Способ доочистки биологически очищенных сточных вод

 

Изобретение относится к способам доочистки биологически очищенных сточных вод, содержащих трудноокисляемые органические вещества - аминоспирты, гликоли, и может быть использовано на предприятиях перерабатывающей химической и нефтехимической промышленности. Целью изобетения является увеличение продолжительности фильтроцикла и сокращение потерь серной загрузки при регенерации. Для осуществления способа сточные воды фильтруют через серную загрузку на первой ступени и активный уголь на второй ступени с последующей регенерацией серной загрузки и активного угля. Регенерацию серной загрузки осуществляют путем выдержки последней под столбом воды с последующей естественной или принудительной аэрацией или серную загрузку обрабатывают сероводородсодержащим газом с последующей аэрацией. 2 табл.

Изобретение относится к способам доочистки биологически очищенных сточных вод (БОСВ), создающих трудноокисляемые органические вещества, в частности аминоспирты, гликоли, и может быть использовано на предприятиях газоперерабатывающей, химической и нефтехимической промышленности. Цель изобретения - увеличение продолжительности фильтроцикла и сокращение потерь серной загрузки при регенерации. Сточные воды очищают путем их фильтрования через серную загрузку на первой ступени и активный уголь на второй ступени с последующей регенерацией загрузки комовой серы и активного угля, причем регенерацию серной загрузки осуществляют путем выдержки ее под столбом воды с последующей аэрацией или путем ее контакта с сероводородсодержащим газом с последующей аэрацией. При выдерживании по окончании фильтроцикла серной загрузки под столбом воды в анаэробных условиях в течение 7-15 ч происходит гибель аэробных микроорганизмов и частичная деструкция их органического вещества. При этом анаэробные сульфатвосстанавливающие бактерии активно размножаются. Сера значительно интенсифицирует процесс развития анаэробных сульфатовосстанавливающих бактерий. Последние, выделяя сероводород, в свою очередь, способствуют гибели аэробных микроорганизмов и деструкции органического вещества осадка аэробного ила. Осадок приобретает черный цвет за счет образующихся сульфидов. При контактировании серной загрузки и накопившегося в ней осадка с сероводородсодержащим газом происходит перевод живых микроорганизмов активного ила в мертвое органическое вещество и его частичная деструкция. Этот этап регенерации по сравнению с выдержкой под столбом воды происходит значительно интенсивнее. В течение 3-20 мин при концентрации сероводорода в газе 4-8% органический осадок чернеет и становится практически подготовленным для последующего этапа регенерации-аэрации. Аэрацию естественную или принудительную осуществляют для перевода вещества осадка в минеральное вещество. В достаточной степени подготовленный почерневший органический осадок после 5-7 ч естественной аэрации минерализуется, серная загрузка приобретает первоначальный вид (исчезает черный налет), гидравлическое сопротивление фильтра снижается практически до начального. Качество фильтрата после регенерации серной загрузки не ухудшается по сравнению с известным способом за исключением некоторого увеличения количества минеральных веществ в порциях фильтрата в период вывода фильтрата на режим. Для осуществления способа сточные воды фильтруют через стационарный аэрируемый слой зернистой загрузки, в качестве которой используют комовую серу. Содержащаяся в сточной воде взвесь, представляющая собой в основном активный ил, задерживается загрузкой и образует биопленку на поверхности зерен. Трудноокисляемые органические вещества, содержащиеся в сточной воде (ПАВ - органические сульфокислоты и сульфосоли, пиридин, диэтаноламин, полиэтиленгликоль), проходя через слой загрузки, подвергаются биосорбции и биоокислению микроорганизмами активного ила, задержанными фильтрующей загрузкой. Суточная нагрузка на 1 кг серной загрузки составляет 5,2-5,5 г ХПК. Частично очищенная вода поступает в адсорбер со взвешенным слоем адсорбента - активного угля, где производят более тонкую очистку от трудноокисляемых органических веществ. При этом одновременно происходят процессы сорбции, биосорбции и биоокисления органических веществ в биопленке и порах угля. Нагрузка по загрязнениям составляет 1,8-2,0 г ХПК/кг угля и 0,4-0,5 г БПК/кг угля в сутки и регулируется подачей сточной воды в адсорбер. После 60-80 ч работы производят регенерацию серной загрузки. Для этого поток БОСВ переключают на резервный фильтр, отключенный фильтр с серной загрузкой оставляют под водой в течение 7-15 ч, после чего воду сливают и обеспечивают доступ воздуха в фильтр. При малых объемах загрузки достаточно естественной аэрации и при более значительных объемах воздух подают в фильтр под таким давлением, чтобы не допустить смещения слоев. Контакт фильтрующей загрузки с воздухом осуществляется в течение 5-7 ч. При необходимости интенсифицировать процесс регенерации серной фильтрующей загрузки освобождают фильтр от очищаемой сточной воды, заполняют его газом с содержанием сероводорода 4-8% и выдерживают 3-20 мин, после чего заменяют сероводородсодержащий газ в фильтрах воздухом. Естественную или принудительную аэрацию осуществляют в течение 5-7 ч. П р и м е р 1. Сточные воды, содержащие ПАВ (ОП-10, органические сульфокислоты, сульфосоли), пиридины, диэтаноламин, полиэтиленгликоль; 100 мг/л ХПК, 20 мг/л БПК. Фильтруют через зернистый фильтр, имеющий загрузку из комовой серы (продукт переработки сернистых газов) со следующим составом, % : Элементарная сера 99,998 Сероводород 0,001 Зольность 0,001 Параметры фильтра и процесса фильтрования следующие: высота загрузки Н₅ 1,5 м; размер зерен 2-7 мкм; коэффициент пористости загрузки 0,4; насыпная масса загрузки (н) 0,95 г/см³; скорость фильтрования 18 м³/м² ч^-1; гидравлическое сопротивление 1,2 см/м, нагрузка по загряз- нениям 5,2-5,5 мг˙ХПК/г·серы ; 2,2-2,3 мг˙БПК/г˙серы . При этом длительность отдельных фильтроциклов составляет 50-100 ч. Вторую ступень очистки ведут на активном угле марки АН-3 с нагрузкой 2,0 мг ХПК/г угля в сутки, 0,015 мг БПК/г угля в сутки, 0,06 мг ПАВ/г угля в сутки. Регенерацию серного фильтра осуществляют после окончания каждого фильтроцикла переключением сточных вод на резервный фильтр, серную загрузку оставляют под столбом воды для анаэробного разложения осадка в течение 20 ч, после чего осадок приобретает черный цвет. Причем существует обратная зависимость между длительностью фильтроцикла и продолжительностью анаэробного разложения осадка под столбом воды: чем длительнее фильтроциклы, тем меньше требуется времени для последующего разложения органического осадка. Это происходит за счет того, что в процессе фильтрования через серную загрузку на отдельных ее участках наблюдается развитие сульфатредуцирующих микроорганизмов, гибель аэробных микроорганизмов активного ила и их частичное разложение. Таким образом, при большей длительности фильтроцикла органический осадок уже в процессе фильтрации оказывается частично подготовленным к последующей минерализации. При меньшей длительности фильтроцикла требуется более длительное выдерживание загрузки под столбом воды, так как накопившийся осадок еще представляет собой более устойчивую систему, содержащиеся в нем микроорганизмы обладают высокой жизнеспособностью. Наиболее оптимальная длительность фильтроцикла серной загрузки составляет 60-80 ч, при длительности менее 60 ч увеличивается время I этапа регенерации до 20 ч и более, при длительности фильтроцикла более 80 ч наблюдается рост гидравлического сопротивления фильтра, ухудшение качества фильтрата за счет выноса разложившегося осадка. Между продолжительностью I и II этапов регенерации серной загрузки существует обратная зависимость. При длительности I этапа 15 ч достаточно 4-5 ч аэрации для минерализации органического осадка, так как при большей длительности I этапа органический осадок подвергается более глубокому разложению. При меньшей продолжительности выдерживания под водой минерализация разложившегося органического осадка идет медленнее. В табл. 1 приведены данные по эффективности регенерации серного фильтра в зависимости от продолжительности аэрации. Эффективность регенерации фильтра определяют следующим образом. После окончания аэрации производят промывку серной загрузки, при этом определяют величину гидравлического сопротивления фильтра и устанавливают его разницу ( Р) по сравнению с первоначальным, производят анализ слива и определяют количество содержащихся в нем загрязнений в пересчете на 1 кг серной загрузки по следующим показателям: количество химически поглощенного кислорода (ХПК) и взвешенных веществ (ВВ). Полученные показатели сравнивают с соответствующими показателями до начала регенерации. Эффективность определяют по каждому показателю. Как видно из данных табл. 1, наиболее оптимальная продолжительность аэрации при длительности выдерживания под водой 10 ч составляет 5-7 ч, при меньшей продолжительности эффективность регенерации снижается, при большей остается практически на том же уровне. П р и м е р 2. Глубокую очистку БОСВ проводят так же, как в примере 1. Регенерацию серного фильтра на I этапе осуществляли следующим образом. После окончания фильтроцикла вытесняют остаток из фильтра сероводородсодержащим газом с концентрацией сероводорода 3-8% и оставляют фильтрующую загрузку в контакте с пазом на 3-30 мин. Осадок приобретает черный цвет. На II этапе регенерации серного фильтра производят его естественную аэрацию в течение 7 ч, после чего серная загрузка приобретает первоначальный вид. П р и м е р 3. Глубокую очистку БОСВ осуществляют так же, как в примере 1. Регенерацию серного фильтра, производят путем промывки по известному способу. В табл. 2 приведены сравнительные данные по регенерации серной загрузки, осуществляемой по предлагаемому способу и согласно известному способу очистки БОСВ. Как видно из табл. 2, при регенерации серного фильтра предлагаемым способом эффективность регенерации по сравнению с известным остается практически такой же, однако длительность фильтроцикла серной загрузки увеличивается до 70-80 ч, т. е. более чем в два раза, причем износ потери минимальный, кроме того, отсутствуют промывные воды и шлам, которые вследствие их токсичности необходимо обезвреживать (по известному способу). Указанные преимущества предлгаемого способа позволяют повысить эффективность работы очистных сооружений. (56) Авторское свидетельство СССР N 1332736, кл. С 02 F 1/28, 1982.

Формула изобретения

СПОСОБ ДООЧИСТКИ БИОЛОГИЧЕСКИ ОЧИЩЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД, включающий последовательное фильтрование через серную загрузку и активный уголь с последующей их регенерацией, отличающийся тем, что, с целью увеличения продолжительности фильтроцикла и сокращения потерь серной загрузки при регенерации, последнюю осуществляют путем выдержки серной загрузки под столбом воды или путем обработки ее сероводородсодержащим газом с последующей аэрацией.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2