RU1834859C

RU1834859C - "Способ очистки сточных вод животноводческих комплексов "Экотехпроект"

Info

Publication number: RU1834859C
Application number: SU925044551A
Authority: RU
Inventors: Юрий Васильевич Двойнев; Владимир Дмитриевич Маринин; Борис Георгиевич Назаров; Рашит Анварович Разяпов
Original assignee: Научно-Производственное Предприятие "Экотехпроект, Лтд"
Priority date: 1992-05-28
Filing date: 1992-05-28
Publication date: 1993-08-15

Abstract

Изобретение относитс к способам очистки сточных вод животноводческих комплексов и может быть использовано, в частности, дл очистки сточных вод виноводческих комплексов . Способ включает в себ гомогенизацию сточных вод, их разделение на жидкую и . твердую фракции с последующими стади ми отстаивани , биологической очистки с аэрированием и доочистки с озонированием жидкой фракции и биотермическим компостированием твердой фракции совместно с осадками, образующимис при отстаивани и биологической , очистке, причем отстаивание ведут в тонкослойном отстойнике в присутствии коагул нта и биофлокул нта, биологическую очистку осуществл ют с противоточной подачей активного ила, а озонирование ведут во взвешенном слое гетерогенного катализатора. Способ обеспечивает снижение капитальных, энергетических и эксплуатационных затрат при сохранении высокой степени очистки. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс к способам очистки сточных вод животноводческих комп- лексое и может быть использовано, в частости, дл очистки сточных вод свиноводческих комплексов.

Целью насто щего изобретени вл етс снижение капитальных, эксплуатационных и энергетических затрат при его реализации дл очистки высококонцентрированных стоков, в частности, стоков свиноводческих комплексов при сохранении высокой степени очистки.

На чертеже представлена принципиальна технологическа схема осуществлени способа.

Схема включает гомогенизатор 1; барабанное сито со шнековым уплотнителем 2; тонкослойные .трубчатые отсойники 3, 7, 9; предаэратор 4; биокоагул тор 5; аэротенки первой ступени 6; аэротенки второй ступени 8; емкость дл сбора осадка 10; центробежные сгустители 11; система компостировани 12; воздуходувна станци 13; озонатор 14; колонна доочистки (контактное устройство ) 15; дозатор, катализатора 16; система

СЮ

со

Јь

00

с о

(л

извлечени катализатора 17; реагент- ное хоз йство дл приготовлени коагул нта 18,

Ниже излагаютс элементы изобретени в технологическом пор дке их исполь зовзни .

На стадии механической очистки стоков с целью интенсификации процесса и повышени эффективности разделени стоков на жидкую и твердую фракции предлагаетс использовать тонкослойные, например, трубчатые отстойники, позвол ющие при равной производительности уменьшить их рабочий объем в два-три раза по сравнению с обычно примен емыми дл этой цели вертикальными отстойниками. Помимо этого, эффективность процесса отстаивани повышаетс за счет введени в отстойник фугата, подаваемого с центробежных сгустителей осадка, который выполн ет роль биофлоку- л нта. Одновременно в качестве коагул нта в отстойник ввод т щелочной реагент, роль которого может выполн ть, например, зола, получаема от сжигани бурового угл . Перечисленные факторы повышают эффективность очистки от взвешенных частиц до 80-85% (эта величина по известному способу с вертикальными отстойниками составл ет около 50%).

Одним из основных элементов предлагаемого способа очистки вл етс противо- точна система активного ила, котора осуществл етс следующими пут ми: активный ил из отстойника 2-ой ступени биоочистки подаетс в аэротенк первой ступени; активный ил из отстойника первой ступени биоочистки подаетс в предаэратор и биокоагул тор .

Противоточное движение активного ила обеспечивает решение следующих задач: разбавление высококонцентрированных исходных стоков на первой ступени биоочистки за счет подачи вместе с активным илом менее концентрированных стоков со второй ступени; сокращение расхода воздуха на первой ступени биоочистки за счет притока дополнительного кислорода в виде нитратов и нитритов (их содержание в активном . иле в конце второй ступени составл ет 1.00- И50 мг/л), Это позвол ет снизить необходимую мощность воздуходувок и потребные энергозатраты; повышение степени очистки стоков на стадии биокоагул ции, по- скольку активный ил, подаваемый в бйокоагул тор с 1-го аэротенка, выполн ет роль коагул нта; одноиловый принцип биоочистки обеспечивает высокую инерционность всей системы биоочистки, делающий ее малочувствительной к возможным резким изменени м концентрации загр знений .

Подача воздуха в аэротенки в предлагаемом способе осуществл етс через пористые , например, трубчатые элементы (фильтры) изготовленные из титана или его сплавов и имеющие на внешней поверхности , контактирующей с обрабатываемыми стоками, оксинитридные покрыти . Титан,

выбранный в качестве материала дл изготовлени фильтров, обладает высокой коррозионной стойкостью по отношению к обрабатываемым. стокам. Оксинитридное покрытие обеспечивает отсутствие смачива5 емости поверхности фильтросов жидкой фракцией стоков, а, следовательно, отрицательный капилл рный эффект. Фильтросы размещаютс равномерно по всей площади аэротенков. Они обладают пористостью в

0 интервале 30-60% и размером пор 20-150 мкм. При таких параметрах пористых элементов , толщина стенки фильтросов 4-10 мм и давлении в воздухопроводе 0,4-0,6 атй обеспечиваетс оптимальный расход возду5 ха и размер воздушных пузырьков, поступающих в аэротен - 1-3 мм.

При описанной технологии обеспечиваетс интенсивное перемешивание содержимого аэротенков во всем объеме, больша

0 реакционна поверхность за счет малых размеров пузырьков, интенсивное протекание процесса благодар поддержанию высокой концентрации активного ила в аэротенке - на уровне 6-8 мг/л.

5 Доочистку жидкой фракции в предлагаемом способе производ т во взвешенном слое гетерогенного катализатора и озоно- воздушной смеси. Катализатором могут служить вещества, содержащие-металлы

0 переменной.валентности, например, железо и наход щиес в диспергированном виде , что обеспечивает большую величину активной поверхности катализатора. Таким катализатором может служить, например,

5 порошкообразный активированный уголь или зола бурых или каменных углей. Зола вл етс предпочтительным реагентом как более дешевый и доступный. Установлено, что оптимальный диапазон концентрации

0 катализатора в суспензии составл ет 0,5- 5,0 г/п.

Конструкци колонны, в которой происходит доочистка, предусматривает подачу озоновоздушной смеси в осевом направле5 нии (через фильтрос), а обрабатываемых стоков и суспензии катализатора - в тангенциальном направлении. Это обеспечивает интенсивное перемешивание компонентов и активное протекание процессов окислени .

Из стоков, прошедших операцию доочи- сткм, затем выдел ют диспергированный в них катализатор. Дл этой операции используют , например, тонкослойный отстойник и центробежный сгуститель. Выделенный из Стоков катализатор вновь возвращаетс на стадию доочйстки. Така рециркул ци катализатора существенно снижает его расход .

Озоно-воздушна смесь, не прореагировавша на стадии доочйстки, после выхода из колонны направл етс на вторую ступень доочйстки. Причем она подаетс в аэротенк через гидроакустический излучатель , который, создава струйно-кавитаци- онное поле с частотой колебаний 3-12 кГц, значительно активизирует озоно-воздуш- ную смесь за счет ее диспергировани и дополнительного образовани сильных окислителей, таких как Оз и Нг02. Эта операци , помимо экономического аспекта, дает дополнительный технологический эффект- повышение степени биоочистки на ее второй ступени,

Таким образом, более высока эффективность технологии доочйстки стоков в предлагаемом способе по сравнению со способом - прототипом обусловлена следу- .юЩими моментами:

Более активным протеканием процес сов окислени во взвешенном слое катализатора , что обеспечиваетс схемой подачи реагентов в колонну доочйстки; использованием менее дефицитного и более дешевого катализатора (зола вместо активированного угл ); использование остаточного озона в процессе доочйстки, что с одной стороны повышает коэффициент использовани озона , а с другой стороны исключает потребность в агрегатах дл разложени остаточного озона.

Новым элементом в технологии обработки твердой фракции в смеси с обезвоженным осадком и избыточно активным илом вл етс способом компостировани путем вакуумно-напорной аэрации. Суть последней заключаетс в том, что при компостировании циклически чередуют операции аэрировани (продувка компостируемой массы воздухом) и вакуумировани . Длительность периода аэрировани составл ет Т5-30 сек, а период вакуумировани - 1-1,5 часа. Такое чередование операций обеспечивает интенсивное протекание аэробного процесса за счет подаваемого воздуха и регул рное удаление газообразных продуктов реакции и избыточной влаги путем вакуумировани , что в итоге создает благопри тные услови дл интенсивного прохождени процесса компостировани ,

В целом, предлагаемый способ очистки при обеспечении равноценной с прототипом степени очистки отличаетс от него по получаемому эффекту: меньшей длиной тех- 5 нологической цепочки за счет исключени либо ускорени р да операций, а, следовательно , большей компактностью очистных сооружений и меньшими капитальными затратами; меньшим числом и необходимой 0 мощностью энергопотребл ющего оборудовани (воздуходувки, насосы, центробежные сгустители), что обеспечивает снижение энергозатрат.

П р им е р. Сточные воды свиноводче5 ского комплекса поступают в гомогенизатор (1) в количестве 1500 м /сут., име следующий состав: содержание сухого вещества 13300 мг/л, ХПК 13600 мг/л, БП«5 5700 мг/л, NH4+ 600 мг/л, PaOs 266 мг/л,

0 К20 333 мг/л. После отделени твердой фазы на барабанных ситах (2) жидка фракци в количестве 1610 м3/сут (с учетом дренажных стоков с иловых и площадок компостировани ) поступает в

5 вертикальный тонкослойный отстойник (3). Состав жидкой фракции на этом этапе: ВВ (содержание взвешенных веществ) 1000 мг/л, ХПК 10200 мг/л, БПК5 4280 мг/л, МН4+ 600 мг/л, P20s 220 мг/л, «20 333 мг/л, В отстойник также подаетс зольна вода (жидка фаза выщелачивани золы от сжигани бурого угл ) с рН 11. Тверда фракци в количестве 280 м /сут передаетс на компостирование . Из первичного отстойника

5 сточные воды поступают в предаэратор (4) в количестве 1300 м /сут с содержанием: ВВ 393 мг/л, ХПК 5630 мг/л, БПК5 4730 мг/л, NH4 520 мг/л, P20s 150 мг/л/КзО 380 мг/л. Сюда же подаетс избыточный ил с аэротен- ков в количестве 250 м3/час влажностью 99%. Осадок, образующийс в вертикальном отстойнике уплотн ют на центробежном сгустителе (11) до влажности 80%. Осадок в количестве 60 м /сут направл ют на компостирование, а фугат (250 м3/сут) вновь поступает в отстойник. Сточные воды из предаэратора поступают в биокоагул тор (5), где происходит дальнейшее отделение ВВ с эффективностью до 80% по сухому

0 веществу. Осадок из биокоагул тора (350 м /сут) с влажностью 98% уплотн ют в центробежном сгустителе, а затем также направл ют на компостирование.

После биокоагул ции жидка фракци

5 в количестве 1500 м3/сут с концентрацией ВВ 1000 мг/л, ХПК 3000-5000 мг/л, БПК5 2500-3000 мг/л, МЬЦ+ 450-750 мг/л, P20s 250-400 мг/л, КаО 150-300 мг/л направл етс в аэротенки первой ступени (6) со встроенными вторичными отстойниками (7)

0

5

и далее в аэротенки 11 ступени (8), также снабженные вторичными отстойниками (9). Состав жидкой фракции после биоочистки: ВВ 75-100 мг/л, ХПК 250-300 мг/л, NJV 10-20 мг/л, P20s 120-200 мг/л, К20 150-250 мг/л.,

Claims

Следующий этап обработки жидкой фракции - доочистка и обеззараживание - осуществл етс в контактном устройстве (15), Здесь сточна вода смешиваетс с озо- но-воздушной смесью (ОВС) и суспензией порошкообразной золы от сжигани бурого угл в течение 10 мин. Концентраци озона в ОВС 15 мг/л, количество 100 мэ/час, концентраци золы - 2 кг/м3, Отработанна ОВС с концентрацией озона менее 1 мг/л подаетс в аэротенки второй ступени. Жидка фракци с суспензией золы подвергаетс осветлению в напорных фильтрах (17), где происходит практически полное извлечение ВВ. Концентрированна зольна суспензи (промывна вода) вновь направл етс на рециркул цию в количестве 1 м /час. Промывна очищенна вода имеет состав: В В менее 1 мг/л, ХПК 50 мг/л, БПКдб мг/л, NH4+ 5-10 мг/л, P20s 150 мг/л, КгО 500 Мг/л, бесцветна, прозрачна, запах на пороге чувствительности, обеззаражена и может быть использована повторно. Формула изобретени 1. Способ очистки сточных вод животноводческих комплексов, включающий гомогенизацию сточных вод, их разделение на жидкую и твердую фракции, причем жидкую фракцию подвергают отстаиванию, биологической очистке с аэрированием и последующей дрочистке озонированием, а твердую фракцию вместе с осадками, образующимис при отстаивании и биологической очистке, подвергают биотермическому компостированию, о тл ича ю щи и с тем, что отстаивание ведут в тонкослойном отстойнике в присутствии коагул нта и био- флокул нта, биологическую очистку

осуществл ют с противоточной подачей активного ила, а озонирование ведут во взвешенном слое гетерогенного катализатора.
2.Способ по п. 1,отличающийс тем, что в качестве коагул нта используют

золу от сжигани твердых видов топлива, например бурого или каменного угл .
3.Способ по п.1,отличающийс тем, что в качестве биофлокул нта используют фугат нитрифицированного избыточного активного ила системы биологической очистки .
4.Способ по.п. 1,отличающийс тем, что дозу активного ила в системе биологической очистки поддерживают на уровне 6-8 г/л.
5.Способ по п. 1,о т л и ч а ю щ и и с тем, что аэрирование ведут через пористые фильтрующие элементы из титана или его

сплавов, покрытые пленкой оксинитрида титана .
6.Способ по пп..1 и 4, о т л и ч а ю- щ и И с тем, что пористые фильтрующие .элементы имеют общую пористость 3060% , а диаметр пор-20-150 мкм.
7.Способ поп.1,отл ичающийс тем, что в качестве гетерогенного катализатора при дорчистке используют золу от сжигани твердых видов топлив, например,

бурого угл .
8.Способ по лп.1 и 6, отличающийс тем, что озонирование ведут с концентрацией катализатора 0,5-5,0 г/л«ч.
9.Способ по пп.1 и 7, от л и ч а ю щ и й- с тем, что непрореагировавший озон ввод т на стадию биологической очистки через гидроакустический излучатель с частотой колебаний 3-12 кГц.
10.Способ по п.1, от л и ч а ю щи и с тем, что биотермическое компостирование

твердой фракции совместно с уплотненной смесью осадков, образующихс при отстаивании и биологической очистке, провод т с вакуумно-напорной аэрацией.