"Материал для биологической очистки сточных вод "Редоксид" Советский патент 1992 года по МПК C02F3/04 

ел

С

Используют материал в качестве загрузочного материала для фильтров глубокой биологической очистки сточных вод различных по назначению очистных сооружений Материал, включающий обожженное глинистое сырье, сформованное в пористо-пусто- телые блоки, содержит обожженное глинистое сырье с сообщающимися ОТКРЫТЫМИ порами диаметром 20 мм общей пористостью 77-91%. сквозными отверстиями диаметром 40-60 мм и суммарным объемом 55-60% и желобообразными каналами по периметру блоков в вертикальной плоскости при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид кремния 30-65, оксид железа 4-8, оксид алюминия 14-21, оксиды щелочных металлов 2-6, потери при прокаливании остальное. 3 табл.

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано в качестве загрузочного материала для фильтров при глубокой биологической очистке сточных вод промышленных предприятий и в коммунальном хозяйстве.

Цель изобретения - повышение степени очистки и интенсификация процесса.

Указанная цель достигается тем, что материал для биологической очистки сточных вод, включающий обожженное глинистое сырье, сформованное в пористо-пустотелые блоки, содержит обожженное глинистое сырье с сообщающимися скрытыми порами диаметром 20 мм общей пористостью 77- 91%, сквозными отверстиями диаметром 40-60 мм и суммарным объемом 55-60% и желобообразными каналами по периметру блоков в вертикальной плоскости при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Оксид кремния30-65

Оксид железа4-8

Оксид алюминия14-21

Оксиды щелочных металлов 2-6 Потери при прокаливании Остальное Предлагаемый материал пол учают при строго определенном технологическом процессе из особого глинистого сырья, обжиг которого осуществляют при регламентированных временных и температурных режимах с образованием крупнопористых пустотелых блоков из вспученного эморфи- зованного вещества с общей пористостью 77-91 % сообщающихся открытых пор с максимальным размером до 20 мм, имеющих сложную развитую поверхность, и пустотно- стью 55-60% в виде сквозных отверстий размерами 40-60 мм в блоках, а также же- лообразных каналов по их периметру в вертикальной плоскости при соответствующем соотношении основных оксидных компонентов, указанных выше. Организованная сборка биофильтров из зтих блоков приводит к значительному повышению как произXI

4 О 00

xj О

Сл)

водительности, так и эффективности очистки сточных вод.

В табл. 1 приведены химические составы используемых сырьевых материалов.

Составы готовят по следующей технологии.

Из полукислого или кислого легкоплавкого глинистого сырья из группы средних или высокопластичных глин методом пластического формования изготовляют гранулы размером 8-12 мм, которые высушивают до 2-4% влажности и укладывают послойно в форму высотой 60-80 мм, предварительно определив температуру начала вспучивания и интервала вспучивания.

Формование материала осуществляют в три стадии: обжиг, закалка и охлаждение. При обжиге вначале нагревают до нижней границы интервала вспучивания со скоростью 40-60°С в минуту, ниже границы нача- ла вспучивания гранул осуществляют первую изотермическую выдержку до выравнивания температуры по высоте слоя в течение 10-15 мин, затем, поднимая температуру до около середины интервала вспучивания, производят поризацию гранул, осуществляя вторую изотермическую выдержку в течение 10-15 мин, и спекая вспученные гранулы при этом направленно от поверхности материала к центру. Зная температуру твердения пиропластического материала, снижают температуру до нее и осуществляют при ней третью изотермическую выдержку до выравнивания температуры по всему объему материала в течение 30-60 мин (начало стадии закалки), после затвердения расплава медленно снижают температуру до 800-1000° С за 10-15 мин и при этой температуре осуществляют четвертую изотермическую выдержку до выравнивания температуры по всему объему изделия в течение 40-60 мин (конец стадии закалки). В стадии охлаждения ускоренно снижают температуру до 70-80°С в течение 60-180 мин, используя воздух и пары воды для усиленного теплообмена.

При этом образуются крупнопористые пустотелые блоки из вспученного аморфи- зованного вещества с общей пористостью 77-91 % сообщающихся открытых пор с максимальным размером до 20 мм. имеющих сложную развитую поверхность. Пустоты в виде сквозных отверстий в блоках размерами 40-60 мм, а также желобообразные каналы по периметру блока в вертикальной плоскости, образующие сквозную пусто- . тность 55-60%, получают при наличии в форме специально установленных приспособлений.

В табл. 2 приведены характеристики полученного материала для биологической очистки сточных вод.

Использование материала осуществляют следующим образом.

Сточные воды поступают на биофильтр, собранный из крупнопористых пустотелых блоков из вспученного аморфизованного вещества. На развитой поверхности пор

0 размерами до 20 мм образуется биопленка с иммобилизованными микроорганизмами. Для обеспечения биопленки кислородом в блоках предусмотрены сквозные отверстия, по которым осуществляется естественная

5 аэрация биопленки. В процессе жизнедеятельности микроорганизмы биопленки окисляют находящиеся в очищаемой сто-чной воде органические вещества и аммонийный азот и восстанавливают обра0 зующие при этом нитраты и нитриты до молекулярного азота. Отмершая биопленка потоком сточной воды выносится в специальную камеру, стоящую в очистных сооружениях после биофильтра, где она выпадает

5 в осадок, который периодически сбрасывается в специальную зону. Промывка фильтрующей загрузки из заявленного материала обратным потоком воды с целью регенерации не требуется, так как взвешенные веще0 ства и отмершая биопленка потоком воды и естественной аэрацией воздухом выносится из зоны фильтрования.

Пример, Осуществляют очистку смеси бытовых и производственных(10%) сточных

5 вод, прошедшей первичное отстаивание в двухярусном отстойнике городских очистных сооружений, со следующими характеристиками в мг/л: взвешенные вещества 87,0; ХПК 208,3; БПКз 65,7; БПК2о 91.2;

0 аммонийный азот 36,3; нитриты до 0,34; нитраты до 0,70; общее содержание неорганического азота 36,5, Гидравлическая нагрузка на биофильтры варьировалась от 2,0 до 47,3 м3/м3сут.

5

Данные по эффективности очистки сточных вод приведены в табл. 3.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого технического решения по

0 сравнению с прототипом состоит в том, что использование предложенного материала в качестве загрузки биофильтров позволяет

увеличить рабочую площадь поверхности загрузки в единице объема биофильтров

5 в 2.8-5,5 раза;

улучшить гидродинамические и аэродинамические условия существования прикрепленного биоценоза, что обеспечивает возрастание окислительной мощности биофильтров в 2.0-3.0 раза;

стабилизировать очистку сточных вод при номинальных эксплуатационных затратах благодаря возможности увеличений допустимой гидравлической нагрузки в 1,8-2,5 раза, увеличить производительность процесса очистки в 1,5-2,5 раза, повысить степень очистки по взвешенным веществам на 19-34%, по органическим веществам на 9-14%, по аммонийному азоту на 12-35%,

Формула изобретения Материал для биологической очистки сточных вод, включающий обожженное глинистое сырье, сформованное в пористо-пустотелые блоки, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки и

Оксиды щелочных металловб, О

Потери при прокаливании (ППП) 46,0

z: юо

0

5

интенсификации процесса при использовании материала, он содержит обожженное глинистое сырье с сообщающимися открытыми порами диаметром 20 мм, общей пористостью 77-91%. сквозными отверстиями диаметром 40-60 мм и суммарным объемом 55-60% и желобообразными каналами по периметру блоков в вертикальной плоскости при следующем соотношении компонентов, мас.%1

Оксид кремния30-65

Оксид железа4-8

Оксид алюминия14-21

Оксиды щелочных металлов 2-6 Потери при прокаливании Остальное

Т а 6 л и ц а I

Таблица 2

2,0 М

too

27,0

100

Т

Засол

маге

I

Л ОИСТОСТ,$ ПуеТОТМ ЭСТ,1

7784

91

778

91

77S

91

Объемная плотноет,

кгУя

Р«0ОЧ Я МКОТ

слоя ,. N

Допустимей гидря лкчвсидя сут Допустимая органическая не груз мл по БЛК,вг/я. сут

Окислительная ккть по (ЛС, кг/м,еут

сммст- км сгочикх «oa,t:

по уя лсммо о(гГ4И««Ч«СЯИ11 щллтт

со- toT9

Уй п«мив отснКЗотвнйой Оноплемян

SS-8790-9Тв$-в9 95-9Т 8 -8 в-92W-89

60-6562-4760- 5 Я5-87 87-90 85-87 70-7273-7571-7}

Лромыека ив требуете

«0-7И

Аиаметрк мвнвпошДк н трм сквозм ж адндло 0и«м«три с««оэнмя илма/ж 28-J5

40t 50 и 60 нн46 50 н 60 км40, 50 w M мм

Процент густотмостм 55 вв1%ю(|в«т гтуствтности 55-60Проивкг пусготмост

Z60-2flOJ90-210 IJO-ISO 190-710 130-lSO 260-260 f90 2 0fJ8-f80600-800

t,51.5 it,St,51,5tP5t,51,5USt,5

,0 3, 2,7-3,1 5,5.5 5,5-«,0 5,2-5.ft 3,2-З.в 3.8-V.5 .вt,0-J,0

0,28-0,32 ОЛв-0,45 0,3J-0,4d 0. 0,85-0,90 0,CO-0,W 0,50-0,56 9,56-0,W 0,55-0,570,30-0,40

0,,35 0,35-0,43 в,31-М0 в,78-вР82 O.C2-0.87 0,80-0,8 ,50 i,52-0,55 0,50-0,530,t$-0,36

80-JO

JO-50

ПсриОвичАси ПСОИВвМ об кмм I

Тэ6лнц 3

I

(3й стммй

и4термэг

91

77S

91

«0-7И

80-JO

JO-50

ПсриОвичАси ПСОИВвМ кмм IOAW