Способ биохимической очистки сточных вод Советский патент 1987 года по МПК C02F3/02 

Изобретение относится к способам биохимической очистки сточных вод и может быть использовано для очистки (Городских и производственных сточных .вод.

Цель изобретения - повьпиение степени очистки и ускорение процесса в целом и процесса нитрификации аммонийного азота при обеспечении высокой степени очистки сточных вод от- взвешенных веществ,

Добавление в биохимически очищенную воду регенерированного активного ила в количестве более 400 мг/л недопустимо вследствие резкого повьше- ния при этом выноса взвешенных веществ с осветленной водой при ее фильтрации через взвешенный слой активного ила. Добавление регенериро-.ч ванного активного ила в количестве менее 20 мг/л также недопустимо из- за неограниченного возрастания продолжительности пребывания активного ила в анаэробных условиях, приводящих к резкому повышению выноса взвешенных веществ с осветленной водой при ее фильтрации через взвешенный слой активного ила.

Способ биохимической очистки сточных вод осуществляется следующим образом.

Сточную воду смешивают с ред ене- рированным возвратным активным илом и направляют в аэротенк, куда подают воздух для аэрации иловой смеси. Дозу активного ила в аэротенке поддерживают в пределах 1-6 г/л. Из аэротенка иловую смесь подают в гравитационный илоотделитель, вьшолнен- ный в виде отстойника с устройством для плавного перемешивания и с тонкослойными полочными блоками, где осуществляют отделение возвратного активного ила от биохимически очищенной воды. Продолжительность разделения иловой смеси зависит от дозы и илового индекса активного ила в аэротенке и составляет 0,25-0,75, Возвратный активный ил после илоотделителя подают в регенератор, а биохимически очищенную воду с концентрацией активного Ила до 30 мг/л подают в окси- генератор, где путем диспергирования воздуха или технического кислорода доводят концентрацию растворенного в воде кислорода до 8-10 мг/л, затем в газоотделителе отделяют из насьш;ен- ной кислородом воды пузьфьки газов и

5

5

0

добавляют в sTy воду регенерированньй возвратный активный ил в количестве 20-400 мг/л. Насыщенную кислородом воду с оптимальной концентрацией активного ила 50-430 мг/л направляют в осветлитель, где ее фильтруют через взвешенный слой активного ила, сформированньш из регенерированного активного ила, на 40-90%, Из осветлителя со взвешенным слоем отводят осветленную очищенную воду, избыточ- Hbrii активньп ил отводят на последующую обработку из взвешенного слоя через осадкоуплотнитель.

При равной скорости фильтрации вынос взвешенньпс веществ из осветлителя значительно ниже при подаче во взвешенный слой биохимически очищенной воды, содержащей регенерированный активный ил по сравнению с активным илом, выходящим из аэротенка и уже исчерпавшим свою биосорб- ционную способность. Обеспечение одинакового выноса взвешенных веществ в осветленной очищенной воде возможно при концентрации регенерированного активного ила в 1,4-1,6 раза больше концентрации нерегенерированного активного ила. Поэтому в биохимически очищенную воду, имеющую после илоотделения до 30 мг/л нереге-i нерированного активного ила, возможно добавление регенерированного активного ила с восстановленной био- сорбционной способностью и развившимися нитрифицирующими микроорганизмами, позволяющего при наличии зала- сов растворенного кислорода дополнительно с очисткой в аэротенках снизить концентрацию органических углерод содержаш;их веществ в очищенной воде и ускорить в ней процессы нитрификации аммонийного азота без увеличения при этом вьшоса взвешенных веществ.

Исходя из обеспечения выноса взвешенных веществ, как на скорых пес чаных фильтрах не более 3,0-5,0 мг/л, концентрация активного ила в очищенной воде, подаваемой на осветление, не должна превьш1ать 430 мг/л, что с учетом выноса 30 мг/л активного ила из илоотделителя дает максималь- g но допустимую добавку регенерированного активного ила 400 мг/л. Создание запаса растворенного кислорода непосредственным насьш1ением смеси очищенной воды и регенерированного

5

0

5

0

активного ила приводит к прилипанию пузырьков воздуха к хлопкам активного ила, неустраняемому при последующем воздухоотделении, что вызывает затем флотацию хлопков активного ила из взвешенного слоя и повышенный вынос взвешенных веществ с осветленной очищенной водой. Поэтому биохимически очищенную воду насыщают кислородом с последующим отделением из нее пузырьков нерастворенных газов перед добавлением к ней регенерированного активного ила. Средняя продолжительность пребывания активного ила во взвешенном слое зависит от концентрации ипа в поступающей воде и при прочих равных условиях, увеличивается с 2-4 ч при концентрации ила 460 мг/л до 20-30 ч. при 40 мг/л.

Учитывая, что предельная концентрация растворенного кислорода ограничивается температурой воды, состави тем самым ускорить в нем ход оки лительных процессов.

Пример 1. Расход сточной воды 100000 , величины БПК. 200 мг/л и ХПК 350 мг/л. Доза акти ного ила в аэротенке составляет 3 г/л. Аэротенк и регенератор рассчитывают на полную очистку до БПК

10 15 мг/л, их рабочий объем равен 20000 м. Продолжительность илоотд ления до концентрации активного ил в биохимически очищенной воде до 30 мг/л 0,5 и продолжительность на

15 сыщения кислородом, осуществляемо путем диспергирования сдатого возд ха, 0,1 ч и газоотделения 0,02 ч. В насьщ1енную кислородом воду добав ляют 20 мг/л регенерированного во

20 вратного активного ила и направляю ее в осветлитель с взвешенным сло активного ила, где ее фильтруют с восходящей скоростью 1,2 мм/с.

П р и м е р 2. Способ осуществл

ляя 8- О мг/л для интервала темпера- 25 ют для исходных данных примера 1.

тур сточной воды 25-15 С, следует также ограничить среднюю продолжительность пребывания ила во взвешенном слое, которая не должна превышать 12 ч, во избежание образования 30 выноса взвешенньк веществ. Минимально допустимая концентрация ила в воде, поступающей во взвешенный слой активного ила, не должна быть менее

Аэротенк и регенератор рассчитываю на неполную очистку до БПК 25 мг/л, их рабочий объем равен 15000 м. Доза активного ила в аэр тенке и продолжительность илоотдел ния в илоотделителе аналогичны при ру 1. Продолжительность насыщения лородом, осуществляемого путем дис пергирования технического кислород 0,1 ч и газоотделения 0,02 ч. В на сьш1енную кислородом воду добавляют 400 мг/л смеси регенерированного в вратного активного ила и регенерир ванного путем диспергирования техн ческого кислорода активного ила из взвешенного слоя. В осветлителе с взвешенным слоем активного ила нас щенную кислородом воду фильтруют с восходящей скоростью 1,0 мм/с.

50 мг/л, что с учетом выноса 30 мг/л активного ила из илоотделителя дает минимально допустимую добавку регенерированного активного ила 20 мг/л. Продолжительность пребывания активного ила во взвешенном слое 2-12 ч обеспечивает окисление сорбированных регенерированным активным илом органических углеродсодержащих веществ с последующим широким развитием в нем нитрифицирующих микроорганизмов, осуществляющих процессы нитрификации аммонийного азота. При наличии в сточной воде биологически трудноокисляе- Miix веществ, ингибирующих биохимические процессы, очищенную воду перед насьщением кислородом или совместно с ней следует азонировать для ускорения биохимического окисления продуктов распада этих веществ во взвешенном слое. Насыщение кислородом очищенной воды техническим кислородом позволяет повысить концентрацию растворенного кислорода в воде, улучшить кислородный режим во взвешенном слое

и тем самым ускорить в нем ход окислительных процессов.

Пример 1. Расход сточной воды 100000 , величины БПК. 200 мг/л и ХПК 350 мг/л. Доза активного ила в аэротенке составляет 3 г/л. Аэротенк и регенератор рассчитывают на полную очистку до БПК.

15 мг/л, их рабочий объем равен 20000 м. Продолжительность илоотде- ления до концентрации активного ила в биохимически очищенной воде до 30 мг/л 0,5 и продолжительность насыщения кислородом, осуществляемого путем диспергирования сдатого возду- ха, 0,1 ч и газоотделения 0,02 ч. В насьщ1енную кислородом воду добавляют 20 мг/л регенерированного возвратного активного ила и направляют ее в осветлитель с взвешенным слоем активного ила, где ее фильтруют с восходящей скоростью 1,2 мм/с.

П р и м е р 2. Способ осуществля0

5

0

5

Q

5

Аэротенк и регенератор рассчитывают на неполную очистку до БПК 25 мг/л, их рабочий объем равен 15000 м. Доза активного ила в аэротенке и продолжительность илоотделе- ния в илоотделителе аналогичны примеру 1. Продолжительность насыщения кислородом, осуществляемого путем диспергирования технического кислорода, 0,1 ч и газоотделения 0,02 ч. В на- сьш1енную кислородом воду добавляют 400 мг/л смеси регенерированного возвратного активного ила и регенерированного путем диспергирования технического кислорода активного ила из взвешенного слоя. В осветлителе с взвешенным слоем активного ила насыщенную кислородом воду фильтруют с восходящей скоростью 1,0 мм/с.

П р и м е р 3. Расход сточной воды 100000 , величина БПК 400 мг/л и ХПК 700 мг/л. Доза активного ила в аэротенке составляет 6 г/л. Аэротенк и регенератор рассчитывают на полную очистку по ВПК у 15 мг/л, их рабочий объем равен 30000 м. Продолжительность илоотделения до концентрации активного ила в биохимически очищенной воде до 30 мг/л 0,7 ч, озонирования и насыщения кислородом путем диспергирования озоновоздушной смеси при избыточном давлении 0,1 ч и газоотделения при атмосферном давлении 0,02 ч. В насыщенную кислородом воду добавляют 100 мг/л регенерированного возвратного активного ила и направляют ее в осветлитель с взвешенным слоем активного ила, где ее фильтруют с восходящей скоростью 1,2 мм/с.

П р и м е р 4. Способ осуществляют для исходных данных примера 3, Аэротенк и регенератор рассчитывают Q на неполную очистку до ВПК у 25 мг/л, их рабочий объем равен 20000 м . Доза активного ила в аэротенке и продолжительность илоотделения в илоот- делителе аналогичны примеру 3, Про- 15 должительность насыщения кислородом, осуществляемого путем диспергирования технического кислорода при избыточном давлении 0,1 ч и газоотделе- нйя при атмосферном давлении 0,02 ч. 2о В насьпценную кислородом воду добавляют 400 мг/л регенерированного пут тем диспергирования технического кислорода активно-го ила из взвешенного слоя. В осветлителе с взвешен- 25 ным слоем активного ила насыщенную кислородом воду фильтруют с восходящей скоростью 1,0 м/с.

Показатели, характеризующие эфективность предлагаемого способа . зо иохимической очистки сточных вод в Сравнении с известным, способом (остаочное содержание загрязнений р осветленной очищенной воде и объемы сооружений биохимической очистки ; сведены в таблицу. При равном общем бъеме сооружений биохимической очистки степень очистки по ВПК5 в 2-4 раза, по ХПК в 1,4-1,8 раза и о нитратам в 3 раза в предлагаемом способе выше, чем в известном (приеры 1 и 3).

.

При обеспечении одинаковых показателей степени очистки по BnKj, ХПК и g нитритам предлагаемый способ биохимической очистки позволяет по сравнению с известным уменьшить общий

35

40

объем сооружений биохимической очист- ,ки на 20-30% (примеры 2 и 4).

Таким образом, применение предлагаемого способа биохимической очистки сточных вод обеспечивает повышение степени и ускорение очистки сточных вод по органическим углерод- содержащим веществам, оцениваемых показателями ВПК и ХПК, и ускорение процессов нитрификации аммонийного азота при обеспечении высокой степени очистки сточной воды от взвешенных веществ.

Формула изобретения

1.Способ биохимической очистки сточных вод, включающий аэрацию сточных вод с активным илом, илоотделе- ние и регенера1;ию возвратного активного ила с последующим осветлением биохимически очищенной воды путем фильтрации через слой взвешенного активного ила, отличающий- с я тем, что, с целью повьш1ения степени очистки и ускорения процесса в целом и процесса нитрификации аммонийного азота при обеспечении высокой степени очистки сточных вод от взвешенных веществ, после илоотделения перед подачей биохимически очищенной воды на осветление ее обрабатывают окислителем, насыщают кислородом, удаляют пузырьки газа и добавляют регенерированный активный ил в количестве 20-400 мг/л.

2.Способ по п.1, о т л и ч а ю -. щ и и с я тем, что в качестве окислителя используют озон, который вводят в биохимически очищенную воду перед или совместно с насьпцением кислородом.

3.Способ по пп,-3, отличающий ся тем, что после илоотделения биохимически очищенную воду окисляют и насыщают кислородом при избыточном давлении.

I20000

215000

Известный20000

330000 «20000

Известный30000

2500 2500

3000 3500 3500

4000

500 500

500 500

5500 28500 2,6 3,3 64,0 11,0 6,4 1,6 12,2 6000 24500 2,8 12,0 33,0 17,0 12,0 1,4 5,0

5500 28500 3,0 5500 39500 2,9 6000 30000 3,1

13,0 93,0 ,18,0 14,0 1,5 4,0

5,2 74,0 14,1 5,-4 1,9 17,5

11,0 120,0 17,1 12,7 1,8 9,1

5500 39500 3,012,2 128,0 2-1,0 20,2 1,8 5,8

Составитель Г.Лебедева Редактор Н.Бобкова Техред И.Попович Корректор М.Шароши

Заказ 5937/20Тираж 851Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

13,0 93,0 ,18,0 14,0 1,5 4,0

5,2 74,0 14,1 5,-4 1,9 17,5

11,0 120,0 17,1 12,7 1,8 9,1

Изобретение относится к способам биозйнмической очистки сточных вод и может быть использовано для очистки городских и производственных сточных вод. Целью изобретения является повышение степени очистки и ускорение процесса в целом и процесса нитрификации аммонийного азота при обеспечении высокой степени очистки. Согласно способу биохимической очистки сточных вод, включающему аэрацию сточньтх вод с активным илом, илоотделение и регенерацию возвратного активного ила с последующим осветлением биохимически очищенной воды путем фильтрации через слой взвешенного активного ила, после илоотделе- ния, перед подачей биохимически очищенной воды на осветление, ее обрабатывают окислителем, насыщают кислородом, удаляют пузырьки газа и добавляют регенерированньп активный ил в количестве 20-400 мг/л. В качестве окислителя используют озон, который вводят в биохимически очищенную воду, перед или совместно с насыщением кислородом, преимущественно техническим. Биохимически очищенную воду окисляют, насыщают кислородом при избыточном давлении с последующим отделением из нее пузырьков газов при атмосферном давлении. Избыточный активный ил из взвещенного слоя регенерируют отдельно от возвратного активного ила и рециркулируют его в насыщенную кислородом воду перед ее подачей на осветление, добавляя его совместно или отдельно от регенерированного возвратного активного ила. 2 з.п. ф-лы, 1 табл. (Л со СП со О5 4