Способ биологической очистки сточных вод Советский патент 1985 года по МПК C02F3/02 C02F3/02 C02F101/30 C02F103/14 C02F103/36 

Изобретение относится к способам накопления активного ила при биологической очистке сточных вод предприятий органического синтеза, а точнее сточных вод предприятий по производству химических реактивов, витаминных препаратов, красителей и др., и может быть использовано в тех случаях, когда необходимо интен сифицировать рост биомассы, например, в период пуска очистных сооружений или в период их восстановлени после аварии. Известен способ биологической очистки сточных вод с применением высушенного активного ила. Высушенный при до влажности 10-11% активный ил способен в условиях аэрации с очищаемой сточной водой восстанавливать биохимическую активность в течение 3-4 сут Cl0. Однако получение сухого ила в . больших количествах осложняется отсутствием промышленных установок для его высушивания, что делает практически невозможным пуск промъш ленных очистных сооружений таким методом. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ биохимической очистки сточны вод, который включает введение стисто.чную воду, мулятора роста в затравки активного ила введение и последующее проточное аэрирование В качестве стимулятора роста исполь зуют формальдегид, который вводят в количестве 50-300 мг/л. После 2-3 сут от начала введения формальдегида последний полиостью усваивается микроорганизмами, и прирост биомассы значительно ускоряется (в 2-3 раза) 2 J. Однако известный способ не эффек тивен при биологической очистке сто ных вод предприятий органического синтеза, а точнее сточных вод предприятий по производству химических реактивов, витаминных препаратов и др., так как характеризуется в этом случае малой скоростью наращивания активной биомассы, что можно отнести за счет явления синергизма при введений формальдегида в сточны воды предприятия химических реакти вов, которые содержат более ста органических и минеральных соедине ний, токсичность сточных вод по 1 2 отношению к бактериям возрастает, особенно в первые сутки, что отражается в конечном счете на скорости роста селективных бактерий и накопления биомассы. Цель изобретения - повьш1ение концентрации активного ила за счет прироста биомассы при одновременном сокращении времени наращивания ак- , тивного ила при очистке сточных вод производства органического син-. теза и снижение стоимости процесса. Указанная цель достигается тем, что согласно способу биологической очистки сточных вод, в качестве стимулятора роста в сточНые воды вводят левулиновую кислоту. Левулиновую кислоту вврдят в сточные воды в количестве 50- . . 150 мг/л. - .... В качестве источника левулиновой кислоты используют сточные воды или твердые отходы производства . левулиновой кислоты. ; Твердые отходы производства левулиновой кислоты используют в количестве 50-100 мг/л.. Снижение количества вводимых . в сточные воды твердых отходов производства левулиновой кислоты менее , . 50 мг/л не обеспечивает эффективного прироста биомассы. Увеличение количества твердых отходов более - . 100 мг/л приводит к снижению эффекта прироста биомассы и даже при 500 мг/л проявляется некоторое токсическое действие. Способ осуществляют следующим образом. В сточные воды предприятия, которые направляют на биологические очист ные сооружения, вводят затравку активного ила, стимулятор роста, в качестве которого используют левулиновую кислоту, при этом левулиновую кислоту вводят в количестве 50150 мг/л, аэрируют 1-3 сут, затем смесь переводят на проток, Левулиновая кислота может быть подана или в виде сточных вод, или в виде твердых отходов производства, которые на практике вывозят в отвал. Для выявления степени токсичности левулиновой кислоты и отходов ее производства для сопрофитных бактерий, которые осуществляют биологическую очистку сточных вод, проведены опыты на агаризованной среде с лун3

ками на чувствительность бактерий к различным концентрациям левулиновой кислоты и твердых отходов ее производства..Исследования позволяю качественно определить нетоксичные для бактерий концентрации лёвулиновой кислоты (от 500 мг/л и ниже) и твердых отходов производства левулинов.ой кислоты (от 1000 мг/л и ниже). Более высокие концентрации этих стимуляторов ингибируют рост бактерий.

При установлении оптимальных количеств стимуляторов роста левули- , новую кислоту вводят в сточную воду в количествах 25, 50, 150, 200 и 500 мг/л;,твердые отходы левулиново кислоты - в количествах 25, 50, 100 и 500 мг/л. Формальдегид в соответствии с известным способом вводят, в количестве 150 мг/л. Контролем служит сточная вода предприятия по производству химических реактивов с ХПК 1500-2000 мг/л, ВПК го 8001000 мг Од/л; прирост активного ила в контроле через сутки и через трое суток по сравнению с его концентрацией в момент постановки опыта принимают за 100%.

Результаты сравнительных исследо ваний представлены в табл. 1 и 2.

Анализ показывает, чтр по сравнению с контролем и известным способом все исследуемые концентрации левулиновой кислоты, за исключением ,500 мг/л, способствуют более быстро,му (в 1,1-2,5 раза) наращиванию биомассы. Оптимум лежит между 50 и 150 мг/л левулиновой кислоты.

Результаты экспериментов по использованию в качестве стимулятора роста твердых отходов производства левулиновой кислоты свидетельствуют о том, что для стимуляции накопления биомассы активного ила целесообразно вводить в сточные воды 50-100 мг/л твердых отходов. Такое,количество твердых отходов за трое суток в 1,5-1,66 раза увеличивает концентрацию ила по сравнению с контролем и известным способом.

В табл. 3 представлен состав, твердых отходов производства левулиновой кислоты.

В табл. 4 и 5 сведены результаты сравнительных исследований по интенсификации роста количества селективных бактерий и накопления биомассы

656424

активного ила путем введения стимуляторов в оптимальных количествах; контролем служит сточная вода предприятия по производству химических 5 реактивов. Анализ результатов показывает, что по сравнению с известным способом предлагаемые стимуляторы роста за 1-3 сут, судя по изменению величины ХПК, практически полностью

10 усваиваются микроорганизмами, явлйясь для них источниками энергии и питания; при этом количество селективных бактерий в 4 раза больше, чем в контроле и в 130 раз больше,чем

15 в пробе с известным стимулятором; эффект накопления биомассы также вьше: при введении лввулиновой. кислоты на 146,6%, при введении твердых отходов ее производства на 66,0,

20 чем в контроле и пробе с известным стимулятором.

Пример 1.. В четыре модельных аэротенка полезным объемом 10 л каждый, работающих на контакте,

5 вводят производственную сточную воду, предприятия по производству химических реактивов с ХПК 1423 мг 02./Л,ВПК 20 825 мгОг/л и затравку активного ила. Затем в аэротенк № 2

0 вводят в соответствии с известным способом формальдегид р колчиестве 150 мг/л; в аэротенк № 3 вводят левулиновую кислоту в количестве 50 мг/л; в аэротенк № 4 вводят левулиновую кислоту в количестве

150 мг/л.

Иловую смесь четырех аэротенков аэрируют в течение 1-3 сут. При этом концентрация активного ила через

3 сут в аэротенке № 1 (контрольном, без стимулятора) увеличивается на 150 мг/л, в азротеике № 2 - также .на 150 мг/л, в аэротенке № 3 - на 240 мг/л, в аэротенке №-4 - на

370 мг/л.

Пример 2.В три модельных аэротенка-смесителя с полезным объемом 10 л и периодом аэрации 24 ч подают сточную воду предприятия по производству химических реактивов с

ХПК 1700-1800 мг 02/л,. 9001020 мг Oj/л. Прирост активного ила при этом составляет 0,02 г/л в сутки (аэротенк № 1), 0,03 г/л в сутки (аэротенк № 2) и 0,03 г/л в сутки (аэротенк № 3). При введении в сточную воду, подаваемую в аэротенк № 1, 150 мг/л формальдегида (в соответ

ствии с известным способом) и увели чении нагрузки на ХПК в 1,4 раза прирост составляет всего 0,023 г/л в сутки (средние данные месячной работы.аэротенка). При введении в сточную воду, подаваемую в аэротенк № 2, 50 мг/л твердых отходов производства левулиновой кислоты, что повышает органическую нагрузку по ХПК в 1,22 раза, прирост увеличивается в 1,6 раза и составляет 0,048 мг/л в сутки (средние данные месячной работы аэротенка).

При введении в сточную воду, подаваемую в азротенк № 3, 100 мг/л твердых отходов производства левулиновой кислоты прирост увеличивается в 1,5 раза и составляет 0,045 мг/л в сутки (средние данные месячной работы аэротенка).

656426

. Таким образом, использование изобретения в народном хозяйстве позволяет по сравнению с известным способом значительно ускорить (в 1,75 2,5 раза) процесс накопления биомассы активного ила и увеличить численность селективных микроорганизмов, способствующих более эффективному изъятию примесей из сточных вод,

10 а следовательно, уменьшить пусковой период и ввод очистных сооружений на полную мощность, что снижает ущерб, наносимый народному хозяйству при сбросе неочищенных высококонt5 центрированных сточных вод. Кроме того, применение изоб1Е етения, позволяет утилизировать отходы производства, которые в настоящее время вывозятся в отвал и служат источником

20 загрязнения подземных вод.

1. СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, включанедий введаине затравки активного ила, стимулятора роста и аэрирование, о т-: личающийся тем, что, с целью повьшения концентрации активного ила за счет прироста биомассы при одновременном сокращении времени нарапщвания активного ила при очистке сточных вод производства органического синтеза, в качестве стимулятора роста в сточные воды вводят левулиновую кислоту. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ющийся тем, что левулиновую кислоту вводят в количестве 50150 сг/л. 3.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью снижения стоимости процесса, в качестве источника левулиновой кислоты используют сточные воды или твердые отходы производства левулиновой кислоты. (Л 4.Способ по Ш1. 1 иЗ, отличающийся тем, что твердые отходы производства левулиновой кислоты используют в количестве 50-150 мг/л.

Левулиновая кислота

То же Формаль1,23 0,09 дегид 1,23 0,12 Контроль 83,3 1,29 0,15 100 100 1,26 0,15 100

Лвяулявавая кясяота

Твердые отходы прояэводетяа

лввуюпювой пклоты

ормапьдвгяд

Контроль (еточяаа вода

прадириктвя)

.Таблица 4

ИЧО 4010

2540 Зб-Ю

3-10

100

10-10

5-10

«s

8

S 8

«n

МЧ

о