Способ биохимической очистки сточных вод

 

Изобретение может быть использовано при биохимической очистке бытовых и промышленных сточных вод и позволяет снизить количество образующегося шлама при обеспечении высокой степени очистки. Сточные воды обрабатывают в биологическом резервуаре глубиной не менее 5 м, снабженном одним или несколькими поверхностными аэраторами турбинного типа мощностью (5-12)v10 кВт/м воды в условиях полного эндогенного дыхания при соблюдении величины отношения количества биомассы к субстрату 20-100. Способ повышает экономичность процесса очистки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 табл.

союз советсних социалистичесних

РеспуБлин

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4203948/26 (22) 24.12.87 (31) P 2240/86 (32) 24.12.86 (33) YU (46) 23.04.92, Бюл, ¹ 15 (71) Ина Рафинерия нафте Риека н.сол,о.ООУР производня горива и аромата за н.суб,о друге радне организацийе (YU) (72) Огниен Николич, Ядранка Краль-Баретич и Смиляна Кошчина-Корунич (YU) (53) 663.633 (088.8) (56) Яковлев С.В., Скирдов И.В., Швецов

В.Н., Бондарев А.А., Андрианов Ю.Н. Биологическая очистка производственных сточных вод. Процессы, аппараты и сооружения. — M.: Стройиздат, 1985, с.52-63.

Изобретение относится к обработке воды и может быть использовано при биохимической очистке бытовых и промышленных сточных вод, в частности, химических и нефтеперерабатывающих предприятий, Целью изобретения является снижение количества образующегося шлама при обеспечении высокой степени очистки.

В основе известных способов биологической очистки сточных вод лежит превращение растворенного органического и/или неорганического вещества (субстрата) в форму активного ила, который необходимо удалять из системы.

При этом потребление микроорганизмами растворенного в сточных водах субстрата протекает по трем основным схемам: энергетические затраты: субстрат+ Ог — СОг+ НгО;

„, Ы „„1 729289 А3 (я)ю С 01 F 3/02, С 02 F 3/16 (54) СПОСОБ БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ

СТОЧНЫХ ВОД (57) Изобретение может быть использовано при биохимической очистке бытовых и промышленных сточных вод и позволяет снизить количество образующегося шлама при обеспечении высокой степени очистки.

Сточные воды обрабатывают в биологическом резервуаре глубиной не менее 5 м, снабженном одним или несколькими поверхностными аэраторами турбинного типа мощностью (5-12) 10 кВт/м воды в усло-виях полного эндогенного дыхания при соблюдении величины отношения количества биомассы к субстрату 20-100. Способ повышает экономичность процесса очистки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 табл. синтез новой биомассы; субстрат+ МНЗ биомасса; эндогенное дыхание:. биомасса+ Оа СОг+ ЙНЗ+ НгО.

Эти процессы находятся в химическом равновесии. Преобладание одного из них определяется эмпирически устанавливаемым отношением М/F, где M — количество биомассы;

F — количество субстрата в системе.

Величину отношения M/F определяют по формуле

M/F Хч, .у

So G где Хч,> — концентрация взвешенных веществ, мг/л; ч — объем очищаемой воды, м;

3, So — БПК поступающей на очистку воды, мг/л;

Q — расход воды, м /день.

1729289

Для различных процессов биохимической очистки величина М/F составляет от 1 до 50.

Интервал 0 — 1 характерен для кратковременной (высокопроизводительной) аэрации, 1 — 5 — для обычной аэрации с денитрификацией или без нее, 5-20 — для продленной аэрации, 20 †1 — для отстаивания.

Обработка сточных вод в отстойнике при М/F > 20 отличается тем, что хлопья активного ила приобретают способность диспергироваться и фактически находятся в суспензированном состоянии. При этом количество кислорода, идущее на энергетические затраты, наименьшее по сравнению с другими способами биохимической очистки.

Выбор типа аэраторов и необходимого их количества осуществляют исходя из эмпирического показателя ЕРК, представляющего собой соотношение между количеством кислорода, поступающего из аэратора к хлопьям активного ила, к общему количеству подаваемого кислорода. Величина ЕРК зависит от типа биологического резервуара и его конструкции, типа аэратора, отношения мощности аэратора к объему биологического резервуара, качественных характеристик очищаемой воды (температуры, величины БПК, концентрации биомассы).

B табл.1 представлена зависимость степени удержания активного ила в условиях полного перемешивания от величины EPK для различных типов аэраторов.

Таким образом, аэрацию сточных вод проводят так, чтобы расход энергии был минимальным, активный ил находился в суспензированном состоянии, а значение EPK поддерживалось как можно более высоким.

Выбор параметров обусловлен следующим.

Для достижения высокой степени очистки и обеспечения условий полного эндогенного дыхания, при которых не образуется избыточный шлам, необходимо соблюдение величины отношения M/F = 20—

100.

Поддержание этого интервала обеспечивается для минимальной глубины резервуара поверхностным аэоатором турбинного типа мощностью 5 10 кВт/м, «J. з для максимальной — 12-10 кВт/м . Минимальная глубина биологического резервуара — 5 м, максимальная определяется возможностью осуществления процесса биологической очистки.

Для осуществления способа сточные воды после предварительной механической и химической обработки подают в биологи40 резервуаре 9. Высота уровня жидкости в биологическом резервуаре б м. Мощность аэраторов турбинного типа составляет. 6,75»

»10 кВт/м . Отношение М/F в биологическом резервуаре составляет 25-30, емкость

45 резервуара — б тыс.м . з

B табл.2 представлены характеристики сточной воды нефтеперерабатывающего завода до и после очистки.

5

35 ческий резервуар 1, оснащенный одним или несколькими аэраторами 2, перемешивающими содержимое резервуара, после чего по трубопроводу 3 их подают в отстойник 4, откуда по трубопроводу 5 отводят отходящий поток, а избыток шлама подают в трубопровод 6, причем избыток шлама либо рециркулируют по трубопроводу 7 в резервуар 1, либо выводят по трубопроводу 8, Отходящий поток по трубопроводу 5 и избыток шлама, рециркулирующий по трубопроводу 8, подают в биологический резервуар 9 с расстоянием от дна резервуара до поверхности сточной воды, составляющим не менее 5 м.

Резервуар 9 оснащен одним или несколькими поверхностными аэраторами 10 турбинного типа мощностью 5 10 — 12 ° 10 кВт/м сточной воды, которые прижимают активированный шлам ко дну резервуара 9 и замедляют его всплытие. Очищенный от шлама отходящий поток выводят по трубопроводу 11 и подают на биофильтр 12. Очищенную воду отводят по трубопроводу 13, Часть осадка после фильтрации избыточного активного ила по трубопроводам 14 и 15 рециркулируют на биофильтр 12. Другую часть осадка и избыточного активного ила по трубопроводам 14 и 16 подают в биологический резервуар 9. Глубина биологического резервуара 9 должна быть не менее 5 м, в то время как форма поперечного сечения может быть произвольной (круглой, квадратной, прямоугольной и т.д), так что конструкция резервуара может быть оптимизирована при минимальном объеме.

Пример 1, Очистке подвергают сточные воды нефтеперерабатывающего завода и осуществляют ее только в биологическом

Данные табл.2 свидетельствуют о том, что высокую эффективность очистки в предлагаемом способе достигают при высоких значениях рН исходной воды и значительных флуктуациях концентраций загрязненных компонентов. B случае залповых выбросов, когда все микроорганизмы в биологическом резервуаре погибают, активированная пульпа регенирируется в течение 24 ч, в то время как по известному способу для регенерации требуется 15 — 25 сут, Кроме

1729289

Таблица1

Тип аэратора

Параметр EPK

07,-1,8

1,8-2,4

1-6 м-хорошее

1,8

1,2-1,8 этого в предлагаемом способе отсутствует образование избыточного шлама.

Пример 2. Очистке по полной схеме подвергают сточные воды, образующиеся при газификации и коксовании каменного 5 угля, характеризующиеся высокими значениями ХПК, БПК и ООУ, а также значительным содержанием соединений азота, Очистку осуществляют в биологическом резервуаре глубиной 7 м, объемом 11 10 тыс.м . Уровень жидкости в резервуаре — 6 з м, мощность поверхностного аэратора турбинного типа — 9 10 кВт/м сточных вод, отношение М/F равно 40. Вследствие высокого содержания аммиака в сточных водах 15 после биологического резервуара 9 их подают на биофильтр 12. Избыток шлама из биофильтра рециркулируют в биологический резервуар, где он находи1ся в условиях полного эндогенного дыхания. 20

B табл.3 представлены данные по эффективности очистки воды от газификации и коксования каменного угля, Избыточный шлам в процессе обработки не образуется.

Пример 3, Очистке подвергают быто- 25 вые сточные воды, характеризующиеся высокими значениями БПК и взвешенных веществ, Очистку осуществляют в биологическом 30 резервуаре 9 в условиях примера 1. Очи-щенные сточные воды имеют БПК5 20 мг/л и содержат 10 мг/л взвешенных веществ.

По сравнению с известным способом, согласно которому сточные воды подверга- 35 ют механической очистке для удаления взвешенных веществ, обработке флокулянтами, удалению образующегося осадка, последующему его сгущению и переработке, в предлагаемом способе избыточный шлам 40

Диффузионный

Поверхностная мешалка турбинного типа

Поверхностная мешалка пропеллерного типа

Погружная мешалка турбинного типа не образуется, что значительно снижает капитальные и эксплуатационные затраты.

В табл.4 представлены данные по количеству образующегося шлама при различных видах биологической обработки.

Использование предлагаемого способа позволяет при обеспечении высокой степени очистки сточных вод снизить количество образующегося шлама и повысить экономичность процесса очистки.

Формула изобретения

1. Способ биохимической очистки сточных вод, включающий предварительную механическую и/или химическую обработку воды, аэрацию в присутствии активного ила с последующим отделением очищенной воды и образующегося шлама, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью снижения количества образующегося шлама при обеспечении высокой степени очистки, аэрацию осуществляют одним или несколькими поверхностными аэраторами турбинного типа мощностью 5 10 2-12 10 2 кВт/м воды в резервуаре глубиной не менее 5 м в условиях полного эндогенного дыхания при соблюдении величины отношения количества биомассы к субстрату от 20 до 100, 2. Способ поп1,отличающийся тем, что величину отношения биомассы к субстрату определяют по формуле

M IF ХХ ау

So. Q где М вЂ” количество биомассы, мг/л м; з.

F — количество субстрата, м /день мг/л; з

Xv, — количество взвешенных веществ в резервуаре, мг/л;

v — объем очищаемых вод, м; з.

S0 — БПКь поступающей на очистку воды, мг/л;

Q — расход воды, м /день. з

Удержание активного ила в условиях полного перемешивания

Хорошее (независимо от глубины) 0,3-5 м -хорошее; 5 м-плохое

Хорошее (независимо от глубины

1729289

Таблица2

П р и ме ч а н и е: ООУ- общий органический углерод

ТаблицаЗ

Таблица4

1729289

40

50

Составитель А,Стадник

Техред М.Моргентал Корректор В.Гирняк

Редактор O,Õðèïòà

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 1416 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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