способ биологической очистки сточных вод и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ биологической очистки сточных вод, включающий подачу сточной воды в емкость, содержащую суспензию активного ила, перемешивание с использованием в качестве мешалки перфорированных барабанов с загрузкой, отличающийся тем, что в качестве загрузки используют гранулированный активированный уголь в количестве, обеспечивающем подвижность слоя загрузки.

2. Устройство для биологической очистки воды, включающее емкость, систему перфорированных барабанов, отличающееся тем, что барабаны жестко закреплены на общем горизонтальном валу на расстоянии от оси вращения вала, причем по длине одного из барабанов перпендикулярно его боковой поверхности прикреплена пластина-скребок ила, а емкость снабжена штуцером для выхода газа и обратным клапаном.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к очистке промышленных сточных вод и может быть использовано как в аэробных, так и в анаэробных условиях для глубокой очистки и доочистки сточных вод.

Известен способ биологической очистки бытовых и концентрированных производственных сточных вод [2] Согласно ему обработка сточных вод производится микробной биопленкой, закрепленной на поверхности частично погруженных в очищаемую жидкость перфорированных барабанов. В суспензию активного ила может подаваться кислород. В схеме очистки предусмотрены также первичный и вторичный отстойники.

Недостатком указанного способа является невысокая стабильность процесса очистки при обработке сточных вод переменного состава с колебаниями концентраций загрязнений и поступающей на очистку жидкости, а также необходимость организации нескольких ступеней обработки для достижения требуемого качества очищенного стока, что обусловливает высокую энергоемкость процесса.

Известно также устройство для реализации этого процесса очистки сточных вод, представляющее собой емкость-лоток, содержащий блоки барабанов [1] Последние расположены на горизонтальных валах, приводимых во вращение электроприводами. Барабаны представляют собой два перфорированных диска, между которыми расположены пластинки спиральной формы. Поверхности вращающихся барабанов являются носителями биопленки микроорганизмов. Емкость-лоток герметично закрыта крышкой, снабжена аэраторами.

Недостатками данного устройства являются сложность его конструкции, наличие застойных зон в рабочем объеме. Кроме того, поверхность, предоставляемая для закрепления микробной биопленки, относительно невелика.

Известен способ биологической очистки сточных вод в аэробных условиях с использованием биопленки микроорганизмов, закрепленных на загрузке, размещенной в перфорированных барабанах [2] Способ осуществляют, подавая сточные воды в емкость с микробной суспензией. Подачей кислородсодержащего газа приводят в движение жидкость и находящиеся в ней перфорированные барабаны с загрузкой, на которой развивается биопленка микроорганизмов, участвующих в процессе очистки.

Недостатками указанного способа являются ограниченность применения его для аэробных процессов очистки, невозможность управления процессом за счет изменения (уменьшения) количества загрузки, то есть в условиях снижения концентрации загрязнений в сточной воде использование больших количеств эффективных и дорогостоящих загрузок не оправдано с экономической точки зрения.

Известно устройство для биологической очистки сточных вод [2] представляющее собой аэрируемую емкость, в которой перемешивание жидкости осуществляется потоком кислородсодержащего газа. Движущаяся жидкость вращает барабаны с загрузкой, на которой развивается биопленка микроорганизмов, ведущих процесс очистки. Емкость закрыта колпаком для задержки кислородсодержащего газа. Тем самым обеспечивается более полная утилизация кислорода, а также снижение бактериальной обсемененности окружающего воздуха.

Недостатками данного устройства являются образование застойных зон в емкости, что ведет к ухудшению массобменных условий и протеканию процессов гниения, а также узкая область использования устройства лишь для аэробных процессов.

Задачей изобретения является создание способа и устройства для биологической очистки сточных вод с использованием барабанов с загрузкой как в аэробных, так и в анаэробных условиях, повысить эффективность очистки сточных вод.

Поставленная задача решается способом биологической очистки сточных вод, включающим подачу сточной воды в емкость, содержащую суспензию активного ила, перемешивание с использованием в качестве мешалки перфорированных барабанов с загрузкой. Причем в качестве загрузки используют гранулированный активированный уголь в количестве, обеспечивающем подвижность слоя загрузки.

Кроме того, задача решается использованием устройства для биологической очистки воды, включающего емкость, систему барабанов. Причем барабаны, имеющие перфорированные поверхности, жестко закреплены на общем горизонтальном валу на расстоянии от оси вращения вала, причем по длине одного из барабанов перпендикулярно его боковой поверхности прикреплена пластина-скребок ила, а емкость снабжена штуцером для выхода газа и обратным клапаном.

Способ биологической очистки сточных вод осуществляется следующим образом.

Сточную воду, освобожденную от первичных взвешенных веществ в отстойнике 11, подают насосом 12 в устройство 13, где ее смешивают с суспензией активного ила с помощью перфорированных барабанов с загрузкой активированного угля. Обработка воды происходит одновременно микроорганизмами активного ила и активированным углем, затем жидкость поступает во вторичный отстойник 14, где происходит отделение ила от очищенной воды. Активный ил с помощью насоса 15 перекачивается обратно в устройство для очистки. С учетом закрепления микроорганизмов на поверхности активированного угля и удержания их в виде биопленки ступень вторичного отстаивания обеспечивает удовлетворительное отделение активного ила от очищенной воды.

На фиг. 1 приведена схема реализации способа; на фиг. 2 устройство для биологической очистки сточных вод.

Устройство представляет собой цилиндрическую емкость, расположенную горизонтально. Во внутренней полости на общем валу 1 на расстоянии от него жестко закреплены перфорированные барабаны 2, заполненные слоем гранулированного активированного угля 3. Барабаны могут быть выполнены как перфорированными, так и из мелкоячеистой сетки. Устройство снабжено аэратором 4 для подачи кислородсодержащего газа, штуцерами для подачи сточной воды 5, возвратного ила 6 и отвода очищенной воды 7. Кроме того, имеется штуцер 8 с обратным клапаном для отвода газов 9. Для предотвращения образования застойных зон на одном из барабанов предусмотрена пластина-скребок ила 10.

Устройство работает следующим образом. Подаваемая жидкость перемешивается с суспензией активного ила с помощью системы перфорированных барабанов 2. Вращение вала организуется электрическим приводом, поддерживают невысокое число оборотов (в среднем 30 об/мин). При вращении барабанов, заполненных активированным углем в количестве, обеспечивающем подвижность слоя загрузки, он вступает в контакт с микроорганизмами активного ила и сточной водой. Тем самым обеспечивается большая площадь поверхности для образования биопленки, а также хорошие массобменные условия для протекания процесса адсорбции загрязнений из воды. Очищенная вода удаляется из устройства очистки через штуцер 7, а газы через штуцер 8 с обратным клапаном 9.

Эффективность применения способа и устройства для биологической очистки сточных вод показана на следующих примерах.

1. Аэробная биологическая очистка нефтесодержащих сточных вод. В этом случае в устройство 13 для аэрации подается кислородсодержащий газ. Газы удаляют из аппарата через штуцер 8, находящийся в его верхней части. Степень заполнения аппарата иловой суспензией 50% При вращении мешалки барабаны, заполненные углем марки СКТ, последовательно перемешиваются из иловой суспензии в газовое пространство и наоборот, что совместно с аэрацией обеспечивает хороший массообмен. При обработке стоков теплоэлектростанцией с начальным содержанием растворенных нефтепродуктов до 10 мг/л обеспечивается полная очистка за время пребывания 12 ч.

2. Анаэробная биологическая обработка хромсодержащих сточных вод гальванических производств. Аппарат герметичен и снабжен обратным клапаном 9 для отвода биогаза, находящимся в верхней части аппарата. Аппарат полностью заполнен иловой суспензией. Кроме того аппарат дополняется системой обогрева для введения процесса при 34-37^oC. При обработке стоков гальванических цехов авиастроительного предприятия с начальным содержанием шестивалентного хрома 28-71 мг/л обеспечивается полная очистка за время пребывания 30 ч.

Способ биологической очистки и устройство для его осуществления позволяют достичь следующих преимуществ:

осуществлять процесс очистки как в аэробных, так и в анаэробных условиях в зависимости от состава сточных вод и свойств применяемых микроорганизмов;

повысить эффективность очистки сточных вод за счет того, что указанная конструкция позволяет увеличить поверхность контакта с загрузкой, а также за счет предотвращения образования застойных зон;

улучшить условия эксплуатации в режимах залповых сбросов загрязняющих веществ в сравнении с процессами очистки без использования гранулированных загрузок.