Способ очистки сточных вод от органических примесей Советский патент 1992 года по МПК C02F3/00 

Ё

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от органических примесей и может быть использовано в химической, нефтехимической, биотехнической, пищевой и других отраслях промышленности, а также в коммунальном хозяйстве. Целью изобретения является увеличение степени очистки. Очистку осуществляют аэрацией воздухом в присутствии активного ила. Воздух для аэрации предварительно заряжают положительными зарядами, продувая между электродами в электрическом поле напряженностью 3500-6000 В/см. Степень очистки увеличивается на-4-10%, снижается расход электроэнергии, 2 табл.

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от органических примесей и может быть использовано в химической, нефтехимической, биохимической, пищевой и других отраслях промышленности, а также в коммунальном хозяйстве.

Целью изобретения является увеличение степени очистки.

Способ осуществляют следующим образом.

В аэротенк пода.от сточную воду и активный ил, содержащий микроорганизмы. Воздух или кислород перед барботажем через сточную воду, содержащую микроорганизмы, предварительно пропускают между электродами высокого напряжения, где заряжают одноименными положительными зарядами путем ионизации в электрическом

поле между электродами напряженностью 3500-6000 В/см.

Воздух или кислород, заряженный одноименными положительными зарядами, барботируя через слой сточной воды, содержащей микроорганизмы, образует одноименно положительно заряженные пузырьки, которые, всплывая вверх, не коа- лесцируют и сохраняют большую поверхность контакта с микроорганизмами. Микроорганизмы активного ила при положительном заряде пузырьков активизируют свою жизнедеятельность, что способствует интенсивной очистке сточных вод от органических соединений. При отрицательном заряде пузырьков их кислород, а также озон в меньшей степени усваиваются микроорганизмами, а степень очистки сточных вод уменьшается. При отрицательном избыточVI

ю J ел ю

00

ном заряде пузырьков газа коалесценции пузырьков не происходит, на такой заряд подавляет жизнедеятельность микроорганизмов и из-за повышенной концентрации озона ухудшает очистку сточных вод. Зависимость степени очистки.от напряженности приведена в табл.1.

Как видно из табл.1, при градиенте напряжения менее 3500 В/см увеличение сте- пени очистки не превышает 10% и применение предлагаемого способа экономически нецелесообразно. Это связано с те м, что вместо устойчивого коронного разряда возникает неустойчивый искровой разряд, при котором избыточный положительный заряд получает не весь объем воздуха и соответственно не все пузырьки газа при барботаже будут ионизированы. Увеличение градиента напряжения свыше 6000 В/см также нецелесообразно из-за резкого снижения степени очистки. Очевидно, большой избыточный положительный заряд пузырьков воздуха подавляет жизнедеятельность организмов активного ила. Кроме того, велики затраты электричества. Для предотвращения стекания избыточного заряда на стенки корпуса аэротенка он может быть электроизолирован или подключен к положительному полюсу.

Пример. Процесс очистки проводят в лабораторном аэротенке, представляющем собой биореактор с объемом сточной воды 1 л, на дне которого устанавливают барбо- тер в виде перфорированного диска. Для предотвращения стекания избыточного заряда на стенки биореактора он был установлен на диэлектрических прокладках. В качестве сточных вод промышленные сточные воды предприятий Волжского химического комплекса, следующего состава, мг/л: Капролактам25

Формальдегид25

Метанол30

4,4-Диметил-1,3-диоксан10

Анилин6

Сероуглерод1

Цианиды8

Толуол20

Азот аммонийный25

Ортофосфаты8

Сульфиды1

Сухой остаток2000

Содержание активного ила в начале каждого опыта соответствовало его концентрации в промышленных аэротенках и составляло 2,5 г/л. Микрофауна: аспидиски, вортицеллы, токофрии, арцеллы, эпистилии, лакримарит. Хлопья средней крупности. Средняя температура 23°С, Среднее значение ХПК исходной сточной воды 1220 кг 02/л, время каждого опыта 5 ч, расход воздуха 19,3 л/л.

Воздух перед подачей в барботер пропускают в разрядную камеру, представляющую собой два электрода высокого напряжения: один - трубка из металла диаметром 25 мм, другой - осесимметрично установленная в трубке проволока диаметром

2 мм. Длина трубки разрядной камеры 200 мм. Трубка и проволока электроизолирова- ны друг от друга и снабжены клеммами для соединения с источником тока высокого напряжения. В качестве высоковольтного источника используют разрядник, состоящий из катушки Румкоффа и высоковольтного выпрямителя. Питание к высоковольтному разряднику подводят через регулятор напряжения от сети переменного тока. При

максимальном напряжении в 220 В напряжение в высоковольтном разряднике достигало 20 кВ.

При пропускании воздуха через разрядную камеру поток его заряжают избыточными зарядами определенного знака в зависимости от полюсов на проволоке и трубке. Исследования проводят в условиях, когда проволока - отрицательный коронирующий электрод, а трубка - положительный, что обеспечивает получение избыточного отрицательного заряда воздуха. Эти эксперименты выявляют влияние знака избыточного заряда в воздухе на процесс очистки сточных вод. Кроме того, отрицательный заряд на проволоке приводит к образованию озона, что соответствует озонированию сточных вод в известном способе. Данные по эффективности заявляемого

способа в сравнении с базовым объектом и прототипом приведены в табл.2.

Как видно из табл.2, в присутствии озона при избыточном отрицательном заряде в воздухе даже при высоких значениях напряженности электрического поля степень очистки повышается незначительно по сравнению с базовым объектом - очисткой в аэротенке при барботаже воздухом без избыточного заряда. Это объясняется тем,

что озон и избыточный отрицательный заряд на пузырьках подавляют жизнедеятельность микроорганизмов, хотя и препятствуют коалесценции пузырьков газа после их барботажа. Предлагаемый способ

очистки сточной воды при барботаже ее воздухом с избыточным положительным зарядом пузырьков, полученных при предварительном пропускании воздуха между электродами высокого напряжения с напряжения с напряженностью электрического поля от 3500 до 6000 В /см, существенно повышает степень очистки сточных вод и позволяет в 1,5-1,8 раз увеличить пропускную способность аэротенков. По сравнению с базовым объектом степень очистки увеличивается на 11-18%, по сравнению с прото- типом-на4-10%. Кроме того, по сравнению с прототипом снижается расход электроэнергии, а также затраты на охлаждение, осушку и очистку воздуха перед озонированием.

Формула изобретения Способ очистки сточных вод от органических примесей аэрации воздухом, предварительно заряженным между электродами высокого напряжения, отличающийся тем, что, с целью увеличения степени очистки, аэрацию осуществляют воздухом, заря- женным положительными зарядами в электрическом поле напряженностью 3500- 6000 В/см, и процесс очистки осуществляют в присутствии активного ила.

15

Т а б л и ц а 1

Таблица2