Способ биологической очистки сточных вод и установка для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК C02F3/00 C02F3/04 

Изобретение относится к биологи ческой очистке ст-очных вод и может быть использовано для очистки городских и промьшшенных сточных вод.

Известен способ для биологической очистки сточных вод на биофильтре, согласно которому очистка сточных вод осуществляется следующим образом. Предварительно осветленная отстаиванием, флотацией или другим способом сточная вода равномерно распределяется по поверхности биофильтра при помощи распределительного устройства и фильтруется сверху - вниз через загрузку из гранулированного фильтрующего материала, поверхность которого покрыта бактериальной пленкой. Одновременно противопотоком снизу - вверх пропускается воздух с целью обеспечения кисло)одом биологических процессов, происходящих при очистке сточных вод. После зарастания загрузки биофильтра избыточной биопленкой производится промывка загрузки. Промывка фильтрующего материала проводится следующим образом. Биофильтр заполняется водой и подается сжатый воздух в количестве, достаточном для перемешивания фильтрующей загрузки и создания циркулирующих потоков, В

результате интенсивного перемешивания происходит отмывка фильтрующего материала от избыточной биопленки. Затем промывная вода вместе с образо вавшимся шламом удаляется из биофильтра и возобновляется процесс очистки сточных вод в последовательности, указанной выше.

Биофильтр для осуществления про10цесса по известному способу содержит зернистую загрузку с удельным весом, близким к единице, и представляет .собой круглый в плане открытый, сверху резервуар. Биофильтр име15ет ороситель с круговым движением для распределения сточной воды, систему для отбора воды, профильтрованной через загрузку, и перфорированную колосниковую рвдетку, на которой на20ходится загрузка. Под решетку подводится воздух для принудительной азрации загрузки. Биофильтр оборудован системой для наполнения водой. Циркуляция смеси промывной воды и заг25рузки осуществляется с помощью сжатого воздуха, подаваемого в толщу загрузки специальным устройством 1

Недостатками известного способа биологической очистки сточных вод

30 являются неодинаковая эффективность очистки сточных вод в начале и конце цикла биофильтрования, обусловленная зарастанием загрузки биофильтра избыточной биопленкой в конце фильтроцикла, что приводит к необходимости снижать производительность биофильтра для обеспечения требуемого качест ва воды на выходе; периодическое выключение биофильтра из работы для промывки фильтрующей загрузки; ухуд| 11ение условий аэрации фильтрующей загрузки в процессе фильтрования, обусловленное зарастанием пор загрузки; быстрое заиливание верхних слоев фильтрующей загрузки и неравномерное распределение биоплёнки по высоте загрузки. Целью изобретения является повышение эффективности процесса за счет обеспечения его непрерывности и промывки загрузочного материала одновременно с очисткой сточных вод. Поставленная цель достигается тем что согласно способу биологической очистки сточных вод, отбирают нижние слои загрузки, отмывают ее от избыточной биопленки и возвращают в верх нюю часть биофильтра. Установка снабжена установленным за биофильтром- баком-разделителем фильтрующей загрузки и очищаемой воды, а также системой рециркуляции во ды и возврата отмытой фильтрующей за рузки в биофильтр. Очистка сточных вод по предлагаемому способу осуществляется следующим образом. Предварительно осветленная сточная вода при помощи оросителя равномерно распределяется по поверхности бирфильтра и в процессе фильтрования ее через загрузку подвергается биологической очистке. Для обеспечения биологических процессов кислородом в нижнюю часть биофильтра через воздухораспределительную систему подается воздух. Из нижней части биофильтра смесь очищенной воды и загрузочного материала поступает в устройство для разделения смеси. Отмывка загрузки от загрязнения происходит в процессе движения смеси во ды и загрузочного материала по трубопроводу за счет повышенной скорост потока. В устройстве Для разделения смеси производится отделение отмытой фильтрующей загрузки от потока биологической очищенной воды. Фильтрующая загрузка возвращается в верх нюю часть биофильтра, а очищенная вода отводится на дальнейшую обработку. За счет постоянного отбора загрузочного материала из нижней части и возврата отмытой загрузки в верхнюю часть биофильтра обеспечивается непрерывное движение загрузки сверху вниз. На чертеже изображена предлагаемая установка, общий вид. Установка содержит биофильтр 1, бак-разделитель 2, узел 3 пневматической аэрации, узел 4 распределения о.тмытой загрузки и воды по поверхности биофильтра, систему рециркуляции воды и возврата отмытой фильтрующей загрузки в биофильтр с эжектором 5. Бак имеет патрубки для подвода смеси очищенной воды и фильтрующей загрузки от биофильтра, отвода очищенной воды, опорожнения. Бак имеет перегородку, не доходящую до верха и разделяющую его на две части. К однбй части бака подводится сточная вода с загрузкой, а от другой отводится очищенная вода. Верхняя коническая часть бака-разделителя заканчивается патрубком, к которому присоединяется всасывающий патрубок эжектора. В качестве рабочей жидкости для эжектора 5 используется рециркуляционная вода, отбираемая после бакаразделителя и подаваемая через эжектор на биофильтр. Уровень воды в конической части биофильтра,необходимый для поддержания загрузки в плавающем состоянии, и регулирование количества загрузки, выносимой с потоком очищенной воды, поддерживаются при помощи шибера, устанавливаемого на выходе из бака разделителя.. Установка работает следующим образом. Сточная вода поступает на водораспределительное устройство биофильтра 1 реактивного типа и равномерно распределяется по его поверхности. Профилированная сквозь загрузку сточная вода собирается в нижней конической части биофильт1 а 1, где за счет уменьшения поперечного сечения сооружения создается повышенная скорость потока воды, достаточная для захвата фильтрующего материала, имеющего плотность, меньшую, чем плотность воды. Захваченный потоком воды фильтрующий материал вместе с очищаемой водой поступает в бак-разделитель 2. Количество выносимого из биофильтра фильтрующего материала регулируется путем опускания или поднятия уровня воды в конической части биофильтра шибером, установленным на выходе из бака-разделителя. При этом соответственно происходит опускание или поднятие нижней кромки фильтрующей загрузки и соответственно увеличение или уменьшение скорости потока воды в этом сечении, что приводит к увеличению или уменьшению захвата зерен фильтрующего материала потоком очищаемой воды. Подача воздуха производится че1эез узел 3 пневматической аэрации,расположенный на уровне низа цилиндрической части биофильтра. Далее смесь очищаемой сточной воды и фильтрующего материала попадает в бак-разделитель 2 Отмывка фильтрующего материала избыточной биопленки начинается в нижней конической части биофильтра при захвате его потоком воды и продолжается в трубопроводе при движении потока от биофильтра к баку-разделителю 2. В баке-разделителе производится разделение фильтрующего материала от очищаемой воды. Поскольку его плотность меньше единицы, он всплывает и собирается в верхней конической части бака, а вода отводится из нижней части. Для предотвращения попадания фильтрующего материала в отводящую трубу в баке у подводящего патрубка устанавливается струеотбойная перегородка, не доходящая до верха цилиндрической части байа. На отводящем трубопроводе бака устанавливается шибер, предназначенный для регулирования уровня воды в устройстве. Возврат фильтрующего материала из верхней конической части бака-разделителя в верхнюю часть биофильтра осуществляется при помощи водоструйного эжектора 5. В качестве рабочей жидкости для водоструйного эжектора . используется рециркуляционная вода, забираемая на выходе из устройства и возвращаемая при помощи рециркуляционного насоса обратно на биофильтр Всасывающий патрубок водоструйного эжектора подсоединяются к патрубку в верхней конической части бака-разделителя.

Смесьрециркуляционной воды и фильтрующего материала поступает в водораспределитель биофильтра и равномерно распределяется по верху биофильтра Коэффициент рециркуляции принимается в зависимости от концентрации загрязнений в поступающей сточной воде в пределах 0,5-1,5.

Предлагаемые -способ и устройство для биологической очистки сточных вод прошли производственные испытания на очистных сооружениях. I

Пример. Монтируют установку, в состав которой входят первичный отстойник, описанное устройство для биологической очистки сточных вод (биофильтр) и вторичный отстойник.

Первичный отстойник вертикального типа имеет диаметр 1,0 м. Дигилетр биофильтра равен 1,0 м, высота загрузки в цилиндрической части 3,0 м, а высота конической части 0,9 м. Общий объем загрузки 2,6 м. В качестве фильтрующей загрузки используется

вспененный гранулированный полистирол диаметром 3-8 мм с плотностью 120 кг/м.

Воздух подается в биофильтр через щелевые колпачки от воздуходувок действующих очистных сооружений.

Бак-разделитель имеет диаметр 0,5 м, высоту цилиндрической части 0,8 м, конической.О,4 м и соединяется с биофильтром трубой диаметром 0 50 мм.

Уровень воды в установке регулируется путем поднятия или опускания трубы, соединенной шарнирно с выходным патрубком бака-разделителя. 5 Объем вторичного отстойника составляет 20 м.Производительность установки 1,0 ..

Очистка сточных вод осуществляется в следующей последовательности. 0 Неочищенные сточные воды, прошедшие решетки и песколовки действующих очистных сооружений, поступают в первичный отстойник, где наиболее тяжелые примеси осаждаются на дно, а осе ветленная вода поступает на биологическую очистку на биофильтр. Продолжительность первичного отстаивания 1,5 ч. При движении воды сквозь филь|трующую загрузку, покрытую биологил ческой пленкой, происходит изъятие органических веществ, находящихся в сточной воде в растворенном и коллоидном видах. В связи с высокой концентрацией загрязнений в поступакицей на очистку воде вводится рециркуляция

5 биологически очищенной воды. Коэффи- циент рециркуляции равен 1. Гидравлическая нагрузка на биофильтр по сырой воде составляет 31 сут, а с учетом рециркуляции 62 сут. Биологически очищенная вода вместе с захваченньЕМ полистиролом поступает далее в бак-разделитель, где полистирол всплывает вверх, а вода отводится снизу в промежуточную емкость, 5 откуда часть воды забирается на рециркуляцию, а остальная вода поступает на дельнейшую очистку во вторичный отстойник, где происходит отделение избыточной биопленки от очищае- 0 мой воды до величин, соответствующих требованиям, предъявляемым для воды, сбрасываемой в естественные водоемы. Продолжительность вторичного отстаивания составляет 2ч. Всплывший в 5 баке-разделителе полистирол при помсяци эжектора, работающего на рециркуляционной воде, подается обратно в биофильтр. Скорость циркуляции полистироласоставляет 50 л/ч. Результаты химанализ поступающей и очищенной на установке сточной воды приведены в таблице.

Взвешенные вещества, ., г Ojj/M

ХНК, г 0.,/м

Азот, г/м аммонийный

-нитритов нитратов

Зольность избыточной биопленки, % Применение предлагаемого способа очистки сточных вод по сравнению с существующим позволяет увеличить про изводительность биофильтра не менее чем в 1,5 раза. Формула изобретения 1, Способ биологической очистки сточных вод, включающий равномерное распределение предварительно осветг Ленных сточных вод по поверхности биофильтра, фильтрование сточной жид кости через фильтрующий материал с биопленкой, аэрацию и промывку его отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процес са за счет обеспечения его непрерывности, отбирают нижние слои загрузки, отмывают ее от избыточной биопленки и возвращают в верхнюю часть биофильтра. Сточнач воЗа

18

13,2

93

20,25

0,76

0,27

32 2. Установка биологической очистки сточных вод, включающая цилиндрический биофильтр с коническим днищем, заполненный фильтрующей гранулированной загрузкой с плотностью меньше единицы, узлы аэрации загрузки биофильтра и равномерного распределения по поверхности загрузки очищаемой воды, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности исрользования установки за счет обеспечения непрерывности процесса очистки, она снабжена установленным за биофильтром баком-разделителем фильтрующей загрузки и очищаемой воды, а также системой рециркуляции воды и возврата отмытой загрузки в биофильтр. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ 2332218, кл. С 02 С 1/04, 1975.