Способ очистки сточных вод и устройство для его осуществления Советский патент 1983 года по МПК C02F9/04 C02F7/00 C02F1/52 C02F9/04 C02F9/04 C02F101/30 C02F103/02 

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод и может найти применение в народном хозяйстве при очистке бытовых и промышленных стоков.

Известен способ очистки сточных вод, заключающийся в обработке их минеральными коагулянтами и отстаивании, фильтровании через песчаный фильтр, насыщении кислородом воздуха и фильтровании через пористую загрузку Cl.

Однако данный способ трудоемок, так как дополнительно содержит операцию фильтрования через песок.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к пред,лагаемому является способ очистки сточных вод путем отстаивания, аэрирования воздухом и фильтрования через пористую загрузку с периодической ее промывкой f 2.

К недостаткам указанного способа относится низкая степень очистки.от органических загрязнений, обусловленная возможностью появления анаэробных зон в нижних слоях фильтрующей . загрузки, а также частые обратные промывки 1-2 раза в сутки), приводящие к смыву с зерен загрузки микроорганизмов, ответственных за биологическую очистку.

Известна установка для очистки сточных вод, содержащая корпус с пористой загрузкой, трубопроводы для подачи и отвода обрабатываемой и промывной воды и устройство подачи и распределения воздуха f2.

Указанная установка не обеспе10чивает весь объем фильтрующей загрузки необходимым количеством раствог ренного кислорода, так как насыщению воздухом подвергается только верхний надзагрузочный слой воды.

15 При этом в нижних слоях загрузки могут появиться анаэробные зоны. Образование на поверхности фильтрующей загрузки плотного слоя осадка привс дит к быстрому возрастанию потери

20 напора и частым обратным промывкам загрузки, ьсе это приводит к сниженчю степени очистки.

Цель изобретения - .повышение степени очистки.

25

Указанная цель достигается тем, что согласно способу очистки сточных вод путем отстаивания, аэрирования . воздухом и фильтрования через пористую загрузку с периодической ее про30мывкой аэрирование и фильтрование осуществляют одновременно, при этом подачу сточных вод и воздуха осуществляют в противотоке. Предпочтительно воздух подают в количестве, обеспечивающем содержание растворенного кислорода в фильтрате 0,5 - 2,0 мг/л. В устройстве для осуществления способа очистки сточных вод, содерж щем jcopnyc, пористую загрузку,трубо проводы для подачи и отвода обрабатываемой и промывной воды и устройство для подачи и распределения воздуха, устройство для подачи и распределения воздуха расположено в пористой загрузке, соотношение высо слоев которой над и под устройством подачи и .распределения воздуха находится в пределах li;l-l,. Способ осуществляют следующим образом. Сточную воду после решеток и пес коловок подвергают отстаиванию в те чение 1,5-2,0 ч. При высокой концентрации загрязнений в сточную вод перед отстаиванием возможно введение минерального коагулянта. Затем отстоенную воду фильтруют со скоростью 1-5 м/ч через пористую загрузку крупностью 3-10 мм. В качест ве пористой загрузки могут быть использованы такие материалы, частицы которых имеют шероховатую поверхность , а также открытые микропо ры, способствующие частичному сохра нению микроорганизмов в загрузке по ле обратной промывки фильтра, что приводит к быстрому восстановлению окислительной мощности фильтра. К таким материалам относятся различны шлаки, горелые и вулканические поро ды, а также керамзит, шунгизит, активные угли и т.д. Насыщение сточной воды кислородо воздуха производят одновременно с фильтрованием, вводя воздух в толщу пористой загрузки, при этом подачу сточной воды и воздуха осуществляют Б противотоке. Введение воздуха в загрузку в пр тивоток к сточной воде увеличивает массоперенос кислорода из воздуха в воду, что приводит к повышению ст пени аэробности в пористой загрузке Концентрация растворенного кислорода в теле фильтра колеблется от 7-8 мг/л, что близко к пределу насы щения при 15-200-с, до 1 мг/л в нижних слоях фильтрующей загрузки. При таких концентрациях растворенного кислорода в сточной воде на поверхности и в межзерновом пространстве пористой загрузки развиваются облигатные и строго аэробные микроорганизмы, ведущие глубокое окисление органических загрязнений, в том чис ле и трудноокисляемых, при малом пр росте биомассы. Движение воды в толще пористой загрузки в процессе фильтрования способствует оттоку от микроорганизмов продуктов метаболизма, образующихся в процессе их жизнедеятельности, а также обеспечивает постоянное снабжение, микроорганизмов питательным- субстратом и растворенным кислородом, т.е. создает благоприятные условия для жизнедеятельности микроорганизмов. Избыток биомассы удаляется из загрузки при обратной промывке. I Введение воздуха в загрузку способствует также разрыхлению ее, а это в своюочередь приводит к увеличению продолжительности фильтроцикла (промежуток времени между промывками. Увеличение продолжительности фильтроцикла способствует накапливанию в фильтрующей загрузке биомассы, а следовательно, и повышению степени очистки. Крупность пористой загрузки должна бы.ть 2-10 мм.При крупности менее 2 мм происходит возрастание потери напора, приводящее к частой обратной промывке фильтра. При крупности более 10 мм снижается задерживающая способность загрузки по отношению к взвешенным веществам и биомассе, что в конечном счете приводит к ухудшению качества очищенной воды. Аэрацию пористой загрузки производят с расходом воздуха, обеспечивающим содержание растворенного кислорода в фильтрованной воде 0,5 2,0 мг/л. При концентрации растворенного кислороДа в воде на выходе из фильтра менее 0,5 мг/л биологическое окисление органических загрязнений происходит недостаточно полно, степень очистки снижается. Поддержание концентрации растворенного кислорода в фильтрованной воде свыше 2 мг/л нецелесообразно по экономическим соображениям. Пример 1. Городскую сточную воду, имеющую ВПКд- 120 мг/л, ХПК 320 мг/л, содержание взвешенных веществ 135 мг/л, отстаивают в течение 2,0 ч и фильтруют через шлак крупностью 3-5 мм со скоростью 1,5 м/ч. Аэрацию пористой загрузки . производят с расходом воздуха воды, что обеспечивает содержание растворенного Кислорода в воде на выходе из фильтра 0,7 мг/л. Пористую загрузку подвергают обратной промывке 2 раза в неделю. Очистку воды указанным способом производят в течение 4 нед. Очищенная вода имеет ВПК- 15 мг/л, ХПК 60 мг/л, взвешенных веществ 10-мг/л. Пример 2. Городскую сточную воду, имеющую ВПКд 250 мг/л, ХПК 500 мг/л, содержание взвешенных веществ 265 мг/л, подвергают обработк хлорным железом (60 мг/л по ) и полиакриламидом (1,5 мг/л), отста вают в течение 1,5 ч и фильтруют со скоростью 3,0 м/ч через пористую .за грузку ( керамзит) круНностью 5-7 мм Аэрацию пористой загрузки производя с расходом воздуха 3 , что обеспечивает содержание растворенного кислорода в воде на выходе из фильтра 1 мг/л. Пористую загрузку подвергают обратной промывке 1 раз в 5 дн. Очистку воды указанным спос бом производят в течение 2 нед. Очи щенная вода имеет БПКр- 10 мг/л, ХПК .50 мг/л, взвешенных веществ 12 мг/л. В таблице приведены сравнительные данные, полученные при очистке воды по известному и пр.едлагаемому способам при. скорости фильтрования 3 м/ч7 и количестве подаваемого воздуха (.3 м Vм oчищaeмoй воды) с использованием в качестве пористой загрузки керамзита дробленого .крупностью 3-7 мм. На чертеже показано предлагаемое устройство. Устройство содержит корпус 1, за полненный фильтрующей пористой.загрузкой 2 и подстилающим слоем 3 гравия, подающий.насос 4, запорный вентиль 5, трубопровод 6 и распреде лительную воронку 7, устройство 8 дл подачи и распределения воздуха, трубопроводы 9 для отвода фильтрованной и подачи прО№лвной воды запорный вентиль 10, карман 11 для отвода пррмывной воды, оборудованны отводящим трубопроводом и запорным вентилем 12. Устройство работает следующим образом. Сточную воду, подающим насосом 4 при открытом запорном вентиле 5 по трубопроводу 6 подают в распределительную воронку 7 и затем в фильтрующую загрузку 2, помещенную в кор- : пус 1. Одновременно с этим с помощью устройства 8 в пористую загрузку 2 подают сжатый воздух. Соотношение аэрируемой и неаэрируемой выСот слоев составляет 1:1-1,4:1. Уменьшение высоты неаэрируемого слоя загрузки по сравнению .с принятым соотношением . 1:1 приводит к увеличению выноса взвешенных веществ. Увеличение высоты аэрируемого слоя загрузки по сравнению с принятым соотношением 1,4:1 нецелесообразно по экономичёсКИМ соображениям из-за увеличения капитальных и эксплуатационных ; затрат. Биологически очищенную в аэрированном слое загрузки воду фильтруют через нижний неаэрируемый слой пористой загрузки. Фильтрованную воду после прохождения через подстилающий слой 3 гравия собирают в трубчатой системе отвода 9 и при открытом вентиле 10 отводят из фильтра. Регенерацию пористой загрузки 2 производят обратной водяной промывкой, осуществляемой при закрытом вентиле 5 и открытых вентилях 10 и 1.2. ; При этом подачу воздуха не прекращают. Загрязненную промывную воду уда ляют через отводной водослив 11 для отвода промывной воды и по трубопроводу с открытым вентилем 12 направляют в голову сооружений. Предлагаемое изобретение позволяет сократить объем соору:ясения за счет увеличения скорости фильтрования при равном эффекте очистки а также увеличить продолжительность фильтре- цикла, т.е. сократить расход промывной воды и энергозатраты на промывку. Экономический эффект дпя- станции производительностью 25 тыс.мусут составляет 48,2 тыс.руб. в год. Формула изобретения . 1.Способ очистки сточ.ных вод путём отстаивания, аэрирования воздухом и фитГьтрования через пористую загрузку с периодической ее промывкой, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очист-. ки, аэрирования и фильтрование осуществляют одновременно, при этом подачу сточных вод и воздуха осуществляют в противотоке. 2.Способ по п. 1, о т л и .- чающийся тем, что воздух подают в количестве, обеспечивающем

содержание растворенного кислорода в фильтре 0,5 - 2,0 мг/л.

3. Устройство для очистки сточных вод, содержащее корпус с пористой загрузкой трубопроводы для подачи и отвода обрабатываемой и промывочной воды и устройство подачи и распределения воздуха, о т л и чающееся тем, что устройство подачи и распределения воздуха расположено fe пористой загрузке.

при этом соотношение высот слоев пористой загрузки над и под устройством подачи и распределения воздуха равно 1:1-1,4:1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 590265, кл. С 02F 3/26, 1976.

2.Патент Франции № 2161240, кл. С 02 С 5/00, 1974.