Способ биохимической очистки сточных вод от сульфатов

 

Сею з Советсиик

Сециапистичесииа

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Iii) 927758 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12, 09. 80 (21) 2978419/29-26 (51)N. К.й.

С 02 F 3/28 с присоединением заявки М

Рнудвратааквзий камвтат

COCl вв делам вэабратаикв н втарыткй (23) Приоритет

Опубликовано 15. 05. 82 Бюллетень М 18

Дата опубликования описания 17 . 05 82 (53) УДК 628.

° 356 (088. 8) В.В. Найденко и Ю.Ф. Колесов

:г „, Горьковский инженерно-строительный инстит т им. B.Ï. Чкалова

"" -с,е.ю (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ

ВОД ОТ СУЛЬФАТОВ

Изобретение относится к очист ке сточных вод, содержащих сульфа" ты, например сточных вод производства сульфата аммония, шахтных сточных вод, сточных вод от травления металлов.

Известен способ очистки сточных вод, включающий восстановление сульфатов в анаэробных условиях до сероводорода введением в обрабатываемую

10 воду в качестве биогенных компонентов хозяйственно-фекальных сточных вод в соотношении 5:1. Процесс осуществляют при рН 2,8-4,5 в течение

24 ч с последующей обработкой стонIS ных вод от сероводорода и серы известными методами, например аэрацией и поглощением сероводорода из газовой среды гидрохиноном N другими поглотителями 1).

Недостатками известного способа являются сложность технологической схемы очистки воды, необходимость дополнительной стадии очистки воды от сероводорода, а также высокая стоимость сооружений и арматуры, обусловленная низким рН и высокой концентрацией сероводорода.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ биохимической очистки сточных вод от сульфатов. Исходную сточную воду, содержащую сульфаты, смешивают с биогенными компонентами и активным илом и подают в реактор, где в течение 48-96 ч при рН 5,5:7,2 и температуре 35-40 С идет процесс о снижения сульфатов f 2).

Недостатком известного способа является незначительное снижение сульфатов в обрабатываемой воде.

Эффект очистки, в зависимости от рН и температуры, составляет 47-84ь, при этом в отдельных случаях, близких к рекомендуемым режимам (наприо мер при температуре 30 С и рН 6,8)> он составляет всего 27 . Способ не го

25 эо

55 з 92775 позволяет обрабатывать сточные воды с большим содержанием сульфатов

2000 мг/л и выше), как, например, сточные воды производства сульфата аммония. При таких концентрациях, в результате восстановления серы сульфатов, в иловой смеси образуется значительное количество сероводорода.

Известно, что сероводород инпибирует рост сульфатредуцирующих анаэробных бактерий и поэтому восстановление сульфатов снижается, а при значительных его концентрациях — прекращается.

В результате восстановления сульфатов в обработанной воде наряду с сероводородом образуются гидросульфидный и сульфидный ионы. При этом количественное соотношение между различными формами восстановленного сульфата зависит от величины рН среды. Для удаления из воды такой формы сульфатов необходима дополнительная стадия °

Это достигается.подкислением воды до рН ниже 5. В результате доля сероводорода в воде составляет более

99 413, а гидросульфидного иона менее 0,593 от всего количества восстановленного сульфата. Далее, сероводород может быть удален из обрабатываемой воды азрацией и поглощением из газовой среды известным поглотителем. Для осуществления такого способа необходимы дополнительные сооружения, реагенты. Эксплуатация таких сооружений осложнена высокой коррозионной активностью обрабатываемой воды, возможностью проскока сероводорода в окружающую среду, концентрация которого в воздухе строго регламентируется. Если такой стадии допол- 4о нительной обработки воды не предусматривать, то сточная вода с рН 5,57,2 будет содержать гидросульфидных ионов 3-463, сероводорода 97-544 от общего количества восстановлен45 ного сульфата. Поступая после реактора в водоем или на доочистку в аэрационные сооружения, гидросульфидные ионы очень быстро окисляются аэробными автотрофными серобактериями в сульфаты, а молекулярный сероводород десорбирует иэ обработанной воды, загрязняя окружающий воздух, или окисляется серобактериями до зле ментарной серы, которая затем, при недостатке сероводорода, может с помощью серобактерий окисляться даль". ае в сульфаты. Таким образом, известный способ очистки не выделяет серу

8 4 сульфатов иэ обрабатываемой воды, а только переводит ее в форму сероводорода и гидросульфидных ионов которые затем в определенных условиях, свойственных дальнейшей очистке сточных вод, переходят обратно, в форму сульфатов. Известный способ не позволяет выделить серу сульфатов из сточной воды с целью ее повторного использования в производстве. Очистка сточных вод по известному способу происходит при подаче в исходную воду активного ила. Это не всегда возможно, так как сооружения очистки могут располагаться на территории предприятий — источников сточных вод, в отдалении от биологических очистных сооруженийисточника активного ила.

Цель .изобретения - повышение степени очистки и упрощение процесса.

Указанная цель достигается биохимическим способом очистки сточных вод от сульфатов анаэробным илом в присутствии биогенного питания с введением в сточные воды соединения железа в количестве 0 5-0,8 г в пе,ресчете на железо и процесс ведут при рН 8-8,6.

При этом предпочтительно в качестве соединения железа используют огарок — отход производства серной кислоты.

В качестве биогенного питания используют сточные воды производства капролактама и/или метанола. В сточную воду вводят соединения железа в виде огарка после обжига колчедана производства серной кислоты, биогенное питание - в виде сточных вод, .содержащих органические соединения, продукты и полупродукты производств капролактама, метанола и соединения фосфора в количестве 20-25 мг/л, по S 0 .

Опытная и расчетная проверка предлагаемого способа показывает, что содержание биогенного питания, в пересчете на БПК, должно быть принято из расчета 0,8- 1 r БПК на 1 r сульфатов.

В этом интервале содержание биогенного питания обеспечивает максимальное удаление сульфатов при минимальных затратах на подачу биогенных компонентов и доочистку воды от остаточных органических соединений.

По трубопроводу сточную воду подают в приемную камеру. Сюда же подают соединение железа, биогенные компоненты

Резудьтвты исследований по влиянию рН и количества железа на эффект очистки сточных вод от сульфатов приведейы в табл. l и 2, соответственно.

Таблица 1

Концентрация сульфа тов в обрабатываемой воде, мг/л

Эффект очистки сточных вод от сульфатов, ф рН среды

1О до очистки после очистки

ЗЗ 93,6

96 . 93,8.

376 85,2

690 l 500

2500

4500

"1351

72 3

-18 97

600

46 97

1500

252

2500

4500

1123.

6 99

1500

224

2500

91 5

4500

1117

600

1500

92,5

115

521

2500

4500

1572

5 927758 и циркулирующий анаэробный ил. Обра" зующуюся смесь из этой камеры с помощью насоса с заданной скоростью подают в реактор. Здесь в течение

48-96 ч содержимое перемешивают. В результате жизнедеятельности сульфатредуцирующих анаэробных бактерий в реакторе происходит восстановление сульфатов до сероводорода и гидросульфидных ионов с одновременным окислением органических соединений биогенных компонентов до газообразных продуктов и продуктов неполного распада.

Гидросульфидные ионы в щелочной среде соединяются с железом, образуя i5 пирит. Иловую смесь иэ реактора подают в сепаратор, где тяжелые фрак-. ции смеси, содержащие в наибольшей концентрации пирит, выпадают в оса- 7.. док, который выводят в виде иэбыточ- zp ного ила. Легкие фракции, содержащие в наибольшей концентрации сульфатредуцирующие бактерии, возвращают в приемную камеру в виде циркулирующего анаэробного ила. Осветленную и 25 очищенную воду выводят потребителю.

П р и и е р . В реактор вводят сточную воду производства сульфата аммония, содержащую 600-4500 мг/л сульфатов. Реактор предварительно, перед началом опытов, загружают на

1/4 зрелым осадком, остальное - иловой водой метантенков городских очистных сооружений, содержащим сульфатредуцирующие анаэробные бактерии.

S: дальнейшем в опытах осадок в реак- 85 тор не загружают, а потери бактерий . с удаляемой из реактора очищенной во дой восполняют за счет их естествен-. ного роста при наличии биогенных кои40 ° понентов и сульфатов в реакторе. В сточную воду вводят соединение железа в количестве 0,5-0,8 r процесс очистки ведут при рн .8-8,6. В результате очистки достигаемый эффект состав- 9 0

45 ляет 99-75,54 по сравнению с 84-123 в известном.

927758

Табли ца 2

Эффект очистки сточных вод от сульфатов, 4

Концентрация сульфатов в обрабатываемой воде, мг/л после очистки до Очист ки

124.600

79 3

49 8

1500 753

2500 1873

4500 3875

25,0

0,0

13,8

84,2

78,6

600 95

1500 321

0 1

2500 615

4500 2915

75,4

35 2

99

0,5

75,5

600 6

1500 17 99

2500 229 91

"500 1128 75

0,8

600 32 97

1500 36 97 5

2500 243 90

4500 1152 74

Предлагаемый способ позволяет уве- способом; использовать образующийся личить эффект очистки сточных вод от в результате реакции железа с гидросульфатов с 843 до 99 ; очищать сточ- сульфидным ионом пирит в качестве ные воды с высокой концентрацией суль- сырья для производства серной кисфатов (более 2000 мг/л); снизить лоты; использование в качестве реагенконцентрацию восстановленной формы та отхода производства серной кислосульфатов в очищенной воде, концент- ты огарка позволяет замкнуть на од55 рация сероводорода и гидросульфидно" ном производстве потребление отхого иона в очищенной воде снижается дов, как реагента и сбыт осадка, как в 9-10 раз по сравнению с известным сырья, что наиболее эффективно по

Содержание соединений железа, в г огарка, в пе" ресчете на железо, на 1 r сульфатов в обрабатываемой воде

600 6

1500 16

2500 224

4500 1117

927758

9 экономическим и экологическим показателям предлагаемого способа; отказаться от постоянной подачи актив1 ного ила, а испольэовать только в период. пуска сооружений зрелый оса- s док с метантенков, что более эконо" мично и не связано с наличием в непосредственной близости очистных сооружений.

Формула изобретения

1. Способ биохимической очистки сточных вод от сульфатов анаэробным илом в присутствии биогенного питания, И отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки и упрощения процесса, в сточную воду вводят соединение железа в количестве 0,5-0,8 г в пересчете на железо zo и процесс ведут при рН 8-8,б, 10

2, Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что в качестве соединения железа используют огарокотход производства серной кислоты.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что в качестве .биогенного питания используют . сточные воды производства капролактама и/или метанола.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.,Хорошавин А.И.; Кашаев И;В.

Оборин Г.А. K вопросу биохимической очистки шахтных.вод, содержащих железо и сульфаты. В сб. "Очистка и использование шахтных вод". M

Научные труды ПермНИУИ, издание

ИГД им. А.А. Скочинского, вып. ХХ, 1975, с. 29.

2. Авторское свидетельство СССР

М 643435 кл. С 02 С 5/10 1977.

Составитель В. Вилинская

Редактор Н. Бандура Техред Н.Тепер Корректор И. И ска

Заказ 315 /32 Тираж 980 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,