ПРИМЕНЕНИЕ ШЛАМА, ОБРАЗУЮЩЕГОСЯ НА ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ ТЭС, В КАЧЕСТВЕ СОРБЕНТА ПРИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКЕ СТОЧНЫХ ВОД
USE OF SLUDGE FORMED AT WATER TREATMENT PLANT OF THERMAL POWER PLANT AS SORBENT FOR BIOLOGICAL TREATMENT OF WASTE WATER

Изобретение относится к области производства новых сорбентов и может быть использовано при очистке сточных вод химической, нефтехимической, текстильной и других отраслей промышленности.
Известен способ биологической очистки сточных вод от органических загрязнений по патенту РФ №2023685, C02F 3/34, 1994, в котором сточные воды подвергают очистке в аэротенке в присутствии микроорганизмов активного ила, иммобилизованных на плоскостной загрузке из материала, содержащего 83-86 мас.% термопластичного полимера и 14-17 мас.% порошкообразного активированного угля. Указанный способ используется в качестве прототипа изобретения.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение эффективности биологической очистки сточных вод, а также расширение номенклатуры сорбентов при их очистке.
3
Технический результат достигается за счет применения шлама, образующегося при известковании и коагуляции сырой воды на водоподготовительной установке тепловых электрических станций (ТЭС), в количестве от 300 до 900 мг/дм от общего объема сточных вод в качестве сорбента при биологической очистке сточных вод промышленных предприятий.
Химический состав шлама осветлителей тепловых электрических станций (ТЭС) - это продукты известкования и коагуляции:
3
2
3
2
3
СаСО+MgO+Mg(OH)+Fе(ОН)+SiO+Аl(ОН)
3
2
Сорбционные свойства шлама осветлителей ТЭС объясняются наличием сильнополярных функциональных групп гуминовых веществ природной воды. Проведен анализ шлама методом газовой хромато-масс-спектроскопии с электронной ионизацией на масс-спектрометре DFS производства «Thermo Fisher Sci. Co», который выявил типовой набор функциональных групп гуминовых веществ: ОН, NH, СН, СН, ароматических С=С - связей, С-О - карбоксильных и ОН - спиртовых групп.
3
При добавлении шлама в количестве от 300 до 900 мг/дм от общего объема сточных вод на его поверхности образуется биопленка из микроорганизмов активного ила, которая ускоряет процессы окисления органических примесей и разложения высокомолекулярных соединений. На поверхности шлама начинают происходить конкурирующие процессы окисления и сорбции. В процессе очистки биопленка из микроорганизмов активного ила отмирает и выносится во вторичный отстойник сточными водами, поэтому регенерации шлама не требуется.
3
3
3
Снижение концентрации дозируемого шлама ниже 300 мг/дм от общего объема сточных вод не имеет смысла, так как снижается эффективность очистки сточных вод. Верхний предел концентрации шлама, равный 900 мг/дм от общего объема сточных вод, выбран из условия предельно допустимых концентраций для сброса сточных вод в водоем по общей жесткости, которая увеличивается прямо пропорционально вносимой концентрации шлама. При введении шлама в пределах от 300 до 900 мг/дмот общего объема сточных вод происходит интенсификация процесса биологической очистки.
Пример
3
3
3
3
2
Очистке подвергалит сточные воды завода синтетического каучука, поступающие с производства каучука и латекса, которые содержали различные органические примеси, в частности фосфаты - 25 мг/дм, аммонийный азот - 60 мг/дм, биологическая потребность в кислороде (БПК) составляла 110 мг O /дм, концентрация взвешенных веществ - 110 мг /дм.
3
3
3
Очистку сточных вод осуществляли при комнатной температуре и атмосферном давлении на модельной установке, воспроизводящей работу аэротенков и вторичных отстойников. Общий объем установки составлял 10 дм. Концентрация активного ила поддерживалась на том же уровне, что и в производственных аппаратах биологической очистки и равнялась 1,5-2 г/дм. В ходе эксперимента в аппарат дозируется шлам в количестве от 300 до 900 мг/ дм от общего объема сточных вод.
На фиг.1 представлена зависимость изменения концентрации фосфатов от введенной дозы шлама; на фиг.2 представлена зависимость изменения концентрации аммонийного азота от введенной дозы шлама; на фиг.3 представлена зависимость изменения значения БПК от введенной дозы шлама; на фиг.4 представлена зависимость изменения концентрации взвешенных веществ от введенной дозы шлама.
Экспериментальные исследования показали, что введенная доза шлама способствует максимальному снижению в осветленных водах экспериментального аэротенка концентрации фосфатов на 89%, аммонийного азота на 60%, БПК на 88%, взвешенных веществ на 61%.
3+
-
0
Был проведен контроль осветленных вод на остаточное содержание железа (Fе), общей жесткости (Ж), хлоридов (Сl), окисляемости (Ок), сухого остатка. Результаты анализа показателей качества осветленной воды представлены в таблице. Концентрации привнесенных со шламом веществ на выходе из вторичного отстойника не превысили нормативных значений, однако наблюдалось увеличение общей жесткости в 1,5 раза. Показатели качества осветленной воды
Таблица
Показатель, ед. измерения
Значение
Fe<sup>3+</sup>, мг /дм<sup>3</sup>
0,25
Ж<sub>о</sub>, мг-экв. /дм<sup>3</sup>
10,5
Сl<sup>-</sup>, мг-экв. /дм<sup>3</sup>
0,005
Ок, мг К Мn O<sub>4</sub> /дм<sup>3</sup>
60,7
Сухой остаток, мг /дм<sup>3</sup>
850
Таким образом, осуществление предложенного способа позволяет интенсифицировать процесс биологической очистки: повысить эффекты дефосфатизации на 89%, деаминирования на 60%, снизить БПК на 88%, концентрацию взвешенных веществ на 61%.