Спосіб біохімічної очистки стічних вод гідролізного виробництва

Изобретение относится к биотехнологии, в частности, к микробиологии очистки промышленных сточных вод гидролизного производства, например, гидролизно-дрожжевого или целлюлозно-бумажного. Сточные воды гидролизно-дрожжевого и целлюлозно-бумажного производства представляют собой жидкость, образующуюся в результате кислотного гидролиза древесины или отходов сельскохозяйственного производства (кукурузные кочерыжки, подсолнуховая шелуха, хлопковые отходы и т.п.). В гидролизнодрожжевом производстве эта жидкость образуется после выращивания на гидролизате кормовых дрожжей. Это высококонцентрированный сток с ХПК 6000..11000 мг/л. Известен способ очистки сточных вод гидролизно-дрожжевого производства путем обработки активным илом в аэротенках [1]. Способ заключается в том, что сточные воды разбавляют водопроводной водой в 2-3 раза и направляют в аэротенк на очистку. В результате обработки ХПКсточных вод снижается на 70 %, прирост активного или составляет 36 % от количества снятых загрязнений. Недостатком известного способа является низкая степень такой очистки, а также необходимость в обязательном двух-трех-кратном разбавлении сточной воды водопроводной водой перед подачей ее а аэротенк. Кроме того, в результате такой очистки образуется огромное количестве избыточного активного ила, утилизация которого представляет самостоятельную трудноразрешимую проблему. Наиболее близким к изобретению по технически рущности и достигаемому эффекту является способ биохимической очистки сточных вод гидролизно-дрожжевого производства, состоящий в том, что из сточных вод перед биохимической обработкой в аэротенках удаляют солями ортофосфорной кислоты ионы цинка и марганца [2]. Способ реализуется следующим образом: в сточную воду с ХПК 6000-11000 мг/л вносят 1-9 г/л (Н4)2НР04 и 5 г/л СаНРО4. Образующийся осадок, содержащий цинк и марганец, удаляют, а сточную воду разбавляют в два раза водопроводной водой и подают в аэротенк на биохимическую очистку. Продолжительность аэрации - 24 часа. В результате такой обработки ХПК сточной воды снижается на 75 %, прирост активного или составляет 10 % от количества снятых загрязнений. Недостатком способа является низкая степень очистки воды – 75 %, и образование больших количеств избыточного активного ила. К недостаткам также относится образование огромных количеств осадков после внесения в сточную воду солей ортофосфорной кислоты. Так, например при реализации способа на Николаевском ГДЗ. где объем сточных вод составляет 3000 м /сут., количество осадков составит около 30 тонн /сут. Объемы сточных вод на други х предприятиях достигают со тки тысяч м 3 в сутки. Задачей настоящего изобретения является разработка способа биохимической очистки сточных вод гидролизного производства с использованием активного или путем предварительной биохимической обработки сточных вод факультативными микроорганизмами, что обеспечивает высокую степень очистки, минимальные количества избыточного активного ила, отсутствие осадка на начальной стадии обработки воды, исключение разбавления исходной воды чистой водой. Поставленная задача решается способом биохимической очистки сточных вод гидролизного производства, включающим обработку активным илом с последующим разделением иловой смеси, в котором, согласно изобретению сточные воды предварительно обрабатывают кормовыми дрожжами вначале иммобилизованными в анаэробных условия х, затем - свободноплавающими в аэробных, а отделенную от дрожжевой жидкость обрабатывают иммобилизованным активным илом в прямоточном режиме. Анаэробная обработке воды иммобилизованными кормовыми дрожжами позволяет снизить ХПК на 78-83 %, последующая обработка воды свободно плавающими кормовыми дрожжами при аэрации снижает ХПК до 90-93 %. ХПК ее не превышает 1000 мг/л, что позволяет направить сточную воду на биохимическую очистку в аэротенки с иммобилизованным активным илом без предварительного разбавления водопроводной водой. Обработка сточной воды иммобилизованным активным илом снижает ХПК на 93-95 %. Прирост активного ила в аэротенках составляет 0,9 % от количества загрязнений сточной воды. направляемой на биологическую очистку. Очищенная в аэротенках вода пригодна для использования в гидролизном производстве, чем, в основном, решается проблема водообеспечения производства. Предварительная анаэробная обработка воды дает возможность осадить ионы цинка и марганца без применения фосфорнокислых солей кальция и аммония. Это позволяет избежать образования осадка на начальном этапе обработки воды, что имеет место в известном способе. Процесс очистки реальных сточных вод гидролизно-дрожжевого производства осуществляют в сооружении, состоящем из анаэробного биореактора с рабочим объемом 500 м 3, в котором размещена волокнистая насадка "ВИЯ" с иммобилизованными кормовыми дрожжами, аппарата интенсивного массообмена с рабочим объемом 400 м 3 и аэротенка объемом 3,0 тыс.м 3. Объем сточных вод, направляемых на очистку а эти сооружения. - 28003000 мЭ/сут, ХПК -6000-11000 мг/л. Сточную воду подают в анаэробный биореактор. Время пребывания воды на этой ступени 4-4,5 часа. Нагрузка по снятому ХПК равна 27-43 кг/м 3. Степень очистки -78-83 %. После анаэробной обработки сточную воду направляют на аэробную очистку с помощью свободноплавающих дрожжей. Время пребывания на этой стадии очистки 3-3,5 часа. Степень очистки - 90-93 %. После аэробной очистки в аппарате интенсивного массообмена дрожжи отделяют, а жидкость направляют на биохимическую очистку иммобилизованным активным илом в аэротенки. ХПК на этой ступени снижается на 93-95 %. Время нахождения воды в аэротемке 24 часа, прирост избыточного активного ила составляет 0,9 % от количества загрязнений сточной воды, направляемой на биологическую очистку. Иммобилизацию производственных кормовых дрожжей осуществляют, используя дрожжи основного производства. Анаэробную стадию очистки осуществляют с помощью иммобилизованных дрожжей. Иммобилизацию кормовых дрожжей осуществляют на волокнистой насадке типа "ВИЯ", для чего готовят суспензию дрожжей на сточной воде в концентрации 3-4 тыс. мг/л по взвешенным веществам, подают ее в анаэробный биореактор, в котором размещена насадка "ВИЯ", и выдерживают без протока до снижения ХПК сточной воды на 70 %. После этого приступают к непрерывной подаче сточной воды. Очистку воды в анаэробном биореакторе осуществляют иммобилизованные на волокнистой насадке дрожжи. Прошедшая анаэробную обработку сточная вода подается на аэробную очистку с интенсивной аэрацией, где происходит окисление компонентов сточной воды свободноплавающими дрожжами, поступившими вместе со сточной водой из анаэробного реактора. Концентрация свободно плавающих дрожжей, вытекающих из анаэробного биореактора, стабильна и составляет 10 -109 кл/мл. Дополнительной подачи аэробной бимассы на аэробную ступень не проводят. После аэробной стадии дрожжи отделяют и направляют на основное производство. Очищенная от дрожжей жидкость поступает на аэробную очистку в аэротенки с иммобилизованным активным илом. Пример 1. Сточную воду с ХПК 6000 мг/л подают в анаэробный реактор объемом 500 м 3, в котором размещена насадка "ВИЯ" с иммобилизованными кормовыми дрожжами. Концентрация кормовых дрожжей - 4 кг/м 3 по сухому весу. Расход воды 3000 м 3/сут. ХПК обработанной воды 1080 мг/л. Степень очистки - 82 %. Нагрузка по снятому ХПК - 27,5 кг/м сут. После анаэробной ступени вода поступает в аэробный биореактор объемом 400 м 3, где происходит окисление компонентов воды свободноплавающими кормовыми дрожжами, поступившими вместе со сточной водой из анаэробной ступени. Расход воздуха 50 м/час на 1 м 3 обрабатываемой воды. Степень очистки на этой стадии составляет 93,4 %. ХПК очи щенной воды - 400 мг/д. Дрожжи отделяют и подают в основное производство, а жидкость направляют на биохимическую очистку в аэротенки иммобилизованным на насадке "ВИЯ" активным илом. Время пребывания в аэротен-ке 24'часа. ХПК 300 мг/л. Степень очистки – 95 %. Очищенная вода пригодна для производственных нужд. Пример 2. Сточную воду с ХПК 9000 мг/л подают в анаэробный биореактор объемом 500 м 3, в котором размещена насадка "ВИЯ" с иммобилизованными кормовыми дрожжами. Концентрация дрожжей 6,5 кг/м 3 по сухому весу. Расход воды - 2800 м 3/сут. ХПК обработанной воды -1800 кг/л, степень очистки 80 %. Нагрузка по снятому ХПК 36,6 кг/м 3.сут. После анаэробной ступени сточная вода подается на аэробную обработку в биореактор объемом 400 м 3, где очистку осуществляют свободноплавающие дрожжи, поступившие из анаэробного биореактора. Расход воздуха 80 м 3/час на 1 м 3 обрабатываемой воды. Степень очистки на этой стадии 91,7%. ХПК очищенной воды 750 мг/л, Дрожжи отделяют, а жидкость направляют наобработку в аэротенки с иммобилизованным активным илом. ХПК очи щенной воды - 600 мг/л. Степень очистки 93,6 %. Очищенная вода пригодна для производственных нужд. Пример 3. Суточную воду с ХПК 11000 мг/л подают в анаэробный биореактор объемом 500 м 3, в котором размещена насадка "ВИЯ" с иммобилизованными кормовыми дрожжами. Концентрация биомассы 6 кг/м 3 по сухому весу. Расход воды 2800 м 3/сут. ХПК обработанной в анаэробных условия х воды 2500 мг/л. Степень очистки 77,3 %. Нагрузка по снятому ХПК 43 кг/м 3.сут, После анаэробной ступени очистки вода поступает в аэробный биореактор объемом 400 м 3, где происходит окисление загрязнителей савободноплавающими кормовыми дрожжами. Расход воздуха 100 N г/час на 1 м 3 обрабатываемой воды. Степень очистки на этой стадии – 89 %. ХПК очищенной воды - 980 мг/л. Дрожжи отделяют и подают в основное производство, а жидкость направляют на биохимическую очистку в аэротенки иммобилизованным активным илом. Время нахождения воды в аэротенке - 24 часа, ХПК - 820 мг/л. Вода может быть использована в производстве при получении гидролиза. В таблице приведены сравнительные результаты очистки сточных вод известным и предлагаемым способом. Как видно из таблицы, очистка сточной воды по предлагаемому способу при ХПК 6000-11000 мг/л без разбавления происходит на 92,5-95 %, тогда как по известному способу сточн ую воду с ХПК 8400 мг/л перед подачей в аэротенки разбавляют в два раза водопроводной водой до ХПК - 4200 мг/л, и очистка при этом происходит только на 75 %, то есть степень очистки воды повышается на 20 %. Возрастает также экономичность процесса, так как исключается использование водопроводной воды для разбавления сточной. В связи с тем, что количество загрязнений, поступающих в аэротенк со сточной водой по предлагаемому способу ниже, прирост активного ила на порядок ниже по сравнению с прототипом и составляет 0,9 % от общего количества загрязнений. Использование иммобилизованного активного ила исключает его рециркуляцию, существующую в известном способе, что также повышает экономичность процесса. Таким образом, использование предложенного способа позволяет увеличить степень очистки сточных вод гидролизного производства до 92,5-55 %, уменьшить прирост активного ила до 0,9 % от общего количества загрязнений, исключить образование осадка на начальной стадии обработки, сократить более чем в 2 раза потребление чистой воды.