RU2019528C1 - Waste water purification method - Google Patents

Abstract

FIELD: cattle breeding and agricultural products processing. SUBSTANCE: coarse dispersion impurities are removed from waste water and waste water is kept in primary sedimentation tanks. Then waste water is subjected to treatment in aerotanks and once more is kept in sedimentation tanks. Wet sediment of primary sedimentation tanks is mixed with excessive active silt, mixture is conditioned and centrifuged, centrifugate effluent is mixed with waste water before mixture feeding into primary sedimentation tanks. In the case centrifugate effluent is separated into foam product and purified liquid and foam product is mixed with coarse dispersion impurities like manure and purified liquid is mixed with waste water (after it is separated from coarse dispersion impurities) and fed into primary sedimentation tanks. It is preferable, that centrifugate effluent is separated into foam product and purified liquid in ration of 1 : (3 -5). EFFECT: method is used for cattle and pig breeding farms waste waters purification. 2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к способам очистки сточных вод, а именно к способам очистки сточных вод, содержащих высокие концентрации органических веществ, и может быть использовано для очистки сточных вод крупных свиноводческих комплексов, а также сточных вод молочных и откормочных комплексов крупного рогатого скота. The invention relates to methods for wastewater treatment, and in particular to methods for treating wastewater containing high concentrations of organic substances, and can be used for wastewater treatment of large pig breeding complexes, as well as wastewater of dairy and fattening complexes of cattle.

Известен способ очистки сточных вод, включающий удаление грубодисперсных примесей с помощью решеток и песколовок, отстаивание в первичных отстойниках, биохимическое окисление органических загрязнений в аэротенках, отстаивание во вторичных отстойниках, обеззараживание очищенной сточной воды, возврат части избыточного активного ила из вторичных отстойников в аэротенки, нагрев и последующую аэробную стабилизацию сырого осадка из первичных отстойников с частью избыточного активного ила, обезвоживание стабилизированного осадка и возврат дренажной воды на песколовки. Этот способ характеризуется высокими капитальными и эксплуатационными затратами, обусловленными наличием операций нагрева сырого осадка и возврата избыточного активного ила в аэротенки, которые необходимы для повышения эффективности процессов отстаивания и обезвоживания. A known method of wastewater treatment, including the removal of coarse impurities using grids and sand traps, sedimentation in primary sumps, biochemical oxidation of organic contaminants in aeration tanks, sedimentation in secondary sumps, disinfection of treated waste water, the return of a portion of excess activated sludge from secondary sumps to aeration tanks, heating and subsequent aerobic stabilization of the raw sludge from the primary sedimentation tanks with part of the excess activated sludge, dehydration of the stabilized sludge and return atm drainage water to the sand trap. This method is characterized by high capital and operating costs due to the presence of operations of heating the wet sludge and return of excess activated sludge to aeration tanks, which are necessary to increase the efficiency of the sedimentation and dehydration processes.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки сточных вод, который включает в себя удаление грубодисперсных примесей, отстаивание в первичных отстойниках, биологическую очистку в аэротенках удаление пены из аэротенков и возврат ее в количестве 0,5-1,0% от расхода сточной воды в первичные отстойники, отстаивание сточной воды во вторичных отстойниках, смешивание, кондиционирование и последующее обезвоживание смеси сырого осадка, избыточного активного ила и пены, возврат дренажной воды в первичные отстойники. The closest in technical essence and the achieved result is a method of wastewater treatment, which includes the removal of coarse impurities, sedimentation in primary sumps, biological treatment in aeration tanks, removal of foam from aeration tanks and its return in an amount of 0.5-1.0% of consumption wastewater to primary sumps, settling of wastewater in secondary sumps, mixing, conditioning and subsequent dewatering of a mixture of crude sludge, excess activated sludge and foam, return of drainage water to primary suspended sedimentation tanks.

Указанный способ позволяет значительно снизить объемы сооружений станции очистки и сократить удельные капительные и эксплуатационные затраты на очистку сточных вод. The specified method can significantly reduce the volume of the facilities of the treatment plant and reduce the specific capital and operating costs of wastewater treatment.

Недостатки прототипа состоят в том, что возврат пены в первичные отстойники способствует выносу взвешенных веществ с осветленной водой и в конечном итоге увеличению нагрузки на аэротенки по твердой фазе, что приводит к нарушению работы очистных сооружений, увеличивая загрязнение очищенной воды взвешенными веществами. The disadvantages of the prototype are that the return of the foam to the primary settlers contributes to the removal of suspended solids with clarified water and ultimately increases the load on the aeration tanks in the solid phase, which leads to disruption of treatment facilities, increasing the pollution of purified water by suspended solids.

Цель изобретения - сокращение нагрузки на аэротенки по твердой фазе путем предотвращения выноса взвешенных веществ в сливе первичных отстойников и снижение концентрации взвешенных веществ в очищенной воде. The purpose of the invention is to reduce the load on aeration tanks in the solid phase by preventing the suspension of suspended solids in the discharge of primary sedimentation tanks and reducing the concentration of suspended solids in purified water.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки сточных вод, включающем удаление грубодисперсных примесей (навоза), отстаивание в первичных отстойниках, биологическое окисление органических загрязнений в аэротенках, отстаивание во вторичных отстойниках, смешивание сырого осадка первичных отстойников и избыточного активного ила вторичных отстойников, кондиционирование и центрифугирование смеси сырого осадка и избыточного активного ила, смешивание фугата со сточной водой, перед подачей смеси в первичные отстойники фугат разделяют на пенный продукт и осветленную жидкость, пенный продукт смешивают с навозом, а осветленную жидкость смешивают со сточной водой после отделения ее от грубодисперсных примесей и подают в первичные отстойники. Разделение фугата на пенный продукт и осветленную жидкость предпочтительно проводить в соотношении 1:(3-5). This goal is achieved in that in a method of wastewater treatment, including the removal of coarse impurities (manure), sedimentation in primary sedimentation tanks, biological oxidation of organic contaminants in aeration tanks, sedimentation in secondary sedimentation tanks, mixing of raw sludge from primary sedimentation tanks and excess activated sludge from secondary sedimentation tanks, conditioning and centrifuging a mixture of crude sludge and excess activated sludge, mixing the centrate with waste water, before feeding the mixture into the primary centrifuge tanks elyayut on the foam product and the clarified liquid, the foam product is mixed with manure, and the clarified liquid is mixed with the waste water after its separation from the suspended solids and fed to the primary settler. The separation of the centrate on the foam product and clarified liquid is preferably carried out in a ratio of 1: (3-5).

По сравнению с известным, предлагаемый способ позволяет сократить нагрузку на аэротенки по твердой фазе в 1,5-2,5 раза и значительно повысить эффективность очистки - содержание взвешенных веществ в очищенной воде снижается в 3-15 раз. Compared with the known, the proposed method allows to reduce the load on aeration tanks in the solid phase by 1.5-2.5 times and significantly increase the cleaning efficiency - the content of suspended solids in purified water is reduced by 3-15 times.

Это объясняется следующими причинами. При разделении фугата на пенный продукт и осветленную жидкость, например, с помощью флотатора, наклонного сита и т.д. в пенный продукт уходит основная масса трудноосаждаемых, гелеобразных веществ, и в осветленной жидкости остаются только легкооседающие частицы взвеси, кроме того, осветленная жидкость практически полностью освобождается от мелких пузырьков воздуха, которыми насыщается фугат при его интенсивной аэрации в роторе центрифуги, что предотвращает самопроизвольную флотацию частиц всплывающими мелкодисперсными пузырьками воздуха из смеси сточной воды с осветленной жидкостью. Поэтому смешивание осветленной жидкости со сточной водой перед первичными отстойниками приводит к значительной интенсификации процесса отстаивания, приводящей к снижению в 1,5-2,5 раза содержания взвешенных веществ в сливе первичных отстойников и, следовательно, сокращению нагрузки на аэротенки по твердой фазе. При этом значительно улучшается процесс очистки сточных вод в аэротенках и в 3-15 раз снижается содержание взвешенных веществ в очищенной сточной воде. Смешивание же пенного продукта с выделенным навозом позволяет без существенного повышения влажности этой смеси производить утилизацию взвесей, находящихся в пенном продукте. This is due to the following reasons. When separating the centrate into a foam product and clarified liquid, for example, using a flotator, an inclined screen, etc. the bulk of the hardly deposited, gel-like substances goes into the foam product, and only easily suspended particles remain in the clarified liquid, in addition, the clarified liquid is almost completely freed from small air bubbles that saturate the centrate during intensive aeration in the centrifuge rotor, which prevents spontaneous flotation of particles floating fine air bubbles from a mixture of wastewater with clarified liquid. Therefore, the mixing of clarified liquid with wastewater in front of the primary settlers leads to a significant intensification of the settling process, which leads to a 1.5-2.5-fold decrease in the content of suspended solids in the discharge of primary settlers and, consequently, a decrease in the load on aerotanks in the solid phase. At the same time, the process of wastewater treatment in aeration tanks is significantly improved and the content of suspended solids in the treated wastewater is reduced 3-15 times. Mixing the foam product with the allocated manure allows, without significantly increasing the humidity of this mixture, to utilize the suspensions contained in the foam product.

Предлагаемый способ наиболее приемлем для очистки сточных вод свинокомплексов, молочных и откормочных комплексов крупного рогатого скота, содержащих значительное количество трудноосаждаемых, коллоидных, гелеобразных частиц взвеси, частицы жира и поверхностно активные вещества, поступающие с комбикормами. В этом случае обезвоживание смеси сырого осадка и избыточного активного ила центрифугированием сопровождается весьма интенсивным пенообразованием фугата, что при последующем его разделении способствует более полному удалению труднооседаемых взвесей в пенный продукт, позволяет получить осветленную жидкость с низким содержанием взвешенных веществ и в целом снизить нагрузку на аэротенки по твердой фазе. The proposed method is most suitable for wastewater treatment of pig farms, dairy and fattening complexes of cattle containing a significant amount of hard-to-precipitate, colloidal, gel-like particles of suspension, fat particles and surfactants coming from animal feed. In this case, the dehydration of the mixture of crude sludge and excess activated sludge by centrifugation is accompanied by very intense foaming of the centrate, which, when subsequently separated, contributes to a more complete removal of hard-to-settle suspensions in the foam product, allows to obtain clarified liquid with a low content of suspended solids, and generally reduce the load on aerotanks by solid phase.

Разделение фугата, образующегося при обезвоживании смеси сырого осадка и избыточного активного ила центрифугированием, на пенный продукт и осветленную жидкость перед его возвратом в первичные отстойники в технике биологической очистки сточных вод практически не используется. The separation of the centrate generated during the dehydration of the mixture of crude sludge and excess activated sludge by centrifugation into a foam product and clarified liquid before it is returned to the primary settling tanks is practically not used in the biological wastewater treatment technique.

В предлагаемом способе очистки сточных вод разделение фугата на пенный продукт и осветленную жидкость используется для полного извлечения труднооседающих, гелеобразных частиц в пенный продукт с последующей его утилизацией путем смешивания с грубодисперсными примесями (навозом) и получения осветленной, свободной от мелких пузырьков воздуха и содержащей только минерализованные, легкооседающие частицы взвеси. Это позволяет получить неочевидный положительный эффект, заключающийся в значительном снижении содержания взвешенных веществ в сливе первичных отстойников с одновременной утилизацией выделенной в пенный продукт твердой фазы. In the proposed method for wastewater treatment, the separation of the centrate into a foam product and clarified liquid is used to completely remove hard-deposited, gel-like particles into a foam product with its subsequent disposal by mixing with coarse particulate matter (manure) and obtaining clarified free from small air bubbles and containing only mineralized , easily settling particles of a suspension. This allows you to get a non-obvious positive effect, consisting in a significant reduction in the content of suspended solids in the discharge of primary sedimentation tanks with the simultaneous utilization of the solid phase released into the foam product.

П р и м е р 1. Сточную воду с температурой 11-17^оС с концентрацией взвешенных 11456 мг/л, аммонийного азота 1305 мг/л и общей химической загрязненностью по бихромату (ХПК) 18399 мгО₂/л подают на два наклонных сита, где отделяют сточную воду от грубодисперсных примесей (навоза). Навоз в количестве 80 м³/сут накапливают в бункере и периодически выводят автотракторными тележками. Сточную воду с содержанием взвешенных веществ 5848 мг/л перекачивают в распределительную чашу, из которой ее подают на отстаивание в три вертикальных (первичных) отстойника объемом 250 м³ каждый. Слив первичных отстойников подают на биологическую очистку в аэротенки, после которых подают на отстаивание в три радиальных вторичных отстойника, откуда очищенную сточную воду после обеззараживания сбрасывают. Сырой осадок первичных отстойников и избыточный активный ил вторичных отстойников с содержанием взвешенных веществ 46,3 г/л в количестве 600 м³/сут подают на кондиционирование в смесительную воронку. В смесительной воронке смесь сырого осадка и активного ила смешивают с 0,1%-ным водным раствором катионоактивного флокулянта ВПК-402 в количестве 150 г/м³ (по флокулянту 100% активности). Полученную смесь обезвоживают центрифугированием. Обезвоженный осадок влажностью 80,2% тракторными тележками вывозят на складирование или утилизацию. Фугат с содержанием взвешенных веществ 4220 мг/л разделяют на пенный продукт и осветленную жидкость (соотношение объемов пенного продукта и осветленной водой 1:3).EXAMPLE Example 1. The waste water with a temperature of 11-17 ^{° C} with a concentration of suspended 11456 mg / l ammonium 1305 mg / l and general chemical contamination of bichromate (COD) 18399 mgO ₂ / l is supplied to two inclined sieve where waste water is separated from coarse particulate matter (manure). Manure in the amount of 80 m ³ / day is accumulated in the bunker and periodically removed by truck tractors. Wastewater with a suspended matter content of 5848 mg / l is pumped into a distribution bowl, from which it is supplied for sedimentation in three vertical (primary) sumps with a volume of 250 m ³ each. The discharge of the primary sumps is served for biological treatment in aerotanks, after which they are sent for sedimentation to three radial secondary sumps, from which the purified wastewater is discharged after disinfection. The crude sediment of the primary sumps and the excess activated sludge of the secondary sumps with a suspended matter content of 46.3 g / l in an amount of 600 m ³ / day is fed for conditioning to a mixing funnel. In a mixing funnel, a mixture of crude sediment and activated sludge is mixed with a 0.1% aqueous solution of cationic flocculant VPK-402 in an amount of 150 g / m ³ (100% activity by flocculant). The resulting mixture was dehydrated by centrifugation. Dehydrated sludge with a moisture content of 80.2% is transported by tractor carts for storage or disposal. A centrate with a suspended matter content of 4220 mg / l is divided into a foam product and a clarified liquid (the ratio of the volumes of the foam product and clarified water is 1: 3).

Пенный продукт подают в бункер с навозом, откуда смесь периодически выгружают для складирования или утилизации. Осветленную жидкость с содержанием взвешенных веществ 940 мг/л направляют в распределительную чашу на смешивание со сточной водой, поступившей из наклонных сит после отделения навоза. Затем смесь подают в первичные отстойники и т.д. The foam product is fed into a bunker with manure, from where the mixture is periodically unloaded for storage or disposal. The clarified liquid with a suspended solids content of 940 mg / l is sent to a distribution bowl for mixing with wastewater from sloped screens after separation of manure. The mixture is then fed to primary sumps, etc.

П р и м е р 2. Сточные воды свиноводческого комплекса с содержанием взвешенных веществ 13651 мг/л обрабатывают аналогично описанному в примере 1. Отношение объемов пенного продукта и осветленной жидкости при разделении фугата составляет 1:4,0. Результаты очистки воды представлены в таблице. PRI me R 2. Wastewater of a pig-breeding complex with a suspended matter content of 13651 mg / l is treated as described in example 1. The ratio of the volumes of the foam product and the clarified liquid during the separation of the centrate is 1: 4.0. The results of water treatment are presented in the table.

П р и м е р 3. Сточные воды с содержанием взвешенных веществ 13800 мг/л обрабатывают аналогично описанному в примере 1. Отношение объемов пенного продукта и осветленной жидкости при разделении фугата составляет 1:5,0. Результаты очистки воды представлены в таблице. PRI me R 3. Wastewater with a suspended matter content of 13800 mg / l is treated as described in example 1. The ratio of the volume of the foam product and the clarified liquid during the separation of the centrate is 1: 5.0. The results of water treatment are presented in the table.

Эффективность предлагаемого способа оценивают по содержанию взвешенных веществ в очищенной воде, а снижение нагрузки на аэротенки по снижению содержания взвешенных веществ в сливе первичных отстойников, что позволяет сократить нагрузку на аэротенки по твердой фазе и снизить содержание взвешенных веществ в очищенной воде с 600 до 40-190 мг/л. При этом смесь навоза с пенным продуктом имеет влажность не более 83% и является транспортабельной. The effectiveness of the proposed method is evaluated by the content of suspended solids in purified water, and the decrease in the load on aeration tanks by reducing the content of suspended solids in the discharge of primary sedimentation tanks, which reduces the load on aeration tanks in the solid phase and reduces the suspended matter content in purified water from 600 to 40-190 mg / l In this case, the mixture of manure with the foam product has a moisture content of not more than 83% and is transportable.

Снижение загрязненности слива первичных отстойников позволяет стабилизировать работу очистных сооружений и избежать залповые сбросы недостаточно очищенных сточных вод. Reducing the contamination of the discharge of primary sedimentation tanks allows to stabilize the operation of treatment facilities and to avoid volley discharges of insufficiently treated wastewater.

Таким образом, содержание взвешенных веществ в очищенной воде снижается в 3-15 раз; содержание взвешенных веществ в сливе первичных отстойников снижается в 1,5-2,0 раза, что позволяет снизить нагрузку на аэротенки по твердой фазе; смешивание пенного продукта с навозом позволяет утилизировать пенный продукт без существенного увеличения влажности смеси; ожидаемый экономический эффект от использования изобретения только для одного свиноводческого комплекса за счет сокращения транспортных расходов 300 тыс.руб. /год. Thus, the content of suspended solids in purified water is reduced by 3-15 times; the content of suspended solids in the discharge of primary sedimentation tanks is reduced by 1.5-2.0 times, which allows to reduce the load on aeration tanks in the solid phase; mixing the foam product with manure allows you to utilize the foam product without a significant increase in the moisture content of the mixture; the expected economic effect from the use of the invention for only one pig-breeding complex due to the reduction of transport costs 300 thousand rubles. /year.

Claims (2)

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, включающий удаление грубодисперсных примесей, отстаивание в первичных отстойниках, биологическое окисление органических загрязнений в аэротенках, отстаивание во вторичных отстойниках, смешивание сырого осадка первичных отстойников и избыточного активного ила вторичных отстойников, кондиционирование и центрифугирование смеси сырого осадка и избыточного активного ила, смешивание фугата со сточной водой перед подачей смеси в первичные отстойники, отличающийся тем, что, с целью сокращения нагрузки на аэротенки по твердой фазе путем предотвращения выноса взвешенных веществ в сливе первичных отстойников и снижения концентрации взвешенных веществ в очищенной воде при очистке сточных вод свиноводческих комплексов, фугат разделяют на пенный продукт и осветленную жидкость, пенный продукт смешивают с грубодисперсными примесями - навозом, а осветленную жидкость смешивают со сточной водой после отделения ее от грубодисперсных примесей и подают на отстаивание в первичные отстойники. 1. WASTE WATER TREATMENT METHOD, including the removal of coarse particulate matter, settling in primary sedimentation tanks, biological oxidation of organic contaminants in aeration tanks, settling in secondary sedimentation tanks, mixing of raw sludge from primary sedimentation tanks and excess activated sludge from secondary sedimentation tanks, conditioning and centrifugation of a mixture of crude sediment and excess sediment sludge, mixing the centrate with wastewater before feeding the mixture into the primary settling tanks, characterized in that, in order to reduce the load on the aero Wenks in the solid phase by preventing the suspension of suspended solids in the discharge of primary sumps and reducing the concentration of suspended solids in purified water during the treatment of sewage from pig farms, the centrate is separated into a foam product and clarified liquid, the foam product is mixed with coarse impurities - manure, and the clarified liquid is mixed with waste water after separating it from coarse impurities and served for sedimentation in the primary settling tanks. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что фугат разделяют на пенный продукт и осветленную жидкость в соотношении 1 : (3 - 5). 2. The method according to claim 1, characterized in that the centrate is divided into a foam product and clarified liquid in a ratio of 1: (3 to 5).

Images