СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД АКТИВНЫМ ИЛОМ Российский патент 2017 года по МПК C02F3/30 C02F3/28 C02F11/04 

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод.

Известен способ биологической очистки сточных вод активным илом (1), предусматривающий совмещение анаэробной зоны аэротенка с процессом ферментации осадка (получения летучих жирных кислот) - создание зоны "дозревания".

Однако данный способ может быть применен лишь на аэротенках, в которых возможно предотвращение метанового сбраживания в зонах "дозревания", при кратковременной подаче в эти зоны воздуха или кратковременного включения мешалок в этих зонах. В аэротенках, не имеющих мешалок, или в аэротенках, аэраторы которых не предназначены для периодического выключения аэрации при работе аэротенка (полимерные аэраторы, фильтросные пластины), внедрение способа биологической очистки сточных вод с зонами "дозревания" невозможно. Кроме этого, известный способ обеспечивает ферментацию лишь части осадка сточных вод, оставшейся в них после первичных отстойников (обычно на первичных отстойниках удаляется порядка 50% осадка поступающих сточных вод).

Задачей изобретения является глубокое удаление из сточных вод органических веществ и биогенных элементов (фосфора и азота) на всех конструкциях аэротенков, а также более глубокое удаление из сточных вод фосфора, чем в известном способе.

Поставленная задача решается способом биологической очистки сточных вод активным илом, предусматривающим совмещение анаэробной зоны очистки с процессом ферментации осадка (получения летучих жирных кислот) - создание зоны "дозревания", отличающимся тем, что эта зона "дозревания" вынесена из аэротенка и находится в первичных отстойниках.

В первичные отстойники поступает сточная вода и часть суспензии циркулирующего активного ила. Под действием гравитационных сил твердая фаза: взвешенные вещества сточной воды и активный ил оседают на дно отстойников и уплотняются до концентрации 30-40 г/л. Содержание кислорода в уплотненном осадке падает до величин 0,2-0,1 мг/л. Происходят гидролиз и ферментация органических веществ осадка на летучие жирные кислоты, и их содержание увеличивается с 0,3-0,7 до 10-15 мг⋅экв/л (в пересчете на уксусную кислоту). Размещение зоны "дозревания" в первичных отстойниках обеспечивает ферментацию 100% осадка поступающих сточных вод и, соответственно, обеспечивает большее образование летучих жирных кислот, а следовательно, и более глубокое удаление из сточных вод фосфора, чем при размещении зоны "дозревания" в аэротенке. При этом фосфат - аккумулирующие бактерии используют энергию, запасенную в виде полифосфатных связей (аналогичных макроэргическим связям в аденозинтрифосфатах - АТФ) для накопления в клетках образующихся жирных кислот как источник углерода в форме poly-b-hydroxybutyrate (PUB).

Впоследствии при попадании в аэротенке в аэробные условия накопленный материал (РНВ) окисляется с образованием новых клеток и одновременно генерируется новый запас полифосфатов из исходных сточных вод. При этом фосфаты удаляются из сточной воды при переходе неорганических фосфатов в энергетические полифосфаты, которые накапливаются в клетках бактерий.

Таким образом, создаются условия для преимущественного развития фосфат -аккумулирующих организмов (ФАО). Обычно содержание фосфора в иле не превышает 3-5%, но в иле, обогащенном acinetobacter (фосфат - аккумулирующие организмы - ФАО), может доходить до 20%.

В последующих рециклах ила обогащенного ФАО, при попадании в первичные отстойники, ФАО высвобождают фосфаты и, потребив летучие жирные кислоты (ЛЖК), поступают в аэротенке.

После аэротенка и вторичных отстойников избыточный активный ил подается на обезвоживание. Таким образом, достигается отбор избыточного ила с содержанием фосфора в несколько раз выше, чем при обычном аэробном способе биологической очистки.

Преимуществами способа является:

- возможность его реализации на очистных сооружениях, имеющих аэротенки любых конструкций:

- способ позволяет производить гидролиз и ферментацию (ацидофикацию) органических веществ не только суспензии активного ила, но и сырого осадка. Что улучшает показатели процесса биологической дефосфотации.

Кроме этого, ферментация 100% осадка поступающих на очистку сточных вод обеспечивает снижение запаха осадка, что особенно актуально для очистных сооружений, находящихся в черте города. Если исходный "сырой" осадок сточных вод имеет неприятный специфический канализационный запах, то ферментированный в зоне "дозревания" осадок имеет легкий запах уксуса.

Сущность предложенного способа поясняется следующим примером.

Пример осуществления способа. Сточные воды с содержанием аммонийного азота - 35 мг/л, фосфора фосфатов - 2,8 мг/л, БПК₅ - 150 мг/л, взвешенных веществ - 150 мг/л, ХПК - 350 мг/л после решеток и песколовок при расходе 10000 м.куб. в сутки после решеток и песколовок подают в первичный отстойник. Туда же подают сгущенную иловую суспензию после вторичного отстойника в количестве 500 м. куб. в сутки с концентрацией активного ила 6 г/л. Осветленная сточная вода после вторичного отстойника поступает в верхний канал аэротенка, состоящего из аноксидной и аэробной зон. Осадок из первичного отстойника раз в двое суток также подают в верхний канал аэротенка.

После аэротенка иловую суспензию с концентрацией 3 г/л подают во вторичный отстойник. После вторичного отстойника сгущенная иловая суспензия в количестве 9500 м.куб. в сутки возвращается в верхний канал аэротенка и в количестве 500 м.куб. в сутки в первичный отстойник. Избыточный ил удаляют в илоуплотнители. Осветленная сточная вода после вторичного отстойника имеет состав: аммонийный азот 0,5 мг/л, фосфор фосфатов 0,05 мг/л, азот нитратов - 5 мг/л, БПК₅ - 3 мг/л, взвешенные вещества - 9 мг/л, ХПК - 25 мг/л.

Степень удаления фосфора из очищаемой воды 98%.

Источники информации

1. Патент РФ №2424199, 2011 г.

Изобретение может быть использовано в области биологической очистки сточных вод. Для осуществления очистки сточных вод активным илом в аэротенке предусматривают совмещение анаэробной зоны аэротенка с процессом ферментации осадка, т.е. получения летучих жирных кислот. При этом зона "дозревания" вынесена из аэротенка и находится в первичных отстойниках. Способ обеспечивает 100%-ную ферментацию и снижение запаха осадка сточных вод, а также глубокое – до 98% - удаление из сточных вод органических веществ и биогенных элементов - фосфора и азота. 1 пр.

Способ биологической очистки сточных вод активным илом, предусматривающий совмещение анаэробной зоны очистки с процессом ферментации осадка (получения летучих жирных кислот) - создание зоны "дозревания", отличающийся тем, что зона "дозревания" вынесена из аэротенка и находится в первичных отстойниках.