RU2133231C1 - Method of processing excess activated sludge containing heavy metals - Google Patents
Method of processing excess activated sludge containing heavy metals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2133231C1 RU2133231C1 RU98103036A RU98103036A RU2133231C1 RU 2133231 C1 RU2133231 C1 RU 2133231C1 RU 98103036 A RU98103036 A RU 98103036A RU 98103036 A RU98103036 A RU 98103036A RU 2133231 C1 RU2133231 C1 RU 2133231C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heavy metals
- sludge
- activated sludge
- mixing
- thickening
- Prior art date
Links
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000008719 thickening Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 claims abstract description 3
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 5
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 claims description 3
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 2
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 claims description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 abstract description 4
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 abstract description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 abstract description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 abstract 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 8
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 6
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 3
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 3
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 3
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 3
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005997 Calcium carbide Substances 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical group [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012938 design process Methods 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 1
- 230000009965 odorless effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 1
- 244000144977 poultry Species 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 235000005974 protein supplement Nutrition 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- CLZWAWBPWVRRGI-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2-[2-[2-[2-[bis[2-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-2-oxoethyl]amino]-5-bromophenoxy]ethoxy]-4-methyl-n-[2-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-2-oxoethyl]anilino]acetate Chemical compound CC1=CC=C(N(CC(=O)OC(C)(C)C)CC(=O)OC(C)(C)C)C(OCCOC=2C(=CC=C(Br)C=2)N(CC(=O)OC(C)(C)C)CC(=O)OC(C)(C)C)=C1 CLZWAWBPWVRRGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 235000019195 vitamin supplement Nutrition 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам переработки избыточного активного ила биологических очистных сооружений очистки сточных вод, содержащих тяжелые металлы. Трудность переработки и утилизации подобного ила состоит в содержании в нем значительных количеств тяжелых металлов, исключающее использование обезвоженных илов в сельском хозяйстве в качестве [1]: органо-минеральных удобрений, сырьевого источника для производства белкововитаминных добавок к корму животных и птицы, для получения аминокислот и т.д. The invention relates to methods for processing excess activated sludge of biological wastewater treatment plants containing heavy metals. The difficulty of processing and disposal of such sludge lies in the content of significant amounts of heavy metals in it, excluding the use of dehydrated sludge in agriculture as [1]: organo-mineral fertilizers, a raw material source for the production of protein and vitamin supplements for animal and poultry feed, for the production of amino acids and etc.
Известны способы переработки избыточного активного ила [2] путем уплотнения или сгущения, в том числе отстаиванием, центрифугированием, фильтрованием, обезвоживанием с последующим направлением на иловые площадки или в шламонакопители. Обезвоживание ила протекает очень медленно, что обусловливает большие площади иловых площадок и шламонакопителей. Необходима стабилизация осадков путем кислотного или щелочного анаэробного сбраживания для предотвращения загнивания и появления неприятных запахов. При высоком содержании в активном иле тяжелых металлов его подвергают сжиганию в камерных, многоподовых или других печах. Known methods for processing excess activated sludge [2] by compaction or thickening, including sedimentation, centrifugation, filtering, dehydration, followed by transfer to sludge sites or sludge collectors. Sludge dehydration is very slow, which causes large areas of sludge sites and sludge collectors. Stabilization of precipitation by acidic or alkaline anaerobic digestion is required to prevent decay and odors. With a high content in the activated sludge of heavy metals, it is subjected to burning in chamber, multi-hearth or other furnaces.
Для проведения сжигания используют осадки после длительного обезвоживания на иловых площадках или в шламонакопителях. Образующаяся зола, содержащая тяжелые металлы, может использоваться при производстве строительных материалов или захоранивается. Недостатками методов являются: необходимость использования иловых площадок больших площадей, сложность аппаратурного оформления процессов, возможность загрязнения атмосферы продуктами горения, затраты энергии. Практически не используется ценное органическое вещество ила. For incineration, precipitation is used after prolonged dehydration on silt sites or in sludge collectors. The resulting ash containing heavy metals can be used in the production of building materials or buried. The disadvantages of the methods are: the need to use sludge pads of large areas, the complexity of the hardware design processes, the possibility of air pollution by combustion products, energy costs. Virtually no valuable organic sludge is used.
Наиболее близким к заявляемому является способ переработки активного ила с использованием материалов, содержащих соединения кальция, например, смесей карбида и оксида кальция [3]. Для превращения ила в хрупкий твердый продукт, лишенный запаха, его сначала сгущают до влажности 90%, затем тщательно смешивают 20-30 частей указанных материалов со 100 частями активного ила в закрытых аппаратах, что приводит к разогреву смеси ила и введенных материалов по меньшей мере до 120oC, к выделению газов и паров. В качестве материалов для переработки используют смесь карбида кальция с регенерированным оксидом кальция или смесь свежих веществ. Перемешивание осуществляют до достижения pH 11, уменьшая количество патогенных микроорганизмов в иле. Газы и пары удаляют до остаточной влажности менее 5%. Получают горючий продукт значительно меньшей массы. Твердый продукт термически обрабатывают с разложением гидроксида кальция до оксида, тяжелые металлы при этом переходят в инертную золу. Распылением легкую золу оксида кальция отделяют от твердой фазы тяжелой инертной золы, которую вывозят на свалку.Closest to the claimed is a method of processing activated sludge using materials containing calcium compounds, for example, mixtures of carbide and calcium oxide [3]. To turn sludge into a brittle, odorless solid product, it is first concentrated to a moisture content of 90%, then 20-30 parts of these materials are thoroughly mixed with 100 parts of activated sludge in closed apparatus, which leads to heating of the mixture of sludge and introduced materials at least to 120 o C, to the release of gases and vapors. As materials for processing use a mixture of calcium carbide with regenerated calcium oxide or a mixture of fresh substances. Stirring is carried out until a pH of 11 is reached, reducing the number of pathogens in the sludge. Gases and vapors are removed to a residual moisture content of less than 5%. Get a combustible product of significantly lower mass. The solid product is thermally treated with the decomposition of calcium hydroxide to oxide, while the heavy metals are transferred to inert ash. By spraying, light ash of calcium oxide is separated from the solid phase of a heavy inert ash, which is disposed of in a landfill.
К недостаткам способа относятся: сложность технологии переработки, необходимость затрат дорогих реагентов или энергии на их частичную регенерацию, применение закрытых аппаратов, образование больших объемов паров и газопылевых выбросов, уничтожение при сжигании органического вещества активного ила. The disadvantages of the method include: the complexity of the processing technology, the need for expensive reagents or energy for their partial regeneration, the use of closed devices, the formation of large volumes of vapors and gas and dust emissions, destruction of organic sludge during the burning of organic matter.
Техническим результатом изобретения является упрощение технологии выделения тяжелых металлов из ила с последующим использованием органического вещества ила в сельском хозяйстве. The technical result of the invention is to simplify the technology for the separation of heavy metals from sludge, followed by the use of organic sludge in agriculture.
Технический результат достигают тем, что избыточный активный ил после сгущения с влажностью 90-92% смешивают с материалом, содержащим малорастворимые соли кальция - CaCO3, CaSO4 • nH2O, в виде природных материалов или отходов промышленности, например, мела, известняка, гипса, фосфогипса при соотношении 5-15 частей на 100 частей активного ила, перемешивают в течение 3-6 часов при температуре 6-30oC. Далее разделяют твердую и жидкую (водную), содержащую тяжелые металлы, фазы методами отстаивания, и/или фильтрования, и/или центрифугирования.The technical result is achieved in that excess activated sludge after thickening with a moisture content of 90-92% is mixed with a material containing sparingly soluble calcium salts — CaCO 3 , CaSO 4 • nH 2 O, in the form of natural materials or industrial wastes, for example, chalk, limestone, gypsum, phosphogypsum at a ratio of 5-15 parts per 100 parts of activated sludge, stirred for 3-6 hours at a temperature of 6-30 o C. Next, solid and liquid (water) containing heavy metals, phases are separated by settling methods, and / or filtration, and / or centrifugation.
Или активный ил смешивают и перемешивают с материалом, содержащим малорастворимые карбонат или сульфат кальция до сгущения ила. Or activated sludge is mixed and mixed with a material containing poorly soluble calcium carbonate or sulfate until the sludge thickens.
Водную фазу, содержащую тяжелые металлы, направляют на реагентное осаждение гидроксидов металлов, или на ионообменное, или на адсорбционное извлечение тяжелых металлов. The aqueous phase containing heavy metals is directed to the reactive precipitation of metal hydroxides, or to ion exchange, or to adsorption recovery of heavy metals.
При смешении активного ила и кальцийсодержащих материалов не изменяется pH жидкой фазы, который составляет 5-8. При указанных условиях микроорганизмы активного ила адсорбируются на введенных материалах, используют их для питания, при котором происходит замена в структуре микроорганизмов тяжелых металлов на кальций. Тяжелые металлы переходят в водную фазу в виде растворимых солей или коллоидных гидроксидов. Экспериментально подтверждено, что при проведении перемешивания менее 3 часов не происходит глубокого выделения тяжелых металлов и остаточное содержание их в активном иле в расчете на сухое вещество превышает содержание их, отвечающее требованиям, предъявляемым к активному илу сельским хозяйством [4], [5]. Увеличение продолжительности процесса более 6 часов незначительно увеличивает степень извлечения металлов, но возрастают затраты на проведение процесса. When mixing activated sludge and calcium-containing materials, the pH of the liquid phase does not change, which is 5-8. Under these conditions, activated sludge microorganisms are adsorbed on the introduced materials, use them for nutrition, in which calcium is replaced by heavy metals in the structure of microorganisms. Heavy metals pass into the aqueous phase in the form of soluble salts or colloidal hydroxides. It has been experimentally confirmed that when mixing for less than 3 hours, there is no deep separation of heavy metals and their residual content in activated sludge, calculated on dry matter, exceeds their content that meets the requirements for activated sludge by agriculture [4], [5]. An increase in the duration of the process of more than 6 hours slightly increases the degree of extraction of metals, but the cost of carrying out the process increases.
При смешении сгущенного активного ила с влажностью 90-92% с кальцийсодержащим материалом степень перехода тяжелых металлов в водную фазу, обеспечивающая требуемое остаточное содержание их в сухом веществе активного ила, достигается только за 5-6 часов. Однако объем сгущенного ила меньше объема несгущенного ила на 30-50% и, соответственно, меньше объем аппаратуры. При смешении с кальцийсодержащим материалом ила до сгущения при его влажности до 96% возрастает скорость перехода тяжелых металлов в водную фазу вследствие более благоприятного соотношения жидкость: твердое в смеси. Кроме того при сгущении активного ила часть микроорганизмов погибает, что отражается на выделении тяжелых металлов. When a condensed activated sludge with a moisture content of 90-92% is mixed with a calcium-containing material, the degree of transition of heavy metals to the aqueous phase, which ensures the required residual content in dry matter of activated sludge, is achieved only in 5-6 hours. However, the volume of condensed sludge is less than the volume of non-condensed sludge by 30-50% and, accordingly, the volume of equipment is less. When mixed with calcium-containing material, the sludge before thickening with its moisture content up to 96% increases the rate of transition of heavy metals to the aqueous phase due to a more favorable liquid: solid ratio in the mixture. In addition, with the thickening of activated sludge, part of the microorganisms die, which affects the release of heavy metals.
Уменьшение соотношения материал : активный ил менее 5:100 приводит к сокращению адсорбционной поверхности для микроорганизмов и скорость выделения металлов уменьшается. При соотношении более 15:100 разделение фаз требует больших затрат энергии и сопровождается значительным захватом жидкой фазы с переработанным илом. Согласно экспериментальным данным при температурах ниже 6oC и выше 30oC скорость выделения тяжелых металлов уменьшается и для обеспечения требуемой степени извлечения необходимо увеличение продолжительности перемешивания в 1,5-3 раза, что приведет к существенному увеличению объема аппаратуры и расхода энергии на перемешивание.A decrease in the ratio of material: activated sludge less than 5: 100 leads to a reduction in the adsorption surface for microorganisms and the rate of metal release decreases. At a ratio of more than 15: 100, phase separation requires a large expenditure of energy and is accompanied by a significant capture of the liquid phase with recycled sludge. According to experimental data, at temperatures below 6 o C and above 30 o C, the rate of release of heavy metals decreases and to ensure the required degree of extraction it is necessary to increase the mixing time by 1.5-3 times, which will lead to a significant increase in the volume of equipment and energy consumption for mixing.
Значительное увеличение концентрации тяжелых металлов в водной фазе после переработки ила - до нескольких десятков или сотен мг/дм3 - обеспечивает применимость для извлечения металлов из водной фазы реагентного осаждения, например, при использовании известкового молока, соды, для создания pH на уровне 7-9. При указанных концентрациях тяжелые металлы могут быть выделены из водной фазы методами ионного обмена, например, на ионите КУ-2 или с помощью сорбентов типа сульфоуглей, цеолитов. При регенерации ионитов или адсорбентов промывкой кислотными растворами в регенерационных растворах концентрация металлов возрастает до граммов и десятков г в литре, что существенно упрощает их утилизацию. Обьем водной фазы после предлагаемой переработки ила на порядок меньше, чем обьем исходной сточной воды.A significant increase in the concentration of heavy metals in the aqueous phase after sludge processing - up to several tens or hundreds of mg / dm 3 - provides applicability for the extraction of metals from the aqueous phase of reagent deposition, for example, when using milk of lime, soda, to create a pH of 7-9 . At the indicated concentrations, heavy metals can be separated from the aqueous phase by ion exchange methods, for example, on KU-2 ion exchanger or using sorbents such as sulfonated coal, zeolites. During the regeneration of ion exchangers or adsorbents by washing with acid solutions in regeneration solutions, the concentration of metals increases to grams and tens of g per liter, which greatly simplifies their disposal. The volume of the aqueous phase after the proposed processing of sludge is an order of magnitude less than the volume of the original waste water.
Для экспериментов были отобраны пробы избыточного активного ила Новгородских городских очистных сооружений. Состав образцов активного ила приведен в конце описания. For experiments, samples were taken of excess activated sludge from Novgorod city sewage treatment plants. The composition of the activated sludge samples is given at the end of the description.
В качестве исходных кальцийсодержащих материалов использовали:
- природный гипс измельченный с содержанием 95% CaSO4 • 2H2O;
- фосфогипс с размером частиц в среднем 80 мкм в виде капиллярно пористого материала с фиксированной структурой с диаметром пор 0,1-1,5 мкм с содержанием,%: CaSO4 • 2H2O - 95, Ca(H2PO4)2 - 4, CaF2 - 1;
- мел измельченный с содержанием CaCO3 - 96%.As the source of calcium-containing materials used:
- natural gypsum crushed with a content of 95% CaSO 4 • 2H 2 O;
- phosphogypsum with an average particle size of 80 microns in the form of a capillary-porous material with a fixed structure with a pore diameter of 0.1-1.5 microns with a content,%: CaSO 4 • 2H 2 O - 95, Ca (H 2 PO 4 ) 2 - 4, CaF 2 - 1;
- chopped chalk with a content of CaCO 3 - 96%.
Для анализа содержания тяжелых металлов в твердой и жидкой фазах использовали атомноабсорбционный спектрофотометр "Сатурн" и спектрофотометр фирмы "Перкин-Элмер". Для определения концентрации тяжелых металлов в сухом веществе активного ила твердую фазу высушивали при 106oC до постоянного веса. Результаты опытов приведены в примерах и таблице.To analyze the content of heavy metals in solid and liquid phases, a Saturn atomic absorption spectrophotometer and a Perkin-Elmer spectrophotometer were used. To determine the concentration of heavy metals in dry matter of activated sludge, the solid phase was dried at 106 o C to constant weight. The results of the experiments are shown in the examples and table.
Пример 1. Сгущенный фильт-прессованием активный ил с влажностью 91% смешивают с карбонатом кальция в виде мела при соотношении 10:100, перемешивают в течение 6 часов при 20oC и pH 6. Через 6 часов проводят разделение фаз центрифугированием. Твердую фазу высушивают и анализируют. В твердой фазе находят, мг/кг сухой массы: железа - 1820, цинка - 510, меди - 460, никеля - 24, хрома - 110, кобальт и свинец отсутствуют. Такой ил пригоден для использования в сельском хозяйстве [4]. Водную фазу обрабатывают содой до pH 8,5, тяжелые металлы выпадают в осадок в виде гидроксидов, который отделяют отстаиванием и захоранивают, а оставшуюся водную фазу возвращают на биохимическую очистку сточных вод.Example 1. Filtered by pressing, activated sludge with a moisture content of 91% is mixed with calcium carbonate in the form of chalk at a ratio of 10: 100, stirred for 6 hours at 20 o C and
Пример 9. Активный ил до сгущения с влажностью 96% смешивают с сульфатом кальция в виде гипса при соотношении 5:100, перемешивают в течение 6 часов при 20oC. Через 6 часов проводят сгущение. Сгущенный ил разделяют на фильтр-прессе на твердую и жидкую фазу, содержащую тяжелые металлы. В твердой фазе находят содержание тяжелых металлов, мг/кг сухой массы: железа - 2906, цинка - 960, меди - 580, никеля - 47, хрома - 145, кобальта - 7, свинца - 0. В водной фазе концентрация металлов составляет, мг/дм3: цинка - 15, меди - 24,4, железа - 87, никеля - 9. Водную фазу нейтрализуют известковым молоком до pH 8,5. Тяжелые металлы выпадают в осадок, который отделяют отстаиванием. Масса влажного осадка тяжелых металлов составляет менее 0,05% массы исходного избыточного активного ила. Осадок подвергают захоронению.Example 9. Activated sludge before thickening with a moisture content of 96% is mixed with calcium sulfate in the form of gypsum at a ratio of 5: 100, stirred for 6 hours at 20 o C. After 6 hours, thickening is carried out. Condensed sludge is separated on a filter press into a solid and a liquid phase containing heavy metals. The solid phase contains the content of heavy metals, mg / kg dry weight: iron - 2906, zinc - 960, copper - 580, nickel - 47, chromium - 145, cobalt - 7, lead - 0. In the aqueous phase, the metal concentration is, mg / dm 3 : zinc - 15, copper - 24.4, iron - 87, nickel - 9. The aqueous phase is neutralized with milk of lime to a pH of 8.5. Heavy metals precipitate, which is separated by settling. The wet mass of heavy metals is less than 0.05% of the mass of the original excess activated sludge. The precipitate is buried.
Пример 12. Активный ил до сгущения с влажностью 96% смешивают с сульфатом кальция в виде фосфогипса в соотношении 15:100, перемешивают в течение 6 часов при 20oC, затем сгущают. Сгущенный ил центрифугируют. В твердой фазе определяют содержание тяжелых металлов, мг/кг сухой массы: железа - 900, цинка - 320, меди - 350, никеля - 16, хрома - 95, кобальта и свинца по 1. Такой ил пригоден для использования в сельском хозяйстве [4]. Водную фазу, содержащую, мг/дм3: цинка - 13, меди - 40, железа - 118, никеля - 14 пропускают через слой ионита КУ-2 и извлекают на 96%. Очищенную воду возвращают на очистку. Ионит подвергают обработке раствором серной кислоты, концентрат солей тяжелых металлов, объем которого менее 0,1% объема исходного ила, захоранивают или утилизируют.Example 12. Activated sludge until thickened with a moisture content of 96% is mixed with calcium sulfate in the form of phosphogypsum in a ratio of 15: 100, stirred for 6 hours at 20 o C, then concentrated. Condensed sludge is centrifuged. In the solid phase, the content of heavy metals is determined, mg / kg dry weight: iron - 900, zinc - 320, copper - 350, nickel - 16, chromium - 95, cobalt and lead according to 1. Such sludge is suitable for use in agriculture [4 ]. The aqueous phase containing, mg / dm 3 : zinc - 13, copper - 40, iron - 118, nickel - 14 is passed through a layer of KU-2 ion exchanger and is recovered 96%. The purified water is returned for treatment. Ionite is subjected to treatment with a solution of sulfuric acid, a concentrate of salts of heavy metals, the volume of which is less than 0.1% of the volume of the original sludge, is disposed of or disposed of.
Таким образом предложенный способ существенно проще, так как проводится в открытых аппаратах, исключены стадии термической обработки, выделения газов и паров, сложная стадия разделения твердых фаз. Органическое вещество активного ила может быть использовано в сельском хозяйстве. Thus, the proposed method is much simpler, since it is carried out in open apparatuses, the stages of heat treatment, the evolution of gases and vapors, and the complex stage of separation of solid phases are excluded. Organic matter of activated sludge can be used in agriculture.
Список использованной литературы:
1. Науака О., Ватанабе Н. Хоккайдо коге дайгаку кэюкие. - Met. Hokka ido Inst. Techn. 1990, N 18, p. 269 - 280.List of used literature:
1. Nauaka O., Watanabe N. Hokkaido koge daigaku kayukuyu. - Met. Hokka ido Inst. Techn. 1990, N 18, p. 269 - 280.
2. Туровский И.С. Научно-технический прогресс в области обработки и утилизации осадков сточных вод. - М.: ОНТИ АКХ, 1986. 2. Turovsky I.S. Scientific and technological progress in the field of treatment and disposal of sewage sludge. - M .: ONTI AKH, 1986.
3. Патент США 5242601, С 02 P 1/52, 07.09.93. 3. US patent 5242601, C 02
4. Туулиннен Суокко. Курсы по очистным технологиям сточных вод.- Санкт-Петербург: 21-23.09.93. Главное управление водного хозяйства и окружающей среды. - Хельсинки; 1993, с. 109-111. 4. Tuulinnen Suocco. Courses on wastewater treatment technologies. - St. Petersburg: 09.21.09.93. General Directorate of Water Management and the Environment. - Helsinki; 1993, p. 109-111.
5. Сан ПиН 2.1.7.573-96. 5. San PiN 2.1.7.573-96.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98103036A RU2133231C1 (en) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | Method of processing excess activated sludge containing heavy metals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98103036A RU2133231C1 (en) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | Method of processing excess activated sludge containing heavy metals |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2133231C1 true RU2133231C1 (en) | 1999-07-20 |
Family
ID=20202478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98103036A RU2133231C1 (en) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | Method of processing excess activated sludge containing heavy metals |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2133231C1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2174964C1 (en) * | 2000-01-17 | 2001-10-20 | Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна | Method of extraction of heavy metals from excessive activated sludge |
| RU2220923C1 (en) * | 2002-04-05 | 2004-01-10 | Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна | Method of processing of the redundant active silt containing heavy metals |
| RU2223236C1 (en) * | 2002-04-30 | 2004-02-10 | Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека | Method of reusing excess activated sludge at biological treatment plants of petrochemical enterprises |
| US7678265B2 (en) | 2003-02-21 | 2010-03-16 | Water Treatment Construction | Arrangement for separating environmentally harmful substances from a polluted mass |
| CN108455755A (en) * | 2018-03-01 | 2018-08-28 | 湘潭大学 | A method of removing heavy metal in advance from town sewage |
| RU2680509C2 (en) * | 2017-06-13 | 2019-02-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | Method of utilization of waste active sludge at treatment plants |
| RU2748331C1 (en) * | 2020-06-03 | 2021-05-24 | Общество с ограниченной ответственностью "КНТП" | Method for waste water treatment |
| CN115322922A (en) * | 2022-06-24 | 2022-11-11 | 中山大学 | Method for regenerating sludge resources |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2920914A1 (en) * | 1979-05-23 | 1980-12-04 | Hoechst Ag | USE OF CALCIUM SULFATE FOR THE DRAINAGE OF WASTEWATER SLUDGE |
| EP0143392A1 (en) * | 1983-11-21 | 1985-06-05 | ECODECO S.p.A. | Biological sludge hygienisation process |
| DE3545321A1 (en) * | 1985-12-20 | 1987-06-25 | Wolfdieter F Ladendorf | METHOD FOR TREATING HEAVY METAL CONTAINERS |
| DE4109759C1 (en) * | 1990-11-14 | 1992-05-07 | Heinrich Dr. 8227 Siegsdorf De Thiele | Sewage sludge decontamination treatment - involves drying in centrifuge and heating in flue gases |
| US5186840A (en) * | 1991-08-26 | 1993-02-16 | Rdp Company | Process for treating sewage sludge |
| US5242601A (en) * | 1991-06-06 | 1993-09-07 | Alternative Technologies For Waste, Inc. | Sludge treatment with CaO or CaC2 and recovery of CaO therefrom |
| RU2057725C1 (en) * | 1994-09-29 | 1996-04-10 | Александр Викторович Есин | Method for complex processing of technogen precipitates |
-
1998
- 1998-02-02 RU RU98103036A patent/RU2133231C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2920914A1 (en) * | 1979-05-23 | 1980-12-04 | Hoechst Ag | USE OF CALCIUM SULFATE FOR THE DRAINAGE OF WASTEWATER SLUDGE |
| EP0143392A1 (en) * | 1983-11-21 | 1985-06-05 | ECODECO S.p.A. | Biological sludge hygienisation process |
| DE3545321A1 (en) * | 1985-12-20 | 1987-06-25 | Wolfdieter F Ladendorf | METHOD FOR TREATING HEAVY METAL CONTAINERS |
| DE4109759C1 (en) * | 1990-11-14 | 1992-05-07 | Heinrich Dr. 8227 Siegsdorf De Thiele | Sewage sludge decontamination treatment - involves drying in centrifuge and heating in flue gases |
| US5242601A (en) * | 1991-06-06 | 1993-09-07 | Alternative Technologies For Waste, Inc. | Sludge treatment with CaO or CaC2 and recovery of CaO therefrom |
| US5186840A (en) * | 1991-08-26 | 1993-02-16 | Rdp Company | Process for treating sewage sludge |
| RU2057725C1 (en) * | 1994-09-29 | 1996-04-10 | Александр Викторович Есин | Method for complex processing of technogen precipitates |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2174964C1 (en) * | 2000-01-17 | 2001-10-20 | Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна | Method of extraction of heavy metals from excessive activated sludge |
| RU2220923C1 (en) * | 2002-04-05 | 2004-01-10 | Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна | Method of processing of the redundant active silt containing heavy metals |
| RU2223236C1 (en) * | 2002-04-30 | 2004-02-10 | Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека | Method of reusing excess activated sludge at biological treatment plants of petrochemical enterprises |
| US7678265B2 (en) | 2003-02-21 | 2010-03-16 | Water Treatment Construction | Arrangement for separating environmentally harmful substances from a polluted mass |
| RU2680509C2 (en) * | 2017-06-13 | 2019-02-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | Method of utilization of waste active sludge at treatment plants |
| CN108455755A (en) * | 2018-03-01 | 2018-08-28 | 湘潭大学 | A method of removing heavy metal in advance from town sewage |
| CN108455755B (en) * | 2018-03-01 | 2021-01-22 | 湘潭大学 | A method for pre-removing heavy metals from urban sewage |
| RU2748331C1 (en) * | 2020-06-03 | 2021-05-24 | Общество с ограниченной ответственностью "КНТП" | Method for waste water treatment |
| CN115322922A (en) * | 2022-06-24 | 2022-11-11 | 中山大学 | Method for regenerating sludge resources |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Qiu et al. | Adsorption of heavy metal ions using zeolite materials of municipal solid waste incineration fly ash modified by microwave-assisted hydrothermal treatment | |
| Liang et al. | Phosphorus recovery from incinerated sewage sludge ash (ISSA) and reutilization of residues for sludge pretreated by different conditioners | |
| CN101289267B (en) | System and process for anhydration treatment of wet sludge | |
| CN111732147B (en) | A method of utilizing Bi-MOF-polymer complex to treat phosphate radicals in water | |
| CN103167899A (en) | Nutrient recovery methods and uses thereof | |
| AU2012285707A1 (en) | Method for removing impurities from flue gas condensate | |
| JPS6154756B2 (en) | ||
| RU2133231C1 (en) | Method of processing excess activated sludge containing heavy metals | |
| RU2057725C1 (en) | Method for complex processing of technogen precipitates | |
| JP2021505524A (en) | Composite ash produced by heat treating heat-generating waste from paper and / or carpet | |
| CN114929378A (en) | Absorbent for municipal wastewater treatment | |
| US7087171B2 (en) | Method for selective recovery and dewatering sewage sludge by using sludge-coal-oil co-agglomeration | |
| CN112569900A (en) | Preparation method and application of novel municipal sludge biochar | |
| CN215391554U (en) | A waste salt resource treatment system | |
| Samanta et al. | Recycle of water treatment plant sludge and its utilization for wastewater treatment | |
| EP0399035A1 (en) | METHOD FOR REMOVING ARSEN AND / OR OTHER AMPHOTERAL ELEMENTS FROM SLUDGE AND SOLID WASTE. | |
| CN113145073A (en) | Preparation method and application of secondary lanthanum carbide modified sludge biochar | |
| US4539119A (en) | Process for the treatment of waste and contaminated waters with improved recovery of aluminum and iron flocculating agents | |
| CN115745309A (en) | Zero-discharge and recycling treatment process for fly ash wastewater | |
| Bazarnova et al. | Innovative technologies secondary use of processed active source | |
| RU2174964C1 (en) | Method of extraction of heavy metals from excessive activated sludge | |
| RU2220923C1 (en) | Method of processing of the redundant active silt containing heavy metals | |
| JP4248086B2 (en) | Organic wastewater treatment method | |
| Politaeva et al. | A new approach for recycling of spent activated sludge | |
| RU2133148C1 (en) | Method of preparing sorbent |