Изобретение относится к очистке сточных вод и может быть использовано для очистки производственных и бытовых сточных вод активным илом.
Известен способ очистки сточных вод, представляющий собой смешение предварительно осветленных сточных вод с циркулирующим активным илом, интенсивное непрерывное перемешивание иловой смеси с киелородосодержащим газом за счет принудительной его подачи в толщу иловой смеси через пневматический аэратор Б уменьшающемся в процессе очистки количестве и одновременное растворение кислорода в иловой смеси с его потреблением активным илом в спиральном течении призматического потока смеси 1.
Известно устройство для аэробной очистки сточных вод, представляющее собой емкость, снабженную трубоцроводами подачи предварительно осветленных сточных вод, циркулирующего активного ила и кислородосодержащего газа, отвода обработанной иловой смеси во вторичный отстойник, пневматическими аэраторами, установленными в придонной части емкости с уменьшающейся плоцадью вдоль нее 1.
Недостаток известных способа и устройства состоит в высоких энергозатратах на единицу растворенного кислорода, что вызывает удорожание очистки сточных вод, а также возможность проскока недоочищенных сточных вод.
Наиболее близким к преллагаемому по технической сущности и достигае10мому результату является способ аэробной очистки сточных вод, которий состоит в смешении предварительно осветленных сточных вод с циркулирующим активным илом, в обработке
15 иловой смеси в двух стадиях, заключающихся в принудительном растворении в иловой смеси кислорода из кислородсодержащего газа, принудительно подаваемого в толщу иловой
20 смеси, и выдерживании иловой смеси с растворенным в ней кислородом для потребления его активным илом и в последующем осветлении иловой смеси с выделением циркулирующего актив25ного ила, при этом обработку иловой смеси ведут при постепенном уменьшении количества подаваемого на растворение кислорода в течение процесса очистки при спиральном течении30призматического потока смеси 2.
Недостаток указанного способа состоит в малой интенсивности растворения и потребления кислорода, что не обеспечивает высокую скорость очистки сточных вод, влияющих в конечном итоге на стоимость очистки.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее резервуар, разделенный попарно расположенными перегородками на камеры растворения кислорода с aэpaтopa lи и камегры выдерживания, впускные трубопроводы исходных сточных вод, воздуха и выпускной трубопровод отработанной иловой смеси 3.
Однако известное устройство не обеспечивает высокой интенсивности растворения кислорода и соответственно высокой скорости очистки сточных вод.
Цель изобретения - повылление скорости очистки при одновременном удешевлении процесса.
Поставленная цель достигается тем что в способе аэробной очпстки сточных вод, включающем смешение предварительно осветленных вод с циркулирующим.- активным илом, двухстадийную обработку иловой смеси - принудительное растворение кислорода на первой стадии и выдерживание смеси на второй, осветление иловой смеси с последующей циркуляцией активного ил двухстадийную обработку иловой смеси проводят 6-12 раз на кажддае 100 мг/л снимаемого биологического потребления кислорода (БПКп), при этом стади растворения кислорода осуществляют при восходящем течении призматичес icoro потока до концентрации раствореного кислорода в иловой смеси 1415 мг/л, а стадию выдерживания - при нисходящем течении призматического потокадо остаточной концентрации 0,5-1,0 М1-/Л.
Количество повторений, равное 6-1 на каждые 100 мг снимаемого БПКп, зависит от степени загрязнения воды и ко--1ичества пoгJIoщe пюгo растворенног кислорода, а также определяетоя оптимальными условиями проведения процесса. При значениях 6 и 12 проводить процесс нецелесообразно.
Начальная концентрация растворенного кислорода перед стадией выдерживания принята 14-15 мг/л, как оптимальная при насыщении воды кислородом из воздуха, и обеспечивает очистку сточных вод с температурой 9-18°С при глубине введения кислорода 610 м. Эти пределы охватывают реальные температуры сточных вод и практически применяемые глубины аэраторов,
Конечная концентрация кислорода, равная 0,5-1,0 мг/л по истечении периода поглощения растворенного кислорода активным илом, выбрана из услоВИЯ предотвращения возникновения анаэробных процессов при аэробной очист и поддержания непрерывно высоких скоростей очистки.
Конструктивно указанная цель достигается тем, что в устройстве аэроной очистки сточных вод, содержащем резервуар, разделенный попарно расположе)ными перегородками на камеры растворения кислорода с аэраторами и камеры В ядерживания , впускные трубопроводы исходных сточных вод, кислородсодержащего газа и выпускной трубопровод отработанной иловой смеси, аэраторы расположены между парными перегородками,расстояние между парами перегородок монотонно возрастает по направлению потока и между НЙМТ1 расположены камеры выдерживания при этом первые парные перегородки на 0,2-0,1, а вторые на 0,1-0,05 превышают рабочую высоту резервуара.
Предла1-ае,.ый способ осуществляется в устройстве для аэробной очистки сточных вод, включающем емкость, снабженную трубопроводами подачи предварительно осветленных сточных вод, циркулирующего активного ила и кислородсодержащего газа и отвода обработанной иловой смеси и разделенную на зоны растворения кислорода и выдерживания иловой смеси с растворенны. в ней кислородом для его потребления активны. илом, в первой из которых установлены пневматические аэраторы, в котором зоны растворения кислорода и зоны вЕяцерживания отделены друг от друга перегородками и сгруппированьа попарно, причем пары расположены в емкости одна за другой на всем ее протяжении,
при этом в каждой паре зона растворения кислорода сохраняет свой объем, а зона выдерживания монотонно возрастает по объему, начиная с головы сооружения, кроме того, перегородки, разделяющие зоны, установлены поперек емкости и выcтyпaющи Ш над ее рабочей высотой на 0,3-0,6 м, а перегородки, разделяющие одну пару зон от другой, установлены также поперек емкости с придонной щелью и выступающими над рабочей высотой емкости на 0,6-0,9 м.
При очистке сточных вод с использованием чистого технического кислорода для обработки иловой смеси над всеми зонами растворения кислорода и зонами выдерживания выполнено перекрытие, оборудованное трубопроводом, отводящим неиспользованный кислород на его повторное принудительное растворение в иловой смеси.
Достижение указанной цели предлагаемыми способом и устройством объясняется тем, что созданы оптимальные условия для испо-пь зования разных скоростей протекания процессов pjacTворения кислорода в иловой смеси и потребления активным илом растворен ного в иловой смеси кислорода по ме ре ведения очистки. На фиг. 1 показан аэротенк, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, в плане. Устройство состоит из резервуара 1, снабженного трубопроводами 2-5 подачи предварительно осветленных сточных вод, подачи циркулирунэщего активного ила, подачи кислородсодер жащего газа и для отвода обработанной иловой смеси во вторичный отсто ник соответственно. В начале резервуара 1 отделена камера 6 для образования иловой смеси. Резервуар по длине разделен на попарно расположе ные камеры 7 растворения кислорода, в придонной части которых установлены пневматические аэраторы 8, свя занные с трубопроводом 4, и камеры выдерживания для потребления активным илом растворенного в иловой сме си кислорода. Камеры 7 отделены от камер 9 в каждой паре перегородками 10, выступающими нгщ рабочей высотой 11 резервуара 1 на высоту 0,30,6 м. Каждая пара камер отделена о на от другой перегородками 12, снаб женными придонными щелями 13 и выст пающими над рабочей высотой 11 емкости 1 на высоту 0,6-0,9 м. При очистко сточных вод с исполь зованием чистого технического кисло рода резервуар дополнительно оборудован перекрытием 14, снабженным трубопроводом 15 для неиспользованн го кислорода. В предлагаемом устройстве способ аэробной очистки СТОЧНЕ ГХ вод осущес вляется следующим образом. По трубопроводам 2 и 3 в камеру резервуара 1, заполненного иловой смесью до рабочей высоты 11, непрерывно подают предварительно осветленные сточные воды и циркулирующий активный ил при непрерывном отводе обработанной илозой смеси через тру бопровод 5. Полученная в камере 6 иловая смесь через щель 13 в перего родке 12 поступает в первую камеру растворения кислорода первой пары. В ту же камеру 7 через пневматический придонный аэратор 8 непрерывно подают кислородсодержащий газ из трубопровода 4 , в результате чего образуется илогазовая смесь, объем которой равен сумме объемов иловой смеси и находящегося в ней газа. Для удержания увеличенного объема илогазовой смеси верхние кромки перегородок 10 и 12 выведе 1Ы над рабо чей высотой 11 резервуара 1, таким образом, увеличена высота рабочего уровня в камере 7, что способствует удлинению пути всплытия газового пу зыря, а следовательно, удлинению вр мени контакта кислорода с иловой смеСЬЮ и соответственно увеличению концентрации растворенного в иловой смеси кислорода при постоянной общей рабочей высоте резервуара 1. Вытесняемая непрерывно поступающими иловой смесью и кислородсодержащим газом из зоны растворения илогазовая смесь перемещается вверх при одновременном растворении кислорода в иловой смеси с доведением его концентрации в ней до 10-15 мг/л в момент перелива иловой смеси через перегородку 10 в камеру 9 выдерживания , где при нисходящем течении происходит потребление растворенного в иловой смеси кислорода активным илом и окисление загрязнений, содержащихся в иловой смеси, что приводит к снижению концентрации загрязнений в иловой смеси и концентрации растворенного в иловой смеси кислорода до 0,51,0 мг/л к моменту достижения иловой щели 13 в перегородке 12, через которую смесь поступает в камеру 7 растворения кислорода следующей пары зон обработки иловой смеси, где процесс обработки повторяется по описанному выше порядку, т.е. из камеры 7 растворения кислорода второй пары зон смесь с концентрацией растворенного в ней кислорода 45 мг/л поступает в камеру 9 потребления кислорода активным илом этой же второй пары зон, где в результате потребления активньлм илом растворенного в иловой смеси кислорода также происходит уменьшение концентрации загрязнений, содержащихся в иловой смеси, в результате их окисления и уменьшение концентрации растворенного в иловой смеси кислорода до 0,5-1,0 мг/л к моменту выхода иловой смеси из камеры 9 в камеру 7 . И так далее до получения требуемой остаточной концентрации загрязнений в удаляемой на вторичное осветление иловой смеси. Получение одинаковой концентрации растворенного кислорода в иловой смеси на выходах камер 7 растворения всех пар достигается тем, что рабочий объем этих зон одинаков во всех парах на протяжении всего устройства и тем, что концентрация растворенного в иловой смеси кислорода на их входах одинакова и количество кислородсодержащего газа, подаваемого в камеры 7, остается постоянным на протяжении всего процесса очистки сточных вод. Получение одинаковой концентргщии растворенного кислорода в иловой смеси на входах камер 7 растворения всех пар по всей длине емкости достигается тем, что камеры 9 выдерживания илогазовой смеси для потребления растворенного кислорода активным илом в каждой последующей паре камер.
начиная с головы сооружения,- имеют большую емкость, чем предыдущие. Увеличение объема камер 9 выдерживания обусловлено тем, что чем меньше концентрация загрязнений в иловой смеси, тем больше времени необходимо для потребления одинакового количества растворенного в иловой смеси кислорода.
При очистке сточных вод с использованием чистого технического кислорода для очистки, сточных вод в резервуар 1 по трубопроводу.4 через пневматический аэратор 8, расположенный в камерах 7, подают технический кислород. Неиспользованный кислород собирают в пространстве, ограниченном рабочим уровнем 11, и затем по трубопроводу 15 отводят для повторной подачи на растворение через трубопровод 4 ,
П р и м е р. После первичного отстаивания сточные воды с расходом 2000 , имеющие характеристики начальную ЕПК 500 мг/л, температуру 20 С, содержание кислорода 0,00 мг/л, максимальную начальную скорость потребления кислорода (окисление) 25 мг/г ила в час и требующие очистки до БПКг,р 15 мг/л по трубопроводу 2 подают в резервуар 1 аэро тенка шириной 9 м и глубиной потека иловой смеси (рабочий уровень 11 емкости 1) 5 м. В резервуар 1 также подают по трубопроводу 3 циркулирующий активный ил с расходом 2000 , имеющий концентрацию 4 г/л и зольность 0,3 из условия поддержания дозы ила в иловой смеси 2 г/л. После смешения сточных вод с активным .илом образовавшуюся иловую смесь из камеры 6 смешения через придонную щель 13 первой перегородки 12 подают в камеру 7 первой пары зон с длиной 0,7 м и шириной 9,0 гМ, в которую через придонный пневматический аэратор 8 по трубопроводу 4 подают воздух в количестве 860 м /ч для растворения в иловой смеси 44,0 кг/ч кислорода. При этом высота илогазовой смеси в камере 7 достигает величины м и вследствие вытеснения ее непрерывно поступающей в эту зону через щель 13 иловой смесью слоем 0,2 м переливает ся через перегородку 10, имеющую высоту 5,4 м. Концентрация растворенного кислорода в иловой смеси на кромке перелива составляет 11,5 мг/л перед ее поступлением в камеру 9 первой пары зон. В этой камере 9 длиной 14,0 м и шириной 9.0 м иловую смесь выдерживают 0,16 ч. За это время активным илом потребляется 11,0 мг/л растворенного кислорода и
ВПК
Р(здн сточных вод снижается до
489 мг/л, а максимальная скорость потребления кислорода соответственно до 24,5 мг/г ила в час. После этого
процесс растворения кислорода в иловой смеси повторяют в камере 7 второй пары зон с те.о1 же габаритами, при этом количество поданного воздуха и растворенного кислорода остаются такиг4И же. В камере 9 второй пары зон длиной 14,2 м время окисления длится уже 0,165 ч и актив ый ил за это Бремя потребляет те же 11,.О мг/л растворенного кислорода, доводя БПК,-,одл сточных вод за этот счет до 478 мг/л и максимальную скорость потребления киапорода .(окисление) до 24,2 мг/г ила в час. Процесс растворения кислорода и его потребления повторяют 43 раза последовательно, включая первые два раза, до получения сточных вод с БПК, 27 f О мг/л и ско1Х5стью потребления кислорода 3,3 мг/г ила в час. Затем иловую смесь подаот з последнюю 44-ю пару зон и после насыщения кислородом в ка.мере 7 44-й пары илозую смесь с концентрацией растворенного кислорода 11,5 мг/л подают п камеру 9 этой же 14-й пары зон, в которой вьщерживают 2,4 ч. Дпя гюглощеьгия aктивны;v лoм растворенного кислорода необходимо выдержать илоыую смесь 3,9 ч, из которых недостающие 1,5 ч иловую смесь выдерживают во вторичном отстойнике, на выходе из которого сточные уюды име:от требуемую 15,0 мг/л. Из очищенных сточных вод во лторичном отстойнике выделяют Ьбкч-ribLM способом циркулирующий активный ил, возЕралцае.-ый в 1олову сооружени.н в количестт е., взятом из условия , указанного : начале примера. Примснеьие ;;зсбретения позволяет повысить скорость очистки сточных во.д и сократить время обработки до 27,6 ч по сраянспию с 30,9 ч по известному, увеличив процент растворяемого 3 сточных Бодах кислорода из подаваемого иоздуха до 14% против 10
по ИЗЗССТНО1У ,
Предлагаемые способ и устройство экономичнее действующих сооружений.
1. Способ аэробьой очистки сточных вод, включающий смешение предварительно осветленных сточных вод с Ц11ркулирующим aктивнfлИvl илом/двухстадийную обработку илозой смеси - принудительное растворение кислорода на первой стадии.и выдерживание смеси на второй,осветление иловой смеси с послелую1дей циркуляцией активного ила, о т л и ч а ю ш. и и с я тем, что, с целью повышения скорости очистки при одновременном удешевлении процесса, двухстадийную обработку иловой смеси прово.цят 6-12 раз, при этом стадию растворения кислорода осуществляют
при восходящем течении призматического потока до концентрации растворенного кислорода в иловой смеси 14-15 мг/л, а стадию вьвдерживания при нисходящем течении призматического потока до остаточной концентрации 0,5-1,0 мг/л.
2. Устройство для аэробной очистки сточных вод, содержащее резервуар, разделенный попарно расположенными перегородками на камеры растворения кислорода с аэраторами и камеры выдерживания, впускные трубопроводы исходных CT04FIEJX ВОД, кислородсодержащего газа и выпускной трубопровод отработанной иловой смеси, ,отличающееся тем, что
//
аэраторы расположены между парными . перегородками, расстояние между парами перегородок монотонно возрастает по направлению потока и между ними расположены камеры вьвдерживания, при этом первые парные перегородки на 0,2-0,1, а вторые на 0,1-0,05 превышают рабочую высоту резервуара.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Проскуряков В.А. и др. Очистка сточных вод в химической промышленности. Л., Химия 1977, с. 273 289-297.
2.Там же, с. 297-299.
3.Авторское свидетельство СССР 192679, кл. С 02 F 3/14, 1964.
//
z:-ш-iL
41
п.
Г2
7 736
Ю9
Фиг 1
10
9
73 2
