Способ обработки осадков сточных вод

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 11994441 Сара СееетскнкСоциалистическихРеспублик(2 З) ПриоритетГосударственнцй омнтет СССР по дедам нзобретеннй н открытий(72 Авторы изобретения гЦентральная станция аэрации сточных вод г.:Ленинграда(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ СТОЧНЬИ ВОД ЮИзобретение относится к очнсткесточных вод, а именно к способамобработки осадков бытовых и промышленных сточных вод, и может найтиприменение при обработке осадковсточных вод целлюлозно-бумажных комбинатов, молочных заводов, мясокомбинатов, животноводческих промкомплексов и т,п., а также при обработкеосадков городских и бытовых сточныхвод.Известен способ обработки осад-,ков сточных вод,. включающий уплотнение осадка первичных отстойников иактивного ила, нагревание, флокуляцию их полиэлектролитами и механическое обезвоживание 1 ,При данном способе требуетсябольшое количество дорогостоящего полиэлектролита, кроме того, после ме:ханического обезвоживания осадок имеет относительно высокую влажность.Наиболее близким к предложенномуио технической сущности и достигаемому результату является способ обработки осадков сточных вод, .которыйвключает уплотнение сброженногоосадка, подогрев его до 70-100 оСпутем ввода пара низкого давления,охлаждение до 30-60 оС, снижение рй осадка до З-б добавлением соли металла и/или кислого агента, последующую нейтрализацию осадка, обработкуполиэлектролитами и механическоеобезвоживание 2 3По данному способу предусмотренопредварительное сбраживание осадка,которое ведется в -метайтенках. Нали чие метантенков в технологическойсхеме обработки осадков усложняети удорожает процесс их обработки.Подогрев осадка до 70-100 С посредством ввода пара низкого давления ипоследующее его охлаждение - процессдлительный и. влечет за собой иовышение влажности и увеличение количества осадка в результате конденсациипара, что в свою очередь увеличиваетпотребное количество машин и оборудования для его последующего обезвоживания (центрифуг, фильтр-прессов ит.п. . Кроме того, на этой стадииобработки часть коллоидныХ веществосадка переходит в растворенное состояние, поэтому жидкая фаза ( фугат,фильтрат .от обеззовоживания осадкабудет загрязнена растворенными орга-.ническими и минеральными включениями,что влечет эа собой резкое увеличение ЗО ХПК и БПК и требует дополнительнойобработки жидкой фазы перед ее сбросом в головные очистные сооружения, что также усложняет технологию и удорожает очистку сточных вод и обработку осадков.Снижение рН осадка до 3-6 после подогрева с последующей нейтрализацией повышением рН) и добавление полиэлектролитов после нейтрализа" ции приводит к тому, что обработка осадков введется при изменяющемся рН. В результате этого не могут образоваться прочные к срезывающимусилиям хлопья, т.е. нарушается основ. ное требование к обезвоживаемому осадку, что снижает эффективность работы оборудования при последующем механическом обезвоживании осадка, так как фугат или фильтрат загрязйен раздробленными хлопьями.Кроме того, коагуляция и флокуляция осадка производится при темпера туре 30-60 С и при изменении рН среды,что не обеспечивает необратимой коагуляции белковых веществ, т.е. часть белковых веществ пере: эдит обратно в коллоидное состояние и для 25 их коагуляции и флокуляции требуется дополнительное количество кислых агентов и полиэлектролитов. В свою очередь, коагуляция и флокуляция осадка при неоптимальных значениях 30 рН не обеспечивают максимально возможное удаление из осадка связанной влаги, в результате чего концентрация обезвоженного осадка будет сравнительно небольшой. 35При сбраживании осадка происходит разложение и окисление питательных органических веществ, что снижает его удобрительную ценность.Целью изобретения является упроще) ние спосОба и повышение эффективности процесса.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу обработки осадков сточных вод, включающему уплотнение осадков, подогрев их, снижение рН осадков добавлением соли металлаи/или кислого агента, последующую нейтрализацию осадков, флокуляцию их полиэлектролитами и механическоеобезвоживание, после уплотнения осадков снижают рЙ, подогревают, производят флокуляцию полиэлектролитами,механически обезвоживают и затемнейтрализуют осадки, при этом снижают рН до значения, соответствующегоизоэлектрическому состоянию осадков.Осадки подогревают предпочтительно в течение 0,2-3,0 мин до 65-75 фС с помощью погружной газовой горелки или спирального теплообменника.Обработка производится непосредственно после первичных отстойников и активного ила, т.е. исключается степень сбраживания осадков, а следовательно, использование метантен- Я ков, что упрощает и удешевляет обработку осадков.Снижение рН непосредственно послеуплотнения посредством добавленияв осадок соли металла и/или кислогоагента до получения изоэлектрическогосостояния осадка, т.е. до состояния,когда его частицы электронейтральны,последующий кратковременный подогревдо 65-75 С в течение 0,2-3,0 мини флокуляция осадка в подогретомсостоянии полиэлектролитами способствуют получению крупных компактныхи прочных хлопьев, т,е. выполнениюосновного требсвания, предъявляемогок кондиционированному осадку, чтообеспечивает повышение эффективностипоследующего обезвоживания осадковна механическом оборудовании, достижение максимальной концентрации обезвоженного осадка и получение егорыхловидной структуры.При подогреве до 65-75 С в течение 0,2-3,0 мий вблизи изоэлектрической точки осадков происходит необратимая коагуляция белковых веществосадка, предотвращающая процесс растворения коллоидов, в результате чего повышается качество жидкой фазыпосле механического обезвоживания.Подогрев осадка производят с по-.мощью погружной газовой горелки илиспирального теплообменника, что способствует сохранению первоначальнойконцентрации осадка, т.е. после уплотнения концентрация осадка неуменьшается в процессе его физикохимической обработки,Однако при использовании погружных газовых горелок окись углерода,содержащаяся в газах сгорания, растворяется в осадке, образуя углекислоту и, тем самым, уменьшает расходкислых агентов для его подкисления,поэтому для подогрева осадка предпочтительнее испольэовать погружныегазовые горелки.Последующая нейтрализация механически обезвоженного осадка посред- .ством обработки его негашеной известью дополнительно увеличиваетконцентрацию осадка из-за частичногоиспарения влаги, так как при даннойобработке вцделяется большое количество тепла.В случае обезвоживания осадковв естественных условиях (на иловыхплощадках ) возможна нейтрализациядо или после обезвоживания.Поскольку по предложенному способу обрабатывается сырой осадок (несброженный ), содержащий меньше коллоидных веществ и имеющий более низкоезначение рНчем у сброженного осадка, то и количество электролитовсоли металла, кислого .агента) иполиэлектролитов на его обработкутакже уменьшается, что позволяет994441 оказател Осадок из первичныхотстойников: чество, м /,6 онцентраци снизить затраты на обработку осадков.Кроме того, в обработанном предлагаемым способом осадке сохраняютсяпитательные органические вещества,что повышает его удобрительную ценностьСпособ осуществляется следующимобразом,Осадок.из первичных отстойниковконцентрация 0,2-1,0) смешиваютс избыточным активным илом (концентрация 0,3-1,0) и совместно уплотняют в гравитационном уплотнителесо стержневой мешалкой. ОпределяютрН уплотненного осадка. Затем определяют значение рН; которое соответствует изоэлектрическому состояниюосадка, и необходимые дозы кислогоагента (кислоты) и/или соли металладля снижения исходного рН до значения, соответствующего изоэлектрическому состоянию осадка. Укаэанныедозы кислоты и/или соли металлавводят в осадок. При достижении величины рН осадка, соответствующей егоизоэлектрическому состоянию, осадокподогревают с помощью погружнойгазовой горелки или спирального теплообменника в течение 0,2-3,0 миндо температуры 65-75 С. В подогретыйосадок добавляют полиэлектролиты,после чего его обеззоживают на цент-,1 рифугах или. Фильтр-прессах.В обезвоженный осадок добавляютнегашеную известь (или щелочь 7 дляего нейтрализации, а также для дополнительного снижения влажностиосадка.П ри м е р . Приготавливают три одинаковые порции осадка, при этом в каждой порции смешивают осадок из первичных отстойников с концентрацией 0,6 в количестве 18 мз/ч и избыточной активный ил с концентрацией 0,4 в количестве 27 м з/ч соотношение по сухим веществам 1:1 )и уплотняют до концентрации 4,5 в гравитационном уплотнителе со стержневой мешалкой.После уплотнения определяют исходное значение рН осадка, которое равняется 6,95. Затем с помощью графика, отображающего зависимость времени кгпиллярного всасывания (ВКВ ) отвеличины рН осадка, определяют зна,чение,рН соответствующее изоэлектрическому состоянию осадка, котороеравняется 3,0. ВКВ характеризует способ осадка отдавать ввагу.При незначительном отклонениирН от 3,0 увеличивается. ВКВ осадка,а следовательно, ухудшается способность его к влагоотдаче.Затем с помощью графика, отображающего зависимость. снижения величины рН осадка от дозы серной кислотыи хлорного железа, определяют необ ходимые для снижения рН от 6,95 до3,0 дозы серной кислоты,. кислоты исоли ГеС 63, соли ГеСВ, при этомдоза серной кислоты 6,7, дозаН 504 +ЕеС 2 з)3,0+5,5 и доза соли 20 ГеСЙЗ 10,0.Эти дозы вводят в исходный уплот. ненный осадок, При достижении рНравного 3,0 каждую порцию осадкаподогревают с помощью погружной газо вой горелки до 70 С в течение 1,5 мин.В подогретый осадок добавляют полиэлектролиты, при этом в первую порцию вводят катионный Флокулянт вколичестве 0,150 от сухого вещества ЗО осадка, во вторую и третью порции -по 0,135 полиакриламида. После этого осадок механически обезвоживаютна центрифуге.Обезвоженный осадок имеет влажность 70-72 и рыхловидную структуру.При центрифугировании обработанноготаким образом осадка эффект задержания твердых частиц - 98-99. Обезвоженный осадок смешивают с 10 извести по сухому веществу ) для восстановления рН и далее используютдля приготовления растительного грунта. Поскольку для разных видов осадков значение рН, соответствующееих изоэлектрическому состоянию, 45 неодинаково (для каждой станции аэрации свое значение рН), то и графикитакже различны. Для каждого видаосадков должны быть построены своиграфики зависимостей.50 Результаты испытаний предложенногои известного способов приведены втабл. 1.Таблица 1/ч количест 7 2 Уплотненная смесь осадков количество, м ч 7 концентрация, % 5 Расход серной кислоты,6,7 4 7,0 5 асход хлорного железа,Расход тепла для подогрева, ккал/ч 264 ф 10 264 м 1 я 1,150 20 сход флокулянта, Ъ безвоженного 7 0 7 ффект задержанивердых частиц,94 8-9 98-99 8 К.Фугата, г 10 0 Расход изве уктура кека ведены данные по 50 туры на качество обработки осадка. подогрева и темпера- ВКВ исходного осадкадо нагрева)76 с б а температура нагревосадка,оС 5 5 0 5 Бремя подогрев,7 2 56,3 0 нагретого ос нцентрация обеадка, Ъ женног 28,8 4 2 Влажнос осадка,В табл. 2 лиянию време10 994441 Составитель т. Лебедеватехред С.Мигунова Корректор;Х. Шарсши Редактор Л. Веселовская тираж 939 ПодписноеВНИИПИ. Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Эаказ 537/1 филиал ППП фПатентф, г. ужгород, ул, Проектная, 4 Как видно из табл, 2, наибольшая концентрация у осадка, подогретого др 65-75 С в течение 0,2-3,0 мин.Технико-экономический эффект от использования способа заключается в упрощении обработки осадков, повышении ее эффективности, в снижении расхода дорогостоящих полиэлектролитов, улучшении удобрительной ценности осадка. Кроме того, в результате исключения ступени сбраживания улучшаются условия техники безопасности прИ обработке осадков. формула изобретения 15 1. Способ обработки осадков сточных вод, включающий уплотнение осадков, подогрев их, снижение рН осадков добавлением соли металла и/или кислого агента, нейтрализацию, флокуляцию полиэлектролитамн и механическое обезвоживание, о т ли ч аю ыи й с я тем, что, с целью упрощениь способа н повыаения эффективности процесса, после уплотненияосадков снижают рН, подогревают,производят флокуляцию полиэлектролитами, механически обеэвоживают и затем нейтрализуют, при этом снижаютрН до значения, соответствующегоизоэлектрическому состоянию осадков.2. Способ по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что осадкиподогревают в течение 0,2-3,0 миндо 65-75 С.З.Способ по пп 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем,что подогревпроизводят с помощью погружной газовой горелки или спирального теплообменника.Источники информации,принятие во внимание при экспертизе1. Заявка фРГ В 2103970,кл. С 02 С 3/00, 1978.2. Заявка ФРГ Р 2317673,кл. С 02 С 3/00, 1974.