СПОСОБ ЗАПУСКА БИОЛОГИЧЕСКИХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ Российский патент 2012 года по МПК C02F3/34 

Изобретение относится к области биохимической очистки сточных вод и может быть использовано для ускоренного запуска очистных сооружений, в том числе временно не действующих, и адаптации их к специфичным загрязнителям промышленных сточных вод в новых условиях работы.

Известен способ биологической очистки сточных вод в аэротенке с использованием активного ила и биостимулятора, в качестве которого используют экстракт избыточного активного ила (АС СССР №546568, кл. С02С 5/10).

Недостатком известного способа является низкая скорость формирования в очистных сооружениях биомассы, причем неспецифического состава, высокая трудоемкость и невозможность целенаправленного регулирования эффективности очистки сточных вод.

Наиболее близким способом, принятым за прототип, является способ культивирования биоценоза активного ила в условиях аэробного биологического процесса путем непрерывной аэрации воздухом сточной воды (АС СССР №1574546, кл. C02F 3/34).

Недостатком известного способа является невозможность направленного регулирования эффективности очистки сточных вод, т.к. процесс идет бесконтрольно и в значительной степени зависит от внешних случайных условий. К недостаткам известного способа относятся также высокая трудоемкость и длительный период выхода очистных сооружений на режим. Кроме того, недостатком известного способа является односторонняя направленность сформированной биомассы к природным органическим загрязнителям, обуславливающая неподготовленность очистных сооружений к приему реальных производственных сточных вод. Это связано с тем, что в природе отсутствуют микроорганизмы, питание которых специализировано на синтетических продуктах промышленной химии.

Задачей изобретения является ускоренный запуск биологических очистных сооружений, подготовленных к изменяющимся условиям работы - адаптация рабочей биомассы к потенциальным промышленным загрязнителям, сокращение времени наращивания специализированного активного ила.

Поставленная задача решается тем, что формирующийся биоценоз временно неработающих биологических очистных сооружений одновременно (синхронно) снабжается кислородом, питательно-биогенными продуктами и адаптогеном. В качестве питательно-биогенных продуктов используются источники углерода, азота и фосфора. В качестве адаптогена используются смеси основных загрязнителей промышленных сточных вод, не имеющие прямых аналогов в природных условиях. Биомасса обычных очистных сооружений не приспособлена к переработке таких загрязнений. Введение этих сточных вод на стандартно действующие (по прототипу) биологические очистные сооружения приводит к подавлению жизнедеятельности активной биомассы и требуется длительный период (от 12 до 15 суток) ее реабилитации и адаптации к таким загрязнителям. В то же время, подача недостаточных количеств адаптогена не дает положительных результатов, так как рост специализированной биомассы тормозится биомассой, привыкшей к питанию компонентами хозбытовых стоков. Поэтому процессы адаптации и роста специализированной биомассы должны быть взаимосогласованы.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

В одну секцию аэротенка объемом 500 м³ - 2000 м³ закачивают осветленные хозяйственно-бытовые стоки, вводят в них биологически активные добавки, модельный загрязнитель промышленных стоков, к приему которых готовятся данные биологические очистные сооружения (адаптоген), и подвергают эту смесь непрерывной аэрации в режиме от 0,5 до 1,0 м³/час на 1 м³ сточной воды в аэротенке в течение 36-48 часов (период адаптации). Источником углерода для растущей биомассы являются органические загрязнения природного происхождения хозбытовых стоков. В качестве биологически активных добавок используют соединения азота и фосфора, например сульфат аммония и фосфат натрия, добавляемые в сточную воду в соотношении БПК₅:N:Р=100:1:0,5. В качестве адаптогена используют осветленные производственные стоки, к приему которых готовятся данные биологические очистные сооружения или искусственно приготовленный раствор, содержащий потенциальные загрязнители. Этот раствор должен соответствовать составу реальных производственных сточных вод и содержать, предпочтительно, однотипные компоненты, из которых выбирают основной (реперный) компонент, по которому будет осуществляться контроль качества сточных вод. Для предприятий химического профиля - типа «химволокно» в качестве реперного компонента в зависимости от конкретного производства может использоваться капролактам, имеющий ПДК=0,01 мг/л, или формальдегид, имеющий ПДК=0,1 мг/л, или подобное соединение. Для сточных вод предприятий нефтехимической промышленности реперным компонентом могут использоваться, например, нефтепродукты с ПДК=0,05 мг/л.

Подачу адаптогена в аэротенк осуществляют со средней скоростью от 200 до 1100 ПДК/час, где ПДК - значение предельно допустимых концентраций вредных веществ (реперного компонента) в водах водных объектов рыбохозяйственного значения.

При этом задаваемая (поступаемая) концентрация загрязнителей в аэротенке в течение периода адаптации изменяется от 0 до 5,5*10⁴ ПДК. Через 36-48 часов адаптация биологических очистных сооружений к промстокам заканчивается и эти сооружения выводят на полный режим непрерывной аэрацией в течение 60-72 часов в объеме от 1,0 до 1,5 м³/час на 1 м³ сточной воды в аэротенке. За это время (60-72 часов) происходит накопление специализированной биомассы и очистные сооружения могут начинать работать при полной реальной загрузке.

Пример

Одну секцию аэротенка объемом 500 м³ на 4/5 объема заполняют осветленными хозяйственно-бытовыми стоками из городской канализации с БПК₅ равным 580 мгО₂/л. В аэротенк вносят 10,9 кг сульфата аммония и 6,1 кг фосфата натрия. Включают аэрацию в режиме 200 м³/час. Одновременно малыми порциями начинают вводить предварительно сконцентрированные промывочные стоки производства синтетического волокна капрон (адаптоген). Концентрация реперного компонента (капролактам) в адаптогене равна 2500 мг/л. Первая порция составляет 2,1 м³ адаптогена. Далее каждый час в течение 48 часов добавляют по 2,1 м³ адаптогена. По истечении 48 часов (период адаптации) вторую секцию аэротенка заполняют осветленными хозяйственно-бытовыми стоками из городской канализации и «зацикливают» с первой секцией. Включают аэрацию на весь аэротенк в режиме 1500 м³/час. Через 72 часа после периода адаптации (120 часов от начала работы) очистные сооружения выходят на рабочий режим. Концентрация специализированной активной биомассы возрастает до 4-6 г/л, а концентрация загрязнителей (контролируемая по капролактаму) снижается ниже ПДК. Результаты работы биологических очистных сооружений сведены в таблицу.

Таблица Изменение концентрации капролактама в аэротенке во времени Время, час Введенная концентрация, мг/л Фактическая концентрация (Сфакт), мг/л Сфакт/ПДК 1 13,1 13,1 1310 12 148,2 97,2 9720 24 279,8 165,5 16550 36 397,4 216,0 21600 48 503,2 238 23800 49 251,8 118,6 11860 72 251,8 40,6 406 120 251,8 0,01 1,0

Таким образом полный выход на режим очистки производственных стоков от нетипичных загрязнителей осуществляется за 5 суток, тогда как по прототипу этот срок составляет от 12 до 15 суток.

Способ запуска биологических очистных сооружений предусматривает подачу сточной воды в аэрационную емкость, культивирование биоценоза в условиях аэрации. Культивирование биоценоза осуществляется непрерывной аэрацией в течение 36-48 часов в режиме 0,5-1,0 м³/ч воздуха на 1 м³ аэротенка порции осветленных хозяйственно-бытовых стоков с добавлением к ним биологически активных соединений азота и фосфора при соотношении БПК₅:N:P=100:l:0,5. Одновременно добавляют адаптоген при постепенном, за 36-48 часов, наращивании в очищаемых стоках задаваемой концентрации реперного компонента, содержащегося в адаптогене, от 0 до 5*10⁴ ПДК. Изобретение обеспечивает ускоренный запуск биологических очистных сооружений, сокращение времени наращивания биоценоза. Выход на режим очистки осветленных хозяйственно-бытовых стоков от загрязнителей осуществляется за 5 суток. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

1. Способ запуска биологических очистных сооружений, включающий подачу сточной воды в аэрационную емкость, культивирование биоценоза в условиях аэрации, отличающийся тем, что культивирование биоценоза в условиях аэрации осуществляется непрерывной аэрацией в течение 36-48 ч в режиме 0,5-1,0 м³/ч воздуха на 1 м³ аэротенка порции осветленных хозяйственно-бытовых стоков с добавлением к ним биологически активных соединений азота и фосфора при соотношении БПК₅:N:Р=100:1:0,5 и с одновременным добавлением к ним адаптогена при постепенном, за 36-48 ч, наращивании в очищаемых стоках задаваемой концентрации реперного компонента, содержащегося в адаптогене, от 0 до 5·10⁴ ПДК.

2. Способ запуска биологических очистных сооружений по п.1, отличающийся тем, что в качестве адаптогена используют предварительно сконцентрированные промывочные стоки производства синтетического волокна капрон.

3. Способ запуска биологических очистных сооружений по п.1, отличающийся тем, что в качестве реперного компонента, содержащегося в адаптогене, используют капролактам.