Установка для очистки сточных вод
Изобретение относится к способам комбинированной - физико-химической и биологической очистки промышленных и бытовых сточных вод и может быть использовано в предприятиях химической, нефтехимической, пищевой и кожевенной промышленности, в энергетике, коммунальном хозяйстве а также иных отраслях, использующих и перерабатывающих водные ресурсы. Предлагается установка для очистки сточных вод, включающая в себя блок механической очистки, аэротенк, отстойник, систему рециркулирования ила и блок доочистки воды, связанные между собой трубопроводами. При этом между аэротенком и отстойником установлен блок вакуумной дегазации ила, а в качестве блока доочистки воды она содержит мембранный фильтр, в котором, используют мембраны с размером пор не более 0,2 мкм. Проведенные испытания показали, что использование заявляемой установки примерно на 10-15% повышает эффективность очистки и существенно снижает эксплуатационные расходы на биологическую очистку сточных вод, а также повышает экологичность процесса.
Изобретение относится к способам комбинированной - физико-химической и биологической очистки промышленных и бытовых сточных вод и может быть использовано в предприятиях химической, нефтехимической, пищевой и кожевенной промышленности, в энергетике, коммунальном хозяйстве а также иных отраслях, использующих и перерабатывающих водные ресурсы.
Известно использование очистных станций (Г.Н.Луценко, А.И.Цветкова, И.Ш.Свердлов. Физико-химическая очистка городских сточных вод. - М.: Строй-издат, 1984. - С.66.), в которых после отделения механических примесей процеживанием и производят коагулирование загрязнений, отделение от воды ее отстаиванием, последующую биологическую очистку в погружном биофильтре с помощью микроорганизмов, сорбированных на гранулах «биолита» с последующим обеззараживанием очищенной воды.
Недостатком данной установки является относительно невысокая производительность и недостаточная степень очистки сточных вод от соединений азота.
Известна установка для очистки сточных вод (RU 2270809, 2006), в которой после отделения механических примесей от сточных вод их процеживанием в фильтрующих самоочищающихся устройствах, на фильтрат воздействуют коагулянтами и флокулянтами, после чего производят осветление стоков, а затем последующую биологическую доочистку в биореакторе и обеззараживание в фильтрах с каталитической загрузкой.
Недостатком данной технологии является недостаточное удаление соединений азота.
Вместе с тем эффективность очистки в основном определяется эффективностью биологической очистки сточных вод. Для повышения ее эффективности предлагается способ биологической очистки включающий в себя очистку сточных вод биоценозом активного ила в реакторах, доочистку вод и осаждение активного ила и взвешенных твердых частиц, регенерацию вспухшего ила в процессе биологической очистки на несущей поверхности, размещенной в отстойнике, покрытой биологической пленкой при аэрации вод в циркуляционных объемах, размещенных между слоями биологической пленки, возврат регенерированного ила в реакторе, удаление осадка (RU 2180895, 2002).
Однако, данный способ не обеспечивает необходимую степень очистки в случае трудноокисляемых загрязнений, кроме того, он требует соблюдения сложного гидродинамического режима для поддержания работоспособности активного ила в циркуляционных объемах, а получаемый осадок нуждается в дополнительной обработке для его обезвреживания.
Наиболее близким к заявляемому решению является установка биологической очистки сточных вод (М. Хенце и др. Очистка сточных вод., М., Мир, 2006, с.160-194), включающая в себя аэротенк, где происходит обработка сточных вод в биоценозе активного ила при их аэрации, отстойник для отделения очищенной воды от активного ила, системы возврата активного ила на аэрацию (для обеспечения эффективного процесса нитрификации - денитрификации, а также высокой производительности в расчете на единицу объема аэротенка необходимо поддерживание высокой концентрации активного ила (более 6 г/л), что достигается за счет рециркуляции части сконцентрированного активного ила из вторичного отстойника) и блок доочистки воды.
Основным недостатком данной технологии является низкая производительность гравитационных отстойников, т.к. на иловых частицах аккумулированы пузырьки воздуха и азота после аэрации и денитрификации, а также образующиеся в процессе жизнедеятельности активного ила газы (азот, углекислый газ и др.). Кроме этого, так как микроорганизмы, осуществляющие окисление азота до нитритов и нитратов имеют размеры порядка 1 мкм они достаточно интенсивно уносятся с очищенной водой, снижая таким образом общую активность процессов биодеструкции и биоокисления.
Технической задачей, решаемой авторами, являлось создание установки биологической очистки сточных вод, отличающейся более высокой производительностью.
Технический результат достигался за счет включения между аэротенком и отстойником блока вакуумной дегазации ила и выполнением блока доочистки воды в виде мембранного фильтра. Лучшие результаты достигаются при использовании в мембранном блоке мембран с размером пор не более 0,2 мкм
Общая схема предлагаемой установки приведена на фиг.1, где введены следующие обозначения
1. блок механической очистки
2. аэротенк
3. вторичный отстойник
4. мембранный блок доочистки
5. блок вакуумной дегазации ила
Установка работает следующим образом. Сточные воды поступают в блок механической очистки 1, где процеживаются через гидравлические многоступенчатые решетки В блоке 1 проводится обезвоживание отбросов с решеток на гидравлических прессах, отделение песка и всплывшего шлама в песколовках, обезвоживание пескопульпы и отгрузка полученного кека в контейнеры и далее в отвал. Очищенная вода поступает в аэротенк 2, где осуществляется биологическая очистка с использованием процессов нитри-денитрификации и биологической и химической дефосфатации.
Полученная суспензия ила поступает в блок вакуумной дегазации 5, где обрабатывается по технологии «Аэроклин», например, в соответствии с патентами RU 72691, 200 или RU 73869, 2008. В блоке 5 происходит дегазация иловой суспензии с глубоким удалением биогенных элементов (азота, фосфора) за счет интенсификации процесса денитрификации. Ил в ходе вакууммирования в блоке дегазации 5 освобождается от пузырьков газов на поверхности флоккул активного ила, таким образом увеличивается плотность частиц. При этом значительно повышаются скорость осаждения, общая производительность отстойника и концентрация осаждаемого ила. Флотация, вспенивание и «вспухание» ила с увеличением концентрации исключаются. Процесс денитрификации ила во вторичном отстойнике стимулируется удалением пузырьков азота, снижается общее содержание азота, в тоже время исключается отрицательное влияние денитрификации на процесс осаждения активного ила. Очищенная в отстойнике 3 сточная вода подается на мембранный блок 4 на доочистку, где в процессе фильтрации происходит полное отделение микрофлоры, взвешенных частиц, коагулированных коллоидов и макромолекул. Отсутствие выноса агломератов активного ила из отстойника 3 существенно снижает возможность забивания поверхности мембран, обеспечивает стабильную производительность. Выносная конструкция блока 4 позволяет производить обработку окислителями и производить промывки без вредного воздействия на растущую в аэротенке 2 микробную культуру, также не ограничивается применение коагулянтов. Целостность мембранных аппаратов контролируется индивидуально, поэтому их замена и ремонт не отражается на основном процессе. При этом применение мембран с размером пор не более 0,1 мкм гарантирует полный возврат активной микрофлоры в т.ч. нитрифицирующих и денитрифицирующих бактерий, повышая таким образом общую эффективность биологического процесса. Часть ила из отстойника 3 рециркулируется, поступая в аэротенк 2. При этом за счет эффективной работой вторичного отстойника 3. достигается высокая концентрация активного ила в рецикле и возможность рециркуляции больших количеств активного ила в реакционную зону, а также, поддержание высокой концентрации для обеспечения эффективных процессов утилизации углерода и азота. Избыточный ил уплотняют в барабанном сгустителе с последующим обезвоживанием на ленточном фильтр-прессе.
Проведенные испытания показали, что использование заявляемой установки примерно на 10-15% повышает эффективность очистки и существенно снижает эксплуатационные расходы на биологическую очистку сточных вод, а также повышает экологичность процесса.
1. Установка для очистки сточных вод, включающая в себя блок механической очистки, аэротенк, отстойник, систему рециркулирования ила и блок доочистки воды, связанные между собой трубопроводами, отличающаяся тем, что между аэротенком и отстойником установлен блок вакуумной дегазации ила, а в качестве блока доочистки воды она содержит мембранный фильтр.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в мембранном фильтре используют мембраны с размером пор не более 0,2 мкм.
