RU2060976C1

RU2060976C1 - Sewage sediment and active sludge treatment method

Info

Publication number: RU2060976C1
Application number: RU93043813A
Authority: RU
Inventors: В.А. Родин; В.В. Орлянский; Л.Н. Самойлова; В.В. Родин
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-внедренческая фирма "Экотон"
Priority date: 1993-09-03
Filing date: 1993-09-03
Publication date: 1996-05-27

Abstract

FIELD: sewage purification, in particular sewage sediment and active sludge treatment. SUBSTANCE: method of sewage active sludge and sediment dewatering is exercised by introduction of flocculant - product of polymerization of 1.2 =dimethyl=5=vinylpyridinemethylsulfate produced in presence of 1) β oxipropyltretbutylperoxide or in presence of the latter and 2) a=amino= 3) g=methyloil acid in the form of mixture of D, L=isomers. EFFECT: increased productivity. 1 tbl

Description

Изобретение относится к очистке сточных вод, а именно к обработке осадков, образующихся при очистке сточных вод, и может быть использовано для обработки активного ила и осадков сточных вод. The invention relates to wastewater treatment, and in particular to the treatment of sludge generated during wastewater treatment, and can be used to treat activated sludge and sewage sludge.

Известен способ обработки осадков сточных вод путем обработки последнего химическими реагентами [1]
При подготовке осадков к обезвоживанию на вакуум-фильтрах или на фильтрах-прессах в качестве химического реагента для коагуляции используют хлорное железо, сернокислое окисное железо, хлорированный железный купорос, хлоргидрат алюминия и другие реагенты в сочетании с известью. Применяемые дозы реагентов составляют 0,5-20% массу сухого вещества осадка и зависят от свойств осадков и типа реагентов. Эффективность коагулянтов определяется величиной заряда частиц осадка, концентрацией реагента, химическими реакциями, происходящими при введении реагентов, в осадок, значением среды, степенью перемешивания и временем контакта с осадком, агрегативной устойчивостью образующихся хлопьев, степенью их сжимаемости и другими факторами.A known method of treating sewage sludge by treating the latter with chemical reagents [1]
When preparing sludge for dehydration on vacuum filters or on filter presses, ferric chloride, ferrous sulfate, chlorinated iron sulfate, aluminum hydrochloride and other reagents in combination with lime are used as a chemical reagent for coagulation. The doses of reagents used make up 0.5-20% of the dry matter mass of the precipitate and depend on the properties of the precipitation and the type of reagents. The effectiveness of coagulants is determined by the size of the sediment particle charge, the concentration of the reagent, chemical reactions that occur when the reagents are introduced into the precipitate, the medium, the degree of mixing and the contact time with the precipitate, the aggregate stability of the resulting flakes, the degree of their compressibility, and other factors.

Основным недостатком такого способа обработки осадков сточных вод является большой расход химических реагентов: до 100 кг (FeCl₃) и 200 кг известкового вещества Са(ОН)₂ на 1 т абсолютно сухого вещества. При этом происходит минерализация обезвоженного осадка (кека) до 50% что не позволяет сжигать осадок в печах, так как приводит к спеканию твердого остатка в печи и выводу ее из строя. Кроме того, сухость кека не превышает 20% что также препятствует к его сжиганию. Присутствие FeCl₃ и извести не позволяет использовать кек для удобрения в сельском хозяйстве. Все это осложняет утилизацию кека. Поэтому твердый остаток как вынуждены вывозить в отвалы, что нарушает экологическое равновесие.The main disadvantage of this method of treating sewage sludge is the high consumption of chemicals: up to 100 kg (FeCl ₃ ) and 200 kg of lime substance Ca (OH) ₂ per 1 ton of absolutely dry substance. At the same time, dehydrated sludge (cake) is mineralized to 50%, which does not allow the sludge to be burned in furnaces, as it leads to sintering of the solid residue in the furnace and its failure. In addition, the dryness of the cake does not exceed 20%, which also prevents its burning. The presence of FeCl ₃ and lime does not allow the use of cake for fertilizer in agriculture. All this complicates the disposal of cake. Therefore, the solid residue is forced to be dumped, which upsets the ecological balance.

Известен способ обработки сточных вод путем введения флокулянта перед механическим обезвоживанием [2]
В качестве флокулянта в данном способе используют сополимер акриламида метилвинилпиридиновой соли диметилсульфата. Этот флокулянт получен на стадии лабораторных исследований и не имеет промышленного производства, что относится к недостаткам данного способа обработки сточных вод. Сухость кека по данному способу не превышает 23% что обуславливает трудности с утилизацией сжиганием. Кроме того, при данном способе обработки сточных вод в отходящей воде (фугате) имеется высокое содержание взвешенных веществ.A known method of treating wastewater by introducing a flocculant before mechanical dehydration [2]
As a flocculant in this method, a copolymer of acrylamide of methyl vinyl pyridine salt of dimethyl sulfate is used. This flocculant was obtained at the stage of laboratory research and has no industrial production, which relates to the disadvantages of this method of wastewater treatment. Dry cake by this method does not exceed 23%, which causes difficulties with disposal by burning. In addition, with this method of wastewater treatment in waste water (centrate) there is a high content of suspended solids.

Известен ряд способов обезвоживания активного ила (АИ) и подобных осадков сточных вод обработкой реагентами смесью алкилнафтол- и алкилнатринилпиридиний-хлоридами, флокулянтами ВА-2 и ВА-3 и известью [3-5]
Практическое применение получили лишь реагентные способы обезвожиания АИ, так как они обеспечивают наиболее высокую скорость процесса. Но необходима дальнейшая интенсификация и совершенствование этих способов.A number of known methods for dehydration of activated sludge (AI) and similar wastewater sludge by treating with reagents a mixture of alkylnaphthol and alkylnatrinyl pyridinium chlorides, flocculants BA-2 and BA-3 and lime [3-5]
Only reagent dehydration methods of AI were used in practice, since they provide the highest process speed. But further intensification and improvement of these methods is necessary.

Недостатками этих способов является невысокая скорость фильтруемости АИ, а для увеличения скорости фильтров требуется резко увеличивать расход реагента. The disadvantages of these methods is the low AI filterability, and to increase the speed of the filters, it is necessary to sharply increase the reagent consumption.

Наиболее близким является способ обезвоживания активного ила путем смещения его с известью и последующее фильтрование. The closest is a method of dewatering activated sludge by displacing it with lime and subsequent filtering.

Однако, предварительно перед фильтрованием активный ил дополнительно обрабатывают ортофосфорной кислотой или ее солями и перемешивают [6]
Задача изобретения создание эффективного способа обезвоживания активного ила и осадков сточных вод, с возможностью утилизации сухого осадка путем сжигания.However, before filtering, activated sludge is additionally treated with phosphoric acid or its salts and mixed [6]
The objective of the invention is the creation of an effective method for dehydration of activated sludge and sewage sludge, with the possibility of utilizing dry sludge by burning.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе обработки активного ила и осадков сточных вод путем введения реагента-флокулянта, в качестве последнего используют продукт полимеризации 1,2-диметил-5-винилпиридийметилсульфата, полученный в присутствии β -оксипропилтертбутилпероксида или в присутствии последнего и α -амино γ -метилмасляной кислоты в виде смеси D,L-изомеров. The essence of the invention lies in the fact that in the method of treating activated sludge and sewage sludge by introducing a flocculant reagent, the polymerization product of 1,2-dimethyl-5-vinylpyridiummethyl sulfate obtained in the presence of β-hydroxypropyl terbutyl peroxide or in the presence of the latter and α is used as the latter -amino γ-methylbutyric acid in the form of a mixture of D, L-isomers.

Использование в способе обезвоживания активного ила и осадков сточных вод в качестве реагента-флокулянта полимера большой молекулярной массы линейной структуры с повышенными адсорбционными свойствами за счет стойкости при гидродинамическом перемешивании, позволяет при меньшем расходе флокулянта обеспечить эффективность задержания взвешенных веществ на 98,4-99,6% а содержание взвеси в фугате 0,12-1,5 г/л. The use in the method of dewatering activated sludge and sewage sludge as a polymer flocculant reagent-polymer of a large molecular weight linear structure with enhanced adsorption properties due to resistance during hydrodynamic mixing, allows for a lesser flow rate of the flocculant to ensure suspended matter retention efficiency of 98.4-99.6 % and the suspension in the centrate 0.12-1.5 g / l.

Для получения данного флокулянта полимера полимеризацией в водных растворах четвертичных солей 1,2-диметил-5-винилпиридинийметилсульфата используют инициатор β-оксипропилтретбутилпероксид и детоксикант α -амино- и γ-метилмасляную кислоту в виде смеси D, L-изомеров. В реактор загружают четвертичную соль 1,2-диметил-5-винилпиридинийметилсульфата, растворяют в воде в необходимом мольном соотношении, создают инертную атмосферу путем кратковременной продувки азотом, вводят индикатор β-оксипропилтретбутилпероксид в количестве 0,01-0,1% от массы мономера. Полимеризацию можно проводить и в присутствии детоксиканта α -амино-γ -метилмасляной кислоты, в виде смеси D, L-изомеров, количество которого эквивалентно смесям полимеризуемой соли. Реакционную смесь разливают в реакционные ячейки в атмосфере воздуха. Процесс полностью осуществляют в изотермическом или адиабатическом режиме. Полнота конверсии определяется дозировкой инициатора и продолжительностью реакции. Полученный полимер полностью растворим в воде. Полимер, полученный в присутствии инициатора β-оксипропилтретбутилпероксида целесообразно использовать при обезвоживании активного ила и осадков сточных вод в замкнутом цикле, для разомкнутого цикла и предотвращения вредного воздействия на биологические объекты целесообразно использовать флокулянт-полимер, полученный полимеризацией в присутствии инициатора β -оксипропилтретбутилпероксида и детоксиканта α амино-γ -метилмасляной кислоты в виде смеси D,L-изомеров. Данный флокулянт выпускается по ТУ 6-00-00204168-252-92. To obtain this polymer flocculant by polymerization in aqueous solutions of the quaternary salts of 1,2-dimethyl-5-vinylpyridinium methyl sulfate, the β-hydroxypropyl tert-butyl peroxide initiator and the α-amino and γ-methylbutyric acid detoxicant are used in the form of a mixture of D, L-isomers. The quaternary salt of 1,2-dimethyl-5-vinylpyridinium methyl sulfate is loaded into the reactor, dissolved in water in the required molar ratio, an inert atmosphere is created by short-term purging with nitrogen, β-hydroxypropyl tert-butyl peroxide indicator is introduced in an amount of 0.01-0.1% by weight of the monomer. The polymerization can also be carried out in the presence of a detoxifier of α-amino-γ-methylbutyric acid, in the form of a mixture of D, L-isomers, the amount of which is equivalent to mixtures of the polymerized salt. The reaction mixture is poured into the reaction cells in an atmosphere of air. The process is completely carried out in isothermal or adiabatic mode. The completeness of the conversion is determined by the dosage of the initiator and the duration of the reaction. The resulting polymer is completely soluble in water. The polymer obtained in the presence of the initiator of β-hydroxypropyl tert-butyl peroxide is advisable to use when dehydrating activated sludge and sewage sludge in a closed cycle, for an open cycle and to prevent harmful effects on biological objects, it is advisable to use a flocculant polymer obtained by polymerization in the presence of the initiator of β-hydroxypropyl tert-butyl peroxide and the detoxifier amino-γ-methylbutyric acid as a mixture of D, L-isomers. This flocculant is produced according to TU 6-00-00204168-252-92.

Способ обезвоживания активного ила и осадков сточных вод осуществляют следующим образом. The method of dehydration of activated sludge and sewage sludge is as follows.

В активный ил и осадки сточных вод вводят флокулянт в количестве 0,1-1,0% от массы абсолютно сухого вещества. После обработки активного ила и осадков сточных вод идет процесс хлопьеобразования. Затем производят отделение осадка известными методами фильтрования, прессования или центрифугирования. A flocculant is introduced into activated sludge and sewage sludge in an amount of 0.1-1.0% by weight of absolutely dry matter. After processing activated sludge and sewage sludge, a flocculation process takes place. Then, the precipitate is separated by known filtration, pressing or centrifugation methods.

Предлагаемый способ обезвоживания активного ила и осадков сточных вод позволяет увеличить скорость обезвоживания осадка, уменьшить количество взвешенных частиц в фугате до 1,5-0,1 г/л, обеспечив эффект задержания 98,4-99,6%
П р и м е р 1. Активный ил в смеси с сырым осадком при концентрации 30 г/л обрабатывают флокулянтами, являющимися продуктом полимеризации 1,2-диметил-5-винилпиридинийметилсульфата, полученным в присутствии β -оксипропилтретбутилпероксида или в присутствии последнего и α -амино- γ -метилмасляной кислоты в виде D,L-изомеров, в количестве 0,1% к массе абсолютно сухого вещества в течение 30-60 с. После обработки смеси активного ила с сырым осадком флокулянтом, сфлокулированную смесь в виде крупных хлопьев подают на обезвоживающее оборудование. Замеряют время, в течение которого происходит фильтрация обработанного осадка, количество сухого вещества в кеке и количество взвешенных веществ на фугате.The proposed method for dehydration of activated sludge and sewage sludge can increase the rate of sludge dewatering, reduce the amount of suspended particles in the centrate to 1.5-0.1 g / l, providing a retention effect of 98.4-99.6%
Example 1. Active sludge mixed with crude sludge at a concentration of 30 g / l is treated with flocculants, which are the product of the polymerization of 1,2-dimethyl-5-vinylpyridinium methyl sulfate, obtained in the presence of β-hydroxypropyl tert-butyl peroxide or in the presence of the latter and α - amino-γ-methylbutyric acid in the form of D, L-isomers, in an amount of 0.1% by weight of absolutely dry matter for 30-60 s. After processing the mixture of activated sludge with raw sludge by flocculant, the flocculated mixture in the form of large flakes is fed to dewatering equipment. Measure the time during which the filtered sediment is filtered, the amount of dry matter in the cake and the amount of suspended solids in the centrate.

П р и м е р 2. Пример 2 отличается от примера 1 тем, что активный ил в смеси с сырым осадком при концентрации 30 г/л обрабатывают данным флокулянтом в количестве 0,3% к массе абсолютно сухого вещества в осадке. PRI me R 2. Example 2 differs from example 1 in that activated sludge mixed with crude sludge at a concentration of 30 g / l is treated with this flocculant in an amount of 0.3% by weight of absolutely dry matter in the sediment.

П р и м е р 3. Пример 3 отличается от примера 1 тем, что активный ил в смеси с сырым осадком обрабатывают данным флокулянтом в количестве 0,5% к массе абсолютно сухого вещества. PRI me R 3. Example 3 differs from example 1 in that activated sludge mixed with crude sludge is treated with this flocculant in an amount of 0.5% by weight of absolutely dry matter.

П р и м е р 4. Пример 4 отличается от примера 1 тем, что активный ил в смеси с осадком обрабатывают данным флокулянтом в количестве 1,0% к массе абсолютно сухого вещества. PRI me R 4. Example 4 differs from example 1 in that the activated sludge in a mixture with sediment is treated with this flocculant in an amount of 1.0% by weight of absolutely dry matter.

Результаты примеров приведены в таблице. The results of the examples are shown in the table.

Claims

1. A method of treating sewage sludge and activated sludge, including the introduction of a chemical reagent, mixing and subsequent mechanical dewatering of the mixture, characterized in that the polymerization product of 1,2-dimethyl-5-vinylpyridinium methyl sulfate obtained in the presence of β-hydroxypropyl tert-butyl peroxide is used as a chemical reagent or in the presence of the latter and a-amino-g-methylbutyric acid as a mixture of D, L isomers.