Способ биохимической очистки сточных вод Советский патент 1980 года по МПК C02F3/14 C02F103/38 

Изобретение относится к способам би- опогической очистки сточных вод с активным илом в различных отраслях промышленности, имеющих в составе отходов про изводства, формальдегид, например в про- мышленнос;ти синтетического каучука. Наибольшее значение оно будет иметь в пери-ч оД пусКа станций аэрации или в период их восстановления, например после аварии. Известен способ биологической очистки бытовых вод путем контактного периодического аэрирования. После образования хлопочков активного ила (через 2-3 суток) сооружения переводят на проток ij. Недостатком способа контактного аэри- рования без затравки (небольшого первоначального количества микроорганизмов, способных при наличии питательных веществ )азмножаться) является малая скорость наращивания активного ила. Для создания оптимальной концентрации актив- кого ила (до 3 г/л) даже в летнее время требуется 2-2,5 месяца. Известен способ биологической очистки сточных вод с применением высушенного активного ила, Бысушенный при 6О С до влажности 1О-11% активный ил способен в условиях аэрации с очищаемой сточной водой восстанавливать биохимическую активность в течение 3-4 суток. Сухие же препараты активного ила удобны в отношении транспортировки, но получение сухого ила в больших количествах осложняется отсутствием промышленных установок для его высушивания, что делаетпрактичесжи невозможным пуск промышленных очистных сооружений таким методом 2. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому 5шляется способ биохимической очистки сточных вод активным илом в условиях проточной аэрации. Сточную воду подают в аэротенк с добавкой О,2-О,3 г/л активного ила из вторичных отстойников работакьщих сооруясений .

37

Основным недостатком данного способа является малая скорость ипращиза- ния активного ила и, следовательно, достточно длительный срок { месяца), необходимый для получения оптимальной концентрации активного ила (2,5-3 г/п), Кроме того, 3 период наращивания активного ила только часть () сточ«« иьпс вод поступает на биологические очистные сооружения, остальная часть

без очистки сбрасывается непосредственно в водоем, причиняя ушарб -народному хозяйству,

С цепью повышения коьщентрадии активного ила за счет прироста биомассы при одновременном сокраи ении времени нара« щивания активного ила в сточные воды, подвергаемые биохимической очистке ак- тивным илом при проточном аэрировании, Бводат формальдегид, предпочтительно, Б количестве 50-ЗОО мг/л.

Специальной длительной адаптации микрооргаииамов активного ила к таким концентрациям формальдегида не требуеТся. После 2-3 суток от начала введения формальдегида последний полностью усваивается микроорганизмами, и прирост био массы значительно (в 2--3 pavsa) ускоряется. Эффект достигается за счет Toroj что при наличии в очищаемой смеси различных органических веществ, способнт,х быть для микроорганизмов источником энергии, формальдегид усваивается микроорганизмакаи по восстановительному (серинтрапсоксиметилазному) пути мета- болиза. В ходе этого пути формальдегид неиосредственно включает в аминокислоту серин и затем в белок без предаври- тельного окисления до более простытч или конечных продуктовс

Формальдегид является соединением, способным быть непосредственнь м предшественником в синтетическом цикле. Он обеспечивает более экономичный метаболитный источник для синтезирования составляющих протоплазм при наличии минимума ферментов и при наименьщих затратах на их синтез, В связи с указаннь ми свойствами формальдегида скорость его усвоения микроорганизмами в 2-6 раз выше, чем у ряда других .органнческю; соединений встречающихся в бытовых и промышленных стошых водах. Этими свойствами формальдегида и объясняется в первую очереда, ускорение прироста ила при добавлении его к (биологически очи щаемым сточныг. водам.

144

Необходимый для добавки к сточным водам формальдегид может быть составной частью отходов , в. том числе в виде сточньос вод, образующихся при производстве изопрена и полиизопрёновьк каучуков.

Пример 1. В модельную питательную смесь, содержащую 500 мг/л уксуснокислого натрия и 200 мг/л крах™ мала, вносят метанол в концентрации 200 мг/л, увеличивающей нагрузку на активный ил по величине ВПК 2О на 196 мг/л (ВПК- биологическое потребление кислорода).

В ходе биохимического окисления в сосудах аппарата Варбурга при 20 С за 6 ч экспозиции концентрация активного ила возрастает 2,41-2,57 г/л, т. е, на 0,16 г/л.

При внесении в модельную питательную смесь формальдегида в концентрации 200 мг/л, увеличивающей нагрузку на активный ил по величине на 15О мг/л, концентрация активного ила в тех же условиях .опыта возрастает 2,ч53,04 г/л, То е. на 0,54 г/л.

Прирост активного ила на ск{еси с формальдегидом в 3,6 раза больше, чем на смеси с метанолом.

Пример 2, В двух модельных аэротенках-смесителях с полезным объемом 3 л проводят биологическую очистку хозяйственно-фекального стока при периодах аэрации 12 ч и расходе воздуха ЗО л на 1 л очищенного стока.

В опытном варианте к оч1Ш1аемому CTOfcy добавляют формальдегид в концентрации 5О мг/л. .Исходная кошдентрация активного ила составляет О,6 г/л. Показано, что добавка формальдегида почти в два раза увеличивает прирост активного ила по сравнению с контрольным вариантом, хотя общая нагрузка на аэротенк {по ) возрастает всего в 1,2 раза. В контрольном варианте через 12 суток работы аэротенка концентрация активного ила составляла 1,48 г/л (в опытном варианте З.О г/л)..

Пример 3. В аэротенк-смесите с полезным объемом 8 л за 12ч аэрадив и расходе воздуха ЗО л на 1л очищенного стока подают смесь, содерЖ1ащую 200 мг/л этиленгликоля и 2ОО мг/п карбоксиметилцеплюлозы. Нагрузка на аэротенк по средним показателям 2,5 мес.яцев непрерьшной работы Г1Э)отенка составляла 364 г/м в сутки (по вели573чине ). Прирост активного ила при этом равен 0,U7 г/л в сутки с учетом выноса взвешенных веществ из системы очистки. При введении в подаваемую в аэротенки смесь формальдегида в концентрации 10О мг/л и возрастании общей нагрузки в 1,6 раза прирост активного ила увеличивается в 2,1 раза или до 0,15 г/л в сутки (по средним результатам 7-мес5тчной работы аэротенка), что говорит о практически полном включении формальдегида в биомассу активного ила. При Исключении формальдегида из очищаемой, смеси и незначительном уменьшении общей нагрузки на аэротенк (в 1,2 раза) прирост активного ила составляет 0,094 л, т. е. снижается в раза (по показателям 2,5 месяцев непрерывной работы аэротенка-смесителя). Пример 4, В полупроизводствен ной установке окситенка с полезным объемом 4ОО л проводят биологическую-очист ку модельного стока, содержащего этиленгликоль в концентрации 250 мг/л, необходимые биогенные и солевые добавки, при периоде аэрации 6 ч. Прирост активного ила с учетом выноса взвешенных веществ из окситенка сою.тавляет О,О8 г/л в. сутки (по показателям 3-х недель непрерьгоной работы окситенка). При введении в модельный сток формальдегида в концентрации 100 мг/л прирост активного яла при тех же условиях возрастает до 0,3 г/л в сутки, т, е, в 3,7 раза (по показаниям 4-х недельной работы окситенка). Предлагаемый способ позволяет повысить концентрацию активного ила в 2-3 раза при одновременном сокращении в 2-3 раза времени наращивания активного ила и, следовательно, уменьшить пусковой период и ввод очистных сооружений на 46 полную мощность, т, е, сократить время поступления в водоемы стоки без очистки, Преимуществом предлагаемого способа 5Юляются также возможность использовать для наращивания активного или отходы или сточные воды, содержащие формальдегид. В частности, в промышленности синтетических каучуков такие сточные воды образуются при производстве изопрена и г1олиизопреновых . Способ может быть применен при nycite биологических очистных сооружений, при потерях активного нла в результате аварийных ситуаций. Формула изобретения 1.Способ биохимической очистки вод активным илом тгрй проточном аэри- poвaнии отличающий тем, что, с целью повышения концентрации активного ила за счет прироста биомассы при одновременном сокращении времени наращивания активного ила, в . ные воды вводят формальдегид, 2,Способ по п, 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что формальдегид вводят в количестве 50-300 мг/л. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Рекомендации по приемке, пуску и эксплуатации станций биохимической очистки промышленных сточных вод. М,, Стройиздат, 1968, 2,Роговская И. И. Биохимический метод очистки производственных сточных вод. М,, изд-во литературы по строительству, 1967, с, 134-135. 3, Родзиллер И. Д. Рекомендации по пуску, наладке и эксплуатации сооружений биохимической очистки некоторых производственных сточных вод, содержащих моющие вещества, М., ВНИИ ВОДГЁр, 1972 (прототип).