Способ очистки сточных вод и установка для его осуществления Советский патент 1983 года по МПК C02F3/02 C02F3/02 C02F101/30 C02F103/32 

Изобретение относится к очистке сточных вод от органических соединений и может быть использовано для очистки npONWUineHHHX сточных вод предприятиями микробиологической, пищевой, химической промзшшенностей.

Известен способ очистки сточных вод, заключающийся в том, что сточные воды подвергают биологической очистке с помощью активного ила в бассейнах окисления. Установка для очистки сточных вод включает бассейн окис- ления и мотопомпу. Перемещение и аэрация жидкости в бассейне окисления осуществляется благодаря струе жидкости. Подача жидкости к струйному аэратору осуществляется мотопомпой расположенной в баке рядом с бассейном окисления, который сообщается с указанным баком посредстром линии, снабженной регулируквдим вентилем возвратного расхода. Мотопомпа может . обеспечить рециркулирование активного ила, а также питание бассейна окисления водой f 1 .

Однако по указанному способу в указанной установке не обеспечивается эффективная очистка сточных вод, так как поверхность контакта сточной воды с воздухом малоразвита, в

результате чего происходит недостаточное насыщение кислородом сточной воды, что, в свою очередь, приводит к неэффективному воздействию на органику сточных вод активного ила.

Известен способ очистки стоков схимическим потреблением кислорода (ХПК) от 4000-10000 мг , заключающийся в том, что в стоки вводят

10 комплекс сине-зеленых водорослей и бактериальных культур, обладающих азотфиксирующей способностью - способностью разлагать фосфаты, клетчатку и гуматы. Указанное микроорга15низмы культивируют отдельно на селективных средах, затем суспензию микроорганизмов культивируют в сточной жидкости в открытом резервуаре до накопления максимальной биомассы актив20ного ила. За 8-17 ч в резервуаре снижается загрязненность с ХПК от 400010000 мг . После обработки стоков комплексом водорослей и бактериальных культур их подвергают дальней25шей дополнительной очистке в аэротенках 21.

Однако данный способ является дорогостоящим, так как требует значи30тельных затрат времени и средств на

подготовку альгобактериального комплекса.

Наиболее близкими по техническому решению к npeflnaraeNtJM способу и устновке являются способ и установка для промьшшенной очистки сточных вод заключающиеся в том, что промлипенные сточные воды подвергают первичному отстаиванию, надосадочная жидкость подвергается биологической очистке с помощью активного ила, а затем сточные воды подвергаются вторичному отстаиванию. Установка для осуществления известного способа для очистки сточных вод состоит из первичного отстойника, аэротенка с- барботером и вторичного отстойника. Известный способ предусматривает первичное отстаивание сточной воды с целью осаждения механических примесей. Дальнейшая очистка ведется в присутствии активного ила при барботировании сточной воды 3.

Однако известный способ является длительным,а очистка на известной установке недостаточно эффективна.

Цель изобретения - интенсификация процесса и повышение эффективности очистки.

Эта цель достигается тем, что сточную воду подвергают первичному отстаиванию с последующей биолргической очисткой активным илом, а также вторичному отстаиванию, стоки до и после первичного отстаивания цодвергают принудительной аэрации в тонком слое, причем первичное отстаивание ведут в присутствии активного ила -ИЗ расчета 0,020,03 ч. ..

Установка для осуществления предлагаемого способа очистки сточных вод, включающая первичный отстойник, аэротенк с барботажем и вторичный отстойник, дополнительно снабжена массообменными аппаратами, установленными до и после первичного от стойника, при этом выход вторичного отстойника трубопроводом, подающим активный ил, соединен с первич ньом отстойником.

На чертеже представлена установка аэробной биологической очистки сточных вод.

Сущность способа заключается в том, что до и после первичного отстаивания сильно загрязненные промыш-. ленные сточные воды подвергают принудительной аэрации в массообменном аппарате, где в тонком слое закру- . ченной жидкости происходит десорбция избыточного углекислого газа из сточной воды, и абсорбция этой водой кислорода воздуха. Насыщение очищаемых стоков кислородом резко изменяет окислительно-восстановительные условия среды, а это, в свою очередь,

вызывает изменение агрегс1тного состония органических веществ, содержащихся в стоках.

Первичное отстаивание ведут в присутствии активного ила из расчета 0,02-0,03 . Который поступает по трубопроводу, соединенному с выходом вторичного отстойника. В результате ХПК с 4000-60000 мг снижается до 2000-3000 мг .

Установка для осуществления способа включает насос 1, соединенный трубопроводом 2с массообменНИКОМ 3, первичный отстойник 4, маю сообменный аппарат 5, аэротенк 6, вторичный отстойник 7.

Ыассообменный аппарат 3 состоит из вертикального цилиндрического корпуса с тангенциальной щелью для ввоца жидкости, устройства лля подачи газа и патрубками для выЕюда проконгактировавших газовой и идкой фаз, коллектора, охватывающего с наружной стороны корпус. В коллектор воздуходувкой 8 подается воздух. На поверхности корпуса под коллектором размещены просечки под углом 15-30° по направлению движения :идкости и под переменным углом к продольной оси корпуса, причем последний по-, степенно уменьшается от верхней к нижней части корпуса от 90 до 45.

Выход массообменного аппарата 3 соединен трубопроводом 9 с первичным отстойником.4. Первичный отстойник представляет собой емкость для отстаивания механических примесей и .предварительной очистки, сточной воды активным илом. После отстаивания механические примеси с ос:евшим активным илом удаляются через патрубок 10 Из отстойника недосадочнс1я жидкость с ХПК порядка 1000-1500 мг 02/л по трубопроводу 11 насосом 12 подается в массообменный аппарат 5. Конструкции массообменных аппаратов 5 и 3 аналогичны. Воздух в коллектор массообменного аппарата 5 подается воздуходувкой 13. Выход массообменного аппарата соединен с аэроаенком б трубопроводом 14 для подачи обогащенной кислородом сточной воды. Трубопровод 15 соединен также с аэротенком для непрерывной подачи возвра тного активного ила. Возвратный актк;вный ил поступает -и в первичный отстойник по трубопроводу 15.

Аэротенк представляет собой бассейн , на дне которого расположен барботер 16, через который поступает воздух от воздуходувки 17. Выход аэротенка соединен со вторичным отстойником 7 трубопроводом 18, по которому поступает смесь очищенной сточной воды с активным клом (иловая смесь) . Очищенная сточная: вода с ХПК порядка 100-150 мг из вторичного отстойника подается на пруды. а избыточное количество активного ила -г на переработку, Установка работает следующим образом. Промьшщенные стоки, окисляемость которых (ХПК) может достигать 20006000 мг , насосом 1-по напорному трубопроводу 2 подаются в массробменный аппарат 3, .где в тонком слое закрученной жидкости происходи десорбция избыточного углекислого газа из сточной воды и абсорбция этой водой кислорода воздуха. Сточная вода,обогащенная кислородом до 4-6 мг QJ/л самотеком поступает в первичный отстойник 4, куда также поступает по трубопроводу 15 возвра ный активный ил. Насыщение кислородом сточной вод и введение активного ила из расчета 0,02-0,03 ч (возвратного) является предварительной биологическо очисткой, что дает возможность начи нать основную биологическую очистку ffболее низкого ХПК. После первичного отстаивания (610 ч) удаляются механические примес с осевшим активным илом. Надосадочная жидкость значительно осветленна частично (или полностью), с исчезнувшим первоначальным специфическим запахом, с ХПК порядка 10001500 мг направляется в массообменный аппарат 5, где в тонком сл жидкости происходит дополнительная абсорбция сточной водой кислорода воздуха. Сточная вода, обогащенная кислородом, направляется в аэротенк В зависимости от степени загрязненности стоков проводят повторное насыщение кислородом сточной воды в массообменном аппарате. Сточная вода, обогащенная кислородом до 4-6 мг , подается в аэротенк, в который также непрерывно поступает воздух и возвратный активный ил. Из аэротенка смесь очищенной сто ной воды с активньом илом (иловгш смесь) поступает для отстаивания во вторичный отстойник. Осветленная сто ная вода с ХПК порядка 50-100 направляется на пруды. Избыточное количество активного ила осаждается и направляется в первичный отстойник (одна часть), а другая часть на переработку. Пример. Испытания проводились на заводе БВК. Исходная величина ХПК стоков составлялаЭЗ0мг (1/л. Вода представляла собой жидкость серого цвета с сильным специфическим запахом. Исходная сточная вода, проходя через первый массообменный аппарат, обогащалась кислородом до 4-6- мг . Затем она подавалась в первичный отстойник, куда одновременно поступал акшвный ил из вторичного отстойника из расчета О 020,03 м ч. Продолжительность обработки в первичном отстойнике 3 ч. После отстоя осветленная, почти без запаха жидкость с ХПК 2800 мг , пройдя второй массообменный аппарат и обогативишсь дополнительно кислородом до 4-6 мг О„/л, подавалась для основной биологической очистки в аэротенк (процесс длился 15 ч). В аэротенке происходило интенсивное перемешивание и аэрация. Из аэротенка смесь очищенной сточной воды с активным илом,(иловая смесь) при расходе 900 поступила для отстаивания во вторичнгай отстойник (продолжительность отстоя 3ч). Осветленная сточная вода с ХПК 75 мг подавалась на пруды. Преимущество способа очистки сточных вод и установки для его осущес т вления заключается в том, что позволяет повысить эффективность очистки промышленных сильно загрязненных сточных вод, снижая содержание окисляемых веществ.в стоках от 60002000 до. 50-100 мг сократить длительность процесса очистки сточных вод на 4-5 ч и снизить удельные энергозатраты, уменыиая кратность циркуляции. Сравнительные данные испытаний установок по очистке сточных вод известным и предлагаелфдм способа приведены в таблице.

Сточная вода

Известный

Способ очистки

Предлагаемый

Исходная

После прохождения через первый массообменный аппарат

Первичный отстойник (0,020,03 активного ила)

После прохождения через ВТОРОЙ массообменный аппарат

Аэротенк

Вторичный отстойник

В таблице приведены средние данные расхода активного ила, подаваемого в первичный отстойник. В реальных производственных условиях расход активного ила колеблется в пределах 0,02-0,03 ч. Как видно из таблицы, снижение ХПК наблюдается уже после прохождения сточной воды через первый массообменный аппарат. Снижается продолжительность отстоя в первичном отстойнике. ХПК сточной воды после пер вичного отстойника, куда подавался активный ил из расчета 0,023 м /мравно 2800 мг , в то время как в эксперименте по известному способ ХПК сточной воды оставалось на том же уровне. По предлагаемому способу после первичного отстойника сточная вода проходит через второй массообменный аппарат и ХПК снижается до 2700 мг . Как видно из таблицы, в экспериментах по предлагаемому способу сокращается время пребывания в аэротенке и во вторичном отстойнике. Зн чительно снижается ХПК сточной воды после пребывания в аэротенке. Испытания показали, что очистка сточных вод при использовании предлагаемого способа позволяет улучшит очистку стоков по сравнению с извес ным способом на 30%, сократить длительность процесса очистки на 4-5 ч при небольших затратах электроэнергии. Формула изобретения 1. Способ очистки сточных вод, предусматривающий первичное отстаивание с последунвдей биологической очисткой активным илом и вторичным

3200

3200

3100

3200

2800

2700

15

75

75 тстаиванием, отлича1ющи йс я тем, что, с целью интенсификации процесса, повышения зффоктивности очистки, сточные во,цы АО и после первичного отстаивания аэрируют в тонком слое, при этом первичное отстаивание ведут в присутствии активного ила из расчета 0,02-0,03 . 2. Установка очистки сточных вод, включающая соединенные последовательно первичный отстойник, аэротенк с барботером и вторичный отстойник, отличающаяся тем, что с целью интенсификации процесса и повышения эффективности очистки, она снабжена массообменными аппаратами, один из которых установлен на входе первичного отстойника, другой - между первичным отстойником и аэротенком, причем его вход соединен с выходом первичного отстойника, а его выход - с входом аэротенка, при этом вторичный отстойник снабжен трубопроводом с регулирующей арматурой для подачи возвратного активного ила в первичный отстойник. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Франции 2;i27200, кл. С 02 С 1/06, 1979. 2.Авторское свидетельство СССР № 524777, кл. С 02 F 3/32, 1974. 3.Проскуряков В.А. и др. Очистка сточных вод в химической промышленности, Л., Химия, . с. 273274.