Способ биологической очистки сточных вод от нитратов и органических соединений Советский патент 1985 года по МПК C02F3/30 C02F3/32 C02F103/34 

1

Изобретение относится к способам биологической очистки сточных вод и может быть использовано в химической промышленности.

Цель изобретения - увеличение производительности процесса, уменьшение потока нитрифицированных стрчных вод, возвращаемых на стадию денитрификации.

Способ осуществляют следующим образом.

Сточную воду, содержащую нитраты и органические соединения, обрабатывают грибами рода Geotrichmn Eiuk при концентрации растворенного кислорода от 0,2 до 2,5 мг/л. При отношении биологической потребности в кислороде (ВПК): N - N0 в сточной воде больше 4, концентрацию кислорода выбирают таким образом, чтобы наряду с максимально возможной очисткой сточной воды от нитратов и органических веществ, отношение ВПК: N - NOT в ней после обработки, с учетом ВПК биомассы было оптимальным для бактериальной денитрификации. При отношении ВПК в сточной воде меньше 4, ее обрабатывают грибами при концентрации растворенного кислорода от 0,2 до 0,5 мг/л, т.е. обеспечивается наибольший прирост биомассы. Сточную воду, обработанную грибами, смешиваю с возвращаемым потоком нитрифицированной сточной воды и подают в фильт с прикрепленными к загрузке сбраживающими и денитрифицирующими бактериями. В фильтре отделяются грибы и за счет жизнедеятельности факультативно-анаэробных бактерий уменьшается окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) сточной воды ниже 20 мВ, Сбраживающие бактерии разрушают продукты метаболизмы грибов и грибную биомассу с образованием органических кислот. Продукты кислого брожения приводят к снижению рН сточной воды и используются денитрифицируюш 1ми бактериями в качестве органического субстрата для очистки сточной воды от нитратов, которые поступают в фильтр с потоком нитрифицированной сточной воды и со сточной водой, обработанной на первом этапе. В процессе сбраживания происходит ам1{онификация азотсодержащих органических веществ грибной биомассы и образуется аммоний. В фильтре поток сточной воды пульсирует с интенсив948512

ностью, обеспечивающей турбулентное движение сточной жидкости. При этом грибная биомасса распределяется равномерно в объеме фильтра, удаляются

5 газы, выделенные денитрифицирующими и сбраживающими бактериями, ОВП во всех точках фильтра не опускается ниже 140 мВ. Сточная вода, обработанная в фильтре и содержащая органические соединения и аммоний, поступает на вторую ступень, где с помощью нитрифицирующего активного ила осуществляют очистку от органических соединений и аммоний восстанавливается до нитратов. В зависимости от требуемой эффективности очистки сточной воды от нитратов, назначается величина потока нитрифицированной во второй ступени сточной воды, возвраQ щаемой на второй этап денитрификации в анаэробный биофильтр.

Пример. Сточную воду, содержащ ую от 250 до 1000 мг/л N - N0 , ВПК от 500 до 8000 мг , фосфор

5 25 мг/л,. с рН 5,0 обрабатывают в

двух лабораторных установках. Каждая установка состоит из анаэробного биофильтра с устройством, обеспечивающим пульсацию обрабатываемой сточQ ной воды, аэротенка с нитрифицирующим активным илом, системы, обеспечивающей возврат нитрифицированной сточной воды в анаэробный биофильтр. В одной установке обработку сточной воды осуществляют вначале в аэротенке с грибами рода Geotrichum Link. Концентрацию кислорода при обработке грибами выбирают от 0,2 до 2,5 мг/л. Сравнительные данные очистки сточной воды в этих установках приведены в

таблице 1.

Из приведенных результатов следует, что при очистке сточной воды с ВПК 8000 мг и концентрацией

нитратов, по N - NOg 1000 мг/л, очистка от нитратов происходит в установках с равной эффективностью, но очистку от органических веществ в установке, использующей грибы,

осуществляют лучше. ВПК сточной воды., прошедшей денитрификацию в два этапа, в 2,2 раза ниже, чем у сточной воды, прошедшей анаэробный биофильтр. Соответственно не менее

чем в 2,2 раза сокращается время пребывания сточной воды на второй ступени. Даже при достижении в сравниваемых способах равной эффектив3

ности очистки сточной воды по ВПК в процессе денитрификации, время, необходимое для нитрификации на второй ступени, исходя из концентрации ионов аммония в 1,4-1,8 раза больше Это указывает на увеличение производительности единицы объема сооружения биологической очистки в целом. При обработке сточной воды с ВПК 2000 мг О-/л в установке по прототипу, утилизировано 70% нитратов, а в установке с грибами - 98%. Таким образом уменьшается количество органических соединений, необходимое для осуществления биологической денитрификации. Содержание аммонийного азота меньше в сточной воде, обработанной с использованием грибов. Соответственно меньше образуется нитра94851

тов после обработки сточной воды нитрифицирующим активным илом, т.е. уменьшается поток нитрифицированной сточной воды, возвращаемой на стадию денитрификации. При обработке сточной воды в установке с грибами, кроме случаев, когда отношение ВПК N - NOg меньше 4, наблюдается снижение рИ после обработки на первой 10 ступени до величин, при которьк не угнетается жизнедеятельность активного ила второй ступени. Отсутствие пулЬсации потока обрабатываемой сточной воды в фильтре приводит к его заили 5 ванию, накоплению газов на загрузке, снижению ОВП ниже 140 мВ и, соответственно, появлению сероводорода и увеличению концентрации ионов аммония в обрабатываемой воде.

1. СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ НИТРАТОВ И ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ, включающий обработку на первой ступени денитрифицирующими микроорганизмами, на второй ступени н 1трифицирующим активным илом с возвратом нитрифицированных сточных вод и избыточной биомассы на первую ступень, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности процесса, уменьшения потока нитрифицированных сточных вод, возвращаемых на стадию денитрификации, обработку сточных вод на первой ступени осуществляют в два этапа, на первом этапе грибами рода Geotrichmn Link в аэробных условиях, на втором этапе - анаэробными денитрифицирующими и сбраживающими бактериями, прикреп-: ленными к загрузке при постоянной пульсации обрабатываемого потока сточных вод, а возврат нитрифицированных сточных вод осуществляют в сточные воды после этапа обработки грибами. 2.Способ по п.Т, отличающийся тем, что при обработке сточных вод грибами рода Geotrichum Link концентрацию растворенного кис(Д лорода поддерживают от 0,2 до 2,5 мг/л. 3.Способ по пп.1 и 2, отли§ чающийся тем, что обработку сточных вод на этапе обработки денитрифицирующим и сбраживающими бактериями осуществляют при окислисо л тельно-восстановительном потенциале от -20 до -140 мВ. 30 ел

Двухэтапная

8000

1000 денитрификация

2000

1000

Двухэтапная

1,2 денитрификация

0,4

70

99,5

900

1700

98

48

70

100

8,3 7,2 170

10

7,8 8,5 190

Продолжение таблицы