thermal energy. Of course, it is advisable to inoculate a mixture of sediments with a filler specific for a particular wastewater composition and type of filler with a biocenosis of thermophilic microorganisms. At a temperature of 80 ° C, helminth eggs, insect larvae, pathogenic organisms die, the mixture decreases by 50%. Ready compost is harmless and can be transported in closed containers from
Блок-модули I-VI размещаются на площадке очистной станции (Фиг. 2) таким образом, чтобы трубопроводы коммуникаций перетока сточных вод, перекачки иловых вод, подвода воздуха были минимальной длины. Углекислота, выделяющаяся в денитрификаторах, как и газообразные органические вещества в вентиляционном воздухе от решеток, песколовок 4 полезны для ведения процесса биологической очистки сточных вод в нитрификаторах 15 и 19, поэтому вентиляционный воздух от блок-модулей I и II направляется в блок модуль VI на всас воздуходувок 35. На блок 17 и 18 газоразрядной или каталитической обработки отработанный воздух поступает только из блока модуля III, так как именно в этом отработанном воздухе могут содержаться вещества, вредные для рассеивания в воздушном бассейне над территорией КОС. Отбросы с решеток 3 целесообразно вывозить на мусоросортировочную станцию, а песок в виде пескопульпы 4′ перекачивать на смешивание с другими обезвоженными осадками очистной станции в бункера 32, так как в пескопульпе 4′ до половины сухого вещества составляют органические вещества. Да и песок полезен червям при последующем вермикомпостировании. Наличие в технологической схеме очистной станции усреднителей 5 расходов сточных вод позволяет уменьшить потребное количество воздуходувок и объемы отстойников и биореакторов очистки сточных вод, рассчитываемых в соответствии с нормами проектирования на максимальный часовой расход, а он существенно может быть больше усредненного расхода. Размещение в денитрификаторах 9 ершовой насадки 13 в кассетах позволяет накапливать и сохранять биоценоз автотрофных бактерий анаммокс, а это позволяет уменьшить величину рециркуляционного потока возвратного активного ила и потребность в воздухе на нитрификацию аммонийного азота. Величина рециркуляционного потока возвратного активного ила при наличии бактерий биоценоза анаммокс в денитрификаторах 9 варьируется в зависимости от количества ершовой насадки 13 в потоке 1 исходной сточной воды. Выбор ее величины производится при проектировании КОС. Количество ершовой насадки 13 в нитрификаторах обеих ступеней и биореакторах 28 доочистки сточных вод диктуется нормативами качества очищенной воды для конкретного водоема-приемника очищенных вод или требованиями к качеству технической воды при использовании очищенных сточных вод для промышленных нужд. Закономерности работы сообществ микроорганизмов в биореакторах с комплексами, прикрепленных на ершовой насадке и свободноплавающего активного ила, приведены в [3].Block modules I-VI are placed on the site of the treatment plant (Fig. 2) so that the pipelines of the communications for the flow of wastewater, sludge pumping, and air supply are of a minimum length. Carbon dioxide emitted in denitrifiers, as well as gaseous organic substances in ventilation air from gratings,
При проектировании компостеров для биокомпостирования смеси обезвоженного осадка первичных отстойников, избыточного активного ила и наполнителя 45 необходимо рассчитывать по количеству обоих видов осадков в смеси и вида наполнителя 45, а также условиями, создаваемыми воздуходувками 35 и горячими воздуховодами в блок-модуле VI, а они зависят от состава сточных вод и климатических условий на площадке проектируемой КОС. Размеры одного из компостеров 37 непрерывного действия зависят от количества выделяемых обезвоженных осадков и вносимого наполнителя, а также от размеров блок-модуля VI и продолжительности биокомпостирования в конкретных условиях проектируемой КОС. Вермикомпостеры 43 и сита 44 для разделения червей и биогумуса размещаются в парниках за пределами очистной станции.When designing composters for biocomposting a mixture of dehydrated sludge of primary sedimentation tanks, excess activated sludge and
В настоящее время тепло, выделяющееся при работе воздуходувок и уносимое с горячим воздухом, не используется ни на одной КОС, поэтому можно ориентироваться при оценке экономии энергетических затрат на переработку осадков в сравнении с прототипом, в котором при переработке осадков используется сушка осадка при температуре 240°C до влажности 10…25%. Что касается экономии энергозатрат на очистку сточных вод и переработку осадков, то она показана на примере 1.Currently, the heat generated during the operation of the blowers and carried away with hot air is not used on any WWTP, therefore, we can focus on evaluating the savings in energy costs of processing sludge in comparison with the prototype, in which sludge is dried when processing sludge at a temperature of 240 ° C to a moisture content of 10 ... 25%. As for saving energy costs for wastewater treatment and sludge processing, it is shown in Example 1.
Пример.Example.
Канализационная очистная станция, производительностью 5000 м3/сут, принимает сточные воды от населения с нормой водоотведения 200 л/чел·сут при kобщ=1,7. Максимальный часовой расход равен 5000:24·1,7=354 м3/ч. Усреднитель расходов 5 должен иметь объем не менее 10% Qсут, т.е. 500 м3 и после усреднителя 5 часовой расход составит 5% Qсут=250 м3/ч. Состав сточных вод будет характеризоваться значениями показателей: взвешенные вещества - 325 г/м3, БПКполн - 375 г O2/м3, азот аммония - 40 г N/м3, фосфор - 1,5 г Р/м3.A sewage treatment plant with a capacity of 5000 m 3 / day receives wastewater from the population with a water discharge rate of 200 l / person · day at k total = 1.7. The maximum hourly flow rate is 5000: 24 · 1.7 = 354 m 3 / h.
Объем усреднителя 5 требует иметь диаметр блок-модуля I, равным 12 м, и высоту слоя воды - 5 м.The volume of the
Первичные отстойники 6 при нагрузке на полочные тонкослойные отстойники 3 м3/м2·ч должны иметь площадь полочного пространства 250 м3/ч:3=83 м2, высоту 2,5 м, объем около 240 м3. На долю денитрификатора 9 из 500 м3 остается 500-240=260 м3, что соответствует получасовому времени пребывания смеси исходного стока и возвратного активного ила.Primary sedimentation tanks 6, with a load on the shelf thin-layer sedimentation tanks of 3 m 3 / m 2 · h, should have a shelf space of 250 m 3 / h: 3 = 83 m 2 , height 2.5 m, volume about 240 m 3 . The share of
В первичном отстойнике 6 выпадает в осадок около 50% взвешенных веществ, т.е. за сутки Qос=5000·325·0,5=812,5 кг/сут. При влажности 95% объем осадка составит 812,5:50 кг/м3=16,25 м3/сут. Состав стоков после первичных отстойников 6 будет следующим: взвешенные вещества - 162,5 г/м3, БПКполн - 225 г O2/м3, азот аммония - 40 г N/м3, фосфор - 1,5 г Р/м3.In primary sedimentation tank 6, about 50% of suspended solids precipitate, i.e. per day Q OS = 5000 · 325 · 0.5 = 812.5 kg / day. At a humidity of 95%, the sediment volume will be 812.5: 50 kg / m 3 = 16.25 m 3 / day. The composition of the effluent after the primary settling tanks 6 will be as follows: suspended solids - 162.5 g / m 3 , BOD full - 225 g O 2 / m 3 , ammonium nitrogen - 40 g N / m 3 , phosphorus - 1.5 g P / m 3 .
Объем I ступени нитрификации 15 должен соответствовать двухчасовому времени пребывания смеси исходного усредненного стока и возвратного активного ила при их соотношении 1:1, т.е. при суммарном расходе 500 м3/ч объем должен быть равен 1000 м3, а при слое воды 5 м диаметр резервуара блок-модуля II нужен 16 м.The volume of the first stage of
Для второй ступени нитрификации 19 (блок-модуль III) при диаметре резервуара 16 м и высоте слоя воды 5 м при времени пребывания смеси - 1 час объем ступени должен быть 500 м3, площадь зеркала воды вторичных отстойников 20-83 м2, объем 240 м3. Объем биореакторов 22 доочистки тоже 240 м3, объем фильтров доочистки 24 около 50 м3, общий объем блок-модуля III не более 1000 м3.For the second stage of nitrification 19 (block module III) with a tank diameter of 16 m and a water layer height of 5 m with a mixture residence time of 1 hour, the step volume should be 500 m 3 , the area of the water of secondary settling tanks is 20-83 m 2 , volume 240 m 3 . The volume of
Количество избыточного активного ила при приросте Пр=0,8·C1+0,3БПКполн=0,8·162+0,3·220=130+66=200 г/м3, а суточный вес 5000 м3/сут·200=1000 кг/сут. При влажности обезвоженного ила 88% его объем составит 8,3 м3/сут, а осадок первичных отстойников - 4 м3.The amount of excess activated sludge growth Pr = 0,8 · C 1 + 0,3BPK full = 0.8 · 162 + 0.3 · 220 = 130 + 66 = 200 g / m 3, and the daily weight of 5000 m 3 / day 200 = 1000 kg / day. When the moisture content of dehydrated sludge is 88%, its volume will be 8.3 m 3 / day, and the sediment of primary sedimentation tanks - 4 m 3 .
Объем добавляемых опилок не менее 2,5 м3/сут. В смеси с наполнителем 45 объем будет 15,0 м3/сут. На суммарный объем осадка первичных отстойников 4 м3/сут и смеси ила с опилками 11,25 м3/сут объем осадков влажностью не более 80% составит 15,0 м3/сут. Такой объем потребует принять не менее 5 шт биокомпостеров с нагрузкой на 1 биокомпостер 37 в сутки до 3 м3/сут при объеме одного компостера 15 м3. Время компостирования - 5 суток.The amount of added sawdust is at least 2.5 m 3 / day. In a mixture with
Для нагрева осадка, вносимого в объем одного биокомпостера 37 на 40°C, требуется затрата тепловой энергии 3000 л/сут·40°C·1ккал/л·°C=120000 ккал/сут.To heat the sediment introduced into the volume of one
При сушке осадка на 3000 л/сут требуется тепловая энергия для нагрева не менее чем до 100°C, т.е. на 90°C: 3000 л/сут·90°C·1 ккал/л·°C=270000 ккал, что почти втрое больше, чем для биокомпостирования.When drying the sediment at 3000 l / day, thermal energy is required to heat up to at least 100 ° C, i.e. 90 ° C: 3000 l / day · 90 ° C · 1 kcal / l · ° C = 270,000 kcal, which is almost three times more than for biocomposting.
Влажность компоста снизится до 50%, распад сухого вещества составит не менее 20%, поэтому суточный объем компоста при весе сухого вещества 2600 кг·0,8=2080 кг и влажности 50% (сухого вещества в компосте 500 кг/м3) составит около 4,0 м3/сут. Из этого объема половину направляем на использование в зеленом хозяйстве города, т.е. 2,0 м3/сут, а 1/2 на вермикомпостирование - 2 м3/сут. Нагрузка на один вермикомпостер 43<0,5 м3/сут·шт. Требуется 27 вермикомпостеров диаметром 2 м и высотой 3 м для двухмесячного вермикомпостирования осадков сточных вод.Compost moisture will decrease to 50%, dry matter decomposition will be at least 20%, so the daily volume of compost with a dry matter weight of 2600 kg · 0.8 = 2080 kg and a humidity of 50% (dry matter in compost 500 kg / m 3 ) will be about 4.0 m 3 / day Half of this volume is directed to use in the green economy of the city, i.e. 2.0 m 3 / day, and 1/2 for vermicomposting - 2 m 3 / day. The load on one
Из компоста получается не более 1,6 м3/сут биогумуса влажностью 40% и до 50 кг биомассы червей в сутки.From compost, no more than 1.6 m 3 / day of biohumus is obtained with a humidity of 40% and up to 50 kg of biomass of worms per day.
Работает предлагаемый способ безотходной биологической очистки сточных вод и переработки выделенных осадков следующим образом.The proposed method of non-waste biological treatment of wastewater and the treatment of precipitates as follows.
Поток исходной сточной воды 1 поступает в блок-модуль I и вначале процеживается в решетках 2, освобождаясь от крупных механических примесей (отбросов). Отбросы 3 с решеток 2 накапливаются в накопительных баках 3′, а затем вывозятся на мусороперерабатывающий завод. После решеток 2 сточные воды самотеком поступают в песколовки 4, где из них выпадает песок в виде пескопульпы 4′. В ходе эксплуатации пескопульпа 4′ поступает на смешивание с обезвоженным осадком и обезвоживается в биокомпостерах 37. После песколовок 4 сточные воды поступают в усреднитель 5 расходов. Из резервуаров усреднителя 5 расходов поток сточных вод насосами 5′ равномерным потоком подается в блок-модуль II (Фиг. 1) вначале на первичные отстойники 6, а затем в денитрификаторы 9. В первичных отстойниках 6 вследствие добавки реагентов 7 происходит выпадение в осадок половины взвешенных веществ сточной воды. Осадок первичных отстойников 6 посредством насосов 8 вместе с флокулянтом баков 27′ узла 27 приготовления реагентов перекачивается в блок-модуль V (Фиг. 7) в аппараты 28 обезвоживания осадков. Из денитрификаторов 9 сточная вода, обработанная биоценозом бактерий анаммокс, прикрепленных на ершовой насадке 13, и свободноплавающим илом денитрифицирующего биоценоза активного ила в аноксидных условиях самотеком поступает вместе с возвратным активным илом 21′, поступающим в денитрификатор 9 с помощью насосов 21 из вторичных тонкослойных отстойников 20, в нитрификатор 15 первой ступени нитрификации в блок-модулях III (Фиг. 5), где сообществами микроорганизмов свободноплавающего активного ила и прикрепленного к ершовой насадке 13 биоценоза бактерий нитрификаторов обрабатывается в аэробных условиях в течение двух часов. Ершовая насадка 13 периодически регенерируется барботерами 14, расположенными в дополнение к основным барботерам 16 нитрификаторов 15 под кассетами 13. Далее поток иловой смеси самотеком перетекает в блок-модуль IV (Фиг. 6) в нитрификаторы 19 второй ступени нитрификации, совмещенными с тонкослойными отстойниками 20. Осветленная сточная вода после вторичных тонкослойных отстойников контролируется средствами 12 автоматизированного контроля за составом сточных вод как и сточная вода после первичных отстойников 6 и поступает самотеком в биореакторы 22 доочистки сточных вод. Избыточный активный ил потоком 21″ удаляется в илоуплотнители 26, расположенные в блок-модуле V (Фиг. 7), вместе с регенерационными водами биореакторов 22 доочистки сточных вод.The flow of the
В биореакторах 22 доочистки сточных вод работает прикрепленный на ершовой насадке 13 биоценоз гидробионтов, включающий мелких животных хищников (клещей, червей, моллюсков), поэтому регенерация ершовой насадки 13 производится 1 раз в неделю. В биореакторах 22 используется аэрация через эрлифтные ниши, а барботаж через насадку 13 выполняется только при ее регенерации. На переток из биореакторов 22 доочистки в фильтры 24 доочистки добавляется реагент из узла 27 для связывания фосфора в нерастворимое в воде соединение AlPO4 или FePO4. В фильтрах 24 фосфаты задерживаются и на контактные резервуары 25 и в узел 31 УФ обезвоживания очищенная вода 42 поступает уже нормативного качества. Регенерационные воды фильтров 24 доочистки также отводятся в илоуплотнители 26, а затем на аппараты 28 блок-модуля V (Фиг. 7) обезвоживания осадков.In
Кек 30 из аппаратов 28 обезвоживания осадков вместе с наполнителем из бункера 32, поступающий по конвейерам 34 после смешивания, направляется в контейнеры 37, а иловая вода 29 отводится в усреднители расходов 5.
Готовый компост из компостеров 37 поступает в бункер 38 посредством конвейера 39, откуда вывозится на утилизацию в зеленое хозяйство города или на вторую ступень компостирования-вермикомпостирования, расположенную за пределами очистной станции канализации. Компост, прошедший вермикомпостирование в вермикомпостерах 43, разделяется в ситах 44 на биогумус и червей и задействуется на сельскохозяйственные нужды.The finished compost from the
Блок-модули I-VI контролируются системой 12 на состав воздуха и обеспечиваются системой вытяжной или принудительной вентиляции 10, 40, 41 для подачи на средства газоочистки 17, 18 или подачи в воздуходувки 35 и через систему барботеров 14 и 16 по напорным воздуховодам 36 в аэробные биореакторы нитрификации, доочистки и биокомпостеры 37.The I-VI block modules are controlled by
Задачи, поставленные в заявляемом изобретении, выполнены. Энергозатраты снижены не менее чем втрое при нулевом балансе отходов в окружающую природную среду.The tasks set in the claimed invention have been completed. Energy costs are reduced by at least three times with a zero balance of waste into the environment.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014115969/10A RU2570546C2 (en) | 2014-04-18 | 2014-04-18 | Method of wasteless biological purification of sewage waters with recycling of separated sediments |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014115969/10A RU2570546C2 (en) | 2014-04-18 | 2014-04-18 | Method of wasteless biological purification of sewage waters with recycling of separated sediments |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014115969A RU2014115969A (en) | 2015-10-27 |
RU2570546C2 true RU2570546C2 (en) | 2015-12-10 |
Family
ID=54362621
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014115969/10A RU2570546C2 (en) | 2014-04-18 | 2014-04-18 | Method of wasteless biological purification of sewage waters with recycling of separated sediments |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2570546C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105461134A (en) * | 2015-12-01 | 2016-04-06 | 陕西省石油化工研究设计院 | Technology and device applied to recycling of high-salinity wastewater in coal chemical industry |
RU2638558C1 (en) * | 2017-03-28 | 2017-12-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Финансово-производственная компания в атомной энергетике" | Method for thermal treatment of cake of sludge sediments in slag melt |
RU2680509C2 (en) * | 2017-06-13 | 2019-02-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | Method of utilization of waste active sludge at treatment plants |
RU2790712C1 (en) * | 2022-05-17 | 2023-02-28 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЭКО-строй" | Block of biological wastewater treatment (options) and secondary sump used in this unit (options) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU167652U1 (en) * | 2015-12-02 | 2017-01-10 | Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Фундаментальные основы биотехнологии" Российской академии наук" (ФИЦ Биотехнологии РАН) | Biorotor treatment device |
EP3613709A1 (en) | 2018-08-22 | 2020-02-26 | Veolia Water Solutions & Technologies Support | Granular sludge reactor system comprising an external lamella separator |
CN113550631B (en) * | 2021-08-26 | 2022-03-04 | 深圳市合众源环保科技有限公司 | A fountain rubbish deodorizing device for garbage chamber |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MD3430F1 (en) * | 2006-08-07 | 2007-11-30 | Universitatea De Stat Din Moldova | Plant for sediment dehydration from waste waters |
RU2327648C2 (en) * | 2006-07-19 | 2008-06-27 | Новосибирский государственный технический университет | Device for treatment of domestic waste waters |
RU2449953C2 (en) * | 2007-02-16 | 2012-05-10 | Витаг Корпорейшн | Method of treating sewage sludge and producing inorganic fertiliser with high nitrogen content and rich in bioorganic substances |
RU2475458C2 (en) * | 2010-04-29 | 2013-02-20 | Закрытое акционерное общество "Компания "Экос" | Treatment of effluents to produce purified water and decontaminated wastes |
-
2014
- 2014-04-18 RU RU2014115969/10A patent/RU2570546C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2327648C2 (en) * | 2006-07-19 | 2008-06-27 | Новосибирский государственный технический университет | Device for treatment of domestic waste waters |
MD3430F1 (en) * | 2006-08-07 | 2007-11-30 | Universitatea De Stat Din Moldova | Plant for sediment dehydration from waste waters |
RU2449953C2 (en) * | 2007-02-16 | 2012-05-10 | Витаг Корпорейшн | Method of treating sewage sludge and producing inorganic fertiliser with high nitrogen content and rich in bioorganic substances |
RU2475458C2 (en) * | 2010-04-29 | 2013-02-20 | Закрытое акционерное общество "Компания "Экос" | Treatment of effluents to produce purified water and decontaminated wastes |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105461134A (en) * | 2015-12-01 | 2016-04-06 | 陕西省石油化工研究设计院 | Technology and device applied to recycling of high-salinity wastewater in coal chemical industry |
RU2638558C1 (en) * | 2017-03-28 | 2017-12-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Финансово-производственная компания в атомной энергетике" | Method for thermal treatment of cake of sludge sediments in slag melt |
RU2680509C2 (en) * | 2017-06-13 | 2019-02-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | Method of utilization of waste active sludge at treatment plants |
RU2804707C2 (en) * | 2018-08-22 | 2023-10-04 | Веолия Уотер Солюшнз Энд Текнолоджис Саппорт | Reactor system for granular silt containing external separator |
RU2790712C1 (en) * | 2022-05-17 | 2023-02-28 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЭКО-строй" | Block of biological wastewater treatment (options) and secondary sump used in this unit (options) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014115969A (en) | 2015-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2570546C2 (en) | Method of wasteless biological purification of sewage waters with recycling of separated sediments | |
US5702604A (en) | Apparatus and method for waste water treatment utilizing granular sludge | |
US20220363571A1 (en) | System and method for remediation of wastewater including aerobic and electrocoagulation treatment | |
RU2475458C2 (en) | Treatment of effluents to produce purified water and decontaminated wastes | |
Magri et al. | Constructed wetlands for sludge dewatering with high solids loading rate and effluent recirculation: Characteristics of effluent produced and accumulated sludge | |
US20140061124A1 (en) | Effluent treatment process and plant | |
US20120074057A1 (en) | Septage treatment system and process | |
CN203768124U (en) | Ecological filter for micro-polluted water treatment | |
RU2701827C1 (en) | Method of treating waste water with obtaining purified water and decontaminated wastes | |
CN103951064A (en) | Ecological filter used for micro-polluted water treatment | |
CN107207298A (en) | Including the sewage treatment equipment for the vertical percolating type plant filtration types of active ventilation systems divulged information to saturation lower layer | |
RU97125U1 (en) | BLOCK-MODULAR SEWER CLEANING STATION OF THE CLOSED TYPE | |
WO2009134402A2 (en) | Septage treatment system and method of treating septage | |
US20090277830A1 (en) | Septage treatment system and method of treating septage | |
CN102464420A (en) | Sewage physical-chemical treatment method | |
US7553410B1 (en) | Septage treatment system | |
KR100453806B1 (en) | High concentrated organic wastewater treatment apparatus and method thereof | |
KR20090105458A (en) | Sewage and wastewater treatment plant | |
KR102112732B1 (en) | Soil type Advanced Purification Circulation Reuse System | |
CN105036819A (en) | Facility for producing earthworm breeding loam by utilizing aquaculture sewage and method | |
KR102112723B1 (en) | Movable soil type advanced purification circulation reuse apparatus | |
CN205874139U (en) | Coking wastewater treatment system | |
KR100920090B1 (en) | Disposal plant for recycling waste water and soil | |
KR100762376B1 (en) | Eco-friendly sewage treatment system | |
KR20040065091A (en) | Waste Water Natural Disposal Apparatus with Maximized Efficiency and the method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HZ9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20181008 Effective date: 20181008 |
|
QC41 | Official registration of the termination of the licence agreement or other agreements on the disposal of an exclusive right |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20181008 Effective date: 20190201 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20201110 Effective date: 20201110 |