Городские сточные воды

Возросшее за последние 20 лет загрязнение рек и flpyi i водных источников требует разработки методов глубок! очистки сточных вод, эффективность которых существенно пр вышает возможности обычных механо-биологических способов. В качестве перспективных способов очистки предлагаются раз — , личные физико-химические процессы, снижающие концентрации ■ токсичных и стойких к биологическому разложению примесей. 1 а также азот — и фосфорсодержащих соединений. Иногда гово рят о третьей стадии обработки, подразумевая под этим вкль! ченне таких процессов в общий цикл очистки. Ниже буд рассматриваться некоторые примеры глубокой очистки с ш пользованием активного угля.

Обработка активным углем после биологической очистт Первая промышленная установка, в которой механо-биологич! екая очистка городских сточных вод дополнялась адсорбцпе; на активном угле, была испытана на озере Тахо в Калифо} нии. Эта установка является классическим прототипом дл;: многочисленных проектов водоочистки, разработанных с моме!. та ее запуска. Основная цель сооружения установки состоял;; в предотвращении чрезмерного загрязнения озера, входящего б зону отдыха людей. В другом районе земного шара, в Впнд — хуке (Южная Африка), очистка канализационных стоков ак­тивным углем производилась для увеличения запасов питьевой воды. В 1966 г. была построена промышленная установк для дополнительной очистки городских стоков в Помоие (Ка лифорния). В первых двух случаях очистке активным угле; предшествовали коагуляция фосфатов и удаление аммиака, Помоне же стоки не подвергались предварительному фильтро ванию и поэтому первый адсорбер приходилось ежедневно про мывать обратным потоком.

Из сравнения этих установок, использующих активны: уголь, видно, что результаты в значительной степени завися от назначения установки и условий процессов (табл. 9.3) В принципе, при сравнительно небольшом начальном загрязне нии городских сточных вод достаточно времени контакта око ло 30 мин; напротив, при обработке промышленных стоков не обходимое время контакта составляет не менее 1 ч. При сред ней степени загрязнения (ХПК 30—40 мг/л) активный угол’ обеспечивает почти 75 %-ную очистку; расход угля составляе; 30—50 г/м3. Поэтому соответствующие способы реактивировз ния играют чрезвычайно важную роль в глубокой очистке на нализационных стоков (см. гл. 10).

Применение активного угля без предварительной биологиче ской очистки. Параллельно с использованием активного угля дл* г* дополнительной очистки сточных вод, следующей за биологиче­ской очисткой, предпринимались попытки ограничиться лиШь одной физикохимической обработкой. Примером такой системы

W

161

6 Зак. 806

Может служить пилотная установка в Вашингтоне (Федераль ный округ Колумбия). Процесс обработки сточных вод на это установке включает следующие стадии: обработка известью — фильтрование — ионный обмен — адсорбция на активном угл (табл. 9.4). Пока еще не доказано, что этот довольно продол

ТАБЛИЦА 9.4. Очистка городских сточных вод

Стоки, поступающие на очистку

Стоки

После отдельных стадий обработки

Обработка известью

Фильтро­вание

Ионный обмен

Адсорбция на активно?, угле

Время, ч 0 7,2 0,5 0,25 0,25

ТОС *, мг/л 101 22 20 16 6

ХГТК, мг/л 306 50 44 29 13

БПК, мг/л 122 18 12 5

* ТОС— Total Organic Carbon — общее содержание органического углерода.

Жительный процесс обладает значительными преимуществам;! по сравнению с другими процессами. Кроме того, обработка известью и удаление образующихся при этом твердых частии требует довольно больших затрат.

Сочетание адсорбционного и биологического разложения. Поскольку практически все угольные фильтры проявляют тен­денцию к заражению в процессе водоочистки, т. е. служат пи­тательной средой для некоторых микроорганизмов, в последние годы появились многочисленные описания процессов, сочетаю­щих физико-химический процесс адсорбции с биологическим разложением микроорганизмами. При этом микроорганизмы могут размножаться на активном угле. Так, Дюпон [35] пред­ложил добавлять в аэротенки с активным илом порошковыг активный уголь в количестве 0,3—0,5 г/л стоков химического производства. Уголь поглощает вещества, оказывающие вредное действие на микроорганизмы, и одновременно служит для них питательной средой. Кроме того, добавление угля повышает коагуляционную и осаждающую способность активного иля Ниже показано влияние добавок порошкового активного уп (0,4 г/л) в аэротенки с активным илом:

На входе На выходе На выходе

Без угля с углем

TOC o "1-3" h z БПК, мг/л 148-156 32 6

Степень разложения по БПК, % — 79 96

ХПК, мг/л 351 154 53

Степень разложения по ХПК, % — 56 85

На одном из предприятий по производству текстильных во­локон производительность установки с активным илом возрос^3 на 40 % вследствие добавления порошкового угля в количестве 50—300 млн-1 [36].

Перотти [37] сообщал о процессе, в котором в качестве среды для микроорганизмов применялся зерненый активный уголь. Такой активный материал, содержащий свыше 1 млн бактерий на 1 г угля, обладал большей скоростью разложения, чем «чистый» активный ил или «чистый» активный уголь. Ниже указана степень снижения ТОС после адсорбционной и биологической очистки сточных вод:

Время обработки, сут

2

10

16

24

38

43

Степень снижения ТОС, %

После обработки стоков на

Стерильном активном угле

49

43

34

14

8

7

Активном угле, содержа­

96

97

96

90

61

55

Щем микроорганизмы

78

19

Активном иле

94

90

58

12

Из этих данных видно, что комбинация адсорбционной очистки активным углем с биологической очисткой дает синер — гетический эффект. Подобные наблюдения были сделаны в процессах «Зимпо» [38] и «Биокарбон» Рурского союза [39]. В процессе «Катокс» [40], использующем адсорбцию и катали­тическое окисление, часто наблюдалось дополнительное биоло­гическое разложение.

Особый случай представляет процесс «Гидро-Интеграл» [41], использующий специфический углеродный материал. Промышленные активные угли обычно содержат макропоры с размерами 1 —100 нм, тогда как фильтрующий материал в процессе «Гидро-Интеграл» содержит более крупные поры. Благодаря этому значительно облегчается размножение микро — ‘ бов, которые имеют размеры около 500—1000 нм. Кроме того, следует заметить, что такой процесс биологического разложе­ния включает также стадию массопереноса примесей сточных вод и продуктов их разложения. Процесс «Гидро-Интеграл» обеспечивает за время контакта около 15 мин удельную ско­рость снижения БПК от 3,0 до 7,5 кг/(м3-сут).

Ускорение биологического разложения содержащихся в воде примесей наблюдается также и при использовании тонкопорис — тых промышленных активных углей и объясняется, по-видимо — МУ, концентрированием экзоэнзимов (активных веществ, выде — !яемых бактериями в окружающую среду) на внутренней по — 3ерхности пор. Следует добавить, что плохо разлагающиеся вещества в адсорбированной форме испытывают воздействие ‘°ляризующих сил, способствующее разрушению их молекуляр- т структуры.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить отзыв