Способ предварительной очистки кислых металлсодержащих сточных вод

 

Использование: для очистки сточных вод черной металлургии, шахтных и карьерных вод от ионов железа и сульфатов. Сущность изобретения: способ включает обработку сточной воды накопительной культурой с последующей фильтрацией и дозированием биомассы в очищаемый поток в количестве 0,084 - 1,5%. Биомасса, выращенная в анаэробных условиях на питательной смеси хозяйственно-бытовых стоков, навозной жижи, сточной воды, характеризуется уровнем окисляемости в пределах 327 - 532 мг О₂/л и сероводорода не менее 119 мг/мл. Сточные воды, смешанные с биомассой, пропускаются через слой известняка и продукты коагуляции с линейной скоростью до 0,15 м/ч. 2 з. п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к способам очистки кислых природных и сточных металлосодержащих вод от ионов железа и сульфатов и может быть использовано для предварительной очистки сточных вод черной металлургии, шахтных и карьерных вод мембранными методами очистки.

Известен способ биологической очистки кислых шахтных вод с использованием биогенной добавки (хозяйственно-бытовой жидкости и древесных отходов) и инокулята сульфатредуцирующих бактерий (СРБ) до 0,5% РН изменяется с 3,7 до 4,16. Степень очистки железа II составляет 81% а сульфатов 60% (при содержании их в очищаемой воде 943 мг/л). Скорость очистки составляет 0,2 л/ч.

Однако существование анаэробных условий культивирования сульфатредуцирующих бактерий в промышленных условиях при такой дозе на очистку огромных объемов сточных вод (карьерных, шахтных) весьма сложно. Образующийся сероводород требует дополнительных приемов обезвреживания аэрацией или поглотителем.

Цель изобретения упрощение и интенсификация процесса.

Поставленная цель достигается тем, что накопительную культуру сульфатредуцирующих бактерий, выращенную в анаэробных условиях на питательной смеси хозбытовых стоков, навозной жижи и сточных вод, дозируют в очищаемую воду в количестве 0,84-1,5 об. Уровень сероводорода в биомассе должен быть не менее 119 мг/мл, а окисляемость (ХПК) 327-532 мг О₂/л. Причем чем выше уровень загрязнения воды железом, тем большая доза вводимой в нее биомассы.

Обработанный поток направляется через слой гравия (известняка) и продуктов коагуляции гидроксидных соединений железа и органической массы с линейной скоростью до 0,15 м/ч на отстаивание. При этом меняется механизм взаимодействия органического компонента (культуральной жидкости) с минеральными примесями очищаемой воды. Здесь имеет место не биологическое выедание сульфат-иона микроорганизмами до восстановления серы в сульфидную форму, а физико-химические процессы коагуляции с последующей флокуляцией гидроксидных частиц железа и других примесей органическими компонентами биомассы, что значительно ускоряет процесс очистки. Использование биомассы, содержащей сероводород, СРБ и продукты метаболизма в качестве флокулянта, позволяет коагулировать соединения железа с сульфат-ионами. Содержащийся в биокоагулянте сероводород связывается полностью ионами металлов в нерастворимый сульфид, который вместе с другими соединениями железа выпадает на дно отстойника. Предложенный состав биокоагулянта отобран на основе опытных данных при дозе обработки 30 см³ биоамассы на 1 дм³ сточной воды.

Данные представлены в табл.1.

При пропускании смеси сточной воды с инокулированной биомассой через слой насадки гравия степень очистки повышается. Первый вариант пропускание в системе отстойника без гравийного слоя с культуральной жидкостью; второй вариант без культуральной жидкости через гравийный слой; третий вариант пропускание сточной воды с инокулированной биомассой (КЖ) через гравий и слой. Линейная скорость прохождения жидкости через слой насадки во всех опытах составляла 0,15 м/ч. Данные указаны в табл.2.

П р и м е р. Очистку сточных вод осуществляют на опытной установке, состоящей из ферментера для непрерывного анаэробного культивирования СРБ, с подачей питательной смеси в дозах, соответствующих уровню инокулята биомассы в сточную воду, и отстойника с гравийным слоем. Из накопительного объема сточную воду направляют непрерывно насосом вместе с определенным объемом культуральной жидкости в отстойник снизу со скоростью 50 м³/ч.

Осветленную воду анализируют на уровень загрязнений. Влияние дозы биомассы на качество воды представлено в табл.3.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОЧИСТКИ КИСЛЫХ МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД, включающий обработку биомассой накопительной культуры сульфатредуцирующих бактерий с последующей фильтрацией, отличающийся тем, что дозирование биомассы ведут в очищаемую воду непрерывно в количестве 0,084 - 1,5 об.% при уровне в биомассе ХПК от 327 до 532 мгО₂/л и сероводорода не менее 119 мг/мл.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сточные воды, смешанные с биомассой, пропускают через слой известняка и продуктов коагуляции с линейной скоростью до 0,15 м/ч.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют накопительную культуру сульфатредуцирующих бактерий, выращенную в анаэробных условиях на питательной среде смеси хозфекальных стоков, навозной жижи и сточных вод.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2