Способ биологической очистки сульфидсодержащих сточных вод

 

Сущность изобретения: в сточную воду, загрязненную сероводородом и сульфидами , вводят легкоокисляемые органические вещества, содержание которых определяют по формуле: с, где ХПК - концентрация биологически легкоокисляемых органических веществ, мг/л; С - концентрация сульфидов в исходной сточной воде, мг/л; а - безразмерный коэффициент, равный 0,285-0,615. Сточную воду подают в реактор со взвешенным слоем загрузки с прикрепленными микроорганизмами. Биологическое окисление ведут до остаточной концентрации сульфидов 0,1-10,0 мг/л. Затем отделяют взвешенные вещества. 2 табл. ел С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ6ЛИК (51)5 С 02 F 3/34

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4874492/26 (22) 12.10.90 (46) 15.01.93. Бюл.М 2 (71) Ташкентский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторско-технологического института водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии "Водгео" (72) Е,П.Каценович, Ю,А.-Л,Коган, Д.А.Рубин и В.Н,Швецов (56) Коган Ю.А., Каценович Е.П„Рубин Д.А, и Швецов B.Í. Применение биореакторов с псевдоожиженной загрузкой для очистки сульфидсодержащих сточных вод от сернистого крашения тканей. — Химия и технология воды, N. 6, 1986, с,62 — 65.

Изобретение относится к области очистки сточных вод от серосодержащих соединений может быть использовано на локальных сооружениях биологической очистки.

Целью изобретения является уменьшение содержания серосодержащих соединений в очищенной воде, Поставленная цель достигается тем, что в способе биологической очистки сульфидсодержащих сточных вод, включающим обработку воды во взвешенном слое зернистой загрузки с прикрепленными к ней микроорганизмами с последующим отделением взвешенных веществ, процесс ведут до концентрации сульфидов в очищенной воде 0,1 — 10 мг/л в присутствии биологически легкоокисляемых компонентов, содержание которых определяют по формуле ХПК=а с, »!Ж 1787959 А1 (54) СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ

СУЛ ЬФИДСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД (57) Сущность изобретения: в сточную воду, загрязненную сероводородом и сульфидами, вводят легкоокисляемые органические вещества, содержание которых определяют по формуле: ХПК=а с, где ХПК вЂ” концентрация биологически легкоокисляемых органических веществ, мг/л; С вЂ” концентрация сульфидов в исходной сточной воде, мг/л; а — безразмерный коэффициент, равный

0,285 — 0,615. Сточную воду подают в реактор со взвешенным слоем загрузки с прикрепленными микроорганизмами. Биологическое окисление ведут до остаточной концентрации сульфидов 0,1 — 10 0 мг/л. Затем отделяют взвешенные вещества. 2 табл. где; ХПК вЂ” концентрация биологически легкоокисляемых органических веществ, мг/л с — концентрация сульфидов в исходной сточной воде, мг/л а — безразмерный коэффициент равный.

0,285 — 0,615

Способ осуществляют следующим образом; в сточную воду, загрязненную сероводородом и сульфидами в концентрации

100 — 1000 мг/л, вводят биологически легкоокисляемые органические вещества, например, пептон, ацетат, глюкозу, количество которых обеспечивает концентрацию по

ХПК, определяемую по формуле

ХПК=а с где: с — исходная концентрация сульфидов, мг/л а — безразмерный коэффициент равный

0,285 — 0,615

1787959

20

30

Далее сточную воду подают в биореактор со взвешенн IM слоем загрузки с прикрепленными к ней микроорганизмами. В качестве загрузки применяется активированный уголь, песок, керамзит и др. Взвешенность загрузки создается за счет восходящего потока воды в биореакторе, расширяющего загрузку.

Процесс биологического окисления проводят при времени обработки от 1 ч до

10 ч в зависимости от концентрации сульфидов и ведут до остатЬчной концентрации в очищенной воде 0,10 — 10 мг/л. Затем из очищенной воды отделяют взвешенные вещества путем фильтрования или отстаивания, или флотации. Данные по осуществлению способа представлены в табл.1.

Если процесс биологического окисления сульфидов проводят до их остаточной концентрации в очищенной воде менее 0,1 мг/л балансовое соотношение окисленных форм сдвигается в сторону ЯгОз, ЯОз, SO4 . В результате обработки практически вся сульфидная сера переходит в растворенные тиосульфаты, сульфиты и сульфаты, В этих случаях снижения серосодержащих продуктов в очищенной воде не происходит и цель изобретения не достигается, Если процесс биологического окисления сульфидов проводят до их остаточной концентрации более 10 мг/л, в очищенной воде среди продуктов окисления преобладают тиосульфаты и снижение серосодержащих продуктов в очищенной воде меньше, чем по прототипу.

Увеличение коэффициента "а" более

0,615 в расчетной формуле не изменяет процент снижения серосодержащих продуктов в очищенной воде, но приводит к повышенному расходу реагентов, используемых в качестве легкоокисляемой органики.

Уменьшение значения коэффициента "а" в формуле 1 ниже 0,205 не приводит к уменьшению содержания серосодержащих продуктов в очищенной воде по сравнению с прототипом, что не обеспечивает достижения поставленной цели.

Пример 1, В исходную сточную воду расходом 10 м /ч, загрязненную сульфидами концентрацией 620 мг/л вводят легкоокисляемые органические вещества в виде раствора пептона. Количество пептона по

ХПК в сточной воде рассчитывается по формуле;

ХПК=а с где с — концентрация сульфидов, равная 620 мг/л а — безразмерный коэффициент, равный 0,285

ХПК = 0,285 620 = 176,7 мг/л

Пептон вводят в количестве 1767 г/час, обеспечивающим его концентрацию в сточной воде 176,7 мг/л, Далее сточную воду подают на обработку в биореактор со взвешенным слоем активированного угля АГ-3. Требуемое расширение загрузки 30%. Время обработки 6 часов. Концентрация сульфидов в очищенной воде 2,5 мг/л. После отстаивания обработанной воды количество серосодержащих веществ в очищенной воде 530 мг/л.

Процент сни)кения серосодержащих веществ в очищенной воде 14,4%..

Пример 2. Процесс ведут аналогично примеру 1. Принимают значение коэффициента "а" в расчетной формуле равным 0,615, Количество пептона по ХПК в сточной воде рассчитывается по формуле

ХПК = 0,61 5 620 = 382 мг/л

Для осуществления процесса пептон вводят в количестве 3820 мг/час, обеспечи вающим его крнцентрацию в сточной воде

382 мг/л. Требуемое время обработки 6 часов, концентрацию сульфидов в очищенной воде 2,5 мг/л. После отстаивания обработанной воды количество серосодержащих веществ в очищенной воде в пересчете на S — 372 мг/л, Процент снижения серосодержащих веществ в очищенной воде 40%

Пример 3, Процесс ведут аналогично примеру 1, Принимают значение расчетного коэффициента — 0,48. Концентрация ХПК по формуле составит:

XRK = 0,48. 620 = 300 мг/л, Добавляем в сточную воду пептон B количестве 3 г/час, обеспечивающим его концентрацию в сточной воде по ХПК 300 мг/л.

Время обработки сточной воды в биореакторе — 6 часов. Концентрация сульфидов в очищенной воде — 2,5 мг/л. После обработки воды в биореакторе и последующей флотации взвешенных веществ количество серосодержащих продуктов в очищенной воде в пересчете на S — 432,1 мг/л. Процент удаления серосодержащих продуктов — 30,3%

Пример 4. Процесс ведут аналогично примеру 1, Принимаем значение коэффициента в расчетной формуле — 0,1, тогда

ХПК = 0,1 620 = 62 мг/л

Пептон в сточную воду вводят в количестве 620 r/÷àñ, обеспечивающим его концентрацию в сточной воде 620 мг/л, Концентрация сульфидов в очищенной воде — 2,5 мг/л. Время обработки сточной воды в биореакторе — 6 часов. После обработки воды в биореакторе и последующей флотации для определения взвешенных веществ, количество серосодержащих продуктов в очи1787959 щенной воде — 580,4 мг/л, процент удаления серосодержащих продуктов 8 .

Пример 5. Процесс ведут аналогично примеру 1. Принимают значение коэффициента в формуле — 0,8

ХПК = 0,8 620 = 496 мг/л

Пептон в сточную воду вводят в количестве 4960 г/час, обеспечивающим его концентрацию в сточной воде 496 мг/л. Время обработки сточной воды в биореакторе — 6 часов. Концентрация сульфидов в очищенной воде — 2,4 мг/л, После обработки воды в биореакторе и последующего отстаивания взвешенных веществ общее количество серосодержащих продуктов в очищенной воде — 372 мг/л, Процент удаления серосодержащих продуктов — 40; .

Пример 6. Процесс ведут аналогично примеру 1. В сточную воду вводят белок серицин в количестве 2850 г/л, обеспечивающим его концентрацию в очищенной воде

300 мг/л (а = 0,48). Время обработки воды в биореакторе 7,5 часов. Сульфиды в очищенной воде практически отсутствуют (0,05 мг/л). После отделения взвешенных веществ путем отстаивания концентрация серосодержащих компонентов в пересчете на

S в очищенной воде — 570,4 мг/л. Процент удаления серосодержащих компонентов8,0, Пример 7. Процесс ведут аналогично примеру 1. B сточную воду вводят балок серицин в количестве 2850 г/час, обеспечивающим его концентрацию в сточной воде

300 мг/л. При этом значение коэффициента

"а" в расчетной формуле составляет 0,48.

Время обработки воды в биореакторе 6,8 часов. Концентрация сульфидов в очищенной воде 0,1 мг/л. После отделения взвешенных веществ путем отстаивания концентрация серосодержащих компонентов в пересчете на S в очищенной воде — 527 мг/л. Процент удаления серосодержащих компонентов 15, Пример 8. Процесс ведут аналогично примеру 1. В сточную воду вводят белок серицин в количес ве 2850 г/час, обеспечивающим его концентрацию в сточной воде

300 мг/л. При этом значение коэффициента в расчетной формуле составляет 0,48. Время обработки сточной воды в биореакторе

5,8 ч. Концентрация сульфидов в очищенной воде 2,5 мг/л. После удаления взвешенных веществ путем отстаивания общая концентрация серосодержащих продуктов составляет 430,9 мг/л. Процент удаления

55 серосодержащих веществ в очищенной воде 30,5 .

Пример 9. Процесс ведут аналогично примеру 1. В сточную воду вводят белок серицин в количестве 2850 г/час, обеспечивающим его концентрацию в сточной воде

300 мг/л, При этом значение коэффициента в расчетной формуле составляет 0,48. Время обработки сточной воды в биореакторе 5,5 ч. Концентрация сульфидов в очищенной воде 10,0 мг/л. После удаления взвешенных веществ путем флотации концентрация серосодержащих компонентов в очищенной воде составляет 439,6 мг/л. Процент удаления серосодержащих веществ в очищенной воде 29,1 .

Пример 10. Процесс ведут аналогично примерам 6 — 9, Время обработки сточной воды в биореакторе — 5,0 часов. Концентрация сульфидов в биореакторе — 12 мг/л. После удаления взвешенных веществ путем флотации концентрация серосодержащих компонентов в очищенной воде составляет 571,6 мг/л. Процент удаления серосодержащих веществ в очищенной воде — 7,8 .

Сравнительные данные по очистке сточных вод по предлагаемому способу и прототипу представлены в таблице 2, Таким образом, использование предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволяет снизить концентрацию серосодержащих продуктов в очищенной воде от 580 мг/л до 530,7 — 372 мг/л, что составляет 14,4 — 40 /.

Формула изобретения

Способ биологической очистки сульфидсодержащих сточных вод, включающий обработку во взвешенном слое зернистой загрузки с прикрепленными к ней микроорганизмами с последующим отделением взвешенных веществ, отличающийся тем, что, с целью уменьшения содержания серосодержащих соединений, процесс ведут до концентрации сульфидов в очищенной воде 0,1 — 10 мг/л в присутствии биологически легкоокисляемых органических соединений, содержание которых определяют по формуле

ХПК= а с, где ХПК вЂ” концентрация биологически легко окисляемых органических соединений, мг/л; с — исходная концентрация сульфидов, мг/л; а — безразмерный коэффициент, равный

0,285 — 0,615.

1787959

Таблица1

Концентрация H2S в очищенной воде, мг/л

Количество добавляем. органики по

ХПК, мг/л

Концентрация сульфидов в исходной воде в пересчет на S мг/л

Процент снижения серосодержащих веществ в очищенной воде, %

Коэффициент а

Т а б л и ц а 2

Концентрация H2S В Очищенной воде, мг/л

Концентрация серосодержащих продукт в очищен. воде в пересчете на

S, мг/л

Количество добавляемой органики по

ХПК, мг/л

Концентрация сульфидов в исходной сточной воде в пересчете на

S, мг/л

Процент снижения серосодержащих веществ в очищен-воде, о/

Коэффициент

"а"

ый способ

П е лагаем

0,615

0,616

1,0

2,5

620

382

144,6

372

38,5

П от отип

2,5

620

215

580,4

8,5

8,0

Составитель Е.Каценович

Техред М,Моргентал Корректор Н,Бучок

Редактор

Заказ 46 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

620

62,0

117,8

176,7

382,0

496

30,0

0,1

0,19

0,285

0,48

0,615

0,8

0,48

0,48

0,48

0,48

0,48

0,48

0,48

0,48

0,48

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

0,05

0,1

1,0

2,5

5,0

7,5

12

Концентрация серосодержащих продуктов в очищенной воде, в пересчете на S мг/л

580,4

554,9

530,7

432,1

372

372

570,4

527

443,3

430,9

430,28

437,1

439,6

571,6

604,5

8,0

10,5

14,4 .30,3

40,0

40,0

8,0

15,0

28,5

30,5

30,6

29,5

29,1

7,8

2,5