Способ доочистки биологически очищенных сточных вод

Способ доочистки биологически очищенных сточных вод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: на очистных сооружениях . Сущность изобретения: биологически очищенные сточные воды фильтруют через ракушечный песок, полученный путем просеивания и отмывки морского песка и имеющий фракционный состав 0,8-2,0 мм и коэффициент формы зерна - 4,4. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4764586/26 (22) 09.10.89 (46) 23.08.92, Бюл, М 31 (71) Азербайджанский научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии (72) М. В. Гасанов, С. М. Амирова, Ф, M.

Мустафаев и Л. А, Рукавишников (56) Яковлев С. В. и др. Очистка производственных сточных вод. M.: Стройиздат, 1979. с. 203-206.

Изобретение относится к очистке сточных вод и может быть использовано на очистных станциях канализации для доочистки биологически очищенных городских и про-. мышленных сточных вод íà фильтрах.

Известен способ доочистки биологически очищенных сточных вод на фильтрах с фильтрующей загрузкой из кварцевого песка, состоящего из, t4ac.%: SION 95-96, AIzOg

1-3, окислов железа и титана 0,5-1,4. окиси кальция (СаО) 0,1-0,5, остальное примеси, Кварцевый песок является наиболее распространенным фильтрующим материалом, широко применяемым и не требующим специальной Дорогостоящей обработки.

Недостатком известного способа является небольшая продолжительность фильтроцикла 12 ч для однослойных фильтров с подачей воды сверху и 24 ч для фильтров с подачей воды снизу при исходной концентрации взвеси 15-20 мг/л, вследствие огра- ниченной: пористости и небольшой удельной поверхности зерен кварцевого песка.

БЫ, Ä 1756278 Al (st)5 С 02 F 1/28; В 01 О 39/00 (54) СПОСОБ ДООЧИСТКИ БИОЛОГИЧЕСКИ ОЧИЩЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД (57) Использование: на очистных сооружениях. Сущность изобретения: биологически очищенные сточные воды фильтруют через ракушечный песок, полученный путем просеивания и отмывки морского песка и имеющий фракционный состав 0,8-2,0 мм и коэффициент формы зерна — 4,4. 3 табл.

Эффект снижения нефтепродуктов на кварцевых фильтрах составляет 47%, а при скорости фильтрования 2,5 м/ч этот эффект не более 40%. Такая скорость фильтрования требует больших площадей фильтров и большой объем загрузочного материала (кварцевого песка), Увеличение фильтроцикла до 150-200 ч возможно при использовании песчаных фильтров для доочистки нефтесодержащих сточных вод при соответствующей скорости фильтрации. Однако скорость фильтрации не может превышать в этом случае 3 м/ч, что приводит к увеличению требуемой площади фильтров.

Кроме того, промышленные запасы Mec ojoxlje vn кварцевого песка, пригодного к использованию в качестве фильтрующей загрузки, имеются только в 2 районах страны (Ленинград, Волгоград} и доставка его требует больших затрат.

Помимо этого, в последнее время ощущается острый дефицит кварцевого песка, так как основная часть его используется в

1756278 постоянно растущей стекольной промышленности страны, Цель изобретения — упрощение способа за счет уменьшения капитальных и эксплуатационных затрат при доочистке биологически очищенных сточных вод, повышения качества фильтрата и увеличение фильтроцикла.

Для осуществления способа доочистку осуществляют фильтрованием через загрузку из ракушечного песка, минералогический и химический состав которого существенно отличается от кварцевого песка и состоит, MBc. t: СаО 40,8, SiOz 33,6, AlzOa 9,3, FezO

7,4, ЯОэ 4,24, MgO 3,85 и пр, примеси.

Сравнение химического состава кварцевого песка с ракушечным песком показывает, что ели в кварцевом песке содержится

SiOz 95-96 мас., то в ракушечном песке

33,6 мас., СаО 0,1-0,5 мас, в кварцевом песке, в то же время как в ракушечном песке

СаО 40,8 мас,, Возможно также сравнение с известняком-ракушечником, также использующимся для фильтрации. Если в последнем СаО 56 мас. . то в ракушечном песке СаО 40,8 мас,, à COz 44 мас. в известняке-ракушечнике, полностью отсутствует в ракушечном песке.

Предложенный загрузочный материала, называемый в обиходе "морским песком", является естественным продуктом и рироды, залежи которого в неограниченном количестве имеются на побережье Каспийского моря, и ранее не использовался в целях доочистки биологически очищенных сточных вод, Необходимо отметить, что поскольку загрузка является природным продуктом, в силу сложившихся условий фракции ракушечного песка более 2,0 мм представляют собою морские ракушки, панцири морских организмов в основном в целом виде и состоящие почти на 100 иэ СаО с примесью металлов и прочих микроэлементов, а фракции менее 0,8 мм представляют собой измельченный песок (пыль), состоящий в основном иэ Я О, Для применения ракушечного. песка в качестве фильтрующей загрузки необходимо предварительно подвернуть последний просеиванию, что позволит отделить фракции песка диаметром более 2,0 мм и представляющих собой целые панцири морских организмов, Просеивание песка позволяет довести его химический состав по СаО до

40,8 мас., что способствует уменьшению процента измельченности и стираемости, а также препятствует образованию в толще загрузки каналов, по которым возможен

55 проскок загрязнений, и повышает качество получаемого фильтрата.

Просеянный ракушечный песок подвергают промывке с целью удаления фракций менее 0,8 мм, что позволяет довести химический состав ракушечного песка по SiOz до

33,6 мас., увеличить пористость загрузки до 56 и, как следствие этого, увеличить продолжительность фильтроцикла до 120 ч.

Изучение влияния химического состава фильтрующего материала песка на эффект доочистки показало, что загрузка из ракушечного песка должна иметь химический состав, мас. : СаО 40,8, SIOz 33,6, AlzOa 9,3.

FezOg 7,4, ЯОэ 4,24, MgO 3,85 и пр, примеси и характеризоваться плоской, удлиненной формой зерен.

Пример. Три колонки представляющие собой модели скорых фильтров, общей высотой 3,0 м загружают а) просеянным ракушечным песком с фракционным составом от 2,0 до 0,2 мм и химическим составом, мас. Д,: СаО 40,8, SiOz

45. AizOg 4,0. Ре Оз 3,6, ЯОэ 2,5, MgO 3,0 и пр. примеси: б) только отмытым ракушечным песком с фракционным составом от 0,8 до 3,0 мм и химическим составом, мас, : СаО 54,9, SIOz

33.6, Mg0 2,3, А!гОз 3,1, РегОз 2,0, ЯОз 4,0 и пр. примеси; в) просеянным и отмытым ракушечным песком и фракционным составом от 0,8 до

2,0 мм и химическим составом, мас, : СаО

40,8, Я(02 33,6, А!20э 9,3, Ре20з 7,4, $ Оз 4,24, MgO 3,85 и пр. примеси.

В загрузке (а) преобладает мелкий песок с фракционным составом менее 0,8 мм и практически на 1007ь состоящий из SiOz, Соответственно, пористость загрузки 40 .

В загрузке (б) преобладают ракушки (панцири морских организмов), объемной формы, фракционным составом более 2,0 мм и в основном (почти 100 ) состоящего из

СаО, Пористость данной загрузки составила

65 и более.

Загрузка (в) представляет собой и редлагаемый ракушечный песок с пористостью

50-56 плоской удлиненной формы. На опытные модели скорых фильтров подают биологически очищенные сточные воды со скоростью фильтрации 6 мlч с подачей воды снизу вверх. Скорый фильтр с загрузкой (а) насыщается взвешенными веществами за

48 ч, кольматируется и выходит из строя, после чего необходима тщательная его промывка и регенерация.

Кроме того, в процессе фильтрации происходит значительный вынос взвешенных веществ, представляющих собой мелкий песок с фракционным составом 0,2-0,7 мм.

1756278

30

40

Таким образом, получаемый фильтрат не соответствует требованиям к доочищен«ой воде по взвешенным веществам, Скорый фильтр с загрузкой (б) в отличие от первого, не подвержен кольматации, фильтроцикл его может превышать 120 ч, однако получаемый фильтрат содержит повышенные по сравнению с предлагаемым вариантом показатели доочистки биологически очищенной сточных воды. Эффект доочистки по сравнению с фильтром с загрузкой (В) снижается в среднем на 30% за счет "проскока" загрязнений через загрузку, состоящую из крупных фракций.

Сравнительные результаты доочистки приведены в табл, 1, После проведения необходимой и недорогостоящей обработки ракушечный песок вполне может быть использован в качестве" фильтрующего материала.

Одним из существенных преимуществ является высокая пористость ракушечного песка до 56%, большая удельная поверхность и высокий коэффициент формы, вследствие удлиненной плоской формы зерен ракушечного песка, шероховатости, высокие физико-механические показатели (табл, 2), В данном случае удлиненная плоская форма зерен ракушечного песка, способствующая созданию большой удельной поверхности фильтрующей загрузки, высокая пористость и шероховатость является основными техническими свойствами, которые проявляются впервые при фильтрации через данную загрузку биологически очищенных сточных вод и которые являются, таким образом, первичным техническим эффектом. При этом большая удельная поверхность ракушечного песка адсорбирует более 80% остаточной взвеси s виде активного ила, выносимого из вторичных отстойников после аэротенков, который образует биологическую пленку. и микроорганизмы последней окисляют остаточные органические загрязнения, выраженные величинами

ХПК, БПКполн. и эфирорастворимыми. В силу проявленных свойств ракушечный песок по сравнению с кварцевым песком обладает высокой грязеемкостью, способствующей увеличению фильтроцикла. и вместе с тем при и ромы вке и роисходит интенсивное освобождение загрузки от заиления, проскок воды и вынос отработанной биопленки из толщи загрузки.

Таким образом, использование в качестве фильтрующего материала ракушечного песка с высокой пористостью, большой удельной поверхностью, шероховатостью значительно интенсифицирует процесс доочистки по сравнению с кварцевым песком, способствует увеличению фильтроцикла и получению высокого качества фильтрата.

Загрузка из ракушечного песка характеризуется высокой регенерируемостью, не требует специальных дорогих методов примывки, не требует подачи воздуха, а осуществляется обычной противоточной промывкой доочищенной водой. В процессе промывки не наблюдается уноса фильтрующего материала, после промывки фильтра отсутствую остаточные загрязнения в толще фильтрующего слоя. Применение ракушечного песка в качестве нового фильтрующего материала позволит обеспечить очистные станции канализации городов и поселков, промышленных предприятий, а также курортных комплексов местным дешевым и высокоэффективным загрузочным материалом, повсеместно внедрить доочистку биологически очищенных сточных вод, создать бессточные системы канализации с повторным использованием доочищенных стоков на нужды промышленности и полив, предотвратить тем самым ущерб, наносимый окружающей среде от сброса недостаточно очищенных сточных вод, а также заменить дефицитную воду доочищенными сточными водами, Пример. Проводят доочистку биологически очищенных сточных вод на экспериментальной установке, состоящей из 2 колонок высотой 3,0 м, загруженных ракушечным и кварцевым песком, ракушечный песок предварительно просеивают и промывают, Ракушечный песок имеет химический состав, мас.%: СаО 40,8; SiO> 33,6, AlzOq 9,3, Ге20з 7,4, $0з 4,24, MgO 3,85 и пр. примеси. На установку подают биологически очищенные сточные воды нефтеперерабатывающего завода и биологически очищенные сточные воды санаторного комплекса. Высота загрузки составляет 2 м, из которых 0,5 м поддерживающий слой из гравия 2-3 мм, фильтр оборудован системой трубопроводов с вентилями, обеспечивающими подачу и отвод фильтрата, исходной и промывной воды, Биологически очищенные сточные воды подают снизу вверх при скорости фильтрации 6 м/ч. Под воздействием тока воды фильтрующая загрузка формируется таким образом, что в нижних слоях преобладают более крупные зерна ракушечного песка 2,0 мм, в верхних слоях более мелкие 0,8 мм. По мере прохождения доочищенных сточных вод через фильтр на поверхности. зерен загрузки образуется пленка активного ила, которая, однако, не плотно связана с зернами и легко отрывает1756278 снижаются капитальные и эксплуатационные затраты.

Эффект доочистки по органическим загрязнением ХП К, БП К, взвешенным веществам в фильтрах с загрузкой ракушечным песком значительно выше. Установлена высокая эффективность доочистки сточных вод на фильтрах с загрузкой ракушечным песком по санитарно-бактериологическим показателям и их санитарная пригодность для целей орошения, Формула изобретения

Способ доочистки биологически очищенных сточных вод на однослойных фильтрах с зернистой загрузкой, о т ли ч а ю щ ий с я тем, что, с целью упрощения способа за счет повышения качества фильтрата и увеличения фильтроцикла, в качестве фильтрующего материала используется ракушечный песок, полученный путем просеивания и отмывки морского песка, имеющий фракционный состав 0,8-2,0 мм и коэффициент формы зерна 4,4. ся, перемещаясь в последующие слои фильтра, Эта пленка способствует так называемой биологической доочистке стоков, снижает не только содержание взвешенных веществ, но и остаточных органических за- 5 грязнений по ХПК, БПКполн., эфирорастворимым.

Таблица 1

Доочистка биологически очищенных сточных вод на фильтрах с загрузкой из рак шечного песка

Биологически очищенные сточные воды

Показатели

Пористость загрузки, Скорость фильтрации. м/ч

ХПК, мг О/л

БПК полн, мг/л

Взвешенные вещества, мг/л

Эфирорастворимые, мг/л

Эффект очистки, ;

ХПК

БПК полн. взвешенные вещества эфированные

Продолжительность ильт о икла, ч

35-40

6,0

80-100

5 — 6

10-12

8 — 10

6.0

98-135

8,5 — 11

9,0-12

12-14

56

6,0

75-90

4 — 5

2 — 4

7,9

130 — 180

15 — 20

15 — 20

16-18

41

36

44

47

74

83

120

Таблица 2

Характеризуемые свойства и признаки

Фильт юи ие мате иалы

Кварцевый песок

Ракушечный песок

Структура зерна фильтруащей загрузки

Ъ зерно имеет шаровидную форму и гладкую поверXHOCYb зерно имеет плоскую удлиненную форму и шероховатую поверхность

2,54

1,5 — 1.77

49

56

g,08

0,28

144,4

Пикнометрическая плотность, r/M

Объемная масса, г/м

Пористость, минимальная максимальная

Истираемость, $

Измельчаемость, Коэ и иент о мы зе ен заг зки

2,60

1.5

42

0,14

4.17

7,7 6-1,45

Критерием эффективности способа доочистки биологически очищенных сточных 10 вод является продолжительность фильтроцикла и качество доочищенной сточной воды.

Результата очистки приведены в табл. 3.

При доочистке биологически очищен- 15 ных сточных вод на фильтрах с загрузкой оакушечным песком продолжительность фильтроцикла в 5 раэ больше, чем на фильтрах с загрузкой кварцевым песком. за счет увеличения фильтроцикла уменьшается 20 расход воды на промывку, не требуется подача воздуха, увеличивается производительность фильтра и значительно

1756278

Таблица 3

Доочистка биологически очищенных сточных вод на фильт ах с заг зк.

Биологически очищенн. сточные воды

Показатели кварцевым песком ракушеч. песком

130 — 180

15 — 20

15 — 20

16-18

37

66

66

47

74

83

Составитель Л,Ананьева

Редактор С.Патрушева Техред М.Моргентал Корректор А.Долинич

Заказ 3058 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Продолжительность фил ьтроцикла, ч

Скорость фильтрации, и/ч

ХПК, мг О/л

БПК полн., мг/л

Взвешенные вещества

Эфирорастворимые, мг/л

Эффект доочистки, :

ФХПК

БПК полн. взвешенные вещества з и о аство имые

75-90

4-5

2 — 4

7-9

95 — 100

5-7

5-7

8 — 10