"материал для биологической очистки сточных вод "редоксид"

 

Используют материал в качестве загрузочного материала для фильтров глубокой биологической очистки сточных вод различных по назначению очистных сооружений Материал, включающий обожженное глинистое сырье, сформованное в пористо-пустотелые блоки, содержит обожженное глинистое сырье с сообщающимися ОТКРЫТЫМИ порами диаметром 20 мм общей пористостью 77-91%. сквозными отверстиями диаметром 40-60 мм и суммарным объемом 55-60% и желобообразными каналами по периметру блоков в вертикальной плоскости при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид кремния 30-65, оксид железа 4-8, оксид алюминия 14-21, оксиды щелочных металлов 2-6, потери при прокаливании остальное. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц5 С 02 F 3/04

К ПАТЕНТУ госудАРСТВенный комитет

Г О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ пРи гкнт сссР (21) 4936261/26 (22) 15.05.91 (46) 07,07.92. Бюл. М. 25 (76) П.А. Иващенко, Ю.И. Матвеев и В,И, Ра каца (53) 628.356.63(088.8) (56) Патент ГДР

Ь& 269609, кл. С 02 F 3/10, 1987. (54) МАТЕРИАЛ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ

ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД "РЕДОКСИД" (57) Используют материал в качестве загрузочного материала для фильтров глубокой биологической очистки сточных вод различ- . ных по назначению очистных сооружений.

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано в качестве загрузочного материала для фильтров при глубокой биологической очистке сточных вод промышленных предприятий и в коммунальном хозяйстве.

Цель изобр=тения — повышение степени очистки и интенсификация процесса, указанная цель достигается тем, что материал для биологической очистки сточных вод, включающий обожженное глинистое сырье, сформованное в пористо-пустотелые блоки, содержит обожженное глинистое сырье с сообщающимися окрытыми порами диаметром 20 мм общей пористостью 7791%, сквозными отверстиями .диаметром .40 — 60 мм и суммарным объемом 55-60% и . желобообразйыми каналами по периметру блоков в вертикальной плоскости при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Оксид кремния 30 — 65.

Оксид железа 4 — 8

„„Я2„„1 746879 А3

Материал, включающий обожженное глинистое сырье, сформованное в пористо-пустотелые блоки, содержит обожженное глинистое сырье с сообщающимися открытыми порами диаметром 20 мм общей пористостью 77-91 ф„сквозными отверстиями диаметром 40 — 60 мм и суммарным объемом 55 — 60% и желобообраэными каналами по периметру, блоков в вертикальной плоскости при следующем соотношении компонентов. мас.g: оксид кремния

30-.65, оксид железа 4 — 8, оксид алюминия

14 — 21, оксиды щелочных металлов 2 — 6, потери при прокаливании остальное. 3 табл.

Оксид алюминия 14 — 21

Оксиды щелочных металлов 2 — 6

Потери при прокаливании Остальное

Предлагаемый материал получают при строго определенном технологическом процессе из особого глинистого сырья, обжиг которого осуществляют при регламентированных временных и температурных режи- . мах с образованием крупнопористых пустотелых блоков из вспученного аморфизованного вещества с общей flopMcTocTblo .

77 — 91% сообщающихся открытых пор с максимальным размером до 20 мм, имеющих сложную развитую поверхность, и пустотностью 55-60% в виде сквозных отверстий размерами 40 — 60 мм в блоках, а также желообразных каналов по их периметру в вертикальной плоскости при соответствующем соотношении основных оксидных компонентов, указанных выше. Организованная сборка биофильтров иэ этих блоков приводит к значительному повышению как произ1746879

10 в форму высотой 60-80 мм, предварительно определив температуру начала вспучивэния и интервала вспучивания, 15

20 поверхности материала к центру, Зная тем- 30 пературу твердения пироппастического ма50

55 водительности, так и эффективности очистки сточных вод.

В табл, 1 приведены химические составы.используемых сырьевых материалов, Составы готовят по следующей технологии.

Из полукислого или кислого легкоплав. кого глинистого сырья из группы средних или высокопластичных глин методом пластического формования изготовляют гранулы размером 8-12 мм, которые высушивают до 2-4% влажности и укладывают послойно

Формование материала осуществляют в три стадии: обжиг, закалка и охлаждение.

При обжиге вначале нагревают до нижней границы интервала вспучивания со скоростью 40-60 С в минуту, ниже границы начала вспучивания гранул осуществляют первую изотермическую выдержку до выравнивания температуры по высоте слоя в течение 10 — 15 мин, затем, поднимая температуру до около середины интервала вспучивания, производят поризацию гранул, осуществляя вторую изотермическую выдержку в течение 10-15 мин, и спекая вспученные гранулы при этом направленно от териала, снижают температуру до нее и осуществляют при ней третью изотермиче-, скую выдержку до выравнивания температуры по всему объему материала в течение

30-60.мин (начало стадии закалки), после затвердения расплава медленно снижают температуру до 800 — 1000" С за 10-15 мин и при этой температуре осуществляют четвертую иэотермическую выдержку до выравнивания температуры по всему объему изделия в течение 40-60 мин (конец стадии закалки). В стадии охлаждения ускоренно снижают температуру до 70-80 С в течение

60 — 180 мин. используя воздух и пары воды для усиленного теплообмена.

При этом образуются крупнопористые пустотелые блоки из вспученного аморфизованного вещества с общей пористостью

77-91% сообщающихся открытых пор с максимальным размером до 20 мм, имеющих сложную развитую поверхность. Пустоты в виде сквозных отверстий в блоках размерами 40 — 60 мм; а также желобообразные каналы по периметру блока в вертикальной плоскости, образующие сквозную пустотность 55 — 60%, получают при наличии в форме специально установленных приспособлений.

В табл. 2 приведены характеристики полученного материала для биологической очистки.сточных вод.

Использование материала осуществляют следующим образом.

Сточные воды поступают на биофильтр, собранный из крупнопористых пустотелых блоков иэ вспученного аморфизованного вещества. На развитой поверхности пор размерами до 20 мм образуется биопленка с иммобилизовэнн ыми микроорганизмами.

Для обеспечения биопленки кислородом в блоках предусмотрены сквозные отверстия, по которым осуществляется естественная аэрация биопленки. В процессе жизнедеятельности микроорганизмы биопленки окисляют находящиеся в очищаемой сточной воде органические вещества и аммонийный азот и восстанавливают образующие при этом нитрэты и нитриты до молекулярного азота. Отмершая биопленка потоком сточной воды выносится в специальную камеру, стоящую в очистных сооружениях после биофипьтра, где она выпадает в осадок, который периодически сбрасывается в специальную зону. Промывка фильтрующей загрузки из заявленного материала обратным потоком воды с целью регенерации не требуется, так кэк взвешенные вещества и отмершая биопленка потоком воды и естественной азрацией воздухом выносится из зоны фильтрования.Пример, Осуществляют очистку смеси бытовых и производственных (10%) сточных вод, прошедшей первичное отстаивание в двухярусном отстойнике городских очистных сооружений, со следующими характеристиками в мг/л: взвешенные вещества

87,0; ХПК 208.3; БПКБ 65,7; БПК20 91,2; аммонийный азот 36.3; нитриты до 0,34; нитраты до 0,70; общее содержание неорганического азота 36,5, Гидравлическая нагрузка на биофильтры варьировалась от 2,0 до 47,3 м /м сут.

Данные по эффективности очистки сточных вод приведены в табл. 3.

Технико-зкономическая эффективность предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом состоит в том, что использование предложенного материала в качестве загрузки биофильтров позволяет: увеличить рабочую площадь поверхности загрузки в единице объема биофильтров в 2.8-5.5 раза; улучшить гидродинэмические и аэродинамические условия существования при-. крепленного биоценоза. что обеспечивает возрастание окислительной мощности биофильтров в 2.0 — 3,0 раза;

1746879 интенсификации процесса при использовании материала, он содержит обожженное глинистое сырье с сообщающимися открытыми порами диаметром 20 мм. общей пористостью 77 — 91 . сквозными отверстиями диаметром 40 — 60 мм и суммарным объемом 55 — 60 и желобообразными каналами по периметру блоков в вертикальной плоскости при следующем соотношении компонентов, мас. :

Оксид кремния 30 — 65

Оксид железа 4 —.8

Оксид алюминия 14 — 21

Оксиды щелочных металлов 2-6

Потери при прокаливании Остальное

Таблица1

Содержание оксидов, иас.8

Наименование группы глинистого сырью

Сырье

По числу По огнеупорппастич- ности

По содерпанно

2 3 ности

Полукислое 12,4

Умеренно . пластичное (среднее ) г Г2ОО-1210 С

Легкоплавкое

9. 81

64,26 5,98 14,33 5,56

Глина софринского несторождения

100

Глйна увинского 64,63 6 ° 86 месторождению

1290 С

Легкоплавкое l3,18 5,91 9,42 100

Полукислое 28,0

Высокоплас18,04 5,50 17,98 100

Глина пальцевско- 51,75 6,73 го месторождению

1250 С

Легкоплавкое

14,0

Среднепластичное . 15,6

Среднеплас- тичное

Кислое

18,10 5,62, 16,41 .100 К

1230 С

Легкоплавкое

Глина (с глинок) 53,42 6,45 ложковского несторопдения

Та Ьли ца 2

Содержание компонентов, мас.о в материале

Компоненты

Пористость 77-911,иак" сииальные размеры пор, до 20 мм

Пористость

77-916, ма ксимальные размеры прр до 20 ии

Пористость

77-91, иа ксииальные размеры пор до 20 ми

47,S

6,0

17,5. (lD, 0

S,3

13,0

Оксид кремния

Оксид железа

Оксид алюминия

Оксиды 0(елочныхиеталлов

Потери при про-. каливании (ППП) 65,0

3;О.

21,0

30,0

1т0

1(1, 0

2,0

1(,0

100

111, 7

100

116, 0

100

25,0

100 стабилизировать очистку сточных вод при номинальных эксплуатационных затратах благодаря возможности увеличения до- пустимой гидравлической нагрузки в

1,8 — 2,5 раза, увеличить производитель- 5 ность процесса очистки в 1,5 — 2,5 раза, повысить степень очистки по взвешенным веществам на 19-347, по органическим веществам на 9-14, по аммонийному азоту на 12-35%. 10

Формула изобретения

Материал для биологической очистки сточных вод, включающий обожженное глинистое сырье, сформованное в пористо-пустотелые блоки, о т л и ч à ю шийся тем, 15 что, с целью повышения степени очистки и

Кремний Лелеао. Алони- Целочный ний металл

Нагрев со скоростью 300 С/ч до 1ОООЛС,изотериическая вы" держка при

1000 С в тес1ение

1 ч,поры от нескольких иикрон до 1 ми,3 отверстия диаиетрои 20 ми

1746879

f à 0 ee ee ee ee 3 овкаватвге

1сводстеа ) Завеллеммв на териал

Ла вас тибр иа торчал

«ористостб,8

8а

77 ао-70

Оустотмостб,2 еиаиетрм свеелинк камея> °

40, 50 и 60 we

Оровлмт лустотностм 55-60

Объеитол ллвтмвстб, кгlмт . 260-280 190-210. 130-180

28-35

260" 280 190-210 130" 180 260-28О 190-210 f30-180

600-800 раеочае высота сее01 аагрувви, м 1 ° 5

1 ° S 1. 1,5

1.5

1в5 1 5

f,5

1,5

1е5

3.0-3т5 2,7-3,2 5.0-5 ° 5 5,5 6,0 5.2-5.6 3,2-3,8 3,8-4,5

3,5-4.0

1,О-3,0

0,40-0,45 0,32-0,40 0,75-0,80 0,85-0,90 0,80-0,84 0,50-0,56 0,56-0,60 0,55-0,57

0,3р-р,40

0 35-Р,43 0,32-0,40 0,78-0,82 0,82-0,87 0,80-0,84 0,45-0,50 0,52-0.55 0,50-0.53

0,1S-0,30

90-91 86-89 92-95

85-87

86-89

71"73

80-90

62-67 6О-6S ег-87

87-90

85-87

70-72

73-75

20-50

Дронывка ие трееуетсе

Овриолычвсмвв лооиыева обратeeew таивт воды

Составитель Г.Лебедева

Редактор В,Бугренкова Техред M.Моргентал Корректор М.Демчик

Заказ 2405 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 доит стилем гмфраелвчаскал нагрувка, „э/нт.сут . 2,5-3.0

Яолустмнам оргаимчссквл иагруака ло 6Э(,ar/eee. сут 0,28-0,32

Оккслытекбнтм мвф3юстб ilo pfff кг/ит, сут 0, 30.0.35

Заееитыееостб е№ствм сииимсв еол,\ ла улалстммт ор гаимчесвмв ае-. еесте 85-87 ло удалвте4ю соединений азота 60-65

Удаление отраеотаниэа Емоллвнкм

77 84 . 91

Дааметры скеовмОВ камалов

40,50 м 91 ни

Проке«т лустотнтстм 55 60

77 84 91 оманетрм сввоэиив каналов

40, 50мбоин

Орооент лустоттвтстм 55-60