Способ биохимической очистки сточных вод, содержащих пенообразующие токсичные примеси, и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК C02F3/02 C02F3/10 

Изобретение относится к обработке сточных вод и может быть использовано для очистки сточных вод, содержащих пенообразующие токсичные , примеси.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса очистки.

Для осуществления способа сточные воды, содержащие токсичные пенообразующие примеси, подвергают флотации, образующийся пенный продукт контактируют с микроорганизмами, иммобилизованными на незатопленном пористом носителе. Концентрацию иммобилизованных микроорганизмов поддерживают в пределах 14 - 20 г по сухому веществу на 1 дм носителя. Носитель периодически подвергают

регенерации путем подачи сжатого Воздуха.

Увеличение концентрации биомассы в результате ее иммобилизации на пористом носителе и улучшение кислородного режима за счет использования кислорода атмосферного воздуха и воздуха, содержащегося в пенном продукте, позволяет микроорганизмам утилизировать токсичные органические вещества, выделенные в пенный продукт в процессе флотации. Обработанный пенный продукт и сточную воду доочищают в аэротенке с помощью микроорганизмов, отделенных от поверхности загрузочного материа- да в процессе регенерации.

При поддержании концентрации микроорганизмов в диапазоне 14-20 г/дм3 в -сочетании с обеспечиваемым кислородным режимом, наблюдается интен-- сивное развитие микрофлоры активного Ила, повышается его ферментативная активность, стимулируется процесс окисления органических веществ, что приводит к повышению эффективности процесса очистки.

Пример. Сточные воды производства синтетических жирных кислот с содержанием органических примесей, характеризуемых показателем ХПК 8000 мг/л, насыщают воздухом и под напором для создания флотационного эффекта подают на пористый носитель, расположенный над уровнем воды в устройстве для очистки сточных во Концентрация микроорганизмов, закрепленных на пористом носителе, составляет 14 г/дмэ, ферментативная активность 0,265 мг/л, окислительная мощность J3 кг ХПК/м .

За 7 ч пребывания сточной воды в устройстве эффективность снижения ХПК составляет 54%.

В таблице представлены качественный и количественные характеристики процесса очистки.

На обработку поступает вода со следующими показателями: рН 6,3-6,7 ХПК 8000 мг/л, азот аммиачный 1120- 5400 мг/л, фосфор общий 144-150 мг/л

Способ позволяет увеличить концентрацию активного ила на материале носителя на 16-43%, повысить окислительную мощность сооружения на 49-57%, упростить регенерацию носителя и повысить эффективность процесса очистки в 2 раза.

5

0

5

5

5

0

5

Для осуществления предлагаемого способа предложено устройство для биохимической очистки высококонцентрированных сточных вод, содержащих пенообразующие токсичные примеси.

Цель изобретения - интенсификация процесса очистки путем повышения устойчивости микроорганизмов к токсичному действию сточных вод за счет улучшения кислородного режима, увеличения концентрации и ферментативной активности микроорганизмов.

На чертеже изображено устройство для биохимической очистки высококонцентрированных сточных вод, содержащих пенообразующие токсичные примеси.

Устройство для биохимической очистки включает резервуар 1 с коническим днищем, камеру флотации, выполненную в виде короба 2, аэратор 3, пористый материал 4, нижнюю удерживающую решетку 5, верхнюю удержи- живающую решетку 6, узел регенерации, выполненный в виде перфорированных труб 7, источник 8 сжатого воздуха, узел подвода сточной воды, включающий подводящий трубопровод 9 с вентилем 10, насос 11, его напорный трубопровод 12 с вентилем 13 и редукционным клапаном 14, напорный бак 15, к которому через редукционный клапан 16 и вентиль 17 присоединен трубопровод 18 ввода сточной воды, узел отвода обработанной воды на доочистку, включающий кольцевую камеру 19 и присоединенный к ней трубопровод 20 отвода воды на доочистку, и узел отвода осадка, включающий трубопровод 21 отвода осадка, который посредством вентиля 22 присоединен к всасывающему патрубку насоса 11, и трубопровод 23, присоединенный посредством вентиля 24 к напорному трубопроводу 12.

Аэратор 3 посредством вентиля 25 присоединен к трубопроводу 26, который соединен с источником 8 сжатого воздуха. К трубопроводу 26 посредством вентиля 27 присоединены перфорированные трубы 7. К всасывающему и напорному патрубкам насоса 11 присоединен соответственно вентилем 28 и вентилем 29 эжектор 30. К верхнему торцу короба 2 прикреплен горизонтально размещенный перфорированный распределительный диск 31 . В нижнем конце короба 2 на выходном конце трубопровода 18 установлен дополнительный аэратор 32.

Короб 2 выполнен с открытыми торцами и установлен вертикально внутри резервуара 1, причем так, что между нижним торцом короба 2 и коническим днищем резервуара 1 образована щель. В нижнюю часть короба 2 введен выходной открытый конец трубопровода 18 ввода сточной воды, а в придонной части конического днища резервуара 1 размещен входной конец трубопровода 21 отвода осадка. В полости, образуемой коническим днищем, выше нижнего торца короба 2 размещен аэратор 3. Верхний открытый торец короба 2 расположен выше уровня воды в резервуаре 1.

Удерживающие решетки 5 и 6 жестко закреплены между стенками резервуара 1 и короба 2 по их периметру, причем нижняя удерживающая решетка 5 установлена выше уровня воды в резервуаре 1, а верхняя удерживающая решетка 6 закреплена ниже верхнего открытого торца короба 2. Между решетками 5 и 6 размещен с возможностью перемещения между ними пористый материал 4, на котором иммобилизованы микроорганизмы. В качестве пористого материала 4 используют пенополиуретан.

Перфорированные трубы 7 установлены под нижней удерживающей решеткой 5. Кольцевая камера 19 размещена в резервуаре 1 так, что обеспечивает верхний уровень воды в резервуаре 1. Трубопровод 20 соединен с устройствами (не показаны) для до- очистки обработанной в резервуаре 1 воды. Вентили 10„ 13, 17, 22, 24,

28и 29 и вентили 25 и 27 системы сжатого воздуха выполнены дистанционно управляемыми с блока управления (не показан), к которому подключен и насос 11,

Предлагаемый способ биохимической очистки высококонцентрированных сточных вод, содержащих пенообразующие токсичные примеси в устройстве осуществляется следующим образом.

При закрытых вентилях 22, 24 и 27 и открытых вентилях 10, 13, 17, 28,

29и 25 сточную воду трубопроводом 9 подают к насосу 11. Одновременно часть воды проходит через вентиль

28, эжектор 30 и вентиль 29. При прохождении эжектора 30 вода насыщается

817056

воздухом и далее, смешиваясь с основным потоком, насыщает всю воду, которую под напором подают в напорный бак 15.

Из напорного бака 15 вода, насыщенная воздухом, под напором через редукционный клапан и вентиль 17 поступает в трубопровод 8 и из него

10 изливается через аэратор 32 во внутреннюю полость короба 2. При поступлении в короб 2 воды, находящийся в ней воздух создает в полости короба 2 флотационный эффект, что приво15 дит к образованию пенного продукта, который включает в свой состав наиболее токсичные примеси сточных вод, при этом объем газовой фазы превы- шает объем жидкости в несколько раз.

20 Пенный продукт поступает к верхнему торцу короба 2, откуда посредством диска 3 равномерно распределяется по верхней удерживающей решетке 6, пройдя которую контактирует с им25 мобилизованными на пористом материале 4 микроорганизмами. При таком контакте микроорганизмы используют компоненты (наиболее токсичные примеси) сточной воды в качестве пита30 тельного субстрата, а выделенный объем жидкости поступает в резервуар 1. Поскольку пористый материал 4 незатоплен, в него имеет доступ также и атмосферный воздух, это исключает образование анаэробных зон и способствует повышению эффекта окисления органических веществ. Для повышения окислительной мощности сооружения увеличивается концентрация

40 биомассы в результате иммобилизации ее на пористом материале, например, вспененном пенополиуретане. Микроорганизмы проникают в поры пенополиуретана и легко удерживаются в сооруже45 нии, при этом в наружном слое биопленки, образовавшейся на пенополиуретане, микроорганизмов на 3-4 порядка больше, чем ,во внутреннем, Однако организмы, попадающие вместе

50 с пенным продуктом во внутренние поры пенополиуретана, оказываются лучше защищенными от залповых поступлений высококонцентрированных сточных вод, что позволяет в более короткие сроЈ5 ки восстановить работу очистных со- ружений. Для эффективного снижения органических веществ концентрация биомассы в установке должна составлять 11-16 кг/м пористого матери35

ала 4. При полном покрытии всей поверхности пористого материала 4 уменьшается скорость роста иммобилизованных микроорганизмов и ферментативная активность, так как образуется многослойная культура микроорганизмов и затрудняется скорость диффузии кислорода и питательных веществ к микроорганизмам, расположенным во внутренних слоях, что ухудшает процессы биохимического разложения компонентов сточной воды, Лоэтому пористый материал 4 периодически подвергают регенерации.

К узлу регенерации, выполненному в виде перфорированных труб 7, от источника 8 сжатого воздуха посредством трубопровода 26 и вентиля 27 подается сжатый воздух. Пористый материал 4, размещенный между закрепленными удерживающими решетками 5 и 6, под воздействием сжатого воздуха сжимается. Это сжатие способствует разрыхлению биопленки микроорганизмов, иммобилизованных на пористом материале 4, и после прекращения поступления сжатого воздуха путем закрьюания вентиля 27 Оторвавшаяся от пористого материала 4 пленка поступает в резервуар 1 , что способствует повышению концентрации микроорганизмов в аэротенке. Объем жидкости, выделенный из пенного продукта, после прохождения последнего через пористый материал 4 и сточная вода, прошедшая флотационную очистку в коробе 2, поступают в резервуар 1, где подвергаются дальнейшей очистке активным илом, образовавшимся в результате подачи биомассы после регенерации, при постоянной аэрации посредством аэратора 3, соединенного вентилем 25 и трубопроводом 26 с источником 8 сжатого воздуха. Очищенная вода через кольцевую камеру 19 и трубопровод 20 отводится из устройства, таким образом обеспечивается движение жидкости снизу вверх, чем исключается образование застойных зон. Кроме того, активный ил поддерживается во взвешенном состоянии не только восходящим потоком воздуха от аэратора 3, но и воды.

Избыточный активный ил собирается в зоне осаждения в конической части днища резервуара 1 под аэратором 3. Стенки короба 2, доходящие

до днища резервуара 1, защищают зону пенообразования от попадания осадка, что предотвращает флотирование активного ила. Избыточный активный ил отводится из резервуара 1. посредством трубопровода 21 на переработку или для дальнейшего использования.

Использование изобретения в народном хозяйстве позволяет интенсифицировать процесс очистки высококонцентрированных сточных вод, содержащих пенообразующие токсичные

5 примеси, в результате увеличения концентрации микроорганизмов путем иммобилизации их на пенополиуретане, улучшения кислородного режима в сооружении благодаря флотации сточQ ных вод и подачи образовавшегося

пенного продукта для очистки на пенополиуретанов ую загрузку, незатопленную водой, что приводит к контакту микроорганизмов с атмосферным

5 воздухом, следовательно, к повышению окислительной мощности сооружения. Интенсивность процесса биологической очистки позволяет очистить на существующих очистных сооружени0 ях дополнительные объемы сточных вод.

Формула изобре, тения.

1а Способ биохимической очистки сточных вод, содержащих пенообразующие токсичные примеси, включающий обработку в аэротенке и контактирование с микроорганизмами, иммобилизованными на пористом материале, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса очистки, перед обработкой в аэротенке сточные воды подвергают

флотации, пе-нный продукт отделяют и контактируют с иммобилизованными на незатопленном пористом материале микроорганизмами, после чего смешивают со сточными водами и подают на доочистку в аэротенк, причем порис

тый носитель периодически подвергают регенерации для поддержания концентрации микроорганизмов 14-20 г/дм3 носителя.

2.-Способ по п. 1, отличающий с я тем, что регенерацию осуществляют подачей сжатого воздуха.

3, Устройство для биохимической очистки сточных вод, содержащих пенообразующие токсичные примеси, содержащее резервуар с коническим днищем, камеру флотации с аэратором, пористый материал с удерживающими решетками, узел подвода и отвода воды, узел подвода воздуха, узел отвода осадка, узел регенерации и аэраторы, отличающееся тем, что, с целью интенсификации про- цесса очистки путем повышения устойчивости микроорганизмов к токсичному действию сточных вод за счет улучшения кислородного режима, увеличения концентрации и ферментативной активности микроорганизмов, камера флотации выполнена в виде короба с открытыми торцами и установлена вертикально внутри резервуара, нижний открытый торец короба размещен в нижней части резервуара, образует с коничес

Q

5

0

ким днш(ем последнего щель и в нем размещен аэратор, верхний открытый торец короба расположен выше уровня воды в резервуаре, решетки жестко закреплены между стенками резервуара и короба по их периметру, при этом нижняя удерживающая решетка расположена выше уровня воды в резервуаре, а верхняя - ниже верхнего открытого торца короба, узел регенерации выполнен из перфорированных труб, установленных под удерживающими решетками и соединенных с источником сжитого воздуха.

i

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что перфорированные трубы узла регенерации установлены с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости.

Изобретение относится к области обработки сточных вод, может быть использовано для очистки сточных вод, содержащих пенообразующие токсичные примеси, и позволяет повысить эффективность процесса очистки. Для осуществления способа сточные воды подвергают флотации, образующийся пенный продукт обрабатывают микроорганизмами, иммобилизованными на незатопленном пористом носителе. Концентрацию закрепленных микроорганизмов поддерживают в пределах 14-20 г/дм 3 носителя. Носитель периодически подвергают регенерации сжатым воздухом. Обработанный пенный продукт и сточную воду доочищают в аэротенке с помощью микроорганизмов, отделенных от поверхности загрузочного материала в процессе регенерации. При очистке сточных вод с ХПК 8000 мг/л в течение 7 ч. Степень изъятия органических веществ составляет 54%, ферментативная активность 0,265 Мг/л, окислительная мощность 13 кг ХПК/м 3. Для реализации способа предложено устройство для биохимической очистки высококонцентрированных сточных вод, содержащих пенообразующие токсичные вещества. Интенсификация процесса очистки достигается путем повышения устойчивости микроорганизмов к токсичному действию сточных вод за счет улучшения кислородного режима, увеличения концентрации и ферментативной активности организма. 2 с.и 2 з.п. ф-лы, 1 ил. 1 табл.

Предлагаемый

1

2 3 4 5 Известный

10,4 13,0 14,2 12,1 11,0 6,6

Сточная Ma

9 10

2В 30 29 23

45Я

F

32

.16 Л7

27

21 18 3 25