СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Российский патент 2007 года по МПК C02F3/02 C02F3/10 

Изобретение относится к области биологической очистки сточных вод методами биохимического окисления органических веществ.

Известен способ биологической очистки сточных вод [1], включающий первичное отстаивание, обработку активным илом в аэротенках, вторичное отстаивание и возврат циркуляционного активного ила в аэротенки, отличающийся тем, что возвратный циркуляционный активный ил после вторичного отстаивания перед обработкой в аэротенках предварительно регенерируют кислородосодержащей смесью путем погружения в поток ила непосредственно в магистраль или в камеру циркуляционного активного ила аэратора с регулировкой времени аэрации иловой смеси.

Недостатком данных технических решений является необходимость устройства вторичных отстойников и аэрируемой камеры циркуляционного активного ила, что значительно увеличивает объем очистных сооружений.

Известен способ биологической очистки сточных вод [2], включающий пропуск сточных вод через аэротенки с активным илом и затем через вторичные отстойники, в которых размещены биологически активные элементы, представляющие собой несущую поверхность, покрытую биологической пленкой. Во вторичных отстойниках совмещены процессы осаждения взвешенных твердых частиц, в том числе активного ила, за счет циркуляции вод через биопленку и биологической очистки сточных вод. Биологически активные элементы размещают в отстойнике в два или более слоев, в пространстве между которыми создают циркуляционный объем (объемы) путем подачи туда водовоздушной смеси, при этом расход рециркулируемой воды в каждом из циркуляционных объемов составляет 6-12% от расхода воды, подаваемой в отстойник.

Недостатком данных технических решений является необходимость создания дополнительных объемов вторичных отстойников для обеспечения требуемых объемов рециркулирующей воды, невозможность устойчивой работы комплекса сооружений при увеличении исходных концентраций токсичных соединений

Известен многоступенчатый аэротенк-вытеснитель [3], включающий открытый резервуар коридорного типа, разделенный на камеры поперечными перегородками, установленными с упором в днище и снабженными водопропускными окнами в верхней части, системы подводящих и отводящих трубопроводов, фильтрующие блоки, выполненные в виде открытых сверху и снизу контейнеров со сплошными боковыми стенками, заполненные наклоненными к горизонтальной плоскости под углом 75-80° в направлении потока очищаемой воды рамками с навитыми на них по спирали стеклоершами с шагом, равным диаметру ершей, и аэраторы, размещенные в каждой камере под фильтрующими блоками; контейнеры в камерах аэрации образуют отсеки фильтрации и отсеки аэрации, разделенные сплошными боковыми стенками контейнеров.

Недостатком данных технических решений является невозможность устойчивой работы установки при колебаниях гидравлической нагрузки и повышениях концентраций токсичных соединений, а также необходимость применения регенераторов активного ила при величине БПК_полн исходных сточных вод более 150 мг/л.

Данное техническое решение является наиболее близким к предлагаемому изобретению по своей технической сущности и достигаемому эффекту.

Целью изобретения является повышение окислительной мощности сооружений биохимической очистки без увеличения их объема, отказ от устройства дополнительного резервуара-регенератора активного ила при увеличении величины БПК исходных сточных вод выше 150 мг O₂/л, обеспечение устойчивой работы сооружений при колебаниях гидравлической нагрузки и резких повышениях концентраций токсичных соединений на входе в очистные сооружения.

Поставленные цели достигаются тем, что при способе биологической очистки сточных вод осуществляется окисление органических веществ в аэротенке-вытеснителе с расположенными в нем кассетами с волокнистыми носителями биомассы, последующее трехступенчатое доокисление органических веществ в биореакторе доочистки и возврат активного ила с первой ступени биореактора доочистки в голову очистных сооружений, при котором первая ступень биореактора доочистки является аэрируемой с интенсивностью аэрации не менее 3 м³/м² час, волокнистые носители биомассы в кассетах расположены в шахматном порядке и расстояние между осями, проведенными в плане через центры волокнистых носителей, составляет не более 60 мм (см. чертеж), на первой ступени биореактора доочистки используются волокнистые носители биомассы с процентным содержанием полиамидных волокон диаметром более 200 мкм - 100%, а на второй и третьей ступенях процентное содержание полиамидных волокон диаметром более 200 мкм не превышает 80%, волокнистые носители биомассы располагаются в аэротенке в кассетах на расстоянии 120 мм друг от друга, а аэрационная система располагается под кассетами с волокнистыми носителями биомассы и вдоль стен аэротенка.

Рассматриваемый способ биологической очистки сточных вод реализуется следующим образом: сточные воды после сооружений механической очистки поступают в аэротенк-вытеснитель, в котором органические соединения окисляются, в том числе, и при участии прикрепленной биомассы, расположенной на волокнистых носителях. Волокнистые носители крепятся на специальных кассетах, причем расстояние между волокнистыми носителями в плане не превышает 120 мм, что способствует тому, что 100% очищаемой воды, циркулирующей через кассеты, контактирует с иммобилизованной биомассой, закрепленной на волокнистых носителях. Данный фактор совместно с обеспечением многократной циркуляции очищаемой воды через кассеты с волокнистыми носителями биомассы способствует повышению окислительной мощности сооружения без увеличения его объема. Режим многократной циркуляции обеспечивается специфическим режимом аэрации при помощи аэрационных систем, располагаемых вдоль стен аэротенка-вытеснителя и под кассетами с волокнистым носителем биомассы.

При величине БПК_полн исходных сточных вод более 150 мг/л, как правило, используются регенераторы активного ила. Предлагаемый способ биологической очистки сточных вод позволяет совместить процессы доочистки биохимически окисленных сточных вод и регенерации активного ила. Совмещение указанных процессов осуществляется на первой ступени трехступенчатого биореактора доочистки, куда вода поступает после аэротенка-вытеснителя. Первая ступень биореактора доочистки является аэрируемой с интенсивностью аэрации не менее 3 м³/м² час, волокнистые носители биомассы в кассетах расположены в шахматном порядке и расстояние между осями, проведенными в плане через центры волокнистых носителей, составляет не более 60 мм. Данные мероприятия при соблюдении ламинарного гидравлического режима приводят к тому, что активный ил эффективно задерживается волокнистыми носителями и подвергается регенерации. На первой ступени биореактора доочистки используются волокнистые носители биомассы с полиамидными волокнами диаметром более 200 мкм. Использование данных волокон способствует созданию жесткой структуры волокнистых носителей, что обеспечивает сохранение исходной формы волокнистых носителей, а следовательно, и их абсорбционной способности по отношению к активному илу в условиях изменения интенсивности восходящего потока очищаемой воды. На второй и третьей ступенях процентное содержание полиамидных волокон диаметром более 200 мкм не превышает 80%. Комбинированный состав волокон способствует формированию мягкой структуры волокнистого носителя и увеличению его удельной поверхности и, соответственно, максимально эффективному задержанию взвешенных частиц. Во второй и третьей ступенях биореактора доочистки аэрация отсутствует, так как для данных стадий очистки характерно только механическое отделение взвешенных частиц. При предлагаемом способе очистки возможны существенные колебания расходов очищаемой воды и концентраций токсичных соединений в ней. Этому способствует наличие прикрепленной биомассы.

Источники информации

1. Пат. 97115703/25 A, C02F 3/02. Способ биологической очистки сточных вод. Лобов Г.В., Васина Э.Г., Дыдыкин С.П., Жуков И.В., Демина B.C., 20.01.1999.

2. Пат. 2000114286 A, C02F 3/06. Способ биологической очистки сточных вод. Степкин А.А., Степкина Ю.А., 10.05.2002.

3. SU 1463721, C02F 3/02, 07.03.89, 9 с.

Изобретение относится к области биологической очистки сточных вод методами биохимического окисления органических веществ в аэротенке-вытеснителе. Способ включает доокисление органических веществ в трехступенчатым биореакторе доочистки с возвратом активного ила с первой ступени биореактора доочистки в голову очистных сооружений. Первая ступень биореактора доочистки является аэрируемой с интенсивностью аэрации не менее 3 м³/м² × час, а волокнистые носители биомассы в кассетах расположены в шахматном порядке. На первой ступени биореактора доочистки используют волокнистые носители биомассы с процентным содержанием полиамидных волокон диаметром более 200 мкм - 100%, а на второй и третьей ступенях - процентное содержание полиамидных волокон диаметром более 200 мкм не превышает 80%. Технический эффект - повышение окислительной мощности сооружений биохимической очистки без увеличения их объема, обеспечение устойчивой работы сооружений при колебаниях гидравлической нагрузки и резких повышениях концентраций токсичных соединений на входе в очистные сооружения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ биологической очистки сточных вод, включающий биохимическое окисление органических веществ в аэротенке-вытеснителе с расположенными в нем кассетами с волокнистыми носителями биомассы, отличающийся тем, что осуществляют доокисление органических веществ в трехступенчатым биореакторе доочистки с возвратом активного ила с первой ступени биореактора доочистки в голову очистных сооружений, при этом первая ступень биореактора доочистки является аэрируемой с интенсивностью аэрации не менее 3 м³/м² × час, а волокнистые носители биомассы в кассетах расположены в шахматном порядке.2. Способ биологической очистки сточных вод по п.1, отличающийся тем, что на первой ступени биореактора доочистки используют волокнистые носители биомассы с процентным содержанием полиамидных волокон диаметром более 200 мкм - 100%, а на второй и третьей ступенях - процентное содержание полиамидных волокон диаметром более 200 мкм не превышает 80%.3. Способ биологической очистки сточных вод по п.1, отличающийся тем, что волокнистые носители биомассы располагают в аэротенке в кассетах на расстоянии 120 мм друг от друга, а аэрационную систему располагают под кассетами с волокнистыми носителями биомассы и вдоль стен аэротенка.