СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 1997 года по МПК C02F3/02 C02F3/08 

Изобретение относится к технологии очистки сточных вод ос применением физико-химических и биоадсорбционного методов и может быть использовано на предприятиях машиностроения, нефтепереработки, агропереработки, в коммунальном хозяйстве, где сточные воды содержат растворенные и тонкодиспергированные нефтепродукты, жиры, белки, ПАВ.

Известен способ окислительной биологической очистки сточных вод микроорганизмами, культивированными на поверхности частиц псевдоожиженного слоя насадки, с последующим фильтрованием через слой неподвижной загрузки (Патент СССР, N 1784035, кл. C 02 F 3/08. 1991 г.).

Окисление основной массы органических веществ осуществляется в псевдоожиженном слое насадки в аэробных или анаэробных условиях, удаление взвешенных веществ в плотном слое загрузки. В зоне псевдоожиженной насадки используется гранулированный активированный уголь (ГАУ), в неподвижном слое - кварцевый песок (В. В. Найденко, Ю.Ф. Колесов. Биоадсорбционная очистки сточных вод. /Водоснабжение и санитарная техника. 1992, N 10, с. 27-28) или ГАУ (В.Н. Швецов, К. М. Морозова. Биосорберы перспективные сооружения для глубокой очистки природных и сточных вод. /Водоснабжение и санитарная техника. 1994, N 1, с. 8-12 прототип).

Для осуществления способа используются аппараты колонного типа, псевдоожижение насадки обеспечивается восходящим потоком обрабатываемой воды при непрерывной ее циркуляции.

Недостатки способа: потери загрузки ГАУ вследствие истирания гранул, высокие энергозатраты на циркуляцию воды.

Цель изобретения: удешевление процесса при сохранении высокой степени очистки сточных вод от органических веществ, повышение эффективности очистки от взвешенных веществ.

Поставленная цель достигается тем, что сточную воду предварительно подвергают физико-химической обработке (например, флотацией или ультрафильтрацией) для удаления крупных механических включений, эмульгированных и плавающих органических веществ (жиров, масел, нефтепродуктов) и далее подают в биоадсорбер, где сточная вода проходит 2.4 ступенчатое биофильтрование через загрузку с культивированными на ее поверхности микроорганизмами. При этом вода перетекает из одной ступени в другую, контактируя с чередующимися слоями загрузки из высокопористого полимерного материала, например полиэтилена (загрузка "Поливом") и гранулированного активированного угля при линейной скорости потока 1,5-5,0 м/ч и расходе воздуха на аэрацию 5-12 м³/м³ обрабатываемой воды.

Время пребывания сточной воды в биоадсорбере 0,5-6,0 ч в зависимости от количества и состава растворенных органических веществ. Объемное соотношение загрузки "Поливом" и ГАУ 1.2:1.

В биоадсорбере по предлагаемому способу осуществляют селекционирование микрофлоры, специфической для каждой ступени биофильтрации, в соответствии с изменяющимся от ступени к ступени составом воды, что обеспечивает более глубокую ее очистку.

Регенерацию загрузки с удалением избыточного активного ила осуществляют периодически посекционно водо-воздушной промывкой при 2- кратном увеличении расхода воздуха.

Периодичность регенерации устанавливают, исходя из нагрузки по органическим веществам.

По сравнению с известным предлагаемый способ позволяет
упростить конструкцию биоадсорбера, при этом создается возможность изготовления установок блочного типа;
снизить затраты на материалы за счет частичной замены загрузки ГАУ на более дешевый "Поливом";
сократить потери ГАУ вследствие истирания гранул при непрерывном движении, снизить вынос взвешенных веществ с очищенной водой.

Обработку сточных вод проводят следующим образом.

Сточную воду молокозавода, пищеблока, нефтесодержащую сточную воду автохозяйства подвергают предварительной обработке ультрафильтрацией на ультрафильтрах БТУ 0,5/2,0 Ф1, флотацией или отстаиванием в течение 3-4 ч. Затем пропускают через 2-4 ступени биофильтрования в биоадсорбере, разделенном перегородками на несколько секций, заполненных загрузкой "Поливом" или активированным углем с размером гранул 1,5-3,5 мм. Свободный объем загрузки "Поливом" составлял 90±2% ГАУ 50.55%
Биофильтрование проводят при температуре 15-25^oC, линейной скорости потока 1,5-5,0 м/ч, расходе воздуха 5-12 л/л воды, времени пребывания обрабатываемой воды в биадсорбере 0,5-6,0 ч. Объемное соотношение загрузки "Поливом": ГАУ изменяют в пределах 0,5.3:1. Результаты обработки сточной воды различного состава приведены в табл. 1, 2.

Согласно полученным результатам при использовании в установке биоадсорбции комбинированной загрузки оптимальное соотношение загрузки "Поливом" ГАУ составляет 1.3:1, количество ступеней биофильтрования 2-4.

При увеличении объема загрузки "Поливом" (соотношение "Поливом" /ГАУ более 3) требуется более длительное время обработки сточной воды. Увеличение загрузки активированного угля (соотношение "Поливом"/ГАУ 0,5) пи сравнимых результатах по эффективности очистки приводит к сокращению межрегенерационного периода биофильтрования, особенно при обработке сточных вод пищевых производств.

При увеличении количества ступеней биофильтрования до 6 заметного изменения эффективности очистки воды не наблюдается.

Биофильтрование в оптимальном режиме сточной воды молокозавода после предварительной обработки ультрафильтрацией обеспечивает снижение значения ХПК с 0,8-1,05 г/л до 27-39,6 мг/л при времени процесса 3-4 ч.

При биофильтровании сточной воды, прошедший лишь отстой (ХПК=1,5-1,6 г/л), аналогичный результат достигается за 6 ч.

Биоокисление нефтепродуктов при концентрации их в сточной воде в пределах растворимости (15-24 мг/л) до остаточного содержания 0,3-0,5 мг/л проходит за 30 мин. При увеличении времени процесса до 60 мин концентрация нефтепродуктов в очищенной воде не превышает 0,1 мг/л.

Содержание в очищенной воде взвешенных веществ составляет 3-25 мг/л.

Время установления устойчивого режима работы биоадсорбера 14-28 сут.

Использование: биоадсорбционная очистка сточных вод от растворенных и тонкодиспергированных органических веществ нефтепродуктов, жиров, белков, ПАВ. Сущность способа: обработку сточной воды проводят 2-4 -ступенчатым фильтрованием через слои загрузки, на которые нанесен активный ил. Слои загрузки выполнены из активированного угля и пористого полимерного материала "Поливом". Они чередуются между собой в объемном соотношении 1:(1-3). Общее время пребывания обрабатываемой воды в биоадсорбере 0,5-6,0 ч. Воду предварительно можно подвергнуть физико-химической обработке ультрафильтрацией через полупроницаемые мембраны или флотацией. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ окислительной биоадсорбционной очистки сточных вод, содержащих растворенные и тонкодиспергированные органические вещества, включающий обработку активным илом, культивированным на загрузке, с непрерывным отводом очищенной воды, регенерацию загрузки и удаление избыточного активного ила, отличающийся тем, что обработку сточной воды проводят 2 4-ступенчатым биофильтрованием через чередующиеся слои загрузки, выполненные из активированного угля и пористого полимерного материала "Поливом", взятых в объемном соотношении 1 1 3 при общем времени пребывания в биоадсорбере 0,5 6,0 ч. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сточную воду предварительно подвергают физико-химической обработке, например ультрафильтрацией через полупроницаемые мембраны или флотацией известными приемами.