RU2185338C2

RU2185338C2 - Method of through biological cleaning of sewage from nitrogen of ammonium salts

Info

Publication number: RU2185338C2
Application number: RU2000113751A
Authority: RU
Inventors: Ю.В. Воронов; В.П. Саломеев; И.С. Круглова; Ю.П. Побегайло; Е.С. Гогина
Original assignee: Воронов Юрий Викторович; Саломеев Валерий Петрович; Круглова Ирина Сергеевна; Побегайло Юрий Петрович; Гогина Елена Сергеевна
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2000-05-31
Publication date: 2002-07-20

Abstract

FIELD: treatment of sewage; cleaning of domestic and industrial sewage at deep oxidation of ammonium salts. SUBSTANCE: biological cleaning is performed in plant divided into four alternating anaerobic and aerobic zones. Starting sewage is directed to first and third zones at relationship of 60 % and 40 %; return activated sludge is recirculated after settling to first and third zones: 100 % and 100 % of volume of sewage delivered for cleaning. Method provides for cleaning sewage from nitrogen of ammonium salts practically to zero, increase of oxidation power of system by 2.6 times and increased of specific rate oxidation of organic contaminants by 1.7 times. EFFECT: enhanced efficiency of cleaning of sewage from nitrogen of ammonium salts; intensification of biological cleaning process; increased oxidation power of system. 2 cl, 1 dwg, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области очистки бытовых сточных вод и может быть использовано для очистки бытовых и производственных сточных вод с глубоким удалением азота аммонийных солей. The invention relates to the field of domestic wastewater treatment and can be used for the treatment of domestic and industrial wastewater with a deep removal of ammonia nitrogen.

Для удаления аммонийного азота из сточных вод существует ряд способов, как физико-химических, так и биологических. Но все они или требуют больших материальных вложений и сложны в эксплуатации или не обеспечивают глубокого удаления азота аммонийных солей. There are a number of methods for removing ammonia nitrogen from wastewater, both physicochemical and biological. But all of them either require large material investments and are difficult to operate or do not provide deep removal of nitrogen of ammonium salts.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является биологический способ, изложенный в статье Э.С. Разумовского и Н.А. Залетовой "Удаление биогенных элементов из городских сточных вод" (журнал "Водоснабжение и санитарная техника", 6, 1991 г.). Способ осуществляется в установке, разделенной на 4 последовательные зоны (1-ая зона - анаэробная, 2-ая зона - аэробная, 3-я зона - анаэробная, 4-ая зона - аэробная). Способ заключается в том, что 70% исходной воды подают в первую зону, остальные 30% - в третью зону, а возвратный активный ил после отстаивания совместно с частью очищенной воды направляют в первую зону, при этом рециркуляция составляет 400%. The closest in technical essence to the proposed invention is a biological method described in the article E.S. Razumovsky and N.A. Zaletova "Removing nutrients from urban wastewater" (journal "Water supply and sanitary equipment", 6, 1991). The method is carried out in an installation divided into 4 consecutive zones (the 1st zone is anaerobic, the 2nd zone is aerobic, the 3rd zone is anaerobic, the 4th zone is aerobic). The method consists in the fact that 70% of the source water is supplied to the first zone, the remaining 30% to the third zone, and the return activated sludge after settling together with part of the purified water is sent to the first zone, while recycling is 400%.

Недостатком известного способа является невысокая степень очистки от азота аммонийных солей - до 0,3-0,5 мг/л, при этом данный эффект достигается только при наличии в зонах инертной плоскостной загрузки и небольшой нагрузке на активный ил, составляющей всего 200 мг БПК/г сут при дозе ила 3 г/л. Время обработки сточных вод составляет 8-12 часов, что обусловлено низкой скоростью процесса окисления. The disadvantage of this method is the low degree of purification from nitrogen of ammonium salts - up to 0.3-0.5 mg / l, while this effect is achieved only if there is an inert plane load and a small load on activated sludge, comprising only 200 mg BOD / g day at a dose of sludge 3 g / l. Wastewater treatment time is 8-12 hours, due to the low speed of the oxidation process.

Технический результат предлагаемого изобретения - повышение степени очистки сточных вод от азота аммонийных солей, интенсификация процессов биологической очистки, увеличение окислительной мощности системы. The technical result of the invention is to increase the degree of wastewater treatment from ammonium nitrogen, the intensification of biological treatment processes, an increase in the oxidative power of the system.

Поставленная цель при биологической очистке сточных вод в установке, разделенной на четыре последовательно чередующиеся анаэробные и аэробные зоны, достигается тем, что 60% исходной сточной воды направляют в первую анаэробную зону, а 40% - в третью анаэробную зону; возвратный активный ил рециркулируют после отстаивания в первую зону в количестве 100% от объема поступающих сточных вод и в третью зону - в количестве 100%, при этом объем первой и третьей зоны в два раза меньше объема второй и четвертой аэробных зон. The goal in the biological treatment of wastewater in a plant divided into four successively alternating anaerobic and aerobic zones is achieved by the fact that 60% of the initial wastewater is directed to the first anaerobic zone, and 40% to the third anaerobic zone; Returned activated sludge is recycled after settling into the first zone in an amount of 100% of the volume of incoming wastewater and in the third zone in an amount of 100%, while the volume of the first and third zones is half the volume of the second and fourth aerobic zones.

На чертеже представлена схема предлагаемой биологической очистки сточных вод от азота аммонийных солей, где
1 - денитрификатор;
2 - нитрификатор;
3 - денитрификатор;
4 - нитрификатор;
5 - отстойник.The drawing shows a diagram of the proposed biological wastewater treatment from nitrogen ammonium salts, where
1 - denitrifier;
2 - nitrification;
3 - denitrifier;
4 - nitrification;
5 - sedimentation tank.

Способ очистки осуществляется следующим образом. Исходную сточную воду (6) разделяют на два потока. Первый поток в количестве 60% от всего объема сточных вод подают в первую анаэробную зону, сюда же рециркулируют из зоны отстаивания возвратный ил с очищенной сточной водой в количестве 100% от объема сточной воды (9). Вместе с активным илом сюда попадает определенное количество нитратов, поэтому за счет расщепления нитратов и достаточного количества органического субстрата одновременно с процессом денитрификации в первой зоне осуществляется процесс нитрификации благодаря присутствию кислорода. Далее смесь сточной воды с активным илом поступает во вторую аэробную зону, где концентрация кислорода составляет 3-4 мг/л. Во второй зоне происходит отдувка образовавшегося газообразного азота и нитрификация азота аммонийных солей. The cleaning method is as follows. The original waste water (6) is divided into two streams. The first stream in an amount of 60% of the total volume of wastewater is fed into the first anaerobic zone, return sludge with purified wastewater in an amount of 100% of the volume of wastewater is also recycled from the settling zone (9). Together with activated sludge, a certain amount of nitrates gets here, therefore, due to the breakdown of nitrates and a sufficient amount of organic substrate, the nitrification process is carried out simultaneously in the first zone due to the presence of oxygen. Next, a mixture of wastewater with activated sludge enters the second aerobic zone, where the oxygen concentration is 3-4 mg / L. In the second zone, the resulting gaseous nitrogen is blown out and nitrogen nitrification of ammonium salts takes place.

Из аэробной зоны иловую смесь направляют в третью анаэробную зону. Также в третью зону подают 40% исходной сточной жидкости и 100% рециркулирующего активного ила (9) от поступающего объема воды. Процесс биологической очистки аналогичен процессу в первой зоне, при этом происходит полное окисление азота аммонийных солей. From the aerobic zone, the sludge mixture is sent to the third anaerobic zone. Also in the third zone serves 40% of the original wastewater and 100% recirculated activated sludge (9) from the incoming volume of water. The biological treatment process is similar to the process in the first zone, with the complete oxidation of nitrogen of ammonium salts.

В четвертой зоне осуществляется отдувка азота, освободившегося при восстановлении нитратов, а в отстойнике происходит отделение очищенной воды от активного ила, который возвращают в первую и третью зоны. Очищенную сточную воду отводят по трубопроводу (7). Подачу воздуха осуществляют по воздуховоду (8). In the fourth zone, nitrogen is stripped off, released during nitrate reduction, and in the sump, purified water is separated from activated sludge, which is returned to the first and third zones. The treated wastewater is discharged through a pipeline (7). Air supply is carried out through the duct (8).

Пример: предлагаемая схема была отработана на пилотной установке на базе НИЛ РМВСС кафедры водоотведения МГСУ. Сточную жидкость подавали на биологическую очистку в количестве 0,038 м³/сут с загрязнениями по органическим веществам - БПК₅ - 200-250 мг/л, азоту аммонийных солей - 17-20 мг/л, фосфатам - 7-8 мг/л, взвешенным веществам - 80-90 мг/л. Время пребывания в реакторе составляло 5,5 ч. Концентрация растворенного кислорода в первой зоне не превышала 0,5 мг/л. Далее иловая смесь аэрировалась во второй зоне. Концентрация кислорода составляла 3-4 мг/л. В третьей зоне концентрация кислорода - менее 0,5 мг/л. В четвертой зоне иловая смесь аэрировалась с концентрацией кислорода около 4 мг/л. Активный ил из отстойника подавали в первую и третью зоны с помощью эрлифтов с расходами 0,038 м³ /сут. Доза активного ила в реакторе составляла 3 мг/л. Возраст ила находился в пределах 25-30 суток. Прирост активного ила составлял 95,7 мг/л. Средняя скорость окисления в реакторе составляла 0,335 мг/г ч. Нагрузка на активный ил по органическим соединениям - 520 мг БПК/г сут.Example: the proposed scheme was tested on a pilot installation on the basis of the Research Laboratory of the RMVSS of the Department of Sewerage of MGSU. Wastewater was supplied for biological treatment in an amount of 0.038 m ³ / day with organic contaminants - BOD ₅ - 200-250 mg / l, ammonium nitrogen - 17-20 mg / l, phosphate - 7-8 mg / l, suspended substances - 80-90 mg / l. The residence time in the reactor was 5.5 hours. The concentration of dissolved oxygen in the first zone did not exceed 0.5 mg / L. Next, the sludge mixture was aerated in the second zone. The oxygen concentration was 3-4 mg / L. In the third zone, the oxygen concentration is less than 0.5 mg / l. In the fourth zone, the sludge mixture was aerated with an oxygen concentration of about 4 mg / L. Active sludge from the sump was fed into the first and third zones using airlifts at a rate of 0.038 m ³ / day. The dose of activated sludge in the reactor was 3 mg / L. The age of the sludge was in the range of 25-30 days. The increase in activated sludge was 95.7 mg / L. The average oxidation rate in the reactor was 0.335 mg / g h. The load on activated sludge in organic compounds was 520 mg BOD / g day.

Сравнительные данные известного и предлагаемого способов приведены в таблице. Comparative data of the known and proposed methods are shown in the table.

Таким образом, предлагаемый способ, по сравнению с известным, обладает следующими преимуществами: повышается степень очистки сточных вод от азота аммонийных солей, концентрация которого в очищенной воде находится ниже предела определения; увеличивается окислительная мощность системы, при этом нагрузка по органическим загрязнениям на ил может быть увеличена в 2,6 раза; удельная скорость окисления органических загрязнений возрастает в 1,7 раза. Thus, the proposed method, in comparison with the known one, has the following advantages: the degree of purification of wastewater from ammonium nitrogen is increased, the concentration of which in purified water is below the limit of determination; the oxidizing power of the system increases, while the load on organic pollution on sludge can be increased by 2.6 times; the specific rate of oxidation of organic pollutants increases 1.7 times.

Предлагаемый способ не требует строительства специальных сооружений и может быть применен в действующих аэротенках-вытеснителях после их несложной реконструкции. The proposed method does not require the construction of special structures and can be applied in existing displacement aerotanks after their simple reconstruction.

Claims

1. The method of biological treatment of wastewater from nitrogen of ammonium salts in the installation, divided into four successively alternating anaerobic and aerobic zones, characterized in that 60% of the initial wastewater is directed to the first anaerobic zone, 40% to the third anaerobic zone, and return active sludge after settling, they are recycled to the first zone in an amount of 100% and to the third zone in an amount of 100% of the volume of incoming wastewater.

2. The method according to p. 1, characterized in that the volume of the first and third zones is 2 times less than the volume of the second and fourth zones.