Спосіб біологічної очистки стічних вод від нітратів та органічних сполук

1. СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ НИТРАТОВ И ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ, включающий обработку на первой ступени денитрифицирующими микроорганизмами, на второй ступени нитрифицирующим активным илом с возвратом нитрифицированных сточных вод и избыточной биомассы на первую ступень, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения производительности процесса, уменьшения потока нитрифицированных сточных вод, возвращаемых на стадию денитрификации, обработку сточных вод на первой ступени осуществляют в два этапа, на первом этапе грибами рода Geotriehum Link в аэробных условиях, на втором этапе - анаэробными денитрифицирующими и сбраживающими бактериями, прикрепленными к загрузке при постоянной пульсации обрабатываемого потока сточных вод, а возврат нитрифицированных сточных вод осуществляют в сточные воды после этапа обработки грибами, 2. Способ по п,|, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что при обработке сточных вод грибами рода Geotrichum Link концентрацию растворенного кислорода поддерживают от 0^2 до 2,5 мг/л. 3. Способ по п п . 1 и 2 , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что обработку сточных вод на этапе обработки денитрифицирующим и сбраживающими бактериями осуществляют при окиелчтельно-восстановительном потенциале от -20 до -140 мВ. Р * V J * 1 1 №851 ностью, обеспечивающей турбулентное Изобретение относится к способам движение с точной жидкости. При этом биологической очистки сточных вод и грибная биомасса распределяется равможет быть использовано в химичесномерно в объеме фильтра, удаляются кой промышленности. 5 газы, выделенные денитрифицирующими Цель изобретения - увеличение прои сбраживающими бактериями, ОВП во изводительности процесса, уменьшение всех точках фильтра не опускается потока нитрифицированных стрчных ниже 140 мВ. Сточная вода, обработанвод, возвращаемых на стадию денитриная в фильтре и содержащая органификации. 10 ческие соединения и аммоний, поступает на вторую ступень, где с помоСпособ осуществляют следующим образом. щью нитрифицирующего активного ила т С очнуто воду, содержащую нитраты осуществляют очистку от органических и органические соединения, обрабатысоединений и аммоний восстанавливавают грибами рода Geotrichum Link 15 ется до нитратов. В зависимости от при концентрации растворенного кислотребуемой эффективности очистки сточрода от 0,2 до 2,5 мг/л. При отношеной воды от нитратов, назначается нии биологической потребности в кисвеличина потока нитрифицированной во лороде (ВПК): N - N0^ в сточной воде второй ступени сточной воды, возврабольше 4, концентрацию кислорода вы20 щаемой на второй этап денитрификации бирают таким образом, чтобы наряду в анаэробный биофильтр. с максимально возможной очисткой сточной воды от нитратов и органических веществ, отношение БПК: N - N0" ' о в ней после обработки, с учетом БПК биомассы было оптимальным для бактериальной денитрификации. При отношении БПК в сточной воде меньше 4, ее обрабатывают грибами при концентрации растворенного кислорода от 0,2 до 0,5 мг/л, т.е. обеспечивается наибольший прирост биомассы. Сточную воду, обработанную грибами, смешивают с возвращаемым потоком нитрифицированной сточной воды и подают в фильтр с прикрепленными к загрузке сбраживающими и денитрифицирующими бактериями. В фильтре отделяются грибы и за счет жизнедеятельности факультативно-анаэробных бактерий уменьшается .окислителіно-восстановительный потенциал (ОБИ) сточной воды ниже 20 мВ, Сбраживающие бактерии разрушают продукты метаболизмы грибов и грибную биомассу с образованием органических кислот. Продукты кислого брожения приводят к снижению рН сточной воды и используются денитрифицирующими бактериями в качестве органического субстрата дпя очистки сточной воды от нитратов, которые поступают в фильтр с потоком нитрифицированной сточной воды и со сточной водой, обработанной на первом этапе. В щ оцегсе сбраживания происходит аммонификация азотсодержащих органических веществ грибной биомассы и образуется аммонии. В фильтре поток сточной воды пульсирует с интенсив П р и м е р . Сточную воду, содержащую от 250 до 1000 мг/л N - N0~ , БПК от 500 до 8000 мг 0 2 /л, фосфор 25 ^5 мг/л, с рН 5,0 обрабатывают в двух лабораторных установках. Каждая установка состоит из анаэробного биофильтра с устройством, обеспечивающим пульсацию обрабатываемой сточил ной воды, аэротенка с нитрифицирующим активным илом, системы, обеспечивающей возврат нитрифицированной сточной воды в анаэробный биофильтр. В одной установке обработку сточной воды осуществляют вначале в аэротенке с грибами рода Geotrichum Link, Концентрацию кислорода при обработке грибами выбирают от 0,2 до 2,5 мг/л. Сравнительные данные очистки сточной воды в этих установках приведены в 40 таблице Ї. Из приведенных результатов с тедует, что при очистке сточной воды с БПК 8000 мг 0 г /г и концентрацией 45 нитратов, по N - N 0 ^ 1000 мг/л, очистка от нитратов происходит в установках с равной эффективностью, но очистку от органических веществ в установке, использующей ірибы, 50 осуществляют лучше. БПК сточной воды, прошедшей денитрификацию в два этапа, в 2,2 раза ниже, чем у сточной воды, прошедшей анаэробный биофильтр. Соответственно не менее 55 чем в 2,2 раза сокращается время пребывания сточной воды на второй ступени. Даже при достижении в сравниваемых способах равной эффектив СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (51)4 С 02 F 3/30 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ (21) 3750367/23-26 (22) 07.06.84 (46) 30.11.85. Бюл, № 44 (71) Макеевский инженерно-строительный институт (72) Н.И.Куликов и Н.Е.Затолокин (53) 628.356(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 810614, кл.С 02 F 3/28, 1981. Авторское свидетельство СССР В 1029951, кл. С 02 F 3/32, 1983. * Патент Японии № 56-1158, кл. С 02 F 3/34, 1981. (54)(57) I. СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ НИТРАТОВ И ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ, включающий обработку на первой ступени денитрифицирующими микроорганизмами, на второй ступени нитрифицирующим активным илом с возвратом нитрифицированных сточных вод и избыточной биомассы на первую ступень» о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения производительности процесса, уменьшения потока нитрифицированных сточных вод» возвращаемых на стадию денитрификации, обработку сточных вод на первой ступени осуществляют в два этапа, на первом этапе грибами рода Geotriehum Link в аэробных условиях, на втором этапе - анаэробными денитрифицирующими и сбраживающими бактериями, прикрепленными к загрузке при постоянной пульсации обрабатываемого потока сточных вод, а возврат нитрифицированных сточных вод осуществляют в сточные воды после этапа обработки грибами, 2, Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при обработке сточных вод грибами рода Geotrichum Link концентрацию растворенного кислорода поддерживают от 0,2 до 2,5 мг/л. 3. Способ по пп„1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что обработку сточных вод на этапе обработки денитрифицирующим и сбраживающими бактериями осуществляют при окислительно-восстановительном потенциале от -20 до -140 мВ. 2 1 1 194851 ностью, обеспечивающей турбулентное Изобретение относится к способам движение сточной жидкости. При этом биологической очистки сточных вод и грибная биомасса распределяется равможет быть использовано в химичесномерно в объеме фильтра, удаляются кой промышленности. 5 газы, выделенные денитрифицирующими Цель изобретения - увеличение прои сбраживающими бактериями, ОВП во изводительности процесса, уменьшение всех точках фильтра не опускается потока нитрифицированных стрчных ниже 140 мВ. Сточная вода, обработанвод, возвращаемых на стадию денитриная в фильтре и содержащая органификации. 10 ческие соединения и аммоний, постуСпособ осуществляют следующим обпает на вторую ступень, где с поморазом. щью нитрифицирующего активного ила Сточную воду, содержащую нитраты осуществляют очистку от органических и органические соединения, обрабатысоединений и аммоний восстанавливавают грибами рода Geotrichum Link 15 ется до нитратов. В зависимости от при концентрации растворенного кислотребуемой эффективности очистки сточрода от 0,2 до 2,5 мг/л. При отношеной воды от нитратов, назначается нии биологической потребности в кисвеличина потока нитрифицированной во лороде (ВПК): N - N 0 ? в сточной воде второй ступени сточной воды, возврабольше 4, концентрацию кислорода вы- 20 щаемой на второй этап денитрификации бирают таким образом, чтобы наряду в анаэробный биофильтр. с максимально возможной очисткой П р и м е р . Сточную воду, содерсточной воды от нитратов и органичесжащую от 250 до 1000 мг/л N - N0~ , ких веществ, отношение ВПК: N - Ш Г ВПК от 500 до 8000 мг 02/л, фосфор в ней после обработки, с учетом ВПК 25 25 мг/л, с рН 5,0 обрабатывают в биомассы было оптимальным для бактедвух лабораторных установках. Каждая риальной денитрификации. При отношеустановка состоит из анаэробного нии ВПК в сточной воде меньше 4, ее биофильтра с устройством, обеспечиобрабатывают грибами при концентравающим пульсацию обрабатываемой сточции растворенного кислорода от 0,2 эл ной воды, аэротенка с нитрифицируюдо 0,5 мг/л, т.е. обеспечивается щим активным илом, системы, обеспенаибольший прирост биомассы. Сточную чивающей возврат нитрифицированной воду, обработанную грибами, смешивают сточной воды в анаэробный биофильтр. с возвращаемым потоком нитрифицироВ одной установке обработку сточной ванной сточной воды и подают в фильтр воды осуществляют вначале в аэротенс прикрепленными к загрузке сбражике с грибами рода Geotrichum Link. вающими и денитрифицирующими бактеКонцентрацию кислорода при обработке риями, В фильтре отделяются грибы и грибами выбирают от 0,2 до 2,5 мг/л. за счет жизнедеятельности факультаСравнительные данные очистки сточной тивно-анаэробных бактерий уменьшаводы в этих установках приведены в ется .окислительно-восстановительный 40 таблице 1. потенциал (ОВП) сточной воды ниже 20 мВ, Сбраживающие бактерии разруИз приведенных результатов следушают продукты метаболизмы грибов и ет, что при очистке сточной воды грибную биомассу с образованием оргас ВПК 8000 мг 0 г /г и концентрацией нических кислот. Продукты кислого * нитратов, по N - N0» 1000 мг/л, брожения приводят к снижению рН сточочистка от нитратов происходит в ной воды и используются денитрифициустановках с равной эффективностью, рующими бактериями в качестве органо очистку от органических веществ нического субстрата для очистки в установке, использующей грибы, сточной воды от нитратов, которые по- 5^ осуществляют лучше. ВПК сточной ступают в фильтр с потоком нитрифициводы, прошедшей денитрификацию в рованной сточной воды и со сточной два этапа, в 2,2 раза ниже, чем у водой, обработанной на первом этапе. сточной воды, прошедшей анаэробный В процессе сбраживания происходит биофильтр. Соответственно не менее аммонификация азотсодержащих органи- 55 чем в 2,2 раза сокращается время ческих веществ грибной биомассы и пребывания сточной воды на второй образуется аммоний. В фильтре поток ступени. Даже при достижении в сравсточной воды пульсирует с интенсивниваемых способах равной эффектив \ З 1 194851 * тов после обработки сточной воды нитрифицирующим активным илом, т.е. уменьшается поток нитрифицированной сточной воды, возвращаемой на стадию денитрификацни. При обработке сточной воды в установке с грибами, кроме случаев, когда отношение БПК N - NO~ меньше 4, наблюдается снижение p l после обработки на первой i 10 ступени до величин, при которых не угнетается жизнедеятелькость активного ила второй ступени. Отсутствие пульсации потока обрабатываемой сточной воды в фильтре приводит к его занли15 ванию, накоплению газов на загрузке, снижению ОВП ниже 140 мВ и, соответственно, появлению сероводорода и увеличению концентрации ионов аммония в обрабатываемой воде. HOCТИ ОЧИСТКИ СТОЧНОЙ ВОДЫ ПО БПК в процессе денитрификации, время, необходимое для нитрификации на второй ступени, исходя из концентрации ионов аммония в 1,4-1,8 раза больше. Это указывает на увеличение производительности единицы объема сооружения биологической очистки в целом. При обработке сточной воды с БПК 2000 мг 0 /л в установке по прототипу, утилизировано 70% нитратов, а в установке с грибами - 98%. Таким образом уменьшается количество органических соединений, необходимое для осуществления биологической денитрификации. Содержание аммонийного азота меньше в сточной воде, обработанной с использованием грибов. Соответственно меньше образуется нитраНаименование процесса Поступающая сточная вода БПК, мг 0 2 /л Очистка от нитра- БПК после обработтов, % ки, мгО?/л N - NG~ мг/л Этап 1-й Двухэтапная денитрификация 2-й 1-й 2-й 1000 70 99,5 900 1700 2000 1000 48 98 to o 70 8000 250 99,5 99,6 100 800 500 Одноэтапная денитрификация (прототип) 8000 250 42 98 100 80 8000 1000 99,5 3900 2000 1000 ' 68 80 Продолжение таблицы Наименование процесса Двухэтапная денитрификация Концентрация кислорода при обра- і ботке 1-й грибами, мг/л ч Этап 2-й 1-й 2-й Время NH* после обработобработ - ки ки ; на второй мг/л стадии, ч 8,3 1,2 0,4 Время обработки рН 1.5 7.2 70 7,8 8,5 90 1194851 Продолжение таблицы Іаиченование процесса Концентрация кислорода при обработке 1-й грибами, мг/л Время обработки рН ч Этап 2-й 1-й 2-й Зремч NH4 обработпосле обраб^-г - ки ки. мг/л на второй с т адни, ч 2,5 5 3,3 М 130 6 0,2 Одноэтапная дениірификация (прототип) 8 1,5 5 7,8 8,2 185 6 9 8,6 ~ 310 24 8 8,0 : Редактор Ю,Середа 270 Составитель Г.Лебедева Техред А.Кикемезей Корректор И.Иуска Заказ 7379/28 Тираж 683 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/г) Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, U