Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2162059C1 - Method of removing heavy metals from waste waters from solid domestic waste dumps - Google Patents

Method of removing heavy metals from waste waters from solid domestic waste dumps Download PDF

Info

Publication number
RU2162059C1
RU2162059C1 RU2000100422A RU2000100422A RU2162059C1 RU 2162059 C1 RU2162059 C1 RU 2162059C1 RU 2000100422 A RU2000100422 A RU 2000100422A RU 2000100422 A RU2000100422 A RU 2000100422A RU 2162059 C1 RU2162059 C1 RU 2162059C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
waste
wastewater
waste water
filtrate
treated
Prior art date
Application number
RU2000100422A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Т.Г. Середа
С.Н. Костарев
Л.В. Плахова
Original Assignee
Пермский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Пермский государственный технический университет filed Critical Пермский государственный технический университет
Priority to RU2000100422A priority Critical patent/RU2162059C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2162059C1 publication Critical patent/RU2162059C1/en

Links

Landscapes

  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: waste water treatment. SUBSTANCE: method is realized by treating waste waters and recycling them through bulk of waste. For treatment, waste water is mixed with lime milk to pH 9.0-9.5. Treated waste water is then spread throughout the surface of dump with velocity 1-2 mm a day. Total amount of recycled treated waste water should not exceed 200-300 mm a year. Treatment is continued until achieving neutral reaction of waste water passed through drainage system. In case when filtrate has alkali reaction and concentration of heavy metals therein exceeds maximum permissible value, recycling of treated filtrate is continued to maximum reduction of heavy metal concentration. Process can be performed predominantly during warm period (spring, summer, autumn) at air temperature not below 0ю . Particularly important is using proposed method in yearly period of dump life. EFFECT: speeded up biological purification of waste water, increased degree of purification, and enabled process control. 2 cl

Description

Изобретение относится к охране окружающей среды, к коммунальному хозяйству, а именно к биологическим способам очистки сточных вод полигонов твердых бытовых отходов (ТБО) и может быть использовано преимущественно в теплый период времени (весна-лето-осень) при температуре воздуха не ниже 0 град.С. Особенно актуально использование предлагаемого способа для полигонов в начальный период их эксплуатации. The invention relates to environmental protection, to utilities, and in particular to biological methods of wastewater treatment of solid domestic waste landfills and can be used mainly in a warm period of time (spring-summer-autumn) at an air temperature of not lower than 0 deg. FROM. Especially relevant is the use of the proposed method for landfills in the initial period of their operation.

Известны биологические способы очистки дренажных сточных вод твердых бытовых отходов (ТБО), например, путем многократной рециркуляции дренажных сточных вод сквозь массу складируемых на полигоне отходов (1). В результате многократной рециркуляции сточных вод ТБО происходит их очистка от органических и неорганических загрязнений (ХПК и БПК снижаются на 40-50%), ионов тяжелых металлов (эффект очистки составляет 50-60%), происходит повышение pH среды, ускоряется переход опасных кислотных процессов во внутренних слоях отходов, протекающих в начальный период эксплуатации полигона, в метановую стадию, повышается минерализованность отходов, сокращается жизненный цикл полигона. Biological methods of treating drainage wastewater of municipal solid waste (MSW) are known, for example, by repeatedly recirculating drainage wastewater through the mass of waste stored at the landfill (1). As a result of repeated recycling of solid waste water, they are cleaned of organic and inorganic contaminants (COD and BOD are reduced by 40-50%), heavy metal ions (cleaning effect is 50-60%), the pH of the medium increases, the transition of dangerous acid processes accelerates in the inner layers of waste flowing during the initial period of operation of the landfill, to the methane stage, the salinity of the waste increases, and the life cycle of the landfill is reduced.

Причины, препятствующие получению требуемого технического результата, заключаются в том, что процесс очистки сточных вод очень продолжительный (около 7 лет), т.к. рециркуляцию проводят кислыми сточными водами, а повторный их возврат в массу отходов увеличивает сроки разложения органических фракций, а также приводит к повышению температуры в поверхностных слоях ТБО за счет активизации аэробных бактерий, что способствует возгоранию полигона. Кроме того, эффект очистки от тяжелых металлов недостаточно высок. The reasons that impede the achievement of the required technical result are that the wastewater treatment process is very long (about 7 years), because recirculation is carried out by acidic wastewater, and their repeated return to the waste mass increases the decomposition of organic fractions and also leads to an increase in temperature in the surface layers of solid waste due to the activation of aerobic bacteria, which contributes to the ignition of the landfill. In addition, the cleaning effect of heavy metals is not high enough.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому способу является способ очистки сточных вод путем многократной рециркуляции, при котором до процесса рециркуляции на поверхность отходов насыпают нейтрализующий слой карбоната кальция CaCO3. При этом происходит нейтрализация кислых сточных вод. Процесс очистки сточных вод осуществляется в среднем в течение 4-х лет (2).The closest set of essential features to the claimed method is a method of wastewater treatment by repeated recirculation, in which a neutralizing layer of calcium carbonate CaCO 3 is poured onto the waste surface before the recirculation process. In this case, neutralization of acidic wastewater occurs. The wastewater treatment process is carried out on average for 4 years (2).

Причины, препятствующие получению требуемого технического результата, заключаются в том, что при использовании этого способа возникают эксплуатационные трудности, обусловленные слеживаемостью и цементированием нейтрализующего слоя, которые приводят к образованию водонепроницаемого слоя на поверхности полигона и возникновению случайных боковых утечек кислых сточных вод. Процесс очистки сточных вод достаточно продолжителен, а степень очистки от тяжелых металлов невысокая (до 60%). Кроме того, при использовании данного способа затруднен процесс управления очисткой сточных вод. The reasons that prevent obtaining the required technical result are that when using this method, operational difficulties arise due to caking and cementing of the neutralizing layer, which lead to the formation of a waterproof layer on the surface of the landfill and the occurrence of random lateral leaks of acidic wastewater. The wastewater treatment process is quite long, and the degree of purification from heavy metals is low (up to 60%). In addition, when using this method, the process of managing wastewater treatment is difficult.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - сокращение сроков биологической очистки сточных вод, жизненного цикла полигона ТБО, повышение степени очистки кислых сточных вод от тяжелых металлов за счет их нейтрализации, а также обеспечение возможности управления процессом очистки. The task to which the invention is directed is to reduce the time of biological wastewater treatment, the life cycle of a landfill, increase the degree of purification of acidic wastewater from heavy metals by neutralizing them, and also provide the ability to control the treatment process.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе очистки сточных вод полигонов твердых бытовых отходов от тяжелых металлов путем обработки сточных вод и их рециркуляции в качестве реагента для обработки используют известковое молоко - раствор Ca(OH)2. Раствор Ca(OH)2 активно перемешивают со сточными водами (фильтратом) до pH = 9,0-9,5 и распределяют по поверхности полигона твердых бытовых отходов из расчета 1-2 мм в сутки, при этой общее количество рециркулируемого фильтрата на одной секции ТБО не должно превышать 200-300 мм/год.The problem is solved due to the fact that in the known method of wastewater treatment of solid domestic waste landfills from heavy metals by treating wastewater and recycling it, lime milk is used as a processing reagent - Ca (OH) 2 solution. A solution of Ca (OH) 2 is actively mixed with wastewater (filtrate) to pH = 9.0-9.5 and distributed over the surface of the solid waste landfill at a rate of 1-2 mm per day, while the total amount of recycled filtrate in one section MSW should not exceed 200-300 mm / year.

Способ осуществляется следующим образом. Сточные воды собирают при помощи дренажной системы и отводят в специальные пруды-накопители. Одновременно с этим готовят раствор известного молока Ca(OH)2 и собранные сточные воды смешивают в смесителях с раствором Ca(OH)2 в течение 10-15 мин до pH 9,0-9,5. Необходимую pH сточной воды создают, изменяя количество Ca(OH)2 по отношению к обрабатываемому фильтрату. Обработку фильтрата раствором Ca(OH)2 ведут при атмосферном давлении и естественном воздухообмене. Далее обработанные сточные воды распределяют по поверхности полигона твердых бытовых отходов из расчета 1-2 мм в сутки, при этом общее количество рециркулируемого фильтрата на одной секции ТБО не должно превышать 200-300 мм/год. В противном случае будет происходить переувлажнение отходов, что приведет к переливам фильтрата и бесконтрольным утечкам сточных вод. В случае выделения кислого фильтрата его обработку перед рециркуляцией проводят до тех пор, пока pH фильтрата, отводимого дренажной системой, будет не ниже 7 (до перехода в метановую фазу). В случае выделения фильтрата с pH более 7,0 (когда состав фильтрата находится в метановой фазе), но содержащего высокие концентрации тяжелых металлов, рециркуляцию фильтрата, предварительно обработанного раствором известкового молока до pH = 9,0 - 9,5, проводят до максимального эффекта снижения концентрации тяжелых металлов в сточных водах отводимых дренажной системой.The method is as follows. Wastewater is collected using a drainage system and discharged into special storage ponds. At the same time, a solution of the known milk Ca (OH) 2 is prepared and the collected waste water is mixed in mixers with a solution of Ca (OH) 2 for 10-15 minutes to a pH of 9.0-9.5. The necessary pH of the wastewater is created by changing the amount of Ca (OH) 2 relative to the treated filtrate. The filtrate is treated with a solution of Ca (OH) 2 at atmospheric pressure and natural air exchange. Next, the treated wastewater is distributed over the surface of the solid waste landfill at a rate of 1-2 mm per day, while the total amount of recycled filtrate in one section of solid waste should not exceed 200-300 mm / year. Otherwise, excess waterlogging will occur, which will lead to overflow of leachate and uncontrolled leakage of wastewater. In the case of separation of acidic filtrate, its processing before recirculation is carried out until the pH of the filtrate discharged by the drainage system is not lower than 7 (before the transition to the methane phase). In the case of separation of the filtrate with a pH of more than 7.0 (when the composition of the filtrate is in the methane phase), but containing high concentrations of heavy metals, the filtrate, pre-treated with a solution of milk of lime to pH = 9.0 - 9.5, is recycled to the maximum effect reduce the concentration of heavy metals in wastewater discharged by the drainage system.

В процессе известкования основная часть ионов тяжелых металлов свяжется в нерастворимые гидроксиды по реакции:

Figure 00000001

где Me2+ - ион тяжелого метала, например, Fe2+, Mn2+, Zn2+ и т.д. Me(OH)2 - нерастворимое соединение, выпадающее в осадок.In the process of liming, the main part of heavy metal ions will bind to insoluble hydroxides by the reaction:
Figure 00000001

where Me 2+ is a heavy metal ion, for example, Fe 2+ , Mn 2+ , Zn 2+ , etc. Me (OH) 2 is an insoluble compound that precipitates.

Дальнейшая подача обработанных известковым молоком сточных вод в массу отходов, складируемых на полигоне ускоряет переход состава вытекающих сточных вод из кислотной фазы в метановую, при этом окислительно-восстановительный потенциал будет смещаться в сторону восстановительных процессов. Так сульфаты будут переходить в сульфиды по реакции:
SO4 2- +6H+ = H2S + 4OH
Концентрация тяжелых металлов в этом случае будет снижаться как за счет повышенной щелочности сточных вод, обработанных известковым молоком, так и за счет связывания их в нерастворимые сульфиды:

Figure 00000002

Figure 00000003

Кроме этого, процесс обработки сточных вод известковым молоком будет способствовать обеззараживанию стоков от патогенной микрофлоры. Особенно это важно при обработке кислого фильтрата, значительно загрязненного патогенными энеторобактериями, яйцами гельминтов и жизнеспособными цистами кишечных простейших.The further supply of waste water treated with lime milk to the waste mass stored at the landfill accelerates the transition of the composition of effluent from the acid phase to the methane phase, while the redox potential will shift towards recovery processes. So sulfates will turn into sulfides by the reaction:
SO 4 2- + 6H + = H 2 S + 4OH
In this case, the concentration of heavy metals will decrease both due to the increased alkalinity of wastewater treated with milk of lime, and due to their binding to insoluble sulfides:
Figure 00000002

Figure 00000003

In addition, the process of treating wastewater with milk of lime will contribute to the disinfection of effluents from pathogenic microflora. This is especially important when treating acidic filtrate, significantly contaminated with pathogenic enetorobacteria, helminth eggs and viable intestinal protozoa cysts.

Пример конкретного выполнения способа. An example of a specific implementation of the method.

Был проведен эксперимент на лабораторной установке, в ходе которого массу измельченных отходов подвергали многократной рециркуляции образующимися сточными водами, обработанными известковым молоком. В состав исследуемой массы ТБО входили бумажные отходы 33%, пищевые отходы 20%, отходы древесины 15% металлические отходы смешанного состава (железо, цинк, свинец и т. д. ) 3%, остальные отходы представляли из себя инертный материал (стекло, полиэтилен, резина, мелкий щебень и т.д.). Предварительно массу ТБО насытили водой до 80%-ной влажности и подвергли биодеструкции в оптимальных мезофильных условиях. Образующиеся кислые сточные воды (pH = 4,5-5,0) отводили из нижней части лабораторной установки и смешивали их с 1 % раствором известкового молока в течение 10 минут до pH = 9,0 -9,5. Контроль pH проводили с помощью лабораторного pH-метра. После этого обработанные сточные воды распределяли по поверхности исследуемых отходов из расчета 2 мм в сутки. Дополнительно на поверхность отходов подавали воду, имитирующую атмосферные осадки в количестве 2 мм в сутки. Рециркуляцию обработанного известковым молоком фильтрата проводили до снижения концентраций тяжелых металлов до предельно-допустимых значении в течение 6 месяцев. Было установлено, что предварительная обработка известковым молоком рециркулируемого фильтрата способствует снижению концентраций свинца и железа в конечном стоке уже на 60 день. Значительное снижение концентраций цинка (на 98%) наблюдалось на 100 день эксперимента. Многократная рециркуляция предварительно произвесткованного фильтрата (до pH = 9,0-9,5) привела к значительному снижению (на 70%) концентраций тяжелых металлов в дренажном фильтрате. Время стабилизации процессов разложения отходов сократилось вдвое. An experiment was conducted in a laboratory setting, during which a lot of crushed waste was subjected to repeated recycling of the resulting waste water treated with milk of lime. The composition of the investigated solid waste mass included paper waste 33%, food waste 20%, wood waste 15% mixed metal waste (iron, zinc, lead, etc.) 3%, the remaining waste was an inert material (glass, polyethylene , rubber, crushed stone, etc.). Preliminarily, the mass of solid waste was saturated with water to 80% moisture and biodegradable under optimal mesophilic conditions. The resulting acidic wastewater (pH = 4.5-5.0) was discharged from the bottom of the laboratory unit and mixed with a 1% solution of milk of lime for 10 minutes to pH = 9.0 -9.5. PH control was carried out using a laboratory pH meter. After that, the treated wastewater was distributed over the surface of the investigated waste at a rate of 2 mm per day. Additionally, water simulating precipitation in the amount of 2 mm per day was supplied to the surface of the waste. Recycling of the filtrate treated with lime milk was carried out until the concentration of heavy metals was reduced to the maximum permissible value for 6 months. It was found that preliminarily treating the recirculated filtrate with lime milk helps to reduce the concentrations of lead and iron in the final stock by 60 days. A significant decrease in zinc concentrations (by 98%) was observed on day 100 of the experiment. Repeated recycling of the pre-manufactured filtrate (to pH = 9.0–9.5) led to a significant decrease (by 70%) in the concentration of heavy metals in the drainage filtrate. The stabilization time of waste decomposition processes was halved.

Источники информации
1. Экологически чистый полигон для захоронения ТБО г. Москва. /Агентство по охране окружающей среды Дании. - М.: 1995. - 150 с.
Sources of information
1. An environmentally friendly landfill for the disposal of solid waste in Moscow. Environmental Protection Agency of Denmark. - M .: 1995. - 150 p.

2. Christensen Т. , Cossu R.. Stegmann R., Landfilling of Waste, Leachate, London and N.Y., 1992. 2. Christensen T., Cossu R. .. Stegmann R., Landfilling of Waste, Leachate, London and N.Y., 1992.

Claims (2)

1. Способ очистки сточных вод полигонов твердых бытовых отходов от тяжелых металлов путем обработки сточных вод и их рециркуляции сквозь массу отходов, отличающийся тем, что в качестве реагента для обработки сточных вод используют раствор известкового молока Ca(OH)2, который смешивают со сточными водами до pH 9,0 - 9,5, после чего обработанные сточные воды распределяют по поверхности полигона твердых бытовых отходов из расчета 1 - 2 мм в сутки, при этом общее количество рециркулируемых, предварительно обработанных известковым молоком, сточных вод твердых бытовых отходов не должно превышать 200 - 300 мм/год, обработку проводят до достижения нейтральной реакции среды сточных вод, отводимых через дренажную систему.1. The method of wastewater treatment of solid domestic waste landfills from heavy metals by treating wastewater and recycling it through the waste mass, characterized in that a solution of lime milk Ca (OH) 2 , which is mixed with wastewater, is used as a reagent for treating wastewater up to pH 9.0 - 9.5, after which the treated wastewater is distributed over the surface of the solid waste landfill at a rate of 1 - 2 mm per day, with the total amount of wastewater recycled, pre-treated with lime milk municipal solid waste should not exceed 200 - 300 mm / year, processing is carried out until a neutral reaction medium wastewater discharged through the drainage system. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае выделения фильтрата, имеющего щелочную реакцию среды, когда состав фильтрата находится в метановой фазе, но с концентрацией тяжелых металлов выше нормы ПДК, рециркуляцию фильтрата, предварительно обработанного раствором известкового молока до pH 9,0 - 9,5, проводят до максимального эффекта снижения концентрации тяжелых металлов в сточных водах, отводимых дренажной системой. 2. The method according to claim 1, characterized in that in the case of separation of the filtrate having an alkaline reaction of the medium, when the filtrate is in the methane phase, but with a concentration of heavy metals above the MAC, the recycle of the filtrate pre-treated with a solution of milk of lime to pH 9 , 0 - 9.5, carry out to the maximum effect of reducing the concentration of heavy metals in wastewater discharged by the drainage system.
RU2000100422A 2000-01-06 2000-01-06 Method of removing heavy metals from waste waters from solid domestic waste dumps RU2162059C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000100422A RU2162059C1 (en) 2000-01-06 2000-01-06 Method of removing heavy metals from waste waters from solid domestic waste dumps

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000100422A RU2162059C1 (en) 2000-01-06 2000-01-06 Method of removing heavy metals from waste waters from solid domestic waste dumps

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2162059C1 true RU2162059C1 (en) 2001-01-20

Family

ID=20229131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000100422A RU2162059C1 (en) 2000-01-06 2000-01-06 Method of removing heavy metals from waste waters from solid domestic waste dumps

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2162059C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018194534A1 (en) * 2017-04-21 2018-10-25 Николай Константинович МОНАСТЫРЕВ Method for purifying filtrates of solid waste disposal sites

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHRISTENSEN N., COSSU R., STEGMANN R. Landfilling of Waste, Leachate. London and N.Y. 1992. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018194534A1 (en) * 2017-04-21 2018-10-25 Николай Константинович МОНАСТЫРЕВ Method for purifying filtrates of solid waste disposal sites

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Semerjian et al. High-pH–magnesium coagulation–flocculation in wastewater treatment
Ahmad et al. Sustainable management of water treatment sludge through 3 ‘R’concept
Kabdaslı et al. Ammonia removal from young landfill leachate by magnesium ammonium phosphate precipitation and air stripping
Dassanayake et al. A review on alum sludge reuse with special reference to agricultural applications and future challenges
US6855256B2 (en) Hybrid chemical and biological process for decontaminating sludge from municipal sewage
US8192626B2 (en) Wastewater chemical/biological treatment method for open water discharge
Babaei et al. Combined landfill leachate treatment methods: an overview
US7967989B2 (en) Groundwater recharging wastewater disposal method
US20170190600A1 (en) Chemical treatment process of sewage water
Namasivayam et al. Recycling of ‘waste’Fe (III)/Cr (III) hydroxide for the removal of nickel from wastewater: adsorption and equilibrium studies
Haslina et al. Landfill leachate treatment methods and its potential for ammonia removal and recovery-A review
KR100566358B1 (en) Method for treating waters, soils, sediments and/or sludges
Patrick et al. Origins, mechanisms, and remedies of fluoride ions from ground and surface water: A Review
Ahn et al. Municipal sludge management and disposal in South Korea: Status and a new sustainable approach
RU2162059C1 (en) Method of removing heavy metals from waste waters from solid domestic waste dumps
Dean Ultimate disposal of waste water concentrates to the environment
JP2004089931A (en) Dephosphorization and ammonia-removal method, manufacturing method for ammonia fertilizer and manufacturing method for molten solidified matter
JP4259700B2 (en) Sludge aggregation method and water treatment method
KR20000006600A (en) Preparing method for wastewater purifying agent
KR100503632B1 (en) Method and apparatus for treating metal finishing waste which contains high nitrogen and phosphorus
KR100890605B1 (en) Microorganism media for treatment of wastewater and its manufacturing method
RU2414314C1 (en) Method to treat waste waters of recultivated refuse dumps
Shah et al. Landfill Leachate Technologies: A Review
Salami et al. Recent Advances in Landfill Leachates Treatment Technology
Middleton Advanced wastewater treatment technology in water reuse

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20131002

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190107