Способ обеззараживания сточных вод Советский патент 1983 года по МПК C02F1/76 C02F1/72 C02F1/76 C02F101/00 C02F103/06 

s

SD

X)

at)

о Изобретение относится к очистке сточных вод и касается непосредст-г венно вопросов обеззараживания сто ных вод от pasлиqныx микроорганизмов. Известен способ обеззараживания бытовых вод, включающий механическут очистку и биологическую в иску ственно создаваемых условиях 1. Этот способ позволяет уменьшить число бактерий в очищаемой воде всего на 1-5%. Если учесть, что в 1.см сточной жидкости содержится до 10 млн и больше бактерий, то ос тавшиеся 1-5% бактерий после наиболее совершенной очистки сточных вод. составляют в сбрасываемой в во доем воде в 1 см до 500000 и более бактерий, причем среди них может быть значительное количество патогенных микроорганизмов. Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является спйсоб обеззараживания сточных вод посредством хлорирования. При обеззараживании по этому способу обычно применяют газообразный хлор, гипохлорит, а также соединения хлора, получаемые в результате электрохимической реакции при электролизе раст вора солей хлора. При этом основным технолог-ческим требованием является то, чтобы в обеззараженной воде остаточное содержание хлора было не менее 1,5 гт/л. При столь высокой остаточной дозе хлора санитарный эффект обеззараживания составляет всегда практически 100%. Оценку степени санитарной обработки сточных вод производят по Coli-индексу. Кроме того, в практике-очис ки сточных вод принято определять и общее число сапрофитных бактерий Г 21. Недостаток способа состоит в том что бактерицидный эффект хлора в зн чительной степени зависит от началь ной его дозы и продолжительности контакта с водой, в течение которог хлор непосредственно действует на бактериальную клетку путем соединения с веществами, входящими в ее протоплазму. В результате для полно го обеззараживания необходимо приме нять или большие дозы хлора, или. проводить процесс . более длительное время, увеличивая тем самыг объем очистных сооружений. Замечено, что бактерии при Предостаточном времени контакта послесброса в водоем оживают. Кроме того, оказывается, что вирусы очень устойчивы по отношению к дезинфицирующим веществам.. Так, для обеззараживания от энтеровирусов требуется в 10. раз больше дозы хлора, чем при дезинфекции по отношению к кишечной палочке. Все это вместе взятое, уменьшает эффект очистки и увеличивает затраты на процесс. Целью изобретения является повышение степени обеззаре-кивания и снижение расхода хлора. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обеззараживания сточных вод хлорированием, сточные ВОДЬ предварительно аэрируют воздухом или озоно-воздушной смесью под давлением с последукхцей декомпрессией в течение 0,5-2 мин. Кроме того, сточные воды аэрируют под давлением 6-10 атм, а воздух или озоно-воздушную смесь подают в количестве 2-5% от объема сточных вод. Предложенный способ основывается на так называемом кессонном эффекте, заключающемся в тем, что микроорганизмы, находящиеся под давлением более б атм и наевшиеся, при резкой декомпресии разрываются собственным внутренним повышенным давлением. Этот эффект обнаружен и проверен экспериментально. Режимы операций при этом выбраны из следующих соображений. Величина давления в атмосферах .определяет границу, ниже которой эффекх уничтожения микроорганизмов уменьшается. Подача воздуха или озоно-воздушной: смеси в количестве 2-5% от объема связана с тем, что при объема менее 2% не происходит наедания всей группы микроорганизмов, т.е снижается эффект очистки, а повьоиение свы- i ше 5% просто не рентабельно, так как. насыщение уже произошло. Время декомпресии 0,5-2 мин обусловлено следующими причинами: нижняя граница 0,5 мин определяется повьпиением стоимости очистки - трудностью обеспечения декомпрессии, верхняя граница 2 мин - связана с уменьшением эффекта, т.е. выживанием части микроорганизмов . На фиг. 1 дан пример реализации способа при глубинной аэрации} на фиг. 2 - вариант наземной очистки, Установка включает глубинную насосную станцию 1, приемный резервуар 2 насосной станции, машинный зал 3 насосной станции, подводящий соллектор 4, отводящий коллектор 5, секцию насосных агрегатов 6, трубопровод 7 подъема воды, приемную емкость 8, трубопровод 9 подвода возуха, воздуходувку 10, вентиль 11, тметку 12, ввода аэрационного потока, подводящий трубопровод 13, приемный резервуар 14, отводящий труборовод 15, компрессионный насос 16, бак 17 повышенного давления, выходную емкость 18, воздуходувку 19, вентили 20 и 21.

Способ осуществл :ют следующим образом.

В сточные воды вводят хлор в газообразном виде или гипохлорит, иногда вводят соединения хлора, получаемые в результате электролиза раствора солей хлора. При этом контроль обеззараживания по количеству остаточного хлора на выпуске. Учитывая требования - 1,5 мг/л хлора в выпускаемой воде, по нормам СниП выбирают расчетную дозу хлора в прототипе для сточной воды, проходящей только механическую очистку 10 мл/л, после непслнсй биологической очистки - 5 мг/л, а пои гплной 3 мг/л. Однако предложенный способ позволяет снизить количество подаваемого хлора на 30%, т.е. подавать соответственно 7 мг/л, 3,5 мг/л и 2,1 мг/л. Это достигается тем, что сточную воду предварительно подвергают воздействию повышенного давления, аэрированию при повышенном дав лении и последующей декомпрессии. Причем для создания повышенного давления возможны два варианта. Первый при использовании способа при глубинном залегании канализационной подводящей сети в условиях больших городов. Согласно этому варианту повышенное давление создаютjестественным гидростатическим давлением - напором при расположении нижней отметки насосной станции на глубине 60-70 м. Согласно второму варианту при очистке сравнительно небольших объемов сточных вод, не более 100000 , повышенное давление создают в баке повышенного давления, в качестве которого может быть использован сатуратор ; Следует помнить, что давление должно быть не менее 6 атм. Это необходимо для получения максимального эффекта. Далее под этим давление.vi сточные воды насыщают воздухом или озоном из расчета 2-5% на весь объем жидкости. Этот режим получен экспериментально и соответствует оптимальному наеданию микроорганизмов. Подачу воздуха или озоновоздушной смеси осуществляют в обоих вариантах с помощью воздуходувок 10 или 19. Подача озоно-воздушной смеси объясняется тем, что он имеет дополнительный обеззараживающий эффект , по сравнению с хлором по отношению к ряду микроорганизмов. Применение его определяется путем предварительного Анализа сточных вод на зараженность. После аэрирования сточную воду подвергают декомпрессии. Ее осуществляют согласно первому варианту, за счет подъема воды насосами секции насосных агрегатов 6 с отметки 6070 м до уровня земли. Согласно другому вар ангу декомпрессию производят естественным путем. Время декомпрессии должно быть равно 0,5-2 мин, для того чтобы не производить лишних затрат и осуществить оптимальные условия очистки. Описанные операции позволяют в среднем на 30% сниз: ть содержание микроорганизмов в очищенной воде за счёт их разрыва под-действием ссбственного повышенного внутреннего давления.

Пример 1. Заглубленная отметка 12 находится на глубине

(-44,3 м), подъем воды производят, секцией 6 насосных агрегатов на отметку 16 м, т.е. имеется перепад Давлений, равный 6,3 атм. Расход

5 сточной воды равен 16 м /с. Контроль процесса обеззараживания сточных вод осуществляют по содержанию Со П. Лабораторные анализы показывают, что в приемном резервуаре 2 насосной станции СоП-индекс составляет порядка 57-10. В процессе обеззараживания подают воздух из расчета 3% на объем сггрчной. жидкости, т.е. 0,48 . Со1 f-индекс снижается до

5 38-10, т.е. 37%. Это дает возможность вместо дозы 2 мг/л подать только 1,89 мг/л хлора, т.е. экономить порядка 17,76 т хлора в секунду. Дальнейшую очистку произвог.ят при подаче 1,89 мг/л. Уровень хлора

0 на выходе после очистки равен 1,54 мг/л, что говорит о допустимой концентрации и хорошей очистке. Действительно, проведенные лабораторные анализы показывают, что бактерии

5 кишечной палочки практически отсутствуют

Пример 2. Обеззараживанию подвергают сточную воду согласно второму варианту. Для этого из общего потока после механической очистки в бак 17 повышенного давления, в качестве которого использован сатуратор, имеющий объем 254 м, подводят 2 MVc воды.. Перед обез5 эараживанием давлением измеряют

СоП-индекс и количество сапрофитных бактерий. Индекс составляет порядка 5410, сапрофитные бактериипорядка 460000. В баке 17 создают

j давление 6,5 атм. и подают озон с помощью воздуходувки 19 через вентиль 20 и насос 16. Объем подаваемого озона равен 5,25и м т.е. 2,5% от объема сточной жидкости. Деком.- прёссию производят естественным путем с ПОМОЩ1ЦО клапана 21, который. .открывают и воду сбрасывают в открытуто емкость 18. Измерения Со11-индекса показывают величину порядка , т.е. очистку сточной воды .от кишечной палочки на 31%. Анализ воды на., сапрофитные бактерии также показывает, что их содержание снижается до 300000. В результате хлорирования выбрано не 10 мг/л хлора,

5 как требует СНиП, а всего 6,9 мг/л..

Остаточное содержание хлора на выпуске составляет 1,7 мг/л, что говорит о несколько завышенной доЭе хлора. Кишечная палочка практически уничтожена.

Наличие новых операций и режимное их выполнение выгодно отличает тшьдлагаемое изобретение от прототипа и позволяет получить следующие преимущества: повысить эффективность очистки и снизить затраты. При этом, например, только за счет экономии хлора на станции при объеме сточных вод 1,5 млн/м сточных вод в сут удается получить экономический эффект, равный 41,883 тыс. руб. в год.

1. СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ЮД, хлорированием, отличающийся тем, что, с целью повышения степени обеззараживания и снижения расхода хлора, сточные воды предварительно аэрируют воздухом или озоно-воздушной смесью под давлением с последу:оие Й декомпрессией в течение 0,5-2 мин. 2. Способ по п. 1, отличают и и с я тем, что сточные воды аэрируют под давлением 6-10 атм, а воздух или озоно-воздушную смесь подают в количестве 2-5% от объема сточных вод. (Л с