Способ биохимической очистки сточных вод Советский патент 1982 года по МПК C02F3/26 C02F1/78 

(54) СПОСОБ БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Изобретение относится к способам очистки сточных вод и может быть использовано для интенсификации процесса биохимической очис ки сточных вод. Известен способ биохимической очистки сточных вод, заключающийся в смешивании сточной жидкости с активным илом, аэрации иловой смеси, отделении активного ила от очищенной жидкости путем гравитационного отстаивания, рециркуляции активною ила на стадию аэрации и обезвоживания избыточного активного ила 1. Недостатками способа являются высокий иловый индекс и удельное сопротивление фил трации активного ила, а также высокий его . прирост. Наиболее близким к предлагаемому является способ биохимической очистки сточных вод, включающий смещивание сточной жидкости с рециркулирующим активным илом, аэрацию и озонирование иловой смеси в про цессе аэрации, отделении активного ила от очищенной жидкости отстаиванием, реииркуляцию ила и обезвоживание избытомого акишного ила 2. Сточную жидкость смешивают с рецирку.лируюш5{м активным илом, имеющим концентрацию 4-5 г/л. Концентрация ила в зоне аэрации составляет 2-3 г/л. Иловую смесь подвергают аэрации озоновоздушной смесью с концентрацией озона 0,065-0,129 Ш/л в течение 6-7 ч при BFIKj, исходной сточной воды 400 мг/л. Окислительная мощность аэрационного сооружения составляет 1300- гБПК 1500 -г. После аэрации иловую смесь подают в отстойник, где активный ил, имеющий JuioBbrii индекс 100-120 мл/г, отделяют от очищенной жзщкости. Избыточный активньгй ил уплотняют, кондиционируют и обезвоживают. В описании прототшта не приведены данные по приросту активного ила, вьшосу взвешенных веществ из вторичного отстойника., 3iiaчения удельного сопротивления фильтрации избыточного активного ила и количество реагентов, необходимых для его кондиционирования, а также время уплогнсиия активного 3 j-wa до ко щентрации 15-20 г/л перед сбезвож 1ваклем. Bociipo i3 eueimK cnocoSa aojfynaiaT s,o;;tw;i;.ufl-M даЕНйм; вьшос взвешенных вещес с вторкчысго отстойника 12 - 18 мг/л; время уплотнения активного ила до концеитраиии 15-20 г/л - 6-8 ч; прирост биомассы актив ного ила - 0,4-0,5 г/г ВПК; -дйльное сопротшт mie фильтршщм избыгочного активного ина - 60 80 X 10 ° см/г; дозы реагентов дан: кондиционирования избыточного аКТИБНОГО 4ШЯ РеС1э 5%; СаО 15%. Иловый индекс, удельное сопротиппение фильтрации и прирост активног:. чна яв;:-4ются одними из основных Frrpa/.urrpOB, определяющих окислительную моидность i: opyжешш оиохи гаческой очистки ее з(.|;|фектквкость, а также затраты на обезво;кивание ,яочного активного ила. аецостздками способа являются высок™ иловый 1Шдекс в пределах 100-20 мг/л, определяющий невысокие концентрации уплот ненного во вторичном отстойшпсе активного Ш1а - 4-5 г/л, низкие его концентрации в зоне аэрации 2-3 г/л и соответсгвенно небольшую окислительную мощность аэраг-щон Hbsx сооружений, -ко определяет значительЕъж ИХ объемы к затраты иа строительство; Л:;ос лелько BbicciKoc удельное сопротивление :Ь::;,пыра1Дик избыговдвго аки-шного ипа - 608(5 л Ш° см/Г; определяющее необхо,ii;::i- nc i iiC:r:jji;j3oaaHHH больших количеств ре эента , его кояЕЩЩ-юнироваши; высокий прирост «сгивного ила - 0,4-0,5 г/гБПК, опроделяюищй образование больших количест избьггомого акцизного и.г;а, по; пежащего кон дйудвоннрованию и обезвоживанию, что приво ди к -з сатательном. расходу реагентов и пр л5енеаяю бо/ньшого количаства обсзвоживаюгли агшарп.тов; относительно невысокое качество а шщешюй воды, олределяющееся вьшосом . йзвошенш-дх вйществ из вторичного отстойник 12--18 мг/л. Целью изобретения является интенсифшса.ия .процесса биох1-шшческой очистки сточных вод :,а счгт уменьшегмя илового индекса и уменьшения удельного сопротивления фильтрации активного Eia, уменьшение иго прирсгхЕ м улучзлеккс качества очищенной воды Поставлеа ая, цель достигается тем, что со гяйжо ciicco6y очистки сточных вод, вклюга,:ащ;;му регенерацию активного ила, смешив кйя ег-:, с-о сючной жидкостью, аэращпо и .ip:., иловой смеси в процессе аэраUHii, гг;1,е)ение активного ила от очищенной :«ij-ih;ot;T}i отста1 : а1шгм, рециркуляцию актив ;-:- г. тгла па стадию регенерации и обезвоашаь:не избыточного активного ила, озонирование ведут ири концентрации озона в озон ;;;.iec/: - ;v;г/л и дозы озона д гп: jr-ou воды, ссугцесталяют следуюпшм образом. .актнвкьш siii после регенератора смешивают со сгогяой ,1 остыо и подают на аэрацию. В аэращюнном сооружении происходит биохимическое окисление органических компонентов воды, В процессе аэрации иловую -змесь озонируют при кондентращ-ш озона 13 ш/л с дозой 1--25 ivir/л. (;,ш,-,ость способа заключается в следующем. . стад,ии регенерат активный ил окисляет 3,-iiJ.oreHHbie субстраты к сорбированные орган1 ческие вещества. Затем, после смещива1(;ия со стошюй жидкостью в процессе азраили происходит сорбция и окисление экзогенных субсхргтов. После полной биологической очиствси производится гравитационное разделение активного ила от очищенной жидкости и часть ила рециркулируют на стадию регенерашш, а избыточный активный ил кондиционируют и обезвоживают. В результате обработки бактерий активного ила озоном при концентрации 1-3 мг/л дозой 1-25 мг/л происходит частичное окисление Шконолисахаридов, накапливающихся в хлопке активного ила в процессе , биохимического окисления органических кошюнентов сточных вод. В результате этого улучшается структура активного ила и уменьшается его шговый индекс и удельное сопротивление фильтрации. Сокращение концентрации озона в озоновоздушной смеси кике 1 мг/л, или уменьше ше дозы озона менее 1 мг на 1 л сточной воды ведет к снижению эффективности способа вследствие недостаточного воздей-ствия. Увеличение концентраили озона свыше 3 мг/л и дозы более 25 мг/л оказывает токсическое действие на биоценоз активного ила и приводит к увеличению илового индекса и удельного сопротивления фитьтрацки активного ила. 111ирокий интервал доз озона обусловлен тем, что необходимая доза озона зависит от качественного состава сточной воды и характеристик активного ила, например таких как ковдентрация его В зоне аэрации. Вследствие обработки озоном иловый индекс уменьшается до 40-60 мл/г, что позволяет повысить концентрацию активного ила в зоне аэрации до 4-5 г/л, т.е. в 2 раза. Это приводит к увеличению окислительной мощности сооружения в 1,6-1,8 раза и соотЕстственно позволяет сократить его объем. Кроме того, при таком иловом индексе сокра1цается до 8-10 мг/л вынос взвешенных веществ из вторичного отстойника. улушиает качество очищешюй воды. 5 Уменьшение илового индекса опрёцеляет также уменьшение времени уплотнения актив ного ила до концентрации 15-20 г/л с 6- 8 до 4-5 ч, что позволяет сократить объем шюуплотнителя в 1,5-2,0 раза. Уменьшение удельного сопротивления филь трации активного ила до 30-40 х 10° см/г обеспешвает сокращение расхода реагентов для кондиционировалия в 1,5 раза. В результате обработки бактерий активног ила озоном происходит разобщение процесса окислительного фосфорилирования, в результате чего уменьшается прирост активного ила с 0,4-0,5 до 0,3-0,38 г/гБПК. Это определя ет уменьшение количества избыточного актив кого ила в 1,3-1,4 раза, что позволяет соот ветственно уменьшить объем шюуплотнителя, сократить расход реагентов и количество аппаратов механического обезвоживания. Таким образом, уменьшение илового индек са, удельного сопротивления фильтрации и прироста биомассы активного ила при обработке его озоном в процессе биохимической очистки определяет уменьшение объема аэрационных сооружений, илоуловителей, расхода реагентов, количества обезвоживающих аппаратов, а также улучшается качество очищенной воды по содержанию взвешенных веществ. Пример 1. Процесс полной биологичес кон очистки ведут в аэротенке-смесителе с ре нератором. Исходную сточную воду, имеющую BnKj, 150 мг/л и рециркулирующий ре-: генерированный активный ил с концентрацией 9 г/л, подают в аэротенк, где аэрируют 1,6 ч Концентрация активного ила в зоне аэрации составляет 4,5 г/л. В процессе аэрации иловую смесь озонируют при концентрации озона 1 мг/л с дозой 1 мг/л иловой смеси. Окислительная мощность сооруження при полной биологической очистке составляет 2350 гБПК/м сут. Затем иловую смесь подают во вторичный отстойник, Где очищенную жидкость отделяют от активного ила, имеющего иловый индекс 56 мл/г. Вынос

Таблица 36 взвешенных веществ в очищенной воде составляет 9-10 мг/л. Рециркулирующий активньш нп подают на стадию регенерации, а нзбьггочньт актив п 1Й Ш1 уплотняют до концентрацки 20 г/л в течение 4,5 ч. Прирост axTifflHoro ила в процессе очистки составляет 0,38 г/гБПК. Уплотненный избыточный активными ил, имеющий уделыюе сопротивление фильтрации 30 X 10° см/г кондиционируют. При этом доза реагентов, необходимых для кондкционировання, составляет, %: FeCIs 3: СвО 9. П р и м е р 2. Процесс ведут анялопгчно примеру 1 при ВПК исходной воды 400 мг/л. Концентрация ила в зоне аэрации - 5 г/л; концентрация озона - 2 мг/л; доза ожчка 12 мг/л иловой смеси; ушовый индекс -52 мл/г; концентрация рециркулирующего активного ила - 10 г/л; окнслитель-цм мощность - 2400 гБПК/м- сут. Вреь1я аэрэщш 4 ч. Вьшос взвешенных веществ - 8--9 л-и/л; прирост активного ила - 0,34 г/г время уплотнения актийното 5Ша до KOHueirrрацш 20 г/л - 4 ч. Удельное сопрютквление фильтрации - 37 х 10 см/г; доза реагента для кондиционироваи1-ш нзбьгго.чного активного liFia состав.тяет,%: FeCts 2; СаО 6. . П р и м е р 3. Процесс ведут аналог-нчно примеру 1 при БПКд исходной воды 1000 мг/л. Концентрация ила в зоне аэрацин - 5 г/л; концентрация .озона - 3 мг/л; доза озона 35 мг/л иловой смеси; иловый индекс 43 мл/г; концентрация рециркулирующего активного ила - 8 г/л. Окислительная мощность - 2600 г БПК/м сут. Время аэрации 9,3 ч. Вьшос взвешенных веществ - 9/10 мг/л; время уплотнения акт шного ила до концентрации 20 г/л - 5 ч. Удельное сопротивление фильтрации - 39 X 10° см/г. Доза реагентов для кондиционирования избьггочного активного ила составляет,%: РеС1з - 2,5; СаО 7,5. Прирост активного ила - 0,29 г/гБПК. Данные свидетельствующие об оптимальности выбранных параметров, приведены в табл. 1.

12

400

12

300

80

ПО

0,02

65

80

0.5 При озонировании иловой смеси в процесCS аэрации с концентрацией озона в озоне-35 воздушной смеси 1-3 мг/л и дозе озона 1-25 мг на 1 л сточной воды в 2-2,2 раза уменьииется иловый индекс активного ила, в 1,5-2 раза уменынается удельное сопротивлеИловый шадекс, М1-/л

Концентрация ила, уплотненного

во вторичном отстойнике, г/л

KoHueiiTpan M активного ила ы зоне аэрации, г/л

Окислительная мощность

.гБПК/м/сут

40-60

100-120

8-9

4-5

(,

:300 26DO

1300-1500 ние фильтрации его и в 1,3,4 раза уменьшается прирост. Сравнительные данные, свидетельствующие о преимуществе предлагаемого способа по сравнению с известным приведены в табл. 2. Т а б л и д а 2