RU2119461C1 - Method of biologically treating waste waters - Google Patents

Abstract

FIELD: waste water treatment. SUBSTANCE: waste water is subjected to primary settling, activated sludge treatment in air tanks, and secondary settling. Recycled activated sludge, after secondary settling and before treatment in air tanks, is aerated with oxygen-containing mixture by immersing aerator either directly into the sludge stream in line or into recycling activated sludge chamber, oxygen residence time in sludge mixture being controlled. EFFECT: reduced power consumption and improved purification quality. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области биологической очистки городских и производственных сточных вод с использованием активного ила. The invention relates to the field of biological treatment of urban and industrial wastewater using activated sludge.

Известен способ биологической очистки сточных вод М.Д.Паниш и др., а.с. N 833577, кл. C 02 F 3/26, с приоритетом от 23.07.79 г., опубликованный в БИ N 20, 1981 г. A known method of biological wastewater treatment M.D. Panish and others, and.with. N 833577, cl. C 02 F 3/26, with priority of 07/23/79, published in BI N 20, 1981

Способ включает первичное отстаивание, аэрирование в присутствии циркулирующего активного ила, вторичное отстаивание с разделением очищенной воды и активного ила и гравитационное уплотнение избыточного активного ила. Перед уплотнением избыточный активный ил насыщают кислородом. Насыщение кислородом производят в течение 10 минут под давлением 1,6 атм. в напорном баке, в который вводится чистый кислород. После 9-часового гравитационного уплотнения избыточного активного ила иловую воду отводят за пределы сооружений на обработку совместно с другими осадками. Недостатками известного способа очистки сточных вод являются значительные затраты электроэнергии на аэрацию в аэротенках и недостаточное качество очистки, происходящей по традиционной схеме. The method includes primary sedimentation, aeration in the presence of circulating activated sludge, secondary sedimentation with separation of purified water and activated sludge, and gravitational compaction of excess activated sludge. Before compaction, excess activated sludge is saturated with oxygen. Saturation with oxygen is carried out for 10 minutes under a pressure of 1.6 atm. in a pressure tank into which pure oxygen is introduced. After a 9-hour gravitational compaction of excess activated sludge, sludge water is diverted outside the facilities for treatment together with other sediments. The disadvantages of the known method of wastewater treatment are significant energy costs for aeration in aeration tanks and the insufficient quality of treatment that occurs according to the traditional scheme.

Наиболее близким к заявленному является "Способ биологической очистки сточных вод" авторов В.Н.Журова и др., патент РФ N 2060965, МПК кл. C 02 F 3/02, с приоритетом от 03.06.93 г. , опубликованный в БИ N 15, 1996 г., включающий первичное отстаивание, обработку активным илом в аэротенках, вторичное отстаивание и возврат активного ила в аэротенки. После обработки сточных вод в аэротенках производят разделение иловой смеси на две ступени, причем в первой ступени ведут отделение основной массы ила в течение 40 - 45 минут с возвратом из нее циркуляционного активного ила в аэротенк, а во второй ступени ведут осветление очищенной воды от взвеси в течение 75 - 80 минут. Избыточный активный ил удаляют из второй ступени отстаивания. Closest to the claimed is the "Method of biological wastewater treatment" by V.N. Zhurov et al., RF patent N 2060965, IPC class. C 02 F 3/02, with priority dated 06/03/93, published in BI N 15, 1996, including primary sedimentation, treatment with activated sludge in aeration tanks, secondary sedimentation and return of activated sludge to aeration tanks. After treatment of wastewater in aeration tanks, the sludge mixture is divided into two stages, and in the first stage, the main sludge is separated for 40 to 45 minutes with the return of the activated sludge from it into the aeration tank, and in the second stage, the purified water is clarified from suspension in for 75 to 80 minutes. Excess activated sludge is removed from the second sedimentation step.

Недостатками способа по прототипу являются большие затраты электроэнергии на аэрацию стоков в аэротенках и низкое качество очистки. The disadvantages of the prototype method are the high cost of electricity for aeration of wastewater in aeration tanks and low quality cleaning.

При создании данного изобретения решалась задача повышения эффективности способа биологической очистки сточных вод. When creating this invention, the problem was solved to increase the efficiency of the method of biological wastewater treatment.

Достигаемый технический результат при решении данной задачи - это снижение затрат электроэнергии на аэрацию стоков, повышение качества очистки и сокращение времени на восстановление нормальной работы сооружения в случае резкого увеличения токсичности стоков. The technical result achieved in solving this problem is to reduce the cost of electricity for aeration of effluents, improve the quality of treatment and reduce the time to restore normal operation of the structure in the event of a sharp increase in toxicity of effluents.

Указанный технический результат достигается тем, что по сравнению с известным способом биологической очистки сточных вод, включающим первичное остаивание, обработку активным илом в аэротенках, вторичное отстаивание и возврат циркуляционного активного ила в аэротенки, новым является то, что возвратный циркуляционный активный ил после вторичного отстаивания перед обработкой в аэротенках предварительно регенерируют кислородсодержащей смесью погружением в него аэратора непосредственно в поток ила в магистрали или в камеру циркуляционного активного ила с возможностью управления временем пребывания кислорода в иловой смеси. В результате предварительной регенерации циркуляционного активного ила повышается его метаболическая активность и резко сокращается массовый расход воздуха на аэрацию в аэротенках, что приводит к значительному сокращению электроэнергии, а также позволяет быстро восстанавливать нормальную работу сооружений в случае резкого увеличения токсичности стоков. Предварительную регенерацию можно осуществить либо в магистрали, т.е. в трубопроводе циркуляции потока активного ила, либо в камере циркуляционного активного ила. The specified technical result is achieved in that in comparison with the known method of biological wastewater treatment, including primary cooling, treatment with activated sludge in aeration tanks, secondary sedimentation and return of circulating activated sludge to aeration tanks, it is new that recirculated activated activated sludge after secondary sedimentation before by treatment in aeration tanks, the oxygen-containing mixture is preliminarily regenerated by immersion of an aerator into it directly into the sludge stream in the main or into the circulation chamber activated sludge with the ability to control the residence time of oxygen in the sludge mixture. As a result of the preliminary regeneration of circulating activated sludge, its metabolic activity increases and the mass consumption of air for aeration in aerotanks sharply decreases, which leads to a significant reduction in electricity, and also allows you to quickly restore normal operation of structures in the event of a sharp increase in toxicity of effluents. Preliminary regeneration can be carried out either in the trunk, i.e. in the pipeline circulation of the flow of activated sludge, or in the chamber of circulating activated sludge.

В первом случае аэратор погружают в поток активного циркуляционного ила, располагая, например, гибкий трубчатый аэратор в магистрали после вторичного отстаивания до камеры активного циркуляционного ила или после камеры до подачи возвратного активного ила в аэротенки. Во втором случае аэрирование производят погружением аэратора в камеру циркуляционного активного ила. Режим регенерации ила зависит от выбранной цели. И в первом, и во втором случаях осуществляют регулирование временем пребывания кислорода в иловой смеси, что приводит к гибкому управлению эффективностью работы аэротенков в различных производственных ситуациях. Управление временем пребывания кислорода в иловой смеси осуществляется, например, выбором длины гибкого трубчатого аэратора. In the first case, the aerator is immersed in the flow of active circulating sludge, for example, having a flexible tubular aerator in the line after secondary settling to the chamber of the active circulating sludge or after the chamber until the return activated sludge is fed into the aeration tanks. In the second case, aeration is carried out by immersion of the aerator in the chamber of circulating activated sludge. The mode of regeneration of sludge depends on the chosen target. In both the first and second cases, the oxygen residence time in the sludge mixture is regulated, which leads to flexible control of the efficiency of the aeration tanks in various production situations. The time spent by oxygen in the sludge mixture is controlled, for example, by choosing the length of a flexible tubular aerator.

Благодаря повышенному содержанию кислорода в воздухе при регенерации циркуляционного активного ила резко уменьшается потребность воздуха при аэрации, что позволяет сократить массовый расход воздуха и, следовательно, электроэнергию на аэрацию в аэротенках. Гибкое управление эффективностью работы аэротенков позволяет сократить время на восстановление нормальной работы сооружений (2-3 суток) в случае резкого увеличения токсичности стоков или временной остановки при незапланированных ремонтных работах. Due to the increased oxygen content in the air during the regeneration of circulating activated sludge, the air demand during aeration sharply decreases, which allows to reduce the mass air flow and, therefore, the electric energy for aeration in aeration tanks. Flexible management of the effectiveness of the aeration tanks allows you to reduce the time to restore normal operation of structures (2-3 days) in the event of a sharp increase in the toxicity of effluents or a temporary stop during unplanned repair work.

На чертеже представлена схема для реализации заявленного способа. The drawing shows a diagram for implementing the inventive method.

Способ биологической очистки сточных вод включает отстаивание в первичном отстойнике 1, обработку активным илом в аэротенках 2, вторичное отстаивание во вторичном отстойнике 3 и возврат циркуляционного активного ила в аэротенки 2. Возвратный циркуляционный активный ил после вторичного отстаивания перед обработкой в аэротенках аэрируют кислородсодержащей смесью погружением в него аэратора 4. Аэратор 4 погружают в поток ила непосредственно в магистраль 5 или в камеру 6 циркуляционного активного ила с возможностью управления временем пребывания кислорода в иловой смеси. The method of biological wastewater treatment includes sedimentation in the primary sump 1, treatment with activated sludge in aeration tanks 2, secondary sedimentation in a secondary sump 3 and return of circulating activated sludge to aeration tanks 2. Returning circulating activated sludge after secondary settling before aeration in aeration tanks is aerated with an oxygen-containing mixture by immersion in aerator 4. Aerator 4 is immersed in the sludge stream directly into the line 5 or into the chamber 6 of the circulating activated sludge with the possibility of controlling the time Bani oxygen in the mixed liquor.

На городских очистных сооружениях со средним расходом 1700 м³/час производят очистку городских сточных вод по заявленному способу в следующих режимах.At urban wastewater treatment plants with an average flow rate of 1700 m ³ / h, urban wastewater is treated according to the claimed method in the following modes.

Режим I. Очистка стоков. Mode I. Wastewater treatment.

Параметры стоков на входе: БПК₅ 150 мг/л, взвешенные вещества 140 мг/л, содержание кислорода 0,0 мг/л.Inlet effluent parameters: BOD ₅ 150 mg / l, suspended solids 140 mg / l, oxygen content 0.0 mg / l.

В процессе очистки в аэротенках поддерживают дозу циркуляционного активного ила в иловой смеси 3 мг/л, содержание кислорода в зоне регенерации аэротенка 3 мг/л на выходе из аэротенка БПК₅ 2,4 мг/л, содержание кислорода 6 мг/л.During the cleaning process in aeration tanks, the dose of circulating activated sludge in the sludge mixture is maintained at 3 mg / L, the oxygen content in the regeneration zone of the aeration tank is 3 mg / L at the outlet of the aeration tank, BOD _{5 is} 2.4 mg / L, and the oxygen content is 6 mg / L.

Режим II. Восстановление нормальной работы сооружений после резкого увеличения токсичности стоков. Mode II. Restoring normal operation of facilities after a sharp increase in toxicity of effluents.

Параметры стоков на входе: БПК₅ 550 мг/л, доза ила в иловой смеси 0.2 мг/л - происходит вынос ила. Через 48 часов доза ила восстановлена до 3 мг/л, содержание кислорода в зоне регенерации аэоротенка 3,1 мг/л. На выходе из аэротенка БПК₅ 2,6 мг/л, взвешенные вещества 15 мг/л, содержание кислорода 5,6 мг/л.Inlet effluent parameters: BOD ₅ 550 mg / l, sludge dose in the sludge mixture 0.2 mg / l - sludge is removed. After 48 hours, the sludge dose was restored to 3 mg / L, the oxygen content in the regeneration zone of the aerotank was 3.1 mg / L. At the exit from the aeration tank, BOD _{5 is} 2.6 mg / l, suspended solids 15 mg / l, oxygen content 5.6 mg / l.

В исследуемых режимах за счет уменьшения массового расхода воздуха при аэрации стоков в аэротенках экономия электроэнергии составляет 50% от существующего потребления по традиционной схеме. In the studied modes, due to a decrease in the mass air flow during aeration of drains in aeration tanks, the energy saving is 50% of the existing consumption according to the traditional scheme.

Таким образом, аэрирование возвратного циркуляционного активного ила кислородсодержащей смесью с регулированием времени пребывания кислорода в иловой смеси до зоны его регенерации в аэротенке, а именно непосредственно в трубопроводе или камере активного ила, позволяет уменьшить затраты электроэнергии на аэрацию стоков в аэротенках по сравнению с прототипом как минимум в 2 раза. Thus, aeration of the return circulating activated sludge with an oxygen-containing mixture with regulation of the oxygen residence time in the sludge mixture to its regeneration zone in the aeration tank, namely, directly in the pipe or activated sludge chamber, allows to reduce the cost of electricity for aeration of wastewater in aeration tanks compared to the prototype at least 2 times.

Гибкое управление эффективностью работы аэротенков по заявленному способу значительно повышает качество очистки и определяется БПК₅, равным не более 3 мг/л, а также сокращает время восстановления нормальной работы сооружений после сброса сильнотоксичных стоков до 2 - 3 суток.Flexible management of the efficiency of aeration tanks according to the claimed method significantly improves the quality of cleaning and is determined by BOD ₅ equal to not more than 3 mg / l, and also reduces the time to restore normal operation of structures after discharge of highly toxic effluents to 2 to 3 days.

Claims (3)

1. Способ биологической очистки сточных вод, включающий первичное отстаивание, обработку активным илом в аэротенках, вторичное отстаивание и возврат циркуляционного активного ила в аэротенки, отличающийся тем, что возвратный циркуляционный активный ил после вторичного отстаивания перед обработкой в аэротенках предварительно регенерируют кислородсодержащей смесью погружением в него аэратора с возможностью управления временем пребывания кислорода в иловой смеси. 1. The method of biological wastewater treatment, including primary sedimentation, treatment with activated sludge in aeration tanks, secondary sedimentation and return of circulating activated sludge to aeration tanks, characterized in that the recirculated activated sludge after secondary sedimentation before treatment in aeration tanks is pre-regenerated with an oxygen-containing mixture by immersion in it aerator with the ability to control the residence time of oxygen in the sludge mixture. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительную регенерацию возвратного циркуляционного активного ила производят погружением аэратора в поток ила непосредственно в магистрали. 2. The method according to claim 1, characterized in that the preliminary regeneration of the return circulating activated sludge is performed by immersing the aerator in the sludge stream directly in the main. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительную регенерацию возвратного циркуляционного активного ила производят погружением аэратора в камеру циркуляционного активного ила. 3. The method according to claim 1, characterized in that the preliminary regeneration of the return circulating activated sludge is performed by immersing the aerator in the chamber of circulating activated sludge.