Спосіб біологічного очищення стічних вод від поверхнево-активних речовин

Реферат: Винахід належить до способу біологічного очищення стічних вод від поверхнево-активних речовин, що включає послідовну обробку стічних вод, які пройшли очищення в секції біофлокулятора-флотатора, що містить зону змішування і зону розділення, з наступною обробкою стічних вод в аеротенках з аеробним біологічним очищенням, далі у секції вторинного відстоювання з гравітаційним відокремленням очищеної води від мулової суміші, з поверненням частини надлишкового активного мулу після секції вторинного відстоювання до біофлокулятора-флотатора, флотаційний шлам із зони розділення спрямовують на мулові майданчики. Флотаційний шлам із зони розділення попередньо спрямовують у аноксидну секцію обробки флотаційного шламу, згодом продукти аноксидної обробки флотаційного шламу направляють в аеробну зону секції аеротенка, а очищення стічних вод ведуть послідовно в аноксидній, в яку надходить стічна вода після флокулятора-флотатора, і аеробній зонах секції аеротенка із рециркуляцією мулової суміші від аеробної до аноксидної секції аеротенка, а зворотний активний мул після секції вторинного відстоювання подають в аноксидну зону секції аеротенка. UA 113122 C2 (12) UA 113122 C2 UA 113122 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до способів біологічного очищення і може бути використаний для очищення міських і виробничих стічних вод, які містять поверхнево-активні речовини. Відомий спосіб біологічного очищення стічних вод від поверхнево-активних речовин, що включає обробку стічних вод, які пройшли очищення в спорудах первинних відстійників, далі в аеротенках із вільноплаваючим біоценозом мікроорганізмів активного мулу, наступне гравітаційне відокремлення очищеної води від мулової суміші у вторинному відстійнику, та повернення надлишкового активного мулу в первинні відстійники [1]. Недоліком вказаного способу є низький ступінь очищення стічних вод від поверхневоактивних речовин за рахунок інгібуванння транспорту кисню повітря до бактеріальних клітин активного мулу через високу сорбційну здатність активного мулу за поверхнево-активними речовинами, тим самим до зниження окисної здатності аеробних мікроорганізмів активного мулу, погіршення розділення мулової суміші у вторинному відстійнику, високий винос активного мулу з вторинного відстійника із очищеними стічними водами і зниження дози активного мулу в аеротенку. Найближчий за технічною суттю до запропонованого рішення є спосіб біологічного очищення стічних вод від поверхнево-активних речовин, що включає послідовну обробку стічних вод, які пройшли очищення в секції біофлокулятора-флотатора, що містить зону змішування і зону розділення, з наступною обробкою стічних вод в аеротенках з аеробним біологічним очищенням, далі у секції вторинного відстоювання з гравітаційним відокремленням очищеної води від мулової суміші, з поверненням частини надлишкового активного мулу після секції вторинного відстоювання до біофлокулятора-флотатора, а флотаційний шлам із зони розділення спрямовується на мулові майданчики [2]. Недоліком вказаного способу є недостатній ступінь очищення стічних вод від поверхневоактивних речовин, через завищені концентрації кисню повітря в зоні аерації, порушення процесів розділення мулової суміші на активний мул та очищену стічну воду в зоні вторинного відстоювання, враховуючи сорбцію поверхнево-активних речовин аеробними мікроорганізмами активного мулу із стічної води, що призводить до виносу активного мулу із очищеними стічними водами, збіднення спільноти аеробних автотрофів і гетеротрофів в активному мулі, зменшення біомаси активного мулу в аеротенку в цілому, інгібування процесів нітрифікації, зниження ступеня окиснення органічних забруднень при зменшенні біомаси активного мулу. Винахід направлений на глибоке біологічне очищення стічних вод від поверхнево-активних речовин за рахунок зниження навантаження за поверхнево-активними речовинами на активний мул в аеротенку, забезпечення стабільного розділення мулової суміші в зоні вторинного відстоювання, зниження виносу поверхнево-активних речовин із очищеними стічними водами із зони вторинного відстоювання. Поставлена задача досягається тим, що у способі біологічного очищення стічних вод від поверхнево-активних речовин, що включає послідовну обробку стічних вод, які пройшли очищення в секції біофлокулятора-флотатора, що містить зону змішування і зону розділення, з наступною обробкою стічних вод в аеротенках з аеробним біологічним очищенням, далі у секції вторинного відстоювання з гравітаційним відокремленням очищеної води від мулової суміші, з поверненням частини надлишкового активного мулу після секції вторинного відстоювання до біофлокулятора-флотатора, флотаційний шлам із зони розділення спрямовують на мулові майданчики, далі флотаційний шлам із зони розділення попередньо спрямовують у аноксидну секцію обробки флотаційного шламу, згодом продукти аноксидної обробки флотаційного шламу направляють в аеробну зону секції аеротенка, а очищення стічних вод ведуть послідовно в аноксидній, в яку надходить стічна вода після флокулятора-флотатора, і аеробній зонах секції аеротенка із рециркуляцією мулової суміші від аеробної до аноксидної секції аеротенка, а зворотний активний мул після секції вторинного відстоювання подають в аноксидну зону секції аеротенка. При обробці стічних вод в аноксидних умовах, органічний субстрат мікроорганізмами споживається швидше, аніж на деструкцію поверхнево-активних речовин, що призводить до нестачі органічного субстрату для забезпечення процесів окиснення мікроорганізмами, сорбованих пластівцями активного мулу, поверхнево-активних речовин в аеробних умовах, та забезпечення мікроорганізмів активного мулу речовинами для їх життєдіяльності. Обробка флотаційного шламу із високими концентраціями поверхнево-активних речовин, що сорбовані надлишковим активним мулом, в аноксидних умовах призводить до руйнування молекул поверхнево-активних речовин факультативними мікроорганізмами, які містяться в надлишковому активному мулі, шляхом споживання ними кисню, що входить до гідрофільної частини поверхнево-активних речовин з наступною рекомбінацією їх залишкових конформацій 1 UA 113122 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вуглеводневого ланцюжка гідрофобної частини поверхнево-активних речовин в сполуки, які є органічним субстратом для аеробних автотрофів та гетеротрофів. Направлення в аеробну зону секції аеротенка продуктів аноксидної обробки флотаціного шламу забезпечує аеробні автотрофи та гетеротрофи активного мулу необхідним органічним субстратом для реалізації процесів окиснення мікроорганізмами поверхнево-активних речовин, що сорбувались на пластівцях активного мулу зі стічної води, підтримання біомаси факультативних мікроорганізмів в активному мулі, що забезпечить глибоке очищення стічних вод від поверхнево-активних речовин, стабільне розділення мулової суміші в зоні вторинного відстоювання та знизить винос поверхнево-активних речовин із очищеними стічними водами із зони вторинного відстоювання. Оброблення стічних вод після флокулятора-флотатора в аноксидних і аеробних умовах після секції біофлокуляції-флотації з рециркуляцією мулової суміші від аеробної до аноксидної зони секції аеротенка дозволяє досягти високого ступеня денітрифікації та деструкцію поверхнево-активних речовин, що не сорбувались у флокуляторі-флотаторі на поверхні надлишкового активного мулу, факультативними анаеробами активного мулу в аноксидній секції аеротенка, та досягти високого ступеня нітрифікації бактеріями родів Nitrosomonas і Nitrobacter, знизити витрату повітря, яка подається в аеробну секцію аеротенка. Рециркуляція мулової суміші від аеробної до аноксидної секції аеротенка підтримує нітратний рецикл. Подача зворотного активного мулу після зони вторинного відстоювання в секцію аноксидного очищення стічних вод аеротенка унеможливлює зниження біомаси активного мулу в секціях аеротенка в цілому. Спосіб біологічного очищення стічних вод від поверхнево-активних речовин, що заявляється, реалізований в пристрої біореактора секційного типу і може бути пояснений поданим кресленням: фронтальним розрізом на головному вигляді фіг. 1, горизонтальним розрізом на вигляді зверху фіг. 2. Пристрій складається з корпусу 1, камера пристрою розділена вертикальними перегородками 2 на секцію біофлокуляції-флотації 3, що містить зону змішування і зону розділення, із похилою перегородкою-екраном 4. Аеротенк (на фігурах не позначений) складається з секції аноксидного очищення стічних вод 5, секції аноксидної обробки флотаційного шламу 6, секції аеробного очищення стічних вод 7. Після аеротенка розміщено секцію вторинного відстоювання 8. Пристрій обладнаний трубопроводом зворотного активного мулу 9, трубопроводом надлишкового активного мулу 10, трубопроводом рециркуляції мулової суміші 11, трубопроводом подачі стічних вод на очищення 12, трубопроводом відведення очищених стічних вод 13. Пристрій обладнаний системою аерації 14, трубопроводом 15 подачі стічних вод із секції біофлокуляції-флотації до секції аноксидного очищення стічних вод аеротенка. Вертикальні перегородки 2 містять отвори 16 для переливу флотаційного шламу, отвори 17 для переливу продуктів аноксидної обробки флотаційного шламу, отвори 18 для переливу мулової суміші. Пристрій обладнаний рециркуляційними насосами 19. На трубопроводах влаштовані запірно-регулювальна арматура 20. Пристрій обладнаний трубопроводом 21 подачі робочої рідини із стисненим повітрям. Секція вторинного відстоювання 8 містить збірний лоток 22. Пристрій обладнаний трубопроводом скиду 23 надлишкового активного мулу. Спосіб біологічного очищення стічних вод від поверхнево-активних речовин реалізується таким чином. В корпус 1 пристрою стічна вода, що містить поверхнево-активні речовини, подається по трубопроводу 12 в секцію біофлокуляції-флотації 3. В секцію біофлокуляції-флотації також подається робоча рідина із стисненим повітрям по трубопроводу 21, та надлишковий активний мул трубопроводом 10. Надлишковий активний мул сорбує своєю поверхнею поверхневоактивні речовини зі стічних вод, далі захоплюється бульбашками повітря, що інтенсивно вивільняються із робочої рідини, та виноситься у флотаційний шлам секції біофлокуляціїфлотації 3. З зони розділення в секції біофлокуляції-флотації 3, що відокремлена похилою перегородкою-екраном 4 від зони змішування, стічна вода відводиться по трубопроводу 15 в секцію аноксидного очищення стічних вод 5, а флотаційний шлам, через отвори 16 у вертикальній перегородці 2, надходить у секцію аноксидної обробки флотаційного шламу 6. Обробка флотаційного шламу із високими концентраціями поверхнево-активних речовин, що сорбовані надлишковим активним мулом, проводиться в аноксидних умовах, що призводить до руйнування молекул поверхнево-активних речовин факультативними мікроорганізмами, які містяться в надлишковому активному мулі, шляхом споживання ними кисню, який входить до гідрофільної частини поверхнево-активних речовин з наступною рекомбінацією їх залишкових 2 UA 113122 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 конформацій вуглеводневого ланцюжку гідрофобної частини поверхнево-активних речовин в сполуки, які є органічним субстратом для аеробних автотрофів та гетеротрофів. Продукти аноксидної обробки флотаційного шламу, через отвір 17 в вертикальній перегородці 2, надходять до секції аеробного очищення стічних вод 6 аеротенка, що забезпечує аеробні автотрофи та гетеротрофи активного мулу необхідним органічним субстратом для підтримання їх життєдіяльності, підтримання біомаси факультативних мікроорганізмів в активному мулі. В стічній воді, що надійшла в секцію аноксидного очищення стічних вод 5, відбуваються процеси біологічного руйнування частки поверхнево-активних речовин, що не сорбувалися надлишковим активним мулом в секції біофлокуляції-флотації, факультативними анаеробами та процеси денітрифікації, необхідна кількість нітратів та нітритів для яких забезпечується рециркуляцією мулової суміші по трубопроводу 11 за допомогою рециркуляційного насоса 19. Регулювання об'єму рециркуляції мулової суміші проводять за допомогою запірнорегулювальної арматури 20, що влаштована на трубопроводі рециркуляції мулової суміші 11. Аноксидна обробка стічних вод сприяє глибокому очищенню стічних вод від поверхневоактивних речовин. Мулова суміш після секції аноксидного очищення стічних вод надходить через отвори 18 до секції аеробного очищення стічних вод. В секції аеробного очищення стічних вод 7 аеротенка відбувається інтенсивне окиснення мікроорганізмами, в аеробних умовах, органічних забруднень стічних вод. Для забезпечення життєдіяльності аеробних мікроорганізмів киснем повітря секція аеробного очищення стічних вод 7 обладнана аераційною системою 14. Повітря, що подається системою аерації 14, також підтримує мулову суміш в зваженому стані та рівномірно розподіленою по об'єму секції аеробного очищення в аеротенку. Мулова суміш надходить через отвори 18 із зони аеробного очищення стічних вод 7 в зону вторинного відстоювання 8, розділяється на активний мул і очищену стічну воду. Очищена стічна вода збирається збірним лотком 22, та відводиться за межі пристрою трубопроводом 13. Для унеможливлення зниження біомаси активного мулу в аноксидних і аеробних секціях аеротенка зворотний активний мул після зони вторинного відстоювання спрямують в секцію аноксидного очищення стічних вод аеротенка 5 по трубопроводу 9 за допомогою насоса 19. Ту частину надлишкового активного мулу, що не була направлена до секції біофлокуляції-флотації 3, виводять за межі пристрою трубопроводом 23 на мулові майданчики для підсушення. Спосіб біологічного очищення стічних вод від поверхнево-активних речовин за рахунок роздільного оброблення стічних вод в аноксидних і аеробних умовах після зони біофлокуляціїфлотації та флотаційного шламу із високими концентраціями поверхнево-активних речовин в аноксидних умовах, з наступним надходженням продуктів аноксидної обробки флотаційного шламу до аеробних умов, як джерела органічного субстрату для аеробних мікроорганізмів активного мулу, дозволяє досягти глибокого очищення стічних вод від поверхнево-активних речовин, уникнути застосування додаткових реагентів, зменшити об'єми надлишкового активного мулу, який надходить на мулові майданчики, зменшити корисну площу мулових майданчиків, забезпечити зниження навантаження за поверхнево-активними речовинами на активний мул в аеротенку, скоротити тривалість біологічного очищення стічних вод від поверхнево-активних речовин та знизити експлуатаційні витрати на аерацію стічних вод, унеможливити зниження біомаси активного мулу в зоні аерації, забезпечити стабільне розділення мулової суміші в зоні вторинного відстоювання, знизити винос поверхнево-активних речовин із очищеними стічними водами із зони вторинного відстоювання, та підвищити ефективність очищення стічних вод. Джерела інформації: 1. Патент Російської Федерації № 2535989 Способ аэробной биологической очистки сточных вод, C02F 3/00, C02F 3/02, Бюл. № 35, 20.12.2014. 2. Патент Російської Федерації № 2404133 Установка для очистки сточных вод, C02F 1/24, C02F 3/02, C02F 9/14, Бюл. № 32, 20.11.2010. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 60 Спосіб біологічного очищення стічних вод від поверхнево-активних речовин, що включає послідовну обробку стічних вод, які пройшли очищення в секції біофлокулятора-флотатора, що містить зону змішування і зону розділення, з наступною обробкою стічних вод в аеротенках з аеробним біологічним очищенням, далі у секції вторинного відстоювання з гравітаційним відокремленням очищеної води від мулової суміші, з поверненням частини надлишкового активного мулу після секції вторинного відстоювання до біофлокулятора-флотатора, 3 UA 113122 C2 5 флотаційний шлам із зони розділення спрямовують на мулові майданчики, який відрізняється тим, що флотаційний шлам із зони розділення попередньо спрямовують у аноксидну секцію обробки флотаційного шламу, згодом продукти аноксидної обробки флотаційного шламу направляють в аеробну зону секції аеротенка, а очищення стічних вод ведуть послідовно в аноксидній, в яку надходить стічна вода після флокулятора-флотатора, і аеробній зонах секції аеротенка із рециркуляцією мулової суміші від аеробної до аноксидної секції аеротенка, а зворотний активний мул після секції вторинного відстоювання подають в аноксидну зону секції аеротенка. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4