CS262746B1

CS262746B1 - Způsob aktivačního biologického čištění odpadních vod s využitím uhlíkových částic vznikajících v procesu parciální oxidace ropných destilacních zbytků

Info

Publication number: CS262746B1
Application number: CS876628A
Authority: CS
Inventors: Lubos Ing Jindrich; Juliana Ing Klimsova; Josef Drazsky; Jindrich Tomek
Original assignee: Jindrich Lubos; Juliana Ing Klimsova; Josef Drazsky; Jindrich Tomek
Priority date: 1987-09-14
Filing date: 1987-09-14
Publication date: 1989-03-14
Also published as: CS662887A1

Abstract

Způsob aktivačního biologického čištění odpadních vod s využitím uhlíkových částic vznikajících v procesu parciální oxidace ropných nebo dehtových destilačních ^zbytků, při němž se odpadnívvoda uvádí do procesu biologického čistění aktivovaných kalem, kam se současně přivádí částice uhlíku, výhodně ve formě suspenze, v množství 0,05 až 0,5 kg Uhlíku/m3 odpadní vody a spolu s aktivovaným kalem se účastní čisticího procesu s dobou zdržení 3 až 24 hodin a recirkulací se udržují na koncentraci 0,5 až 5.,0 g.l”1. Je výhodné částice uhlíku dispergovat zaváděním kyslíku nebo vzduchu.

Description

Vynález se týká využiti specifických vlastnosti částic uhlíku, vznikajících v procesu parciální oxidace ropných nebo dehtových destilačnich zbytků při biologickém čištěni odpadních vod.

Při biologickém čištěni odpadních vod, obsahujících biologicky obtížně rozložitelné látky, například vod ze zpracování ropy a uhli, je nutno zajistit značně dlouhou dobu kontaktu mezi odpadními vodami a biomasou v reaktoru, aby bylo dosaženo požadovaného efektu čištěni. Při čištěni některých typů odpadních vod, zvláště průmyslových, dochází k jevu, kdy odtok odpadních vod podle BSKg vykazuje dobrý efekt čištěni, avšak hodnota CHSK odtoku je velmi vysoká, řádově

-3 g . m , a odtok vykazuje silné senzorické závady (barva, zápach). Tento jev bývá způsoben zejména biologicky nesnadno rozložitelnými látkami, přítomnými v přiváděné odpadni vodě, nebo metabolity vznikajícími v průběhu biologického čištěni.

Při čištěni odpadních vod_fobsahujicich jako část znečištění biologicky prakticky nerozložitelné látky^dochází k průniku těchto látek čistírnou do recipientu bez významného snížení jejich obsahu.

- 2 262 746

Tyto nevýhody odstraňuje způsob čištění odpadních vod s využitím uhlíkových částic vznikajících v procesu parciální oxidace ropných destilačnich zbytků, který spočívá podle vynálezu v tom, že odpadni voda se uvádí do procesu biologického čištěni biologickým aktivovaným kalem za přídavku částic uhlíku vznikajícího při parciální oxidaci ropných a/nebo dehtových destilačnich zbytků, výhodně ve formě vodné suspenze odpadající z tohoto procesu,’ v množství 0,005 až O,? kg uhlíku • m“³odpadní vody, výhodně 0,05 až 0,166 kg uhlíku na 1 m³odpadni vody a společně s biologickým aktivovaným kalem se účastni čisticího procesu s dobou zdržení 3-24 hodin, výhodně 5 - 15 hodin a recirkulaci se udržuje jejich koncentrace v rozmezí 0,5 až 5,0, výhodně 1,5 až 2,5 kg , 1 , Částice uhlíku se při uvádění do odpadní vody dispergují, výhodně za přídavku kyslíku nebo vzduchu.

Specifické vlastnosti uhlíkatých částic^vznikajících při parciální oxidaci ropných nebo dehtových destilačnich zbytků, jsou dány podmínkami jejich vzniku a jsou charakterizovány mikroskopickou strukturou grafitové povahy, základní velikostí částic 1 až 2 , ÍO“⁷m, specifickým povrchem 700 až 1200 m² . g”¹, porozitou 85 až 90 %, zastoupením mikro a makropórů a stopovým množstvím kovů přítomných v částicích v degradované organokovové formě. Dále je pro tyto částice charakteristická schopnost vytvářet ve vodné suspenzi aglomeráty základních částic o značné velikosti, jež umožňuje jejich odděleni běžnými hydroseparačnimi postupy, Z procesu parciální oxidace ropných destilačnich zbytků odcházejí tyto Částice ve formě čerpatelné vodné suspenze, kterou lze použit pro přímé dávkování uhlíkových částic do procesu biologického čištění, případně alespoň poměrné části uhlíkatých Částic do proudu přiváděných odpadních vod před čistícím procesem. Přívodního potrubí, případně předřazené nádrže lze využít pro zachycení části znečištění, případně přídavkem vzduchu nebo kyslíku do potrubí nebo nádrže využít katalytické oxidace části znečištěni, jež by mohlo mít nepříznivý vliv na biologické čištěni.

262 746

Pro dokonalou dispergaci částic uhlíku, případně i vzduchu nebo kyslíku do proudu přiváděných odpadních vod je výhodné využit turbulence při průchodu směsi odstředivým čerpadlem, nebo za čerpadlem nebo jiným vhodným způsobem. Použitelná dávka Částic uhlíku z parciální oxidace ropných destilačnich zbytků do procesu čištění se pohybuje podle typu odpadních vod, typu čistírenského procesu a poměru mezi udržovaným stářím kalu a hydraulickou dobou zdržení 0,005 až 0,3 kg . m $ přiváděných odpadních' vod. Tomu odpovídá dávka odpadní vodné suspenze uhlíkových částic z parciální oxidace ropných destilačnich zbytků o kon-3 3 centraci 1,5 % hmot. 1 m této suspenze na 50 až 3 000 m přiváděné odpadní vody. Výhodná dávka uhlíkatých částic bývá obvykle 0,05 až 0,166 kg . m”³ přiváděné odpadní vody, při dávkováni suspenze o 1,5 % hmot. je výhodný poměr 1 m suspenze na 90 až 300 m přiváděné odpadni vody, při dávkování zředěnější nebo koncentrovanější suspenze, odpadající z procesu parciální oxidace ropných nebo dehtových zbytků, ee úměrně poměr mění. Dostatečné koncentrace uhlíkových částic se dosáhne jejich recirkulací společně s biologickým kalem a zvýšením stáři kalu. Výsledná ustálená koncentrace uhlíkových částic odpovídá technologickým parametrům a řídi se vzorcem x_A · A ^xc “ --------* kde

T x je ustálená koncentrace uhlíkových částic v procesu Čištění, x_A je koncentrace uhlíkových částic v přítoku, popřípadě koncentrace odpovídající dávce uhlíkových částic vztažených na přítok, A je stáří kalu v systému, T je hydraulická doba zdrženi odpadní vody v reakční nádrži. Uhlíkové částice z parciální oxidace ropných destilačnich zbytků společně s biologickým kalem vytvářejí specifické podmínky pro čisticí proces. Společným pohybem uhlíkatých částic a biologického kalu při probíhající asimilaci organického substrátu se vytváří specifická směs, kde jsou mikroorganismy jak zachyceny na aglomerátach uhlíkatých Částic, tak volně dispergovány a dále vytvářejí vločky, ve kterých jsou přítomny mikročástice uhlíku. Mikročástice uhlíku jsou do určité míry také volně dispergovány do reakčního prostředí, případně tvoří aglomeráty.

- 4 262 746

Zastoupení aktivních složek, t, j, aglomerátů uhlíkových částic ee zachycenými mikroorganismy, volné dispergovaných mikroorganismů, vloček mikroorganismů s mikročásticemi uhlíku a volně dispergovaných mikročástic uhlíku, je ovlivněno mimo jiné technologickým uspořádáním a parametry čisticího procesu a použitým způsobem aerace, na němž jeou závislé dosahované rychlostní gradienty v reakční směsi a tedy schopnost zlepšovat aglomeraci nebo rozrušovat vzniklé aglomeráty, □ako hlavni mechanismy snižující obsah znečištěni ee uplatňuji: biologická asimilace organického znečištěni přítomného v roztoku a zachyceného ve vločkách biologického kalu, sorpce znečištěni na částicích uhlíku, biologická asimilace znečištěni sorpčně zachyceného na částicích uhlíku, katalytická oxidace přítomného znečištění působením stopových množství kovů přítomných v uhlíkatých částicích a uvolněných do reakční směsi a . biologická asimilace reakčních zplodin katalytické oxidace.

V této specifické směsi dochází vzájemným působením zúčastněných složek a vzájemným působením mechanismů odstraňujících znečištěni z odpadních vod ke zvýšené účinnosti a ke zrychlení čisticího procesu.

Způsob podle vynálezu a dosahovaný účinek je uveden v následujících příkladech.

Přiklad 1 —1

Odpatini voda ze zpracováni ropy a dehtů o CHSK 950 mg . 1 byla podrobena sorpčnimu čištěni e použitím částic uhlíku vznikajících v procesu parciální oxidace ropných a/nebo destilačních zbytků. K odpadni vodě byly přidány uhlíkové částice na různou výslednou koncentraci a směs byla 15 minut intenzivně míšena. Sorpci došlo k sníženi hodnot CHSK obsažené ve vodě. Výsledky jsou uvedeny v tabulce:

koncentrace částic uhlíku /g . I¹/	0	0,3	0.9	1.2	1.7
sníženi hodnoty CHSK po 15 minutách /%/	0	7,5	16,7	25,8	31,2

- 5 Přiklad 2 282 74β

Odpadni voda za zpracováni ropy a/nebo dehtů o CHSK

OOO mg . 1 se mísila v různém poměru s částicemi uhlíku a poté byla provzdušňována, Kombinovaným účinkem sorpce a katalytické oxidace došlo v odsazené vodě ke snížení CHSK, Výsledky jsou uvedeny v tabulce:

Koncentrace částic uhlíku /g . I”¹/	0	0,3	0,9	1,2.	1,7
Snížení CHSK v % po 1, hodině	θ,7	12,5	18,8	24,3	27,5
Snížení CHSK v %	23,5	27,5	32,0	42,5	51,5

po 5. hodině

Přiklad 3

Vsádkovým kinetickým testem bylo ověřováno biologické čištěni odpadních vod ze zpracováni ropy a dehtů· Testy probíhaly paralelně $ konstantní koncentraci aktivovaného kalu x = 2,0 g · 1** a různou koncentrací uhlíkových částic. Testované směsi byly v baňkách provzdušňovány a ve zvolených časových intervalech byly odebírány vzorky, ve kterých byla po filtraci stanovována CHSK,

Průběh pokusu ozřejmuje tabulka:

Pokus	Čas 0, 1,	:-2^3^ CHSK /mg	•	1 /	..24_t_
Akt, kal	+	odpad, voda	930	350	230 140 130	125	120
Akt, kal	+	odpad, voda	860	250	180 120	-	-	-
+ 0,27 g	uhlíku . I¹
Akt, kal	+	odpad, voda	780	205	150 105	95	85	55
+ 0,93 g částic	•	l^uhlikových
Akt, kal	+	odpad, voda	695	205	140 75	65	60	-
+ 1,19 g částic	•	l~^uhlíkových

Pokračováni	tabulky:		262 746
	ČAS	θ· 1* 2, 3. 4» 5.	24.
Pokus		CHSK /mg . Γ¹/
Akt. kal +	odpad, voda	650 195 135 75 50 45	45
+ 1,67 g .	l“¹uhlíkových
částic

Zvýšeni účinnosti systému s koncentraci 1,67 g , 1 uhlíkatých Částic z parciální oxidace ropných destilačních zbytk-ů oproti běžnému systému pouze aktivovaným kalem představuje po 5 hodinách 65 %, po 24 hodinách 62,5 %.

Ve sledovaném systému s koncentrací uhlíkatých částic *1

1,67 g , 1 byl v podmínkách pokusu čističi proces prakticky ukončen po 5 hodinách.

Příklad 4

V paralelních/kontinuálně pracujících laboratorních modelech biologických čistíren byly čištěny odpadní vody ze zpracováni ropy a dehtů. Modely měly shodnou dobu zdržení aktivační směsi 13 hodin, shodné stáří kalu A = 5 dni, a vratný kal je v poměru k přítoku recirkulován s recyklem

R = 1. V prvním modelu byla odpadni voda čištěna běžným aktivačním procesem s dávkováním FeSO. , 7 H_o0 k přítoku -1 ⁴ v úrovni 200 mg . 1 .Ve druhém modelu byla odpadní voda čištěna aktivovaným kalem, ke kterému byla kontinuálně přečerpávána vodná suspenze v dávce 0,215 g uhlíkových částic na 1 1 přiváděné odpadní vody. Při stáří kalu A = 5 dní se tak ustavila rovnoměrná koncetrace uhlíkových částic v aktivační směsi v úrovni 2 g . 1 . Při koncentraci vstupní odpadní vody v rozmezí 1 650 - 2 000 mg . 1 představovalo zvýšení účinnosti procesu s využitím uhlíkových částic oproti srovnávacímu procesu průměrně 38 % relativních. Voda znečištěná aktivačním procesem s využitím uhlíkových částic byla bezbarvá a bez zápachu.

Claims

1. Způsob aktivačního biologického čištění odpadních vod s využitím uhlíkatých částic vznikajících v procesu parciální oxidace ropných a/nebo dehtových destilačních zbytků; vyznačený tím, že odpadni voda se uvádí do procesu biologického čištění aktivovaným kalem, kam se současně přivádí částice uhlíku vznikající při parciální oxidaci ropných a/nebo dehtových destilačních zbytků, výhodně ve formě suspenze odpadající z tohoto procesu, v množství 0,005 až 0,5 kg uhlíku na m³ odpadní vody, výhodně 0,05 až 0,166 kg uhlíku na i m³ odpadní vody a společně s aktivovaným kalem se účastni čisticího procesu s dobou zdrženi 3 až 24 hodin, výhodně 5 až 15 hodin a recirkulaci se udržuji na koncentra ci 0,5 až 5,0 g , l”¹, výhodně 1,5 až 2,5 g · l“¹,

2. Způsob podle bodu 1/vyznačený tim, že částice uhlíku nebo alespoň jejich poměrná část se při uvádění do odpadní vody, případně do některého z proudů odpadni vody disperguji, výhodně uváděním kyslíku nebo vzduchu.

Vytiskly Moravské tiskařské závody, střed. 11 100, tř.Lidových.milicí

3, Olomouc

Cena: 2,40 Kč