Способ биологической очистки сточных вод Советский патент 1980 года по МПК C02F3/32 C02F103/32 C02F103/36 

t

Изобретение относится к очистке СТОЧНЫХ вод и может быть использовано при очистке промышленных сточных вод в смеси d хозяйственно-бытовыми в биологических прудах, кроме того, 5 в качестве доочистки сооружений нефтеперерабатывающей и, в составе локальных очистных сооружений, в пищевой и химической промышленности..

Известен способ биологической очистки с применением секционного проточного пруда, работающего круглогодично во второй климатической зоне. Очистку ведут в девятисекционном точном пруду при глубине слоя 0,8 м. На сооружения поступают городские сточные воды с окисляемостьк 42,412 мг/л. На пруд площадью 9 га поступают 5-6 тыс. м воды в сутки. Гид- 20 равлическая нагрузка на пруды составляет 650-670 м /га/сут, а коли-титр составляет 0,000004-0,00004. В сточных водах содержится: аммонийного азота 4,0-8,0 мг/л, азота нитритов 0,04-25 0,07 мг/л. В процессе очистки показатели качества воды меняются. Так, окисляемость снижается до 9,612,0 мг/л,а коли-тйтр повышается до 0,4-4-0,0111.Содержание аглу5онийнрго 30

азота снижается до 0,04-0,4 мг/л,нитритов - до 0,002-0,04 мг/л 1.

Недостатком известного способа являются низкие гидравл11ческие нагрузки, несмотря на невысокую степень загрязнения поступающих стоков. Кроме того, коли-титр не во все времена года соответствует санитарным требованиям, предъявляемым к очищенным сточtoным водам.

Известен также способ применения высшей водной растительности для очистки и доочистки сточных вод. Высшая водная растительность способствует развитию процессов минерализации, препятствует нагонному перемещению воды под воздействием сильных ветров, способствует перераспределению потока жидкости, тем самым увеличивая полезный объем пруда. В связи с этим наблюдается стремление развивать в прудах различные виды водной растительности. Чаще всего макрофиты представлены в виде озерного камыша, тростника, узко- и широколистного рогоза, элодеи 2.

Известны также пруды с размещением макрофитов в головной части пруда, а также в районе выпуска воды из пруда D1.

Недостатки описанных способов очистки сточных вод - отсутствие условий для нормальной вегетации полупогруженных растений и малые объемы очищаемых сточных вод, что сокращает время пребывания в прудах доочйстки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ биологической очистки в секционном проточном пруду, при котором очистку ведут в девятисекционном проточном пруду при меняющихся глубинах от 0,2 до 1,2 м в контакте с микроводорослями. На пруды поступает смесБ хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод с БПКу (.биологическим потреблением кислорода) , лежащем в делах 83-157 мг/л, и окисляемостью 36,5-91,2 мг/л. Площадь прудов сое-7 тавляет41,7 га с максимальным суточHfcOM расходом 29800 при гидравлической нагрузке 710 м /га/сут, 20 времй пребывания стоков в прудах составляет 14 сут. Растворенный кислород в поступающем стоке, отсутствует, в результате процессов самоочищения, протекающих в пруду, БПК снижается j, до 4-12 мг/л, а окисляемость - до 9,5-27,8 мг/л. Летом коли-титр лежит в пределах 0,2-1,11, а зимой - 0,0040,001. Количество растворенного к слорода достигает 4,2-8,4 мг/л 41.

Недостатками этого способа являют- 30 ся длительность процесса (14 сут), невысокая гидравлическая нагрузка (7io м /га/сут), нестабильные санитарные показатели (летом коли-титр лежит в пределах 0,2-1,11, а зимой 0,004- 35 0,001), высокая стоимость очистки.

Цель изобретения - повышение степени очистки, ее удешевление, увеличение гидравлической нагрузки, сокраение длительности процесса, достиже- 40 ние круглогодичной стабильности в работе по санитарным показателям.

Поставленная цель достигается тем, что .сточные воды делят на два потока в соотношении 1:3-1:4, причем первый ле выдерживают в контактном пруду в течение 4-5 сут, смешивают со вторым потоком, полученную смесь подвергают обработке в проточном пруду в две ступени: на первой - с микроводорос- «ями в течение 4-5 сут, на второй с высшей водной растительностью в течение 1-2 сут при глубине 2,51,5 м и 1,5-1 м н.а каждой ступени соответственно. В контактном пруду сточная вода на четвертые или пятые сут- 55 и образует субстрат со взвесью бактерио-, фито- и зоопланктона, коорый равномерно подается на смешеие со вторым потоком, поступающим а первую ступень прогочного пруда. 6Q ля обеспечения непрерывности процеса предусматривается серия контактых прудов, заполняемых и опорожняеых последовательно. В головной часи проточного пруда в условиях замед- 65

ленного течения за счет взаимодействия субстрата,- с частью необработанного стока (70-80%) происходит биокоагуляция и выпадение взвеси, в результате чего биологическое потребление кислорода БПК снижается на 50-60%, взвешенные вещества и химическое потребление кислорода ХПКна 60-70% от исходного содержания. Глубина головной части проточного .пруда принимается равной 2,5 м, где в анаэробных условиях происходит разложение осадка. В верхних слоях проточного пруда происходит аэробное окисление загрязнений за счет фотосинтетической деятельности водорослевого планктона. На второй ступени проточного пруда сточная вода проходит доочистку в контакте с высшей водной растительностью, освобождаясь от взвеси фито- и зоопланктона и недоокисленных органических веществ. Глубина этой ступени принимается равной .1,5м вначале и 1,0 м в конце.

В предлагаемом способе предусматривается обработка токсичных стоков с выводов скоагулированного осадка на первой ступени.

.Способ осуществляется следующим образом. .

Очищаемую сточную жидкость перед биокоагуляцией делят на два потока в соотношении 1:3-1:4, при котором, наряду с удовлетворительным эффектом биокоагулядии, конструктивные решения определяются меньшими затратами. Взвешенные вещества при биокоагуляции снижаются на 60-70%, а растворенные органические вещества - на 60-80% (пример 1, табл. 1) Первый поток выдерживают в контактном пруду в течение 4-5 сут. Время пребывания в контактном пруду определено оптимальным развитием фитои зоопланктона, которое летом наступает на четвертые, а зимой на пятые сутки, так как биологические процессы с понижением температуры замедляются. Наилучший эффект биокоагуляции в связи с этим проявляется с прудовой водой после контакта з течение 4-5 су если соотношение прудовой и поступающей сточной воды принимается равным 1:4. ,По той же причине на первой ступени проточного пруда сточная вода очищается летом в течение четырех, а зимой - пяти суток, на второй ступени дрочистка сточной воды в контакте с высшей водной растительн.остью проходит летом одни, а зимой двое суток. Первая ступень проточного пруда (аэробно-анаэробная) имеет глубину 2,5-1,5 м. В верхних слоях на глубине до 1,2 м за счет фотосинтеза микроводорослей происходят аэробные процессы окисления загрязнений, ниже анаэробные процессы разложения осадка. Пруд второй ступени с высшей водной растительностью имеет глубину 1,5-1,0 м при которой создаются оптимальные условия роста и развития полупогруженных растений (например, тростника обыкновенного), что опреде ляет высокий эффект доочистки сточиых вод. Пример 1. Оптимальное соотношение прудовой воды и неочищенно стока при биокоагуляционной предочис ке устанавливают экспериментально. Берут соотношения в интервале 1:91:3. При соотношении 1:9 (10:90%) взвешенные вещества снижаются на 25% а растворенные органические вещества на 28%. Увеличение количества прудов воды и доведения соотношения до 1:3 30-70%) снижают количество взвешенны веществ в процессе биокоагуляции до 60%, а растворенных органических веществ - до 85%. Однако увеличение ко личества прудовой воды вызывает необходимость в увеличении объема контактного пруда, что удорожает очистку сточных вод. Затем проводят экспе римент при соотношении прудовой воды и неочищенного стойка 1:4 (20:80%), при котором взвешенные вещества снижаются также на 60%, а растворенные органические вещества - на 80%. Следовательно, оптимальным следуе считать соотношение прудовой воды и неочищенного стока 1:4 (20-80%), так как эффект биокоагуляции практически одинаков как при соотношении 1:3, так и при соотношении 1:4, а объем контактного пруда не требует увеличения. Пример 2. Двухступенчатый проточный пруд в зимнее время принимает смесь промышленньлх и бытовых сточных вод с БПКс200 мг/л, ХПК 350 мг/л. Площадь прудов б га. Гидра лическая нагрузка на пруды составляе 3400,1л /га/сут, а суточный расход 20000 . Растворенный кислород в поступающем стоке отсутствует. Коли-титр 0,00004-0,000004. Количество взвешенных веществ достигает 200 мг/ Поступающий сток делят в соотноше НИИ 1:4, причем первый выдерживают 5 сут в контактном пруду, а затем смешивают со вторым потоком. В резул тате биокоагуляц-ии наблюдается резко снижение взвешенных .и органических веществ; по ХПК на 60% и по на 50% от исходного содержания их в пос тупающем стоке. Затем в течение суто идет очистка сточной жидкости в первой ступени проточного пруда в контакте с микроводорослями и далее в течение последующих двух суток доочистка на второй ступени проточного пруда с высшей водной растительнocтьюv В результате за 7 сут качество воды меняется: БПК снижается до 2 мг/л, ХПК - до 30 мг/л, коли-титр зимой держится на уровне 0,0111. Растворенный кислород достигает 10 мг/л. Взвешенные вещества снижаются до 4 мг/л. Пример 3. Летом двухступенчатый пруд принимает промышленнобытовые стоки с БПКг сточных вод 220 мг/л, ХПК - 400 мг/л. Площадь прудов 6 га. Гидравлическая нагрузка ia пруды 3400 м/га/сут, а суточный расход 20000 м /га/сут. Растворенный кислород в поступающем стоке отсутствует. Коли-титр 0,00004-0,000004, Количество взвешенных веществ достигает 270 мг/л. Поступающий сток подвергается биокоагуляции очищенной сточной водой из контактных прудов, в результате чего наблюдается резкое снижение взвешенных и органических вешеств по ХПК на 60% и по на 50% от исходного содержания в поступающем стоке. В течение 4 сут идет очистка сточной жидкости в первой ступени проточного пруда в контакте с микроводорослями, затем в течение 1 сут - доочистка во второй ступени проточного пруда с высшей водной растительностью . В результате за 5 сут качество воды меняется. снижается до 6 мг/л, ХПК - до 45 мг/л, коли-титр летом держится на уровне 0,0111. Растворенный кислород достигает 15 мг/л. Взвешенные вещества снижаются до 8 мг/л. Предложенный способ за счет биокоагуляции и доочистки с высшей водной растительностью обеспечивает повышение степени очистки по 4,0-12,0 мг/л до 2,0-6,0 мг/л, сокращение площади прудов с 14 до 6 га, увеличение гидравлической нагрузки с 710 до 3400 м /га/сут, сокращение длительности процесса с 14 до 5-7сут и достижения круглогодичной стабильности по санитарным показателям коли-титр очищенного стока 0,0111. В табл. 1 показано влияние соотношения неочищенной сточной воды и прудовой воды на эффект биокоагуляции; в табл. 2 - влияние биомассы на эффект коагуляции; в табл. 3 представлены показатели степени очистки сточных вод в прудах по этапам; в табл.4- сравнительные данные качества очистки сточных вод в прудах.

Т а б л и

Ц а

3400

3400 3400

340Q

Т а б л и ц а3

3400

3400

3400 3400 титр 0,00001 0,00001 0,00001 Растворенныйкислороя, мг/л--БПК / 83,0-157,0 4,0-12,0 200,0 мг/л Окисляемость, мг/л 91,5-35,5 9,6-27,8 Формула изобретения Способ биологической очистки сточ ных вод в секционном проточном пруду при меняющихся глубинах, в контакте с микроводорослями, о т л и ч а torn и и с я тем, что, с целью повьлиения степени очистки, сокращения длительности процесса, увеличения гидравлической нагрузки, достижения кру логодичной стабильности в работе по санитарным показателям и его удешевления, сточные воды делят на два потока в соотношении 1:3-1:4, причем первый выдерживают в контактном пруПродолжение табл. 3

Таблица 4 350,0 0,00001 0,0043 0,0043 0,0111 0,0111 .1 I j - -5,83,210,015,0 2,0 , 220,0 400,0 20,0 ду в течение 4-5 сут, смешивают со вторым потоком, полученную смесь подвергают обработке в проточном пруду в две ступени: на первой - с микроводорослями в течение 4-5 сут,на второй - с высшей водной растительностью в течение 1-2 сут при глубине 2,5-1,5 м и 1,5-1 м на каждой ступени соответственно. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Докучаева Н. И. Очистка сточных вод в биопрудах. Институт НТИ и пропаганды Уз. ССР, 1970, с. 3-7. 1 2. Репин Б. Н. и др. Биологические

11,7894-2912

лруды для очистки сточньис вод. пище-очистки оточных вод. М. , Стройиздат,

вой промышленности. М., Пищевая про-1974, с. 49-50.

мышленмость 1977, с. 4-57.4. Водоснабжение и санитарная тех3. Лукиных Н. А. и др. Методы до-ника, 1973, № 1, с, 21-23.