Способ биохимической очистки сточных вод от сульфатов Советский патент 1982 года по МПК C02F3/28 C02F3/28 C02F101/10 C02F103/10 C02F103/16 

I

Изобретение относится к очистIке сточных вод, содержащих сульфаты , например сточных вод производства сульфата аммония, шахтных сточных вод, сточных вод от травления металлов.

Известен способ очистки сточных вод, включающий восстановление сульфатов в анаэробных условиях до сероводорода введением в обрабатываемую воду в качестве биогенных компонентов хозяйственно-фекальных сточных вод в соотношении 5:1. Процесс осуществляют при рН 2,8-,5 в течение 2 ч с последующей обработкой сточных вод от сероводорода и серы известными методами, например аэрацией и поглощением сероводорода из газовой среды гидрохиноном и другими поглотителями 1j.

Недостатками известного способа являются сложность технологической схемы очистки воды, необходимость дополнительной стадии очистки воды

от сероводорода, а также высокая стоимость сооружений и арматуры, обусловленная низким рН и высокой концентрацией сероводорода.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ биохимической очистки сточных вод от сульфатов. Исходную сточную воду, содержащую сульфаты, смешивают с

10 биогенными компонентами и активным илом и подают в реактор, где в течение ч при рН и температуре идет процесс снижения сульфатов f 2j.

IS

Недостатком известного способа является незначительное снижение сульфатов в обрабатываемой воде. Эффект очистки, в зависимости от рН и температуры, составляет ,

20 при этом в отдельных случаях, близких к рекомендуемым режимам (например при температуре 30 С и рИ 6,8) он составляет всего 27%. Способ не 392 позволяет обрабатывать сточные воды с большим содержанием сульфатов 2000 мг/л и выше) , как, например, сточные воды производства сульфата аммония. При таких концентрациях, в результате восстановления серы сульфатов , в иловой смеси образуется значительное количество сероводорода Известно, что сероводород инпибирует рост сульфатредуцирующих анаэробных бактерий и поэтому восстановление сульфатов снижается, а при значитель уых его концентрациях - прекращается В результате восстановления сульфатов в обработанной воде наряду с сероводородом образуются гидросульфидный и сульфидный ионы. При этом коли чественное соотношение между различными формами восстановленного сульфа та зависит от величины рН среды. Для удаления из воды такой формы сульфатов необходима дополнительная стадия Это достигается.подкислением воды до рН ниже 5. В результате доля серо водорода а воде составляет более ЭЭ,, а гидросульфидного иона менее 0,59 от всего количества восстановленного сульфата. Далее, сероводород может быть удален из обрабатываемой воды аэрацией и поглощением из газовой среды известным поглотителем. Для осуществления такого способа необходимы дополнительные соору жения, реагенты. Эксплуатация таких сооружений осложнена высокой коррозионной активностьЪ обрабатываемой воды, возможностью проскока сероводо рода в окружающую среду,, концентрация которого в воздухе строго регламентируется. Если такой стадии допол нительной обработки воды не предусматривать, то сточная вода с рН 5i5 7,2 будет содержать гидросульфидных ионов , сероводорода 97-5 от общего количества восстановленного сульфата. Поступая после реактора в водоем или на доочистку в аэрационные сооружения, гидросульфидные ионы очень быстро окисляются аэробными автотрофными серобактериями в сульфаты, а молекулярный сероводород десорбирует из обработанной воды, загрязняя окружающий воздух, или окисляется серобактериями до элe ментарной серы, которая затем, при недостатке сероводорода, может с помощью серобактерий окисляться даль ше в сульфаты. Таким образом, извест ный способ очистки не выделяет серу сульфатов из обрабатываемой воды, а только переводит ее в форму сероводорода и гидросульфидных ионов которые затем в определенных условиях, свойственных дальнейшей очистке сточных вод, переходят обратно, в форму сульфатов. Известный способ не позволяет выделить серу сульфатов из сточной воды с целью ее повторного использования в производстве. Очистка сточных вод по известному способу происходит при подаче в исходную воду активного ила. Это не всегда возможно, так как сооружения очистки могут располагаться на территории предприятий - источников сточных вод, в отдалении от биологических очистных сооружений источника активного ила. Цель изобретения - повышение степени очистки и упрощение процесса. Указанная цель достигается биохимическим способом очистки сточных вод от сульфатов анаэробным илом в присутствии биогенного питания с введением в сточные воды соединения железа в количестве 0,,8 г в пе, ресчете на железо и процесс ведут при рН 8-8,6. При этом предпочтительно в качестве соединения железа используют огарок - отход производства серной кислоты. В качестве биогенного питания используют сточные воды производства капролактама и/или метанола. В сточную воду вводят соединения железа в виде огарка после обжига колчедана производства серной кислоты, биогенное питание - в виде сточных вод, содержащих органические соединения, продукты и полупродукты производств капролактама, метанола и соединения фосфора в количестве 20-25 мг/л, по S O Опытная и расчетная проверка предлагаемого способа показывает, что содержание биогенного питания, в пересчете на ВПК, должно быть принято из расчета 0,8-1 г ВПК на 1 г сульфатов. В этом интервале содержание биогенного питания обеспечивает максимальное удаление сульфатов при минимальных затратах на подачу биогенных компонентов и доочистку воды от остаточных органических соединений. По трубопроводу сточную воду подают в приемную камеру. Сюда же подают соединение железа, биогенные компоненты 59 и циркулирующий анаэробный ил. Образующуюся смесь из этой камеры с помощью насоса с заданной скоростью подают в реактор. Здесь в течение З-Эб ч содержимое перемешивают. В результате жизнедеятельности сульфатредуцирующих анаэробных бактерий в реакторе происходит восстановление сульфатов до сероводорода и гидросуль фидных ионов с одновременным окислением органических соединений биогенных компонентов до газообразных продуктов и продуктов неполного распада. Гидросульфидные ионы в щелочной среде соединяются с железом, образуя пирит. Иловую смесь из реактора подают в сепаратор, где тяжелые фракции смеси, содержащие в наибольшей концентрации пирит, выпадают в осадок, который выводят в виде избыточного ила. Легкие фракции, содержащие в наибольшей концентрации сульфатредуцирующие бактерии, возвращают в приемную камеру в виде циркулирующего анаэробного ила.Осветленную и очищенную воду выводят потребителю. П р и м е р . В реактор вводят сточную воду производства сульфата аммония, содержащую 600-4500 мг/л сульфатов. Реактор предварительно, перед началом опытов, загружают на 1/4 зрелым осадком, остальное - иловой водой метантенков городских очистных сооружений, содержащим сульфатредуцирующие анаэробные бактерий. В дальнейшем в опытах осадок в реактор не загружают, а потери бактерий с удаляемой из реактора очищенной водой восполняют за счет их естественного роста при наличии биогеннь1х компонентов и сульфатов в реакторе. В сточную воду вводят соединение железа в количестве О,,8 г; процесс очист ки ведут при рН 8-8,6. В результате очистки достигаемый эффект составляет 99-7515 по сравнению с 84-12 в известном.

Концентрация сульфа тов в обрабатываемой воде, мг/л ,

до очист0,0

Эффект очистки сточных вод от сульфатов, %

после очистки ки

nk

79.3 .8

753

1873 25.0 13.8

3875

8i,2

95 321 78,6

1500

0,8

и Предлагаемый способ позволяет увеличить эффект очистки сточных вод от сульфатов с 8 до очищать сточные воды с высокой концентрацией суль фатов (более 2000 мг/л); снизить концентрацию восстановленной формы сульфатов в очищенной воде, концентрация сероводорода и гидросульфидного иона в очищенной воде снижается в раз по сравнению с известным

99 99 91 75

17

229

1128

32

97

36

97,5

2k3 90 7

1152 способом; использовать образующийся в результате реакции железа с гидросульфидным ионом пирит в качестве сырья для производства серной кислоты; использование в качестве реагента отхода производства серной кислоты огарка позволяет замкнуть на одном производстве потребление отходов, как реагента и сбыт осадка, как сырья, что наиболее эффективно по экономическим и экологическим показателям предлагаемого способа; отказаться от постоянной подачи актив ного ила, а использовать только в период.-пуска сооружений зрелый осадок с метантенков, что более экононично и не связано с наличием в непосредственной близости очистных со оружений. Формула изобретения 1. Способ биохимической о 4истки сточных «од от сульфатов анаэробным илом в присутствии биогенного питан отличающийся тем, что, целью повышения степени очистки и упрощения процесса, в сточную воду вводят соединение железа в количест ве 0,5-0,8 г в пересчете на железо и процесс ведут при рН 8-8,6. 810 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве соединения железа используют огарок отход производства серной кислоты. 3.Способ попп.1и2, отличающийся тем, что в качестве биогенного питания используют сточные воды производства капролактама и/или метанола. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.-Хорошавин А.И./Кашаев Й.В.Оборин Г.А. К вопросу биохимической очистки шахтных вод, содержащих железо и сульфаты. В сб. Очистка и использование шахтных вод . М., Научные труды ПермНИУИ, издание ИГД им. А;А. Скочинского, вып. XX, 1975, с. 29. 2.Авторское свидетельство СССР № , кл. С 02 С 5/10, 1977.