Центральный научно-исследовательский и оектноэкспериментальный институт инженерного оруЯВЙаиЕФ.",,"::: городов и Научно-исследовательский институт коййуяамцрщ водоснабжения и очистки воды Академии коммунального хозяйства им. К.Д.Памфилова (72) Авторы изобретения (71) Заявители

I (54 ) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД И УСТРОИСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод и может найти применение в народном хозяйстве при очистке бытовых и промышленных стоков.

Известен способ очистки сточных вод, заключающийся в обработке их минеральными коагулянтами и отстаивании, фильтровании через песчаный фильтр, насыщении кислородом воздуха и фильтровании через пористую загрузку (1).

Однако данный способ трудоемок, так как дополнительно содержит операцию фильтрования через песок.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ очистки сточных вод путем отстаивания, аэрирования воздухом и фильтрования через пористую загрузку с периодической ее промывкой Г21.

К недостаткам указанного способа относится низкая степень очистки.от органических загрязнений, обусловленная возможностью появления анаэробных зон в нижних слоях фильтрующей загрузки, а также частые обратные промывки (1-2 раза в сутки 1, приводящие к смыву с зерен загрузки микроорганизмов, ответственных за биологическую очистку.

Известна установка для очистки сточных вод, содержащая корпус с пористой загрузкой, трубопроводы для подачи и отвода обрабатываемой и промывной воды и устройство подачи и рас.лределения воздуха I 2).

Указанная установка не обеспечивает весь объем фильтрующей загрузки необходимым количеством растВоренного кислорода, так как насыщению воздухом подвергается только верхний надзагрузочный слой воды.

При этом в нижних слоях загрузки могут появиться анаэробные зоны. Образование на поверхности фильтрующей загрузки плотного слоя осадка привс дит к быстрому возрастанию потери напора и частым обратным промывкаМ загрузки. Все это приводит к снижен ю степени очистки.

Цель изобретения вЂ” .повышение сте» пени очистки.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу очистки сточных вод путем отстаивания, аэрирования воздухом и фильтрования через порис» тую загрузку с периодической ее промывкой аэрирование и фильтрование

1000422 осуществляют одновременно, при этом подачу сточных вод и воздуха осуществляют в противотоке.

Предпочтительно воздух подают в количестве, обеспечивающем содержание растворенного кислорода в 5 фильтрате 0,5 вЂ” 2,0 мг/л.

В устройстве для рсуществления способа очистки сточных вод, содержащем корпус, пористую загрузку,трубопроводы для подачи и отвода обрабатываемой и промывной воды и устройство для подачи и распределения воздуха, устройство для подачи и распределения воздуха расположено в пористой загрузке, соотношение высот 15 слоев которой над и под устройством подачи и .распределения воздуха находится в пределах 1."1-1,4:1.

Способ осуществляют следующим образом. 20

Сточную воду после решеток и песколовок подвергают отстаиванию в течение 1,5-2,0 ч. При высокой концентрации загрязнений в сточную воду перед отстаиванием возможно введение минерального коагулянта. Затем отстоенную воду фильтруют со скоростью 1-5 м/ч через пористую загрузку крупностью 3-10 мм. B качестве пористой загрузки могут быть

30 использованы такие материалы, частицы которых имеют шероховатую поверхность, а также открытые микропоры, способствующие частичному сохранению микроорганизмов в загрузке после обратной промывки фильтра, что приводит к быстрому восстановлению окислительной мощности фильтра. К таким материалам относятся различные шлаки, горелые и вулканические породы, а также керамзит, шунгиэит, ак- "0 тивные угли и т.д. Насыщение сточной воды кислородом воздуха производят одновременно с фильтрованием, вводя воздух в толщу пористой загрузки, при этом подачу 45 сточной воды и воздуха осуществляют в противотоке.

Введение воздуха в загрузку в противоток к сточной воде увеличивает массоперенос кислорода из воздуха в воду, что приводит к повышению степени аэробности в пористой загрузке.

Концентрация растворенного кислорода в теле фильтра колеблется от

7-8 мг/л, что близко к пределу насыщения при 15-20ОС, до 1 мг/л в нижних слоях фильтрующей загрузки. При таких концентрациях растворенного кислорода в сточной воде на поверхности и в межэерновом пространстве 60 пористой загрузки развиваются обли-. гатные и строго аэробные микроорганизмы, ведущие глубокое окисление органических загрязнений, в том числе и трудноокисляемых, при малом при 65 росте биомассы. Движение воды в толще пористой загрузки в процессе фильтрования способствует оттоку от микроорганизмов продуктов метаболизма, образующихся в процессе их жизнедеятельности, а также обеспечивает постоянное снабжение. микроорганизмов питательным. субстратом и растворенным кислородом, т.е. создает благоприятные условия для жизнедеятельности микроорганизмов.

Избыток биомассы удаляется из загрузки при обратной промывке.

Введение воздуха в загрузку способствует также разрыхлению ее, а это в свою очередь приводит к увеличению продолжительности фильтроцикла (промежуток времени между промывками) .

Увеличение продолжительности фильтроцикла способствует накапливанию в фильтрующей загрузке биомассы, а следовательно, и повышению степени очистки.

Крупность пористой загрузки должна быть 2-10 мм.При крупности менее

2 мм происходит возрастание потери напора, приводящее к частой обратной промывке фильтра. При крупности более 10 мм снижается задерживающая способность загрузки по отношению к взвешенным веществам и биомассе, что в конечном счете приводит к ухудшению качества очищенной воды.

Аэрацию пористой загрузки производят с расходом воздуха, обеспечивающим содержание растворенного кислорода в фильтрованной воде 0,5

2,0 мг/л. При концентрации растворенного кислорода в воде на выходе из фильтра менее 0,5 мг/л биологическое окисление органических загрязнений происходит недостаточно полно, степень очистки снижается. Поддержание концентрации растворенного кислорода в фильтрованной воде свыше

2 мг/л нецелесообразно по экономическим соображениям.

Пример 1. Городскую сточную воду, имеющую БПК 120 мг/л, ХПК 320 мг/л, содержание взвешенных веществ 135 мг/л, отстаивают в течение 2,0 ч и фильтруют через шлак крупностью 3-5 мм со скоростью

1,5 м/ч. Аэрацию пористой загрузки производят с расходом воздуха 4 м /м

М воды, что обеспечивает содержание растворенного кислорода в воде на выходе из фильтра 0,7 мг/л. Пористую загрузку подвергают обратной промывке 2 раза в неделю, Очистку воды указанным способом производят в течение 4 нед. Очищенная вода имеет БПК 15 мг/л, ХПК 60 мг/л, взвешенных веществ 10-мг/л.

Пример 2. Городскую сточную воду, имеющую БПК 250 мг/л, XtlK

500 мг/л, содержание взвешенных ве 1000422

Взвешенные вещества

Способ

БПК - ХПК

Известный (.воздух вводится в над-. загрузочное пространство)--49,2

26,4 60,7.

Предлагаемый (воздух вводится в загрузку) 60,0 75,2

81,0

Формула изобретения

65 ществ 265 мг/л, подвергают обработке хлорным железом (60 мг/л по Ге .О„), и полиакриламидом (1,5 мг/л), отстаи-, вают в течение 1,5 ч и фильтруют со скоростью 3,0 м/ч через пористую .загрузку (керамзит) крупностью 5-7 мм.

Аэрацию пористой загрузки производят с расходом воздуха 3 м /минводы, что обеспечивает содержание растворенного кислорода в воде на выходе иэ фильтра 1 мг/л. Пористую загрузку подвергают обратной промывке 1 раз в 5 дн. Очистку воды указанным спосо-. бом производят в течение 2 нед. Очищенная вода имеет БПК 10 мг/л, ХПК . 50 мг/л, взвешенных веществ 15

12 мг/л.

В таблице приведены сравнительные данные, полученные при очистке воды по известному и предлагаемому способам при скорости фильтрования (3 м/ч) и количестве подаваемого воздуха:(3 м /м очищаемой воды ) с использованием в качестве пористой загрузки керамзита дробленого .крупностью 3-7 мм. 25

Эффект очистки при фильтровании, Ъ

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство содержит корпус 1, заполненный фильтрующей пористой загрузкой 2 и подстилающим слоем 3 гравия, подающий, насос 4, запорный вентиль 5, трубопровод 6 и распределительную воронку 7, устройство 8 для подачи и распределения воздуха, трубопроводы 9 для отвода фильтрованной и подачи промывной воды, запорный вентиль 10; карман 11 для отвода промывной воды, оборудованный отводящим трубопроводом и запорным вентилем 12.

Устройство работает следующим образом.

Сточную воду, подающим насосом 4 при открытом запорном вентиле 5 по трубопроводу 6 подают в распределительную воронку 7 и затем в фильтрующую загрузку 2, помещенную в корпус 1. Одновременно с этим с помощью у тройства 8 в пористую загрузку 2 подают сжатый воздух. Соотношение . аэрируемой и неаэрируемой высот слоев составляет 1:1-1,4:1. Уменьшение вы соты неаэрируемого слоя загрузки по сравнению с принятым соотношением .

1:1 приводит к увеличению выноса взвешенных веществ. Увеличение высоты аэрируемого слоя загрузки по сравнению с принятым соотношением

1,4:1 нецелесообразно по экономичес- ким соображениям иэ-эа увеличения капитальных и эксплуатационных затрат.

Биологически очищенную в аэрированном слое загрузки воду фильтруют через нижний неаэрируемый слой пористой загрузки. Фильтрованную воду после прохождения через подстилающий слой 3 гравия собирают в трубча» той системе отвода 9 и при открытом вентиле 10 отводят из фильтра.

Регенерацию пористой загрузки 2 производят обратной водяной промывкой, осуществляемой при закрытом веНтиле 5 и открытых вентилях 10 и 12 °,.

При этом подачу воздуха не прекращают. Загрязненную промывную 1воду уда» ляют через отводной водослив 11 для отвода промывной воды и по трубопроводу с открытым вентилем 12 направляют в "голову" сооружений.

Предлагаемое изобретение нозволяЕт сократить объем сооружения за счет увеличения скорости фильтрованияпри равном эффекте очистки, а также

:увеличить продолжительность фильтро цикла, т.е. сократить расход промыв-, ной воды и энергоэатраты на промыв- ку. Экономический эффект для.станции производительностью 25 тыс.м /сут составляет 48,2 тыс.руб. в год.

1. Способ очистки сточных вод путем отстаивания, аэрирования воздухом и фильтрования через пористую загрузку с периодической ее промывкой, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки, аэрирования и фильтрование осуществляют одновременно, при этом подачу сточных вод и воздуха осуществляют в нротивотоке.

2. Способ по п. 1, о т л и .-. ч а ю шийся тем, что воздух подают в количестве, обеспечивающем„

1000422

Составитель IG.Ôåäüêóøoâ

Техред М. Костик Корректор Н.Король

Редактор В.Петраш

Эакаэ 1266/22 Тираж 939 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 содержание растворенного кислорода в фильтре 0,5 - 2,0 мг/л.

3. Устройство для очистки сточных вод, содержащее корпус с пористой загрузкой, трубопроводы для подачи и отвода обрабатываемой и промывочной воды и устройство подачи и распределения воздуха, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что устройство поцачи и распределения воздуха расположено в пористой загрузке, при этом соотношение высот слоев пористой эагрузки над и под устройством подачи и распределения воздуха равно 1!1-1,4:1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 590265, кл. С 02F 3/26, 1976.

2. Патент Франции Р 2161240, кл. С. 02 С 5/00, 1974.