Способ биологической очистки сточных вод от азота Советский патент 1983 года по МПК C02F3/34 C02F3/34 C02F101/16 

Изобретение относится к охране водоемов от за.грязнений и может быть использовано для биологической очистки азотсодержащих сточных вод.

Известен способ биологической очистки сточных вод от азота, заключающийся в выдерживании в течение длительного времени сточных вод в естественных условиях в биопрудах с искусственным внесением в них микроводорослей 11.

Недостатком способа является большая продолжительность процесса очистки и -наличие эффекта вторичного грязнения очищенных сточных вод биомассой водорослей, наросшей в процессе очистки в биопрудах.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ биологической очистки сточных вод от азота с использованием смешанной культуры микроводорослей Chlorella vu1 да гis-ist , Scenedesmus ob1ignus-Ja-2-6, заключающийся в культивировании микроводорослей на специальных средах, внесении микроводорослей в сточную воду с концентрацией азота 120-150 мг/л и последующим выдерживанием смеси в реакционной камере с начальной концентрацией г жкроводорослей 36 млн/кл/мп, при перемешивании, освещении и обогащении смеси углекислотой в течение 8-10 сут. Степень очистки от азота 97-98% 2.

Недостатками известного способа являются большая длительность процесса очистки сточных вод от азота, оп-. ределяемая низкой начальной концен10трацией микроводорослей и отсутствием периода голодания их, необходимого для инициирования процесса ферментативного синтеза макромолекул в клетке, содержащих значительные ко5 личестра аэота (аминокислоты, белки и т.д.) с поглощением его из сточных вод; плохое качество очищенной сточной воды из-за значительного содержания в ней биомассы микроводорослей

20 (0,8-1,3 г/л), которые при попадании с очищенной сточной водой в водоем приводят к его вторичному загрязнению; значительная сложность н высокая стоимость осуществления процес25са, обусловленная необходимостью отдельного культивирования микроводорослей для последующего внесения их в сточную жидкость.

Цель изобретения - сокращение ялк30тельности процесса очистки, улучгпение качества очищенной воды и упрощение и удешевление способа при ана логичной степени очистки от азота. Поставленная цель достигается тем, что по способу очистки сточных вод от азота, включающему внесение мйкроводорослей Chlorella в сточную воду, выдерживание в реакционной ка мере при освещении и перемешивании, биомассу микроводорослей отделяют о очищенной сточной воды, сгущают до концентрации 10-60 г/л, выдерживают в режиме азотного голодания в течение 4-10 ч и DOSвращают в реакционную камеру, поддерживая в последней концентрацию микроводорослей 310 г/л. Способ осуществляют следующим образом. Сточную воду, содержащую значительные концентрации азота .30-200 мг/ подают gr реакционную камеру, куда также подают сгущенную биомассу мик роводорослей , выдержанную в режиме голодаЕшя. При этом концентрация ми роводорослей в реакционной камере составляет 3-10 г/л. Процесс очистки ведут в течение 2-8 ч при перемешивании и освещении микроводорослей. Интенсивность освещения состав ляет 10-70 тыс. люкс. Очищенную сто ную воду, содержащую 1-5 мг/л азота, подают на сепарацию или в грави тационный отстойник для отделения биомассы микроводорослей от очищенной сточной воды и сгущения ее до концентрации 10-60 г/л. Очищенную сточную воду, с концен трацией азота 1-5 мг/л, взвешенных .веществ 15-25 мг/л, сбрасывают в, во доем, а сгущенную массу водорослей выдерживают при перемешивании и освещении в условиях азотного голодания, т.е. без дополнительной подачи сточной воды, в течение 4-10 ч. Сгу щенную биомассу водорослей, прошедшую стадию голодания, вновь возвращают в голову процесса/ т.е. в реакционную камеру. Предлагаемый способ позволяет вести процесс очистки при значитель ных концентрациях микроводорослей (порядка 3-10 г/л) и соответственно увеличить скорость извлечения из ст ных вод азота, сократив тем самым длительность процесса очистки в 2030 раз по сравнению с известным спо собом. Кроме того, отделение.биомассы микроводорослей от очищенной сточной жидкости позволяет существенно улучшить ее качество и избежать про цесса вторичного загрязнения водоемов. Применение режима азотного голодания клеток микроводорослей (без дополнительной подачи сточной воды, содержащей азот) позволяет увеличит скорость извлечения азота из сточных вод за счет активации фер)1ентов азотного обмена. Наличие в схеме очистки периода голодания отделенной от очищенной сточной жидкости и сгущенной биомассы водорослей дает возмож:ность отказаться от отдельного культивирования микроводорослей, необходимых для внесения в исходную сточную воду, что позволяет существенно упростить и удешевить способ, а также значительно уменьшить концентрацию взвешенных веществ, сбрасываемых с очищенной сточной водой в водоем и, соответственно, избежать его вторичного загрязнения. Пример -1. Сточную воду с концентрацией азота 100 мг/л подают в реакционную камеру, куда также подают прошедшую в течение 4 ч стадию голодания сгущенную биомассу микроводорослей с концентрацией 10 г/л штамма Chlorella pyrenoidosa 82Т. Концентрация микроводорослей в реакционной камере поддержи зают на уровне 3 г/л. Освещенность камеры 30000 люкс при глубине 0,5 м. Смесь сточных вод с михроводорослями перемешивают в реакционной камере в течение 8 ч. Из реакционной камеры смесь очищенной сточной воды с микроводорослями подают на сегтарацию, где биомассу микроводорослей отделяют от очищенной воды и сгущают до концентрации 10 г/л. Сгущенную буомассу подают в камеру регенерации , где выдерживают при перемешивании и освещении в течение 4 ч в условиях голодания по азо::у. Сгущенную биомассу микроводорослей после регенерации подают вновь в реакционную камеру, где смешива1:т с новой порцией исходной сточной зоды. Очищенная вода содержи:: 3 мг/л азота и 60 мг/л ХПК. П р и м е р 2. Процесс ведут аналогично примеру 1, но с использованием штамма Chlorellavulgaris-IS. Концентрацию микроводорослей в реакционной камере поддерживарзт на уровне 7 г/л. Освещенность камеры 30000 люкс при глубине 0,5 м. Смесь сточных вод с микроводорослями пеЕ)емешивают в реакционной камере в те гение 4 ч. Сгущенную биомассу до концентрации 30 г/л подают в камеру регенерации, где выдерживают при перемешивании и освещении в течение 6. ч в условиях голодания и возвращают в голову процесса. Очищенная вода содержит 2 мг азота и 70 мг/л ХПК. П р и м е р 3. Процесс ведут аналогично примеру 2. Концентрацию микро водорослей в реакционной 1 :амере поддерживают на уровне 10 г/л. Смесь сточных вод с микроводорос:лями перемешивают в реакционной камере в тече ние 3 ч. Сгущенную биомассу с концен трацией 60 г/л подают в камеру реген рации, где выдерживают при перемешивании и освещении в течение 10 ч в условиях голодания и возвращают в го лову процесса. Очищенная вода содержит 2 мг азота и 80 мг/Л ХПК. Степень очистки от азота во всех примерах 97-98,%.. Экспериментальные данные, обосновывающие предельные значения режимных параметров при степени очистки от азота 98%, йредставлены в табл. 1-3. Т-а блица Концентрация сгуВрщенных микроводорослей , г/л Как видно из табл. 1, иe концентрации сгущенн водорослей меньше 10 г/л ние больше 60 г/л привод чению времени очистки. Та Врем Концентрация микроводорослей в реакционной камере, г/л Как видно из табл. 2, концентрации микроводоро ционной камере меньше 2 чение больше 10 г/л прив личению времени очистки. Таб Время Время азотного голодания, ч Как видно из табл. 3, уменьшение времени азотного голодания MeHbuje 4 ч и больше 10 ч приводит к увеличению времени очистки. Сравнительные данные по качеству очищенной воды, свидетельствующие об улучшении ее показателей при очистке по предлагаемому способу в сравнении с известным, представлены в табл. 4. Таблица4 Взвешенные вещества, мг/л 20-30 700-1300 ХПК, -мг 60-80 500-1800 Предлагаемый способ обеспечивает сокращение длительности очистки в 20-30 раз: с 8-10 сут до 3-8 ч за счет повышения концентрации микроводорослей в реакционной камере и депрессии -активности ферментов азотного обмена путем голодания клеток хлореллы- по азоту; улучшение качества очищенных сточных вод - сокращение концентрации в ней взвешенных веществ с 700-1300 до 20-30 мг/л, т.е. в 30-40 раз, и ХПК с 500-800 до 6080 мг/л, т.е. в 8-15 раз. Упрощение и удешевление ;пособа определяется возможностью отказа от специального культивирования микроводорослей, выращиваемых для регулярной инокуляции сточных вод. При использовании предлагаемого способа исключается вторичное заражение водоемов . Таким образом, предлагаемый-способ очистки сточных вод микроводорослями имеет большое народнохозяйственное значение и может быть использовано на существующих и проектируемых очистных сооружениях. При этом помимо значительного экономического эффекта,можно получать еще и ценную белково-витаминную добавку к корму животных. Формула изобретения Способ биологической очистки сточных вод от азота путем внесения микроводороспей ChloreHa, выдерживания смеси в реакционной камере при освещении и перемешивании, отличающийся тем, что, с целью сокращения длительности процесса, улучшения качества очищенной воды, упрощения и удешевления способа, биоМассу микроводорослей отделяют от

79983908

очищенной сточной воды, сгущают до i. патент Великобритании №1377595, концентрсщии 10-60 г/л, выдерживаюткл. С 1 С, 1973. в режиме азотного голодания в течение 4-10 ч и возвращают в реакцион- 2. Буриев G.X., Хакимжанов С.Х. ную , поддерживая в последнейКультивирование и применение микровоконцентрацию микроводорослей 3-10 г/л.5дорослей в народном хозяйстве. МатериИсточники информсщии,алы республиканской конференции, принятые во внимание при экспертизеТашкейт, 14-15 мая 1980, с. 121.