СПОСОБ БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, СОДЕРЖАЩИХ ИОНЫ Fe2+ И Al3+, И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБ БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, СОДЕРЖАЩИХ ИОНЫ Fe2+ И Al3+, И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ


RU (11) 2080307 (13) C1

(51) 6 C02F3/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 94023658/25 
(22) Дата подачи заявки: 1994.06.29 
(45) Опубликовано: 1997.05.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Карелин Я.А., Репин Б.Н. Биохимическая очистка сточных вод предприятий пищевой промышленности. - М.: Пищевая промышленность, 1974, с. 165. 
(71) Заявитель(и): Дыханов Николай Никифорович; Собеневская Лариса Николаевна 
(72) Автор(ы): Дыханов Николай Никифорович; Собеневская Лариса Николаевна 
(73) Патентообладатель(и): Дыханов Николай Никифорович; Собеневская Лариса Николаевна 

(54) СПОСОБ БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, СОДЕРЖАЩИХ ИОНЫ Fe2+ И Al3+, И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 

Изобретение относится к способу биохимической очистки сточных вод, содержащих Fe2+ и Al3+, и установке для его осуществления. Биохимический способ очистки включает стадии преаэрации, осветления воды и обработку активным илом с последующим отделением очищенной воды. Стадии преаэрации и осветления сточных вод совмещают с дополнительно вводимой стадией химической очистки воды от ионов Fe2+ и Al3+ путем введения щелочного реагента до pH 7,0 - 7,5 в присутствии катализатора окисления ионов Fe2+ кислородом воздуха и обработки коагулянтом. В качестве катализатора окисления используют соли высших кислородных кислот неметаллов или металлов VI и VII групп периодической системы элементов в количестве 0,01 - 0,02% от массы окисляемых ионов, а в качестве коагулянта используют активный ил в количестве 3 - 5 г/л. После осветления непрерывно аэрируемый поток осветленных сточных вод пропускают через комбинированный биофильтр-аэротенк, содержащий активный ил в иммобилизованном и взвешенном состоянии. Установка для осуществления способа включает преаэратор в комплекте с первичным тонкослойным отстойником и комбинированный биофильтр-аэротенк в комплекте с вторичным тонкослойным отстойником, дополнительный преаэратор и напорную емкость с регулирующим вентилем на нижнем спуске. В корпус биофильтра -аэротенка дополнительно вмонтирована экранирующая воронка с внешним диаметром раструба, равным внутреннему диаметру корпуса аэротенка. 2 с.п. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к способам обработки производственных сточных вод и предназначено для использования в технологических схемах локальной биохимической очистки сточных вод преимущественно предприятий пищевой промышленности, содержащих ионы Fe2+ и Al3+, токсичные для микроорганизмов активного ила.

В качестве материалов для изготовления оборудования предприятий пищевой промышленности, в частности многочисленных хлебных и молокоперерабатывающих заводов, используются в основном нержавеющие стали и сплавы алюминия специальных пищевых марок. В соответствии с этим слабокислые сточные воды предприятий этой отрасли наряду с высоким содержанием растворенных и взвешенных органических загрязняющих веществ (ОЗВ) обязательно содержат небольшие количества ионов Fe2+ и Al3+ (от 2 3 до 6 7 мг/л), образующихся в результате кислотного подтравливания оборудования.

Наиболее близким способом очистки сточных вод предприятий пищевой промышленности от суммы ОЗВ является биохимический способ [1] состоящий в обработке непрерывно аэрируемого потока сточных вод сообществами водных микроорганизмов (активным илом) в проточных аппаратах разнообразных конструкций [2, 3] При этом степень изъятия суммы ОЗВ микроорганизмами активного ила оценивается по снижению величины химического (ХПК) или биохимического (БПК) потребления кислорода, которые в исходных сточных водах обычно колеблются в пределах 1500 3000 мг0/л и 1200 2400 мг02/л соответственно [1]

Общепринятая в России и других странах СНГ технологическая схема биохимической очистки сточных вод предприятий пищевой промышленности включает следующие блоки оборудования [4]

1- блок аппаратов для механического удаления грубодисперсных взвешенных примесей (различные решетки, ловушки, гидроциклоны и т.п.);

2 блок аппаратов для осуществления собственно биохимической очистки воды от суммы растворенных ОЗВ активным илом (преаэраторы в комплекте и первичными отстойниками; аэротенки, биофильтры или циркуляционные окислительные каналы в комплекте с вторичными отстойниками);

3 блок аппаратов для адсорбционной доочистки биохимически очищенной воды от микроколичеств активного ила, не оседающих во вторичных отстойниках (песчаные, угольные и другие фильтры) с последующим сбросом очищенной воды в системы канализации населенных пунктов.

Кроме того, на предприятиях пищевой промышленности, расположенных в неканализованных населенных пунктах, локальные технологические схемы биохимической очистки сточных вод дополняют еще и блоком аппаратов для обеззараживания очищенной воды (например хлорированием или озонированием) с последующим сбросом обеззараженной воды непосредственно в водные объекты [4] или использованием ее на соседних предприятиях непищевого профиля для технических целей [2]

На всех действующих сооружениях биохимической очистки сточных вод наиболее ответственным блоком аппаратов бесспорно является блок 2. Степень биохимической очистки сточных вод от суммы растворенных ОЗВ (по снижению величины ХПК) в этом блоке колеблется в широких пределах (от 45 50 до 90 - 95), что в значительной мере связано с наличием и концентрацией ионов Fe2+ и Al3+ в исходных сточных водах. Согласно многочисленным литературным данным, эти ионы даже при небольших концентрациях (менее 1 мг/л) заметно угнетают жизнедеятельность микроорганизмов активного ила, а при концентрациях выше 5 мг/л полностью подавляют ее (Грушко Я.А. Вредные неорганические соединения в промышленных сточных водах, Л. "Химия", 1979, с. 28 31 и 48 50). Отсюда следует, что перед сбросом железо- и алюминийсодержащих сточных вод предприятий пищевой промышленности на сооружения биохимической очистки их необходимо подвергать тщательной локальной очистке от ионов Fe2+ и Al3+. Однако никаких рекомендаций по удалению этих ионов из сточных вод, подаваемых на биохимическую очистку, в нормах и правилах строительства канализационных очистных сооружений [4] не приводится.

Известен физико-химический способ удаления ионов любых металлов из слабокислых сточных вод, состоящий в пропускании потока последних через систему колонн (ионитовых фильтров), заполненных синтетическими ионообменными смолами [5] Однако этот способ не приемлем для удаления ионов Fe2+ и Al3+ из сточных вод предприятий пищевой промышленности в связи с высоким содержанием ОЗВ, быстро разрушающих синтетические ионообменные смолы.

Известен также химический способ удаления суммы ионов двух- и трехвалентных тяжелых металлов из слабокислых сточных вод, осуществляемый периодическим путем и состоящий в подщелачивании сточных вод до некоторой оптимальной величины pH среды, находящейся в пределах 8 10 единиц универсальной шкалы кислотности [5] В результате такой обработки сточных вод основная масса содержащихся в них ионов тяжелых металлов осаждается в воде смеси их малорастворимых в воде гидроксидов по уравнению



где Me тяжелый металл, а X его валентность.

Далее, к тонкодисперсной суспензии гидроксидов тяжелых металлов, образовавшихся по уравнению (1), прибавляют коагулянт (полиэлектролит типа полиакриламида) и дают отстояться до четкого разделения на два слоя, после чего верхний слой отстоявшейся воды декантируют. Остаточное содержание ионов тяжелых металлов в очищенной таким способом воде находится на уровне десятых долей мг в л.

Однако столь же полное осаждение ионов Fe2+ и Al3+ по уравнению (1) не удается осуществлять ни при какой дискретной величине pH среды, что обусловлено большими различиями величин pH полного осаждения этих ионов (9,7 и 5,2 ед. соответственно) и кислотно-основных свойств образующихся из них гидроксидов. Так, при создании в сточных водах величины pH, достаточной для полного осаждения ионов Fe2+ (т.е. 9,7 единиц), ранее выпавший осадок гидроксида алюминия растворяется в избытке осаждающего щелочного реагента по уравнению



Задачей данного изобретения является повышение степени биохимической очистки сточных вод от суммы растворенных органических загрязняющих веществ за счет предварительного удаления ионов Fe2+ и Al3+, а следовательно предотвращения токсического воздействия этих ионов на микроорганизмы активного ила.

Указанная задача решается предложенным способом биохимической очистки сточных вод, содержащих ионы Fe2+ и Al3+, включающим стадии предварительного насыщения сточных вод воздухом (преаэрация), отделения воды от суммы тонкодисперсных взвешенных примесей (осветление воды), изъятия из осветленной воды суммы растворенных органических загрязняющих веществ активным илом (собственно биохимическая очистка воды) и отделение биохимически очищенной воды от активного ила, в котором отличиями является то, что стадии преаэрации и осветления сточных вод совмещают с дополнительно вводимой стадией химической очистки воды от ионов Fe2+ и Al3+, после чего непрерывно аэрируемый поток осветленных сточных вод пропускают через комбинированный биофильтр-аэротенк, содержащий активный ил в иммобилизованном и взвешенном состояниях, причем время пребывания воды в биофильтре-аэротенке регулируют таким образом, чтобы показатель химического потребления кислорода (ХПК) в очищенной воде не превышал нормативной величины этого показателя для сточных вод, допускаемых к сбросу в системы канализации населенных пунктов или непосредственно в водные объекты.

Отличием предложенного способа является то, что для осуществления дополнительной стадии химической очистки сточных вод от ионов Fe2+ и Al3+ к ним прибавляют щелочной реагент до pH 7,0 7,5 и вводят катализатор окисления ионов Fe2+ кислородом воздуха, а образующуюся при этом тонкодисперсную суспензию смеси гидроксидов железа и алюминия барботируют сжатым воздухом в течение 1 ч, после чего прибавляют коагулянт и барботирование продолжают еще в течение 5 10 мин, затем суспензию разделяют на жидкую и твердую фазы и жидкую фазу направляют на биохимическую очистку.

Отличием предложенного способа является также и то, что в качестве катализаторов процесса окисления ионов Fe2+ кислородом воздуха используют соли высших кислородных кислот неметаллов или металлов VI и VII групп периодической системы элементов, в частности персульфаты, перхлораты или перманганаты щелочных металлов, которые берут в количестве 0,01 0,02 от массы окисляемых ионов.

Кроме того, отличием предложенного способа является то, что в качестве коагулянта тонкодисперсных суспензий смеси гидроксидов железа и алюминия используют активный ил, накапливающийся в процессе биохимической очистки сточных вод, который берут в количестве 3 5 г/л.

Введение дополнительной стадии химической очистки сточных вод от ионов Fe2+ и Al3+, совмещаемой со стадиями преаэрации и осветления тех же сточных вод, обеспечивает повышение степени последующей биохимической очистки воды от суммы растворенных органических загрязняющих веществ за счет предотвращения токсического воздействия этих ионов на микроорганизмы активного ила. В свою очередь, совмещение стадий преаэрации и осветления сточных вод со стадией химической очистки воды от ионов Fe2+ и Al3+ обеспечивает компактность очистной установки.

Совмещение стадий преаэрации и осветления сточных вод со стадией химической очистки тех же сточных вод от ионов Fe2+ и Al3+ возможно лишь благодаря ускорению процесса окисления ионов Fe2+ кислородом воздуха катализаторами из группы солей высших кислородных кислот неметаллов или металлов VI и VII групп периодической системы элементов. В процессе химической обработки сточных вод предложенным способом в них протекают две следующих основных реакции:

гидролиз ионов Al3+ по уравнению (1) с образованием соответствующего гидроксида при pH ниже 6 единиц;

ускоренный окислительный гидролиз ионов Fe2+ до гидроксида трехвалентного железа по уравнению



где источник кислорода воздух, а Ктл катализатор.

Окислительный гидролиз ионов Fe2+ по уравнению (3) протекает и в отсутствии катализаторов, но в этом случае для его полного завершения требуется более суток, что неприемлемо для сложившейся практики биохимической очистки сточных вод в непрерывном потоке.

Использование активного ила в качестве коагулянта суспензий смеси гидроксидов трехвалентного железа и алюминия исключает необходимость введения в очищаемые сточные воды для той же цели других посторонних веществ, снижая тем самым материальный индекс всего процесса биохимической очистки сточных вод.

После отделения осадка смеси гидроксидов трехвалентного железа и алюминия вместе с отработанным активным илом остаточное содержание ионов этих металлов в осветленной воде находится в пределах 0,07 0,10 мг/л, что вполне допустимо для подачи такой воды на биохимическую очистку.

Гарантированная степень биохимического удаления суммы органических загрязняющих веществ из сточных вод предприятий пищевой промышленности предложенным способом составляет 93 96% (по снижению величины ХПК).

Для лучшего понимания существа данного изобретения приводятся следующие примеры.

Пример 1. Модельные сточные воды для проведения всех опытов готовили смешением равных объемов сточных вод хлебного и сыродельного заводов, имеющих общие сооружения биохимической очистки сточных вод (г. Градижск, Полтавская обл. ), с последующим отделением суммы взвешенных примесей фильтрованием через бумажный фильтр "синяя лента" (МРТУ 6-09-2411-75). Исходные величины pH среды и ХПК, а также концентрации ионов Fe2+ и Al3+ в фильтрате определяли известными способами (Унифицированные методы анализа вод. Под ред. проф. Ю. Ю.Лурье, М. "Химия", 1971, 375 с.). Указанные характеристики сточных вод составляли:

pH среды 6,4 единиц,

величина ХПК 1900 мг0/л,

содержание ионов Fe2+ 5,6 мг/л,

содержание ионов Al3+ 5,4 мг/л.

Серийные опыты совмещенных процессов преаэрации, химической очистки и осветления сточных вод перед их биохимической очисткой проводили по следующей общей методике.

В колбу, снабженную барботером для подачи сжатого воздуха и газоотводной трубкой, помещали 1 л модельных сточных вод вышеприведенного состава и подщелачивали их до заданной величины pH среды. Затем при непрерывном барботировании сжатым воздухом (расход воздуха 0,5 0,75 л/мин) в сточные воды вводили заданный объем рабочего раствора катализатора в дистиллированной воде и барботирование продолжали еще в течение заданного промежутка времени. В качестве катализатора использовали персульфат натрия (ГОСТ 19906-74), перхлорат натрия (МРТУ 6-09-3250-76) или перманганат калия (ГОСТ 20490-75) при концентрации их в рабочем растворе 0,1 мг/л.

К образовавшейся тонкодисперсной суспензии смеси гидроксидов трехвалентного железа и алюминия для ускорения ее коагуляции добавляли заданное количество свежей суспензии активного ила, отобранного с действующих сооружений вышеназванных заводов, и после дополнительного барботирования в течение 2 3 мин суспензии давали отстояться до четкого разделения на два слоя.

Верхний слой отстоявшейся воды декантировали, фильтровали через бумажный фильтр "синяя лента" и в фильтрате определяли остаточное содержание ионов железа и алюминия теми же способами, что и в исходных сточных водах (см. выше).

В контрольных опытах, проводившихся по той же методике, катализатор окисления ионов Fe2+ в сточные воды не вводили.

Усредненные результаты серийных опытов (по 3 -5 опытов в каждой серии), проведенных в тождественных условиях, представлены в табл. 1.

Как видно из табл. 1, оптимальными условиями одновременного удаления ионов Fe2+ и Al3+ из сточных вод предложенным способом при обычной комнатной температуре (18 20oC) являются:

величина pH среды 7,0 7,5;

количество катализатора 0,01 0,02% от массы ионов Fe2+, обнаруженных анализом в заданном объеме исходных сточных вод;

продолжительность процесса окислительного гидролиза ионов Fe2+ в присутствии катализаторов 1 ч;

количество активного игла для ускорения коагуляции суспензий смеси гидроксидов железа и алюминия 3 5 г/л.

В этих условиях остаточное содержание ионов железа и алюминия в сточных водах, обработанных предложенным способом, колеблется в пределах 0,07 -0,10 мг/л.

Из табл. 1 также видно, что в тождественных условиях каталитическая эффективность перманганатов, перхлоратов и персульфатов щелочных металлов приблизительно одинакова, а в отсутствии катализатора достаточно полное (для последующей биохимической очистки) удаление ионов Fe2+ и Al3+ из сточных вод не достигается даже в течение суток.

Еще более важным выводом из табл. 1 является то, что оптимальная величина pH процесса окислительного гидролиза ионов Fe2+ (7,0 7,5 ед.) совпадает с оптимальной величиной pH среды, необходимой для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов активного ила, которая по данным прототипа [1] находится в пределах 7 8 единиц универсальной шкалы кислотности.

Пример 2. Сопоставительной биохимической очистке подвергались те же самые сточные воды, что и в примере 1, до и после их химической обработки предложенным способом.

Для проведения опытов использовали серию лабораторных аэротенков, каждый из которых представлял собой стеклянный цилиндр высотой 150 см и внутренним диаметром 5 см, снабженный стеклянной пористой пластинкой, впаянной на расстоянии 5 см от дна цилиндра, и трехходовым краном для регулируемой подачи воздуха в придонную часть цилиндра.

В аэротенк помещали 3 л сточных вод, включали подачу сжатого воздуха с расходом 2 3 л/мин и вводили 100 150 мл свежей суспензии активного ила, взятой с действующих очистных сооружений хлебного и сыродельного заводов (см. пример 1).

Аэрацию сточных вод в присутствии активного ила продолжали до тех пор, пока в пробе очищаемой воды, отфильтрованной от активного ила, переставала снижаться величина ХПК. По достижении этого момента подачу сжатого воздуха в эротенк прекращали, иловой суспензии давали отстояться до четкого разделения на два слоя, затем верхний слой отстоявшейся воды декантировали, фильтровали через бумажный фильтр "синяя лента" и в фильтрате определяли конечную величину ХПК.

Усредненные результаты серийных опытов биохимической очистки сточных вод, проведенных в тождественных условиях, представлены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, степень биохимического изъятия растворенных органических загрязняющих веществ из сточных вод, предварительно очищенных от ионов Fe2+ и Al3+ предложенным способом, во всех случаях значительно выше степени их изъятия из сточных вод, не подвергавшихся очистке от указанных ионов. Оптимальная концентрация активного ила в сточных водах в процессе их очистки находятся в пределах 4 5 г/л.

Для промышленного осуществления вышеописанного способа биохимической очистки сточных вод, содержащих ионы Fe2+ и Al3+, предлагается специальная установка.

Целью этой части данного изобретения является повышение степени изъятия суммы растворенных органических загрязняющих веществ из сточных вод за счет дополнительного введения в установку новых элементов (позиций) оборудования.

Указанная цель достигается использованием предложенной установки для биохимической очистки сточных вод, содержащих ионы Fe2+ и Al3+, включающей преаэратор с первичным тонкослойным отстойником и комбинированный биофильтр-аэротенк в комплекте с вторичным тонкослойным отстойником, в которой отличиями является то, что в установку дополнительно введены второй преаэратор и напорная емкость с регулирующим вентилем на нижнем спуске, а в корпус биофильтра-аэротенка дополнительно вмонтирована экранирующая воронка с внешним диаметром раструба, равным внутреннему диаметру корпуса аэротенка.

Дополнительное введение в установку второго преаэратора, работающего в периодическом режиме поочередно с первым преаэратором, обеспечивает возможность химического удаления ионов Fe2+ Al3+ из сточных вод без нарушения непрерывности подачи их потока на биохимическую очистку.

Дополнительное введение в установку напорной емкости с регулирующим вентилем на нижнем спуске и размещение ее над первичным тонкослойным отстойником обеспечивает перевод турбулентного движения суспензии в ламинарное движение, а это повышает целевую эффективность проточных отстойников всех конструкций.

Дополнительное введение в корпус комбинированного биофильтра-аэротенка экранирующей воронки между элементом биофильтра и кольцевым желобом для непрерывного стока очищаемой воды резко сокращает "проскок" биохимически неочищенных сточных вод через биофильтр-аэротенк.

Схема предложенной установки для биохимической очистки сточных вод, содержащих ионы Fe2+ и Al3+, изображена на чертеже и включает следующие позиции оборудования:

1 и 2 преаэраторы, снабженные автоматическими pH-метрами (на чертеже не показаны), барботерами 1а и 2а для подачи сжатого воздуха и нижними спусками 1б и 2б;

3, 4 и 5 дозаторы щелочного реагента, катализатора и коагулянта;

6, 11 и 12 насосы для перекачивания суспензий активного ила;

7 напорная емкость с регулирующим вентилем 7а на нижнем спуске;

8 и 10 первичный и, соответственно, вторичный тонкостенные отстойники, состоящие из трех секций, из которых нижняя секция снабжена перфорированной трубой (8б и 10б) для откачивания сконцентрировавшихся суспензий, а верхняя секция отводным патрубком (8а и 10а) для стока осветленной воды;

9 комбинированный биофильтр-аэротенк, в свою очередь включающий:

9а распределительное устройство (например перфорированную трубу);

9б биофильтр, выполненный в виде двух нержавстальных сеток, пространство между которыми заполняется твердым пористым носителем (например шариками или кусочками неполистирола или пенополиуретана);

9в и 9и барботеры для подачи сжатого воздуха;

9г экранирующая воронка с опорами 9д в виде треноги;

9е кольцевой желоб с отводным патрубком 9ж и соединительным трубопроводом 9з для стока очищенной воды;

9к перфорированная труба для откачивания избытка концентрированной суспензии активного ила из приводной части корпуса аэротенка.

Очистка сточных вод предложенным способом с помощью предложенной установки осуществляется следующим образом.

Преаэраторы 1 и 2 поочередно заполняют сточными водами, прошедшими механическую очистку от грубодисперсных взвешенных примесей на специальной установке, и отбирают пробу сточных вод на лабораторный анализ для определения содержания ионов Fe2+, что необходимо для расчета потребного количества катализатора окисления этих ионов кислородом воздуха.

К сточным водам с известным содержанием ионов Fe2+ при энергетическом барботировании сжатым воздухом, подаваемым через барботеры 1а или 2а, приливают из дозатора 3 раствор щелочного реагента до pH 7,0 7,5 единиц, после чего, не прекращая барботирования, приливают из дозатора 4 рассчитанный объем рабочего раствора катализатора (0,01 0,02% от массы ионов Fe2+). Затем барботирование сточных вод сжатым воздухом продолжают в течение 1 ч, после чего к образовавшейся тонкодисперсной суспензии смеси гидроксидов трехвалентного железа и алюминия приливают из дозатора 5 суспензию активного или (3 -5 г/л), барботируют еще в течение 3 5 мин и перекачивают содержимое преаэраторов 1 и 2 насосом 6 в напорную емкость 7.

Далее открывают регулировочный вентиль 7а на нижнем спуске напорной емкости 7 и подают суспензию в нижнюю секцию первичного тонкостенного отстойника 8 для разделения на жидкую и твердую фазы. При этом твердая фаза (смесь отработанного активного ила с гидроксидами железа и алюминия) накапливается в придонной части нижней секции первичного тонкостенного отстойника 8, а жидкая фаза (осветленная вода) непрерывно вытекает из верхней секции отстойника 8 через боковой патрубок 8а и поступает в распределительное устройство 9а комбинированного биофильтра-аэратора 9.

На поверхность биофильтра 9б заранее выливают 100 150 л концентрированной суспензии активного ила, взятой с любых сооружений биохимической очистки сточных вод. Осветленная сточная вода, поступающая через распределительное устройство 9а, смывает основную массу активного ила с биофильтра 9б в корпус аэротенка 9, а некоторая часть микроорганизмов иммобилизуется (закрепляется) на твердом носителе биофильтра 9, где продолжает развиваться и извлекать из сточных вод растворенные в них органические загрязняющие вещества.

Пройдя через биофильтр 9б, сточные воды поступают в экранирующую воронку 9г, а из последней в корпус аэротенка, где продолжается их дальнейшая очистка от растворенных органических загрязняющих веществ суcпендированным активным илом. В процессе последовательного прохождения сточных вод через биофильтр, экранирующую воронку и корпус аэротенка они подвергаются непрерывной аэрации сжатым воздухом, подаваемым через барботеры 9в и 9и.

Достигнув уровня кольцевого желоба 9е, сточные воды вместе с некоторым количеством суспендированного в них активного ила непрерывно поступают через отводной патрубок 9ж по соединительному трубопроводу 9з во вторичный тонкослойный отстойник 10, где происходит отделение воды от основной массы активного ила, выносимого из биофильтра-аэротенка 9.

Остаточное содержание активного ила в воде, выходящей из вторичного тонкослойного отстойника 10 через отводной патрубок 10а, находится в пределах 25 50 мг/л. Такую воду разрешается сбрасывать в системы канализации населенных пунктов.

Активный ил, накапливающийся в придонной части корпуса аэротенка 9 и в нижней секции вторичного тонкослойного отстойника 10, периодически откачивают насосом 11 (при закрытом вентиле 11а и открытом вентиле 11б) на специальные сооружения аэробной или анаэробной минерализации, откуда минерализованный ил вывозят на иловые площадки. Часть неминерализованного активного ила тем же насосом 11 (при открытом вентиле 11а и закрытом вентиле 11б) закачивают в дозатор 5, откуда его расходуют в качестве коагулянта суспензий смеси гидроксидов трехвалентного железа и алюминия в преаэраторах 1 и 2. Отработанный активный ил, накапливающийся в нижней секции первичного тонкослойного отстойника 8, откачивают насосом 12 на сооружения минерализации.

Достоинством предложенной установки для биохимической очистки сточных вод, содержащих ионы Fe2+ и Al3+, является то, что она легко вписывается во все существующие схемы биохимической очистки сточных вод, приводимые в монографии-прототипе [1]

Сочетание предложенного способа биохимической очистки сточных вод, содержащих ионы Fe2+ и Al3+, с предложенной установкой для осуществления этого способа обеспечивает стабильно высокую степень биохимического изъятия из сточных вод суммы органических загрязняющих веществ (93 95% по снижению величины ХПК) за счет предварительного удаления указанных ионов и предотвращения "проскока" биохимически неочищенной воды через основной аппарат установки биофильтр-аэротенк.

Источники информации

1. Карелин Я.А. Репин Б.Н. Биохимическая очистка сточных вод предприятий пищевой промышленности, М. "Пищевая промышленность", 1974, 165 с. (прототип).

2. Яковлев С.В. Карелин Я.А. Ласков Ю.М. Воронов Ю.В. Очистка производственных сточных вод, М. Стройиздат, 1979, 320 с. (см. гл. 5).

3. Авторское свидетельство СССР N 1581705, кл. C 02 F 3/34: Способ химической очистки сточных вод, содержащих пенообразующие токсичные примеси, и устройство для его осуществления. Бюл. N 28,1990.

4. Канализация. Наружные сети и сооружения, СНиП 2.04.03-85, М. Стройиздат, 1986, 72 с.

5. Смирнов Д. Н. Генкин В.Е. Очистка сточных вод в процессах обработки металлов, М. "Металлургия", 1980, 196 с. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ биохимической очистки сточных вод, содержащих ионы Fe2+ и Al3+, включающий стадии преаэрации, осветления воды, обработку осветленной воды, содержащей растворенные органические вещества, активным илом, отделения очищенной воды от активного ила, отличающийся тем, что стадии преаэрации и осветления сточных вод совмещают с дополнительно вводимой стадией химической очистки воды от ионов Fe2+ и Al3+, после чего непрерывно аэрируемый поток осветленных сточных вод пропускают через комбинированный биофильтр-аэротенк, содержащий активный ил в иммобилизованном и взвешенном состоянии, причем время пребывания воды в биофильтре-аэротенке регулируют так, чтобы показатель химического потребления кислорода в очищенной воде не превышал нормативной величины.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что химическую очистку сточных вод от ионов Fe2+ и Al3+ осуществляют введением щелочного реагента до рН 7,0 7,5 и катализатора окисления ионов Fe2+ кислородом воздуха, при этом образующуюся тонкодисперсную суспензию смеси гидроксидов железа и алюминия барботируют сжатым воздухом в течение 1 ч, обрабатывают коагулянтом при продолжении барботирования в течение 3 5 мин и подают на разделение, а осветленную фазу направляют в биофильтр-аэротенк.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве катализатора окисления ионов Fe2+ кислородом воздуха используют соли высших кислородных кислот неметаллов или металлов VI и VII групп Периодической системы элементов, в частности персульфат, перхлорат и перманганат щелочных металлов в количестве 0,01 0,07% от массы окисляемых ионов.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве коагулянта тонкодисперсных суспензий смеси гидроксидов железа и алюминия используют активный ил в количестве 3 5 г/л обрабатываемой суспензии.

5. Установка для биохимической очистки сточных вод, содержащих ионы Fe2+ и Al3+, содержащая преаэратор в комплекте с первичным тонкослойным отстойником и комбинированный биофильтр-аэротенк в комплекте с вторичным тонкослойным отстойником, отличающаяся тем, что она снабжена вторым преаэратором и напорной емкостью с регулирующим вентилем на нижнем спуске, а в корпус биофильтра-аэротенка вмонтирована экранирующая воронка с внешним диаметром раструба, равным внутреннему диаметру корпуса аэротенка.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru