RU2006489C1 - Process for sewage water treatment - Google Patents

Abstract

FIELD: sanitary and industrial wastes treatment. SUBSTANCE: process involves sewage aeration and successive two-stage filtering through a porous filter bed. At the first stage aeration is carried out by supplying water upwardly. At the second stage an oxidizer is fed in the amount of 4-7 mg/l into the lower part of the porous filter bed. The latter is in the range of 0,63-1 mm in diameter. The level of water purification is 93% on suspended particles. EFFECT: enhanced quality of water treatment. 2 tbl

Description

Изобретение относится к очистке сточных вод и может найти применение при очистке бытовых и промышленных стоков. The invention relates to wastewater treatment and may find application in the treatment of domestic and industrial effluents.

Известен способ очистки сточных вод, включающий отстаивание, аэрирование воздухом и фильтрование через пористую загрузку с периодической ее промывкой. Аэрирование и фильтрование по данному способу осуществляют одновременно, при этом подачу сточных вод и воздуха осуществляют в противотоке. Воздух подают в количестве, обеспечивающем содержание растворенного кислорода в фильтрате 0,5-2,0 мг/л [1] . A known method of wastewater treatment, including sedimentation, aeration with air and filtering through a porous charge with its periodic washing. Aeration and filtering by this method is carried out simultaneously, while the supply of wastewater and air is carried out in countercurrent. Air is supplied in an amount ensuring the content of dissolved oxygen in the filtrate of 0.5-2.0 mg / l [1].

Однако данный способ имеет низкий эффект очистки. Так как аэрация и фильтрование осуществляются одновременно (зона аэрации и фильтрования совмещены) происходит вынос биомассы в пористую загрузку зоны фильтрования, что ухудшает процесс очистки путем фильтрования, вследствие биологического обрастания пористого материала и возникновения вторичного загрязнения. Использование в зоне фильтрования крупной фракции (3-10 мм), что и в зоне аэрации так же снижает эффект очистки вследствие проскока части загрязнений через крупные поры фильтрующий загрузки. However, this method has a low cleaning effect. Since aeration and filtering are carried out simultaneously (the aeration and filtering zones are combined), biomass is transferred to the porous loading of the filtering zone, which worsens the cleaning process by filtering due to biological fouling of the porous material and the occurrence of secondary pollution. The use of a large fraction (3-10 mm) in the filtering zone, as in the aeration zone, also reduces the cleaning effect due to the leakage of part of the contaminants through the large pores of the filter load.

Наиболее близким является способ, сущность которого заключается в фильтровании сточной воды снизу вверх на первой ступени и фильтровании воды сверху вниз на второй ступени при введении воздуха в нижнюю часть фильтрующей загрузки [2] . Недостатком данного способа является низкий эффект очистки от растворенных загрязнений (БПК, СПАВ, нефтепродуктов, фенолов и др. ). Низкий эффект очистки объясняется тем, что на первой и второй ступенях происходит простое фильтрование через пористую загрузку без окисления растворенных загрязнений. На второй ступени производится только насыщение сточной воды воздухом. Биохимические процессы (с помощью микроорганизмов) окисления растворенных загрязнений на обеих ступенях отсутствуют, что снижает эффект очистки сточных вод от БПК, СПАВ, нефтепродуктов, фенола и др. The closest is the method, the essence of which is to filter the wastewater from bottom to top in the first stage and filter the water from top to bottom in the second stage with the introduction of air into the lower part of the filter charge [2]. The disadvantage of this method is the low cleaning effect from dissolved contaminants (BOD, surfactant, petroleum products, phenols, etc.). The low cleaning effect is explained by the fact that in the first and second steps there is a simple filtering through a porous charge without oxidation of dissolved contaminants. At the second stage, only the wastewater is saturated with air. There are no biochemical processes (using microorganisms) for the oxidation of dissolved pollutants at both stages, which reduces the effect of wastewater treatment from BOD, surfactants, oil products, phenol, etc.

Целью изобретения является повышение степени очистки. Поставленная цель достигается тем, что сточные воды подвергают аэрированию воздухом и двухступенчатому фильтрованию через пористую загрузку с подачей воды снизу вверх на первой ступени и сверху вниз на второй ступени. При этом аэрирование осуществляют на первой ступени, а на второй вводят окислитель в нижнюю часть пористой фильтрующей загрузки в количестве 4-7 мг/л, причем диаметр пористой загрузки составляет 0,63-1 мм. The aim of the invention is to increase the degree of purification. This goal is achieved by the fact that the wastewater is subjected to aeration with air and two-stage filtration through a porous charge with water supply from bottom to top in the first stage and from top to bottom in the second stage. In this case, aeration is carried out in the first stage, and an oxidizing agent is introduced into the lower part of the porous filtering load in an amount of 4-7 mg / l, the diameter of the porous loading being 0.63-1 mm.

Благодаpя аэрации и двухступенчатому фильтрованию, а также в воду окислителя в нижнюю часть загрузки на второй ступени фильтрования не происходит обрастания фильтрующей загрузки и таким образом не возникают вторичные загрязнения. При вводе окислителя происходит минерализация органических веществ, которые в этом состоянии хорошо задерживаются пористой мелкозернистой загрузкой. В качестве окислителя можно использовать озон, пероксид водорода, хлор. Thanks to aeration and two-stage filtration, as well as into the water of the oxidizer in the lower part of the charge, the filter load does not foule at the second stage of filtration and thus secondary pollution does not occur. When an oxidizing agent is introduced, organic substances are mineralized, which in this state are well retained by the porous fine-grained charge. As an oxidizing agent, ozone, hydrogen peroxide, and chlorine can be used.

П р и м е р 1. На двух колонках диаметром 50 мм моделировали процесс очистки по предлагаемому способу. Первая колонка, загруженная на высоту 1 м керамзитом с диаметром 3-10 мм, представляет собой первую ступень фильтрации. Воздух подают вниз керамзитовой загрузки. Вторая колонка, загруженная на высоту 0,5 м цеолитовым песком с диаметром зерен 0,63-1 мм, представляет собой вторую ступень фильтрования. Окислитель (озон) вводят в нижнюю часть второй ступени фильтрования в количестве 5-6 мг/л. Фильтрование на первой колонке осуществляют снизу вверх, а на второй колонке сверху вниз. Скорость фильтрации и интенсивность подачи воздуха в зону фильтрования в обоих случаях составляет 3 м/ч, 3 м³/м³ воды соответственно. Сточная вода имела следующий состав: БПК₅ 120 мг/л, ХПК 350 мг/л и взвешенных веществ 192 мг/л.PRI me R 1. On two columns with a diameter of 50 mm simulated the cleaning process according to the proposed method. The first column, loaded to a height of 1 m with expanded clay with a diameter of 3-10 mm, represents the first stage of filtration. Air is fed down expanded clay loading. The second column, loaded to a height of 0.5 m with zeolite sand with a grain diameter of 0.63-1 mm, represents the second stage of filtration. An oxidizing agent (ozone) is introduced into the lower part of the second stage of filtration in an amount of 5-6 mg / l. Filtering on the first column is carried out from the bottom up, and on the second column from the top down. The filtration rate and the intensity of the air supply to the filtration zone in both cases is 3 m / h, 3 m ³ / m ^{3 of} water, respectively. Wastewater had the following composition: BOD ₅ 120 mg / l, COD 350 mg / l and suspended solids 192 mg / l.

Данные эксперимента представлены в табл. 1. The experimental data are presented in table. 1.

Как видно из табл. 1, эффект очистки по предлагаемому способу в сравнении с известным способом больше по БПК₅ на 13,5% , ХПК на 20,7% и взвешенным веществам 16,6% .As can be seen from the table. 1, the cleaning effect of the proposed method in comparison with the known method is greater for BOD ₅ by 13.5%, COD by 20.7% and suspended solids 16.6%.

На степень очистки большое влияние оказывает количество вводимого окислителя и размер зерен загрузки. Оценка влияния количества окислителя и размера зерен загрузки на степень очистки приведена в табл. 2. The degree of purification is greatly influenced by the amount of oxidizing agent introduced and the size of the loading grains. An assessment of the effect of the amount of oxidizing agent and grain size of the charge on the degree of purification is given in table. 2.

Результаты эксперимента показывают (см. табл. 2), что наибольший эффект очистки по БПК₅ и взвешенным веществам достигается при размере зерен пористой загрузки 0,5-0,63 мм и количестве вводимого окислителя > 4 мг/л. Однако при этом размере зерен загрузки фильтр нужно выключить на регенерацию (промывку) через 13 ч.The results of the experiment show (see Table 2) that the greatest cleaning effect according to BOD ₅ and suspended solids is achieved when the grain size of the porous load is 0.5-0.63 mm and the amount of oxidant introduced is> 4 mg / L. However, at this grain size, the filter must be turned off for regeneration (flushing) after 13 hours.

Как видно наилучший эффект очистки по БПК₅ и взвешенным веществом достигается при размере зерен 0,63-1 мм и количестве вводимого окислителя 4-7 мг/л. Продолжительность фильтрования по предельным потерям напора составила 26 ч. При количестве вводимого окислителя < 4 мг/л не все количество органических веществ переводится в минеральные загрязнения, которые хорошо задерживаются пористой мелкозернистой загрузкой в зоне фильтрования. Вводить окислитель в количестве > 7 мг/л экономически не выгодно, так как возрастает его расход, а эффект очистки остается тот же самый. Увеличение диаметра пористой загрузки до 1-1,5 мм хотя и увеличивает длительность фильтра-цикла до 35 ч, однако при этом снижается эффект очистки по БПК₅ и взвешенным веществам.As you can see, the best cleaning effect according to BOD ₅ and suspended matter is achieved with a grain size of 0.63-1 mm and the amount of oxidant introduced is 4-7 mg / l. The duration of filtration by marginal pressure loss was 26 hours. When the amount of oxidizing agent introduced was <4 mg / l, not all of the organic matter is converted to mineral contaminants, which are well retained by the porous fine-grained charge in the filtration zone. To introduce an oxidizing agent in an amount of> 7 mg / l is not economically profitable, since its consumption increases, and the cleaning effect remains the same. The increase in the diameter of the porous load to 1-1.5 mm, although it increases the duration of the filter cycle to 35 hours, however, the cleaning effect of BOD ₅ and suspended solids is reduced.

П р и м е р 2. Бытовую сточную воду после отстаивания, имеющую БПК₅ 120 мг/л, ХПК 350 мг/л и взвешенных веществ 192 мг/л, подвергают последовательному двухступенчатому фильтрованию со скоростью 3 м/ч. На первой ступени воду подают снизу вверх через керамзитовую пористую загрузку с диаметром зерен 3-10 мм и высотой 2 м. Вторая ступень фильтрования состоит из цеолитового песка с диаметром зерен 0,63-1 мм и высотой 1 м. Внизу первой ступени в поддерживающем слое размещены распредсистемы подачи воды и воздуха. Воздух подают с расходом 3 м³/м³ воды. После прохождения первой ступени вода переливается в разделительный канал и затем поступает на вторую ступень фильтрации. После первой ступени в очищенной сточной воде сдержалось БПК₅ 10 мг/л, ХПК 100 мг/л и взвешенных веществ 11 мг/л. Фильтруясь сверху вниз на второй ступени фильтрации, сточная вода дополнительно очищалась за счет ввода окислителя и фильтрования через мелкозернистую цеолитовую загрузку (0,63-1 мм). Вниз второй ступени фильтрования через специальную распредсистему подают водный раствор озона с концентрацией 5 мг/л. После зоны фильтрования очищенная сточная вода имеет БПК₅ 3 мг/л, ХПК 45 и взвешенных веществ 4 мг/л. Водовоздушную промывку пористой загрузки осуществляют один раз в два дня.PRI me R 2. Domestic wastewater after settling, having BOD ₅ 120 mg / l, COD 350 mg / l and suspended solids 192 mg / l, is subjected to sequential two-stage filtration at a speed of 3 m / h At the first stage, water is supplied from bottom to top through expanded clay porous loading with a grain diameter of 3-10 mm and a height of 2 m. The second filtering stage consists of zeolite sand with a grain diameter of 0.63-1 mm and a height of 1 m. At the bottom of the first stage in the support layer Distributed water and air distribution systems. Air is supplied at a rate of 3 m ³ / m ³ water. After passing through the first stage, water overflows into the separation channel and then enters the second stage of filtration. After the first stage, BOD ₅ 10 mg / L, COD 100 mg / L and suspended solids 11 mg / L were restrained in the treated wastewater. Filtering from top to bottom in the second stage of filtration, the wastewater was further purified by introducing an oxidizing agent and filtering through a fine-grained zeolite charge (0.63-1 mm). Down the second stage of filtering through a special distribution system serves an aqueous solution of ozone with a concentration of 5 mg / L. After the filtration zone, the treated wastewater has a BOD of ₅ 3 mg / L, a COD of 45 and suspended solids of 4 mg / L. The water-air washing of the porous charge is carried out once every two days.

Использование предлагаемого способа очистки сточных вод позволяет увеличить степень очистки по сравнению с известным способом в 1,3 раза. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1000422, кл. С 02 F 9/00, 1983. Using the proposed method of wastewater treatment can increase the degree of purification compared with the known method by 1.3 times. (56) 1. USSR author's certificate N 1000422, cl. C 02 F 9/00, 1983.

2. Луценко Г. Н. и Савина В. А. Новое направление в развитии процессов биофильтрования сточных вод. Обзорная информация. М. : ЦБНТИ Минтилкомхоза РСФРС, 1988. - ОС. , или - (водоснабжение и канализация, ISSN 0135-6399, вып. ).  2. Lutsenko G.N. and Savina V.A. A new direction in the development of wastewater biofiltration processes. Overview information. M.: TsBNTI Ministry of Agriculture of the RSFRS, 1988. - OS. , or - (water supply and sewerage, ISSN 0135-6399, issue).

Claims (1)

СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД путем аэрирования и последовательного двухступенчатого фильтрования через пористую загрузку с подачей воды снизу вверх на первой ступени и сверху вниз на второй ступени, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки, аэрирование осуществляют на первой ступени фильтрования, а на второй ступени в нижнюю часть пористой загрузки вводят окислитель в количестве 4 - 7 мг/л, причем диаметр пористой загрузки составляет 0,63 - 1 мм.  METHOD FOR SEWAGE WATER CLEANING by aeration and sequential two-stage filtration through a porous charge with water supply from bottom to top in the first stage and from top to bottom in the second stage, characterized in that, in order to increase the degree of purification, aeration is carried out in the first filtering stage, and in the second stage an oxidizing agent in the amount of 4-7 mg / l is introduced into the lower part of the porous load, the diameter of the porous loading being 0.63-1 mm.

Images