Способ аэробной очистки сточных вод и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< о939405 (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 10.06. 80 {21) 2967114/23-26 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 300682 Бюллетень ¹24

Дата опубликования описания 30 .06 . 82 (511м. кл

С 02 F 3/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

) i УДК 628. 356 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Б.Я. Буланый, Я.3. Каплан, N.Ä. Пфйиш и А,Я. Буланый

Киевский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ АЭРОБНОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к очистке сточных вод и может быть использовано для очистки производственных и бытовых сточных вод активным илом.

Известен способ очистки сточных вод, представляющий собой смешение предварительно осветленных сточных вод с циркулирующим активным илом, интенсивное непрерывное перемешивание илоной смеси с кислородосодержащим газом за счет принудительной его подачи в толщу илоной смеси через пневматический аэратор в уменьшающемся в процессе очистки количестве и одновременное растворение кислорода в илоной смеси с его потреблением активным илом в спиральном течении призматического потока смеси (1).

Известно устройство для аэробной очистки сточных вод, представляющее собой емкость, снабженную трубопроводами подачи предварительно осветленных сточных вод, циркулирующего активного ила и кислородосодержащего газа, отвода обработанной илоной смеси во вторичный отстойник, пневматическими аэраторами, установленными в придонной части емкости с уменьшающейся площадью вдоль нее (1J.

Недостаток известных способа и устройства состоит в высоких энергозатратах на единицу растворенного кислорода, что вызывает удорожание очистки сточных вод, а также возможность проскока недоочищенных сточных вод.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ аэробной очистки сточных вод, который состоит в смешении предварительно осветленных сточных вод с циркулирующим активным илом, в обработке илоной смеси в двух стадиях, заключающихся в принудительном растворении в илоной смеси кислорода из кислородсодержащего газа, принудительно подаваемого в толщу илоной смеси, и выдерживании илоной смеси с растворенным в ней кислородом для потребления егo актинным илом и н последующем осветлении илоной смеси с выделением циркулирующего активного ила, при этом обработку илоной смеси ведут при постепенном уменьшении количестна подаваемого на растворение кислорода в течение процесса очистки при спиральном течении призматического потока смеси (2J.

g3g40S

Недостаток указанного способа состоит в малой интенсивности растворения и потребления кислорода, что не обеспечивает высокую скорость очистки сточных вод, влияющих в конечном итоге на стоимость очистки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее резервуар, разделенный попарно расположенными перегородками на камеры растворения 10 кислорода с аэраторами и камеры выдерживания, впускные трубопроводы исходных сточных вод, воздуха и выпускной трубопровод отработанной иловой смеси (3). 15

Однако известное устройство не обеспечивает высокой интенсивности растворения кислорода и соответственно высокой скорости о истки сточных вод. 20

Цель изобретения — повышение скорости очистки при одновременном уцешевлении процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в способе аэробной о >пстки сточ25 ных вод, включающем смешение предварительно осветленных сточных вод с циркулирующим. активным илом, двухстадийную обработку иловой смеси — принудительное растворение кислорода на первой стадии и выдерживание смеси на второй, осветление иловой смеси с последующей циркуляцией активного ила, двухстадийную обработку илоной смеси проводят 6-12 раз на каждые 100 мг/л снимаемого биологического потребле- 35 ния кислорода (БПКп), при этом стадию растворения кислорода осуществляют при восходящем течении призматического потока до концентрации растворенного кислорода в иловой смеси 14- 40

15 мг/л, а стадию выдер>кивания — при нисходящем течении призматического потока до остаточной концентрацHEi

0,5-1,0 мг/л.

Количество повторений, равное 6-12 4 на каждые 100 мг снимаемого БПКп, зависит от степени загрязнения воды и коли еств:. по> лов.ейного растворенного кислорода, а также определяется оптимальными условиями проведения процесса, При значениях < 6 и r 12 проводить процесс нецелесообразно.

Начальная концентрация растворенного кислорода перед стадией выдерживания принята 14-1" мг/л,,как опти— м ая при нас цении Bo êècëoðo- 55 дом иэ воздуха, и обеспечивает очистку сточных вод с температурой 9-18 С при глубине введения кислорода 610 м. Эти пределы охватывают реальные температуры сточных вод и практи- 60 чески применяемые глубины аэраторов.

Конечная концентрация кислорода, равная 0,5-1,0 мг/л по истечении териода поглощения растворенного кислорода активным илом, выбрана иэ усло- 65 вия предотвращения возникновения анаэробных процессов при аэробной очистке и поддержания непрерывно высоких скоростей очистки.

Конструктивно указанная цель достигается тем, что в устройстве аэробной очистки сточных вод, содержащем резервуар, разделенный попарно расположенными перегородками на камеры растворения кислорода с аэраторами и камеры вьщерживания, впускные трубопроводы исходных сточных вод, кислородсодержащего газа и выпускной трубопровод отработанной илоной смеси, аэраторы расположены между парными перегородками, расстояние между парами перегородок монотонно возрас— тает по направлению потока и между . ими расположены камеры выдерживания, при этом первые парные перегородки на 0,2-0,1, а вторые на 0,1-0,05 превышают рабочую высоту резервуара.

Предла> аемый способ осуществляется в устройстве для аэробной очистки сточных вод включающем емкость, снабженную трубопроводами подачи предварительно осветлевных сточных вод, циркулирующего активного ила и кислородсодержащегo газа и отвода обработанной иловой смеси и разделенную !а зоны растворения кислорода и выдерживания иловой смеси с растворенным в ней кислородом для era потреб>ления активным илом, в первой иэ которых установлены пневматические азраторы, в котором зоны растворения f< .!ñëoðîäà зоны выдерживания отделены друг от друга перегородками и сгруппировань попарно, при— чем пары расположены в емкости одна за другой на всем ее протяжении, при этом в каждой паре зона растворения кислорода ссхраняет свой объем, а зона вьщерживания монотонно возрастает пс объему, начиная с головы сооружения, кроме того, перегородки, разделяющие зоны, установлены поперек емкости и выступающими над ее рабочей высотой на 0,3-0,6 м, а перегородки, разделяющие огну пару зон от другой, установлены также поперек емкости с придонной щелью и выступаю— щими над рабочей высотой емкости на

0,6 — 0,9 м.

При очистке сточных вод с использованием чистого технического кислорода для обработки иловой смеси над всеми зонами растворения кислорода и зонами выдерживания выполнено перекрытие, оборудованное трубопроводом, отводящим неиспользованный кислород

riB e1 0 повторное принудительное растворение в иловой смеси.

Достижение указанной цели предлагаемыми способом и устройством объясняется тем, что созданы оптимальные условия для использования разных скоростей протекания процессов раст—

939405 норения кислорода н илоной смеси и потребления активным илом растворенного в илоной смеси кислорода по мере ведения очистки.

На фиг. 1 показан аэротенк, про— дольный разрез; на фиг. 2 — то же, в плане.

Устройство состоит из резервуара

1, снабженного трубопроводами 2-5 подачи предварительно осветленных сточных вод, подачи циркулирующего 10 активного ила, подачи кислородсодержащего газа и для отвода обработанной илоной смеси но вторичный отстойник соответственно. В начале резервуара 1 отделена камера 6 для образования илоной смеси. Резервуар по длине разделен на попарно расположенные камеры 7 растворения кислорода, н придонной части которых установлены пневматические аэраторы 8, связанные с трубопроводом 4, к камеры 9 выдерживания для потребления активным илом растворенного в илоной смеси кислорода. Камеры 7 отделены ст камер 9 в каждой паре перегородками

10, выступающими над рабочей высотой 11 резервуара 1 на высоту 0,30,6 м. Каждая пара камер отделена одна от другой перегородками 12, снабженными придонными целямк 13 к выступающими над рабочей высотой 11 емкости 1 на высоту 0,6-0,9 м.

Прк очистке сточных нод с использованием чистого технического кислорода резерэуар дополнительно оборудован перекрытк:м 1», снабженным З5 трубопроводом 15 для неиспользованного кислорода.

В предлагаемом устройстне способ аэробной очистки сточных нод осуществляется следующим образом. 40

По трубопроводам 2 к 3 н камеру 6 резервуара 1, заполненного илоной смесью до рабочей высоты 11, непрерывно подают предварительно осветленные сточные воды и циркулирующий 45 активный ил при непрерывном отводе обработанной илоной смеси через трубопровод 5. Полученная н камере 6 илоная смесь через щель 13 в перегородке 12 поступает н первую камеру 7 растворения кислорода первой пары.

В ту же камеру 7 через пне:маткческий придонный аэратор 8 непрерывно подают кислородсодержащик газ из трубопровода 4, н результате чего образуется илогазоная смесь, объем которой равен сумме объемов илоной смеси и находящегося и ней газа.

Для удержания увеличенного объема илогазоной смеск верхние кромки перегородок 10 и 12 ныведе.:.ы над рабочей высотой 11 резервуара 1, таким образом, увеличена высота рабочего уровня в камере 7, что способствует удлинению пути всплытия газового пузыря, а следовательно, удлинению вре- 65 ме ни кон такта кислорода с илоной сме-. сью и соответственно увеличению концентрации растноренного в илоной смеси кислорода при постоянной общей рабочей высоте резервуара 1.

Вытесняемая непрерывно поступающими илоной смесью и кислородсодержащим газом из зоны растворения илогазовая смесь перемещается вверх при одновременном растворении кислорода н илоной смеси с доведением его концентрации н ней до 10-15 мг/л в момент перелива илоной смеси через перегородку 10 в камеру 9 выдерживания, где при нисходящем течении происходит потребление растворенного в илоной смеси кислорода активным илом и окисление загрязнений, содержащихся в илоной смеси, что приводит к снижению концентрации загрязнений в илоной смеси и концентрации растворенного н илоной смеси кислорода до 0,51,0 мг/л к моменту достижения иловой щели 13 н перегородке 12, через которую смесь поступает в камеру 7 растноренкя кислорода следующей пары зон обработки илоной смеси, где процесс обработки повторяется по описанному выше порядку, т.е. из камеры 7 растворения кислорода второй пары зон смесь с концентрацией растворенного н ней кислорода 45 мг/л поступает в камеру 9 потребления кислорода активным илом зтой же второй пары зон, где н результате потребления активным илом растворенного в илоной смеси кислорода также происходит уменьшение концентрации загрязнений, содержащихся н илоной смеси, в результате их окисления и уменьшение концентрации растворенного в илоной смеси кислорода до 0,5-1,0 мг/л к моменту выхода илоной смеси из камеры 9 в камеру 7. И так далее до получения требуемой остаточной концентрации загрязнений н удаляемой на вторичное осветление илоной смеси.

Получение одкнаковой концентрации растворенного кислорода в илоной смеси на выходах камер 7 растворения всех пар гостигается тем, что рабочий объем этих зон одинаков во всех парах на протяжении всего устройства к тем, что концентрация растворенного в илоной смеси кислорода на их входах одинакова и количество кислородсодержащего газа, подаваемого в камеры 7, остается постоянным на протяжении всего процесса очистки сточных вод.

Получение одинаковой концентрации растворенного кислорода в иловой смеси на входах камер 7 растворения всех пар по всей длине емкости достигается тем, что камеры 9 выдерживанкя илогазовой смеси для потребления растворенного кислорода активным илом в каждой последующей паре камер, 939405

4?Орглула и зобре=е.?ия

65 начиная с головы сооружения- имеют большую емкость, чем предыдущие.

Увеличение объема камер 9 выдержива-ния обусловлено Тем, что чем меньше концентрация загрязнений в иловой смеси, тем больше времени необходимо для потребления одинакового количества растворенного в иловой смеси кислорода.

Прк очистке сточных вод с использованием чистого технического кислорода для очистки сточных вод в резервуар 1 по трубопроводу 4 через пневматический аэратор 8, расположенный в камерах 7, подают технический кислород. Неиспользованный кислород со= бирают в пространстве, ограниченном рабочим уровнем 11, и затем по трубопроводу 15 отводят для повторной подачи на растворение через трубопровод 4.

П р к м е р. После первичногo OT"стаивания сточные воды с расходом

2000 гл3/ч, имеющие характеристики на«аль?? ?о БПКполн 500 мг/z, температуру 30 С? содержание KHOJ!oроца

0,00 мг/л, максимальную начальную скорость потребления кислорода (окисление) ?5 мг/г ила в час к требующие очистки до БПК„„15 мг/л по трубопроводу 2 подают в резервуар 1 аэротенка шириной 9 м и глубиной потока илоной смеси (рабочий уровень 1). емкости ) ) 5 м. Б резервуар ) также подают по трубопроводу 3 циркулирующ?.к активный ил с расходом 2000 м /ч, 3 имеющий концентрацию 4 г/л и зольность 0,3 из условия поддержания дозы ила в иловой смеси 2 г/л. После смешения сточных вод с активньм илом образовавшуюся иловую смесь кз камеры б смешения через придонную ?цель

13 первой перегородки 12 подают в камеру 7 первой пары зон с длиной

0,7 м к шириной 9,0 м, в которую через придонный пневматический аэратор

8 по грубо??роводу 4 поца?ст воздух в количестве 860 м /ч для растворения в иловой смеси 44,0 кг/ч кислорода, При этом высота клогазовой смеси в камере 7 достигает величкны 5 „б м и вследствие вытеснения ее непрерывно поступающей в эту зону через щель 13 илоной смесью слоем 0,2 м переливает ся через перегородку 10, имеющую высоту 5,4 м, Концентрация растворенного кислорода в иловой смеси на кромке перелива составляет 11,5 мг/л перед ее поступлением в камеру 9 первой пары зон. В этой камере 9 длиной 14,0 м H шириной 9,0 и кловую смесь выдерживают 0,16 ч. За это время активным илом потребляется

11,0 мг/л растворенного кислорода и

БПК „„ сточных вод снижае-.ñÿ до

489 мг/л, а максимальная скорость потребления кислорода соответственно до 24,5 мг/г кла в час. После это"о

)0

)5

?? )

45 процесс растворения кислорода в иловой смеси повторяют в камере 7 второй пары зон с тегл?? же габаритами, при этом количество поданного воздуха и растворенного кислорода остаются такими жв. Б камере 9 второй пары зон длиной 14,2 м время окисления длится уже 0,165 ч и активный ил эа зто время потребляет те же 11,0 мг/л растворенного кислорода, доводя

БПКп...„ сточных вод за этот счет до

478 мг/л и максимальную скорость потребления кислорода .(окисление) до

24,2 мг/г кла в час. Процесс растворения кислорода и его потребления повторяют 43 раза последовательно, вклю ?ая первые два раза, до получения сточных вод с БПК „27,0 мг/л скоростью потребле?<йя кислорода

3,3 мг/г ила в час. Затем иловую смесь пода?ст в последнюю 44-ю пару зон и после насыценкя кислородом B каг ере 7 44-й пары иловую сглесь с конке«трацкей раст opBF!«01 кислороца 11,5 мг/л подают а камеру 9 этой жс 44-и п?1ры 30H B KQTopoH вают 2,4 ч. Для поглощеkIHFI актив??ыл

?илом растворенного кислорода необходимо выдержать H JIOBQB смесь 3, 9 ч, кз которых недостающие 1,5 ч кловую смесь выдерживают во вторичном отстой кке, на заходе i!B которого с †.очные аo, IBI иг?ею 1 требуему?ю БПК??0?,н

1 5 ? 0 ?Г/л . И 3 o?I?<ä?ki I!ых стОчных ВОд во Bторич.-.ом отстойнике выделяют обf. .«F!BI?л с?-ocoDo ?!pKvHH p ?ю?ц???и? ткв«: и ил, возврц?аемыи в олову сооруже. к.:. в ?<о????чес — -:" „Bçÿòoì кз усJIoI3kkFI? У?<азанного ..-:ачале примера.

Пои?лене?ше изобретения позволяет пoBIOHòü скорость очистки сточных воц и сократ . "" аре?ля обработки до

27 6 i i."0 ори Jiioi!?I!0 с 30, 9 ч по кзВВс fk

-?одг?п аегл010 ноз 2уха до 14 4 про fHB 103

: i 0 И 3 В Е С Т Н 0 ? Л?.? .

Предлагаемые способ и устройство

BK0номк-<нее действующих сооружс??кй.

1. Способ B= ðîá«îé очистки сточн .1?< Во<, включа?ащий смешение предварительно осветленных сточных вод с циркулирующим актквн?л клогл,двухстадкйную обработку иловой смеси — принудительное растворение кислорода на первой стадии и выдерживание смеси на второй,осветление кловой смеси с последую?цей циркуляцией активного ила, отлк чающий сятегл,что,с целью пов?????е??кя скорости очистки при одновременном удешевлении процесса, двухстадийную обработку кловой смеси провоцят 6-12 раз, при этогл стадию растворения кислорода осуществляют

939405

10 др г зв yves

Фиг g

70 9 иг остави тел» Г. Лебедева Гехред . Ач Корректор У. Пономаренко

Редактор Ю, Кона:.

Заказ 4580/33

Тир ж 981 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Моски ь, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 при восходящем течении призмати !åñкого потока до концентрации растворенного кислорода в иловой смеси

14-15 мг/л, а стадию выдерживаиия при нисходящем течении призматическо— го потока до îcòàòo÷ной кîf!öåsòðàöêè

0,5-1,0 мг/л.

2. Устройство для аэробиой îIHcT ки сточных вод, содержащее резервуар, разделенный попарно расположенными перегородками на камеры раство — 10 рения кислорода с аэраторами и ка— меры выдерживания, впускные трубопроводы исходных сточных вод, кислородсодержащего газа и выпускной трубопровод отработанной яловой смеси, „о т л и ч а ю щ е е с я тем, что аэраторы расположены между парными перегородками, расстояние между парами перегородок монотонно возрастает пс направлению потока и между ними расположены камеры выдерживания, при этом первые парные перегородки на 0,2-0,1, а вторые на 0,1-0,05 превышают рабочую высоту резервуара.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Проскуряков В.А. и др. Очистка сточных вод в химической промышленности. Л., Химия 1977, с 273

289 †2.

2. Там же, с. 297-299.

3. Авторское свидетельство СССР

192679, кл. С 02 F 3/14, 1964.