Способ биологической очистки высококонцентрированных сточных вод от фенолов, роданидов и соединения азота Советский патент 1993 года по МПК C02F3/30 

Изобретение относится к области биологической очистки высококонцентрированных сточных вод от фенолов, роданидов, цианидов, азота аммонийных солей и его окисленных форм и может быть использовано на предприятиях коксохимической, химической и других отраслях промышленности, газогенераторных станциях, сточные воды которых содержат указанные загрязнения.

Цель изобретения - повышение экономичности процесса за счет сокращения расхода реагента и расхода воздуха на очистку высококонцентрированных сточных вод от фенолов, роданидов, соединений азота и цианидов.

Способ осуществляют следующим образом:

Обрабатываемую сточную воду, содержащую (мг/л) фенолов 400-450, роданидов

250-300, цианидов 15-30, аммонийного азота 570-650, подвергают очистке комплексом микроорганизмов, содержащим группы фенол-, роданразрушающих, нитрифицирующих и денитрифицирующих бакте- рий в четырехкамерном аэротенке с чередованием анаэробных и аэробных зон с рассредоточенной подачей воды в три первые камеры ээротенка от 1:3:1 до 1,5:1,5:1,0 с рециркуляцией иловой смеси из последней камеры в первую и третью при температуре 28-39°С, рН среды в аэробных камерах поддерживается на уровне 7,0-7,5 за счет карбонатной щелочности, выделяющейся при денитрификации и добавления реагента с карбонатами в аэробные камеры. Возврат ила из отстойника осуществляется в первую и вторую камеры.

Часть фенолов и роданидов окисляются за счет кислорода нитридов в анаэробных камерах D процессе жизнедеятельности денитрифицирующих бактерий. Потребность денитрифицирующих бактерий в углероде практически полностью удовлетворяются за счет фенолов .и роданидов неочищенной сточной воды при соотношении поступаю щих на очистку вод в первые три камеры аэротенка и на 80% при соотношении 1:3:1. Таким образом, отпадает необходимость в специальных дополнительных органиче- ских соединениях для обеспечения процесса денитрификации. Деструкция фенолов и родэнидов в анаэробных зонах за счет кислорода нитридов сокращает потребность о кислороде для очистки в 1,6 раза.

Кроме того, эффективность процесса денитрификации зависит от отношения объема анаэробных камер к общему объему аэротенка (уравнение 1), а коэффициент рециркуляции определяется в зависимости от потребности денитрифицирующих бакте- ,рий в азоте нитридов (уравнение 2, 6-8).

Подачу очищаемой воды в первые три камеры аэротенка осуществляют для обеспечения фенолами и роданидами в качестве источника углерода денитрифицирующих бактерий в первой и третьей анаэробных камерах.

Во вторую аэробную камеру вода пода- ется для окисления аммонийного азота до нитридов, чтобы обеспечить ими денитрифицирующих бактерий в анаэробных камерах.

Выбор расходов очищаемой воды в пер- вые три камеры аэротенка зависит от отношения объема анаэробных камер к общему

объему аэротенка, при -г 0,5 следует

Wo

выбирать соотношение 1:3:1, а при 0,5 соотношение 1,5:1,5:1,0.

Уменьшение подачи воды в анаэробные камеры будет приводить к недостатку органических веществ (фенолов и роданидов) для денитрифицирующих бактерий. Увеличение подачи воды в первую камеру свыше 1,5 в указанном соотношении приводит к увеличению концентрации неиспользованных для денитрификации фенолов и роданидов и ингибированию процесса денитрификации. Увеличение подачи воды в третью камеру в вышеуказанном соотношении свыше 1 приводит к увеличению концентрации аммонийного азота в третьей и четвертой камерах и ухудшению качества очищенной воды.

Возврат ила из отстойника осуществляются в первую и вторую камеру с коэффициентом 1,5 для того, чтобы поддерживать концентрацию ила в аэротенке на уровне 4,5-5,0 г/л по сухому веществу, стабилизировать процесс очистки, сократить время пребывания ила в анаэробных условиях, предотвратить вымывание медленно размножающегося нитрифицирующего ила из аэротенка.

В заявляемом способе процесс окисления аммонийного азота ведется до нитридов путем поддержания ОВП среды 130 мВ за счёт выбора определенного объема анаэробных камер по отношению к общему объему аэротенка, ОВП среды зависит также от рециркуляции иловой смеси из анаэробных камер, нагрузки по воде и расхода

Wan

воздуха в аэробные камеры (при

Wo

0,5

вне зависимости от других вышеперечисленных параметров ОВП будет менее 130 мВ).

Проведение нитрификации до нитритов позволяет уменьшить расход кислорода в

1.4 раза, чем при проведении нитрификации до нитратов, а проведение денитрификации с нитридами позволяет увеличить скорость процесса и сократить потребность в органических соединениях для денитрификации в

1.5 раза.

При нитрификации в аэробных камерах происходит снижение рН среды до величины 5,5-6,0. Оптимальной для жизнедеятельности биоценоза азротёнка является рН 7,0-8,5, поэтому рН в аэробных камерах поддерживают на уровне 7,0-7,5, что обеспечивает протекание биологического обес- феноливания, обезроданивания и нитрификации, но рН среды не поднимают выше 7.5 для экономии реагентов карбонатной щелочности. При рН ниже 7,0 концентрация карбонатов становится недостаточной и тормозит нитрификацию.

Введение реагента карбонатной щелочности только в аэробные камеры сокращает расход его.

Температура воды поддерживается на уровне 28-39°С, т.к. при температуре ниже 28°С нарушается процесс окисления родани- дов, а при температуре выше 39°С, наруша- ется жизнедеятельность роданразрушающих и нитрифицирующих бактерий.

Пример 1, Исходная вода (0 40 м /ч) с концентрацией (мг/л) фенолов 383. рода- нидов255,цианидов 18, аммонийного азота .530 подается в первые три камеры четырехj Wan

камерного аэротенка (W 1600 м , ...

Wo

0,5) в соотношении 1,5:1,5:1,0, т.е. 15, 15, 10 м /ч. коэффициенты рециркуляции из по- следней камеры в первую и третью 5,8 и 3,2 соответственно qiK 150 м /ч, рзк 87 м3/ч). Возврат ила осуществляется в первую и вторую камеры с коэффициентами рециркуляции 1,5(q 20M3/4, 1:1). Продолжитель- ность очистки 40 часов. Очистка протекает (мг/л) от фенолов до 0,4, роданидов 2,6, аммонийного азота 52, нитридов 41., расход карбонатов 3,16 г/г М0к. Продолжительность очистки 40 ч.

Пример 2. исходная вода (Q 50 м /ч) с концентрацией (мг/л) фенолов 420, роданидов 310, цианидов 5,8, аммонийного азота 650 подается в три первые камеры четъфехкамер ногр аэротенка (W0 1300 м3,

р 0,38, Wu - 100 м3. Л/2к 400 м3, Л/3к

400 м3, Л/Ф 400 м3) в соотношении 1:3:1. т.е. 10, 30, 10(м3/ч),ЧЗк 87 м3/ч, qiK 53 м3/ч, q0 20 м3/ч. Продолжительность очи- стки 26 ч. Очистка протекает (мг/л) от фенолов до 0,7, роданидов до 0,6, цианидов 0,5, аммонийного азота 65, нитритов 105, расход карбонатов 3,7 г/г N.

Предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает сокращение расхода реагента для нитрификации в 2,7 раза за счет процессов биологической денитри- фикации в первой и третьей камерах аэро

тенка, экономию органических реагентов (метанола) в результате полного удовлетворения потребностей денитрифицирующих бактерий в органическом углероде за счет использования фенолов и роданидов неочищенных сточных вод, общее сокращение расхода воздуха в 2,1 раза за счет деструкции части фенолов и роданидов денитрифицирующими бактериями и проведения процесса нитрификации до нитритов, снижение концентрации окисленных форм азота в очищенной воде.

Формула изобрет е н и я 1. Способ биологической очистки высо- коконцёнтрированнчх сточных вод от фенолов, роданидов и соединений азота комплексом микроорганизмов, содержащим группы фенол-, роданразрушающих, нитрифицирующих бактерий при 28-39°С в аэробных условиях в присутствии щелочного реагента и рециркуляции иловой смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности процесса за счет сокращения расхода реагента и воздуха на очистку высококонцентрированных сточных вод от фенолов, роданидов, соединений азота и цианидов, в комплексе микроорганизмов дополнительно вводят денитрифицирующие бактерии, очищаемую воду подают в первые три камеры аэротенка в соотношении от 1:3:1 до 1,5:1,5:1,0, при этом нечетные камеры-анаэробные, а четные - аэробные, отношение объема анаэробных камер к аэробным находится в пределах 0,3-0,5, а коэффициент рециркуляции Кг определяют из уравнения

Кг

Dp-IN-NOzbcA

1,

N - N + N - N - где Dp способность микроорганизмов восстанавливать азот окислов очищаемой воды, (потенциал денитрификации), мг/ч;

N-NOafcK, N-N02 4ic. N-NOab - концентрация нитридов во второй, четвертой камерах аэротенка и отстойнике соответственно;

Q - расход очищаемой воды на один аэроте.нк, м3/ч;

q - суммарный расход воды в первую и вторую камеры аэротенка, м /ч, причем возвратный ил из отстойника подают в первую и вторую камеры аэротенка.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что процесс ведут при рН 7-7,5.

Область применения: способ относится к биологической очистке сточных, вод. Сущность изобретения: проводят одноступенчатое аэробное бактериальное окисление загрязнений комплексом микроорганизмов с подачей реагента для нитрификации в каждую камеру аэротенка, в комплекс микроорганизмов вводят денитрифицирующие бактерий, использующие фенолы и родани- ды сточных вод в качестве источника углерода и осуществляют процесс в аэротенке с рассредоточенной подачей воды и первые три камеры аэротенка в соотношении от 1:3:1 до 1,5:1,5:1,0 и чередованием анаэробных и аэробных камер, при этом эффективность процесса денитрификацми зависит от отношения объема анаэробных камер к общему объему азротенка, а рециркуляция иловой смеси определяется физиологической потребностью денитрифицирующих бактерий в азоте нитритов, возврат или осуществляют в п-ервую.и вторую камеры аэротенка при поддержании в аэробных зонах необходимой для нитрификации карбонатной щелочности за счет жизнедеятельности денитрифицирующих бактерий и добавления реагента карбонатной щелочности. В аэробных камерах протекают одновременно процессы окисления фенолов, роданидов, цианидов, аммонийного азота, в анаэробных - денитрификация с использованием в качестве источника углерода фенолов и роданидов неочищенной сточной воды. Процесс нитрификации ведут до нитридов, поддерживая ОВП среды 130 мВ. 1 з.п.ф-лы.