СПОСОБ БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 1998 года по МПК C02F9/00 

Изобретение относится к области обработки сточных вод и может быть использовано для очистки сточных, геотермальных и попутных нефтяных вод, содержащих органические вещества, например фенолы и гумусовые вещества в нефтяной, газовой и других областях промышленности.

Известен способ биохимической очистки сточных вод от фенолов, основанный на глубокой очистке на угольных фильтрах путем сорбции на активированном угле и биологической их регенерации микроорганизмами, закрепленными на гранулах сорбента [1].

Недостатком способа является то, что полная очистка сточных вод, поступающих после биологической очистки, происходит через 12 ч.

Известен также способ биохимической очистки сточных вод от фенолов [2], заключающийся в том, что очистные воды обрабатывают в аэробных условиях иммобилизированными термофильными микроорганизмами накопителей вод и дополнительно проводят доочистку активированным углем при нагрузке 1,6-2,1 мг по ХПК и 0,04-0,06 мг по БПК на 1 г угля в сутки.

Недостатком способа является капиталоемкость и наличие больших производственных площадей.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ одновременной адсорбционно-биологической обработки сточных вод, который достигается путем интенсификации биохимических процессов в резервуаре активного ила с помощью добавки каменноугольного кокса в количестве 5 - 50 г/л [3].

Недостатком способа является высокая капитало- и энергоемкость за счет использования в резервуаре активного ила.

Предлагаемый способ заключается в том, что сточные, геотермальные и попутные нефтяные воды, содержащие органические вещества, например фенолы, гумусовые вещества и др. , подают в биореактор, в котором биологические и адсорбционные процессы очистки совмещены в единый процесс - биосорбцию.

Совмещение в биореакторе адсорбционно-биологической очистки сточных, геотермальных и попутных нефтяных вод по предлагаемому способу позволяет повысить эффективность очистки от БПК - 90%, фенолов - 98-100%, гумусовых веществ - 70-92%, при этом упрощается процесс и снижается в 2 - 3 раза капиталоемкость.

Подготовку биореактора осуществляют в две стадии.

Первая стадия - процесс создания в биореакторе иммобилизованных аэробных микроорганизмов накопителей исходных вод. С этой целью биореактор, заполненный загрузкой - стеклоершами и исходной водой, работает в течение 3-5 суток в режиме рециркуляции.

Процесс формирования биоценоза на стеклоершах контролируется такими параметрами, как pH, БПК₅, содержанием органических веществ (фенолы и гумусовые вещества). При условии отсутствия в очищаемой воде органических веществ, например, фенолов, гумусовых веществ, биореактор переводят с рециркуляции на проточный режим и добавляют дробно гранулированный активированный уголь в количестве 30-100 г/л объема биореактора.

В биореакторе обеспечивается непрерывная подача воздуха интенсивностью 2-4 л/л объема жидкости, очистку ведут при температуре 20 - 45^oC.

В процессе биохимической очистки предполагается заливание стеклоершовой и зернистой загрузки, с этой целью их периодически подвергают регенерации путем барботажа жидкости сжатым воздухом продолжительностью 30-60 мин.

Предлагаемый способ очистки позволяет повысить эффективность очистки, упростить процесс и снизить капиталоемкость.

Пример 1. Очистке подвергают сточную воду, например геотермальную хлоридно-натриевого типа, минерализацией 7 г/л, содержанием фенолов 1-1,2 мг/л.

Очистку геотермальных вод от фенолов осуществляют в лабораторном биореакторе емкостью 2 л, который заполняют стеклоершовой загрузкой в количестве 10 - 15 г/л. Для иммобилизации микроорганизмов на стеклоершовой загрузке биореактор в первые 3 - 5 суток работает в режиме рециркуляции. При отсутствии фенолов в очищаемой воде биореактор переводят на проточный режим со скоростью 4-5 объема жидкости в сутки и вводят гранулированный активированный уголь марки КАД-йод, АГ-3 в количестве 100 г/л.

Рабочий режим в биореакторе достигается в течение 3-х суток. При температуре очищаемой жидкости 20-22^oC и длительности 3 ч эффект очистки от фенолов составляет 96,2%, а при температуре 40±2^oC достигается полная утилизация фенолов, т.е. 100% эффект очистки.

Пример 2. Очистке подвергают сточную воду, например, геотермальную хлоридно-гидрокарбонато-натриевого типа, минерализацией 2,1 г/л, содержанием гумусовых веществ 1300 мг/л и повышенной цветностью.

Очистку геотермальных вод от гумусовых веществ осуществляют в лабораторном биореакторе емкостью 2 л, который заполняют стеклоершовой загрузкой в количестве 10-15 г/л и добавляют гранулированный активированный уголь марки КАД-йод, АГ-3 в количестве 100 г/л. Введение биореактора в рабочий режим осуществляется по аналогии с примером 1. При условии снижения на 60-90% в очищаемой воде гумусовых веществ, биореактор переводят на проточный режим работы.

При температуре очищаемой воды 20-22^oC и длительности 3 ч, эффект очистки от гумусовых веществ составляет 67%, а при температуре - 40±2^oC - 92%, при этом очищаемая вода не имела цветности и была прозрачной.

Существенным отличием одновременной адсорбционно-биологической обработки в биореакторе сточных вод, например, геотермальных, является высокий эффект очистки от гумусовых веществ и других органических загрязнений, который не достигается раздельной биологической или адсорбционной очисткой.

Таким образом, предлагаемый способ совмещения в биореакторе адсорбционно-биологической очистки сточных, геотермальных и попутных нефтяных вод позволяет интенсифицировать процесс очистки за счет регулируемой биомассы микроорганизмов на загрузке, как на многочисленных волосках "ершей" стеклоершовой загрузки, так и на адсорбенте-активированном угле, при этом окисление органических веществ осуществляется иммобилизованными микроорганизмами, а на активированном угле - биологическая адсорбция и деструкция.

Источники информации, принимаемые во внимание при составлении описания:
1. Olfhof M. at al Biologicol treatment of Cokeoven waste water including provision for. Witrification, Jrou and Steel, Eug, 1980, т.57, с. 54-60.

2. Авт. св. N 1766852, бюл. N 37. 1992 г., Рыбникова В.И., Закиева М.И. Способ биохимической очистки сточных вод от фенолов.

3. Патент ГДР N 272458, кл. C 02 F 3/12, 1989 г.

Способ может быть использован для очистки сточных, геотермальных и попутных нефтяных вод, содержащих органические вещества, например фенолы, гумусовые вещества и др., в нефтяной, газовой и других областях промышленности. Сточные воды подают в биореактор, заполненный загрузкой с иммобилизованными на ней микроорганизмами накопителей вод и адсорбентом - гранулированным активированным углем в количестве 30 - 100 г/л объема реактора. Температура жидкости 20 - 45^oС. Совмещение в биореакторе адсорбционно-биологического процессов позволяет повысить эффективность очистки, при этом упрощается процесс и снижается капиталоемкость. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ биохимической очистки сточных вод, включающий обработку сточных, геотермальных и попутных нефтяных вод иммобилизованными аэробными микроорганизмами накопителей вод и адсорбентом - активированным углем, отличающийся тем, что обработку осуществляют путем совмещения биологического и адсорбционного процессов в биореакторе при температуре жидкости 20 - 45^oС, при этом количество гранулированного активированного угля составляет 30 - 100 г/л объема биореактора. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку ведут при температуре жидкости 40 ± 2^oС.