Спосіб біохімічної очистки стічних вод з піноутворюючими токсичними домішками та пристрій для його здійснювання

Изобретение относится к области обработки сточных вод, может быть использовано для очистки сточных вод, содержащих пенообразующие токсичные примеси, и' позволяет повысить эффективность процесса очистки. Для осуществления способа сточные воды подвергают флотации, образующийся пенный продукт обрабатывают микроорганизмами, иммобилизованными на Изобретение относится к обработке сточных вод и может быть использовано для очистки сточных вод, с о держащих пенообразующие токсичные примеси. Цель изобретения - повышение эф• фективности процесса очистки. Для осуществления способа сточные воды, содержащие токсичныо пенооб незатопленном пористом носителе. Концентрацию закрепленных микроорганизмов поддерживают в пределах 1 k— 20 г/дм 3 носителя. Носитель периодически подвергают регенерации сжатым вочдухом. Обработанный пенный продукт и сточную воду доочищагат в аэротенке с помощью микроорганизмов, отделенных от поверхности загрузочного материала в процессе регенерации. При очистке сточных вод с Х К П 8000 мг/л в течение 7 ч степень изъятия органических веществ с о с т а в ляет 54%, ферментативная активность 0,265 мг/л, окислительная мощность 13 кг ХПК/м . Для реализации спосос ба предложено устройство для биохимической очистки высококонцентрированных сточных вод, содержащих п е нообразующие токсичные вещества. Инч тенсификация процесса очистки достигается путем повышения устойчивости микроорганизмов к ТОКСИЧНОМУ действию сточных вод за счет улучшения кислородного режима, увеличения кои-4 центрации и ферментативной активности организма. 2 с . и 2 з.п.ф-лы, 1 и л . , 1 табл. разующие примеси, подвергают флотации, образующийся пенный продукт контактируют с микроорганизмами, иммобилизованными па не затопленном пористом носителе. Концентрацию иммобилизованных микроорганизмов поддерживают в пределах 1k - 20 г по сухому веществу на I дм носителя. Носитель периодически подвергаю ч VУ т 1581705 Для осуществления предлагаемого регенерации путем подачи сжатого способа предложено устройство для воздуха. биохимической очистки высококонцеитУвеличение концентрации биомасрированных сточных вод, содержащих сы в результате ее иммобилизации пенообразующие токсичные примеси. на пористом носителе и улучшение Цель изобретения - интенсификация кислородкіго режима за счет использопроцесса очистки путем повышения усвания кислорода атмосферного в о з д у тойчивости микроорганизмов к токсичха и воздуха, содержащегося в п е н ному действию сточных вод за счет ном продукте, позволяет микроорга10 улучшения кислородного режима, у в е низмам утилизировать токсичные о р личения концентрации и ферментативганические вещества, выделенные в ной активности микроорганизмов. пенный продукт в процессе флотации. Обработанный пенный продукт и с т о ч На чертеже изображено устройство ную воду доочищают в аэротенке с для биохимической очистки высокскон15 помощью микроорганизмов, отделенных центрированных сточных вод, с о д е р от поверхности загрузочного материажащих пенообразующие токсичные прила в процессе регенерации. меси. Устройство для биохимической При поддержании концентрации микочистки включает резервуар 1 с конироорганизмов в диапазоне 14-20 г/дм 20 ческим днищем, камеру флоташш, выв ^сочетании с обеспечиваемым кислополненную з виде короба 2, аэратор родным режимом, наблюдается интен3, пористый материал 4, нижнюю удерсив ное ра зв ит ие мик рофло ры ак тивног о живающую решетку 5, верхнюю удержиила, повышается его ферментативная живающую решетку 6, узел регенераактивность, стимулируется процесс ции, выполненный в виде перфорироокисления органических веществ, что ванных труб 7, источник S сжатого приводит к повышению эффективности воздуха, узел подвода сточной воды, п родесса оч ис тк и. включающий подводящий трубопровод П р и м е р . Сточные воды произ9 с вентилем 10, насос 11, его напорводства синтетических жирных кислот ный трубопровод 12 с вентилем 13 с содержанием органических примесей, и редукционным клапаном 14, напорный характеризуемых показателем ХПК бак 15, к которому через редухцион- . 8000 мг/л, насыщают воздухом и под ный клапан 16 и вентиль 17 присоединапором для создания флотационного нен трубопровод 18 ввода сточной эффекта подают на пористый носитель, расположенный над уровнем воды п 35 воды, узел отвода обработанной воды на доочистку, включающий кольцевую устройстве для очистки сточных вод. камеру 19 и присоединенный к ней труКонцентрация микроорганизмов, з а к бопровод 20 отвода воды на доочистрепленных на пористом носителе, с о е 1 ку, и узел отвода осадка, включающий тавляет 14 г / д м , ферментативная а к трубопровод 21 отвода осадка, к о т о тивность 0,265 мг/л, окислительная рым песредством вентиля 22 присоедимощность 13 кг ХПК/м . нен к всасывающему патрубку насоса За 7 ч пребывания сточной воды 1 1 , и трубопровод 23, присоединенный в устройстве эффективность снижения посредством вентиля 24 к напорному ХПК составляет 54£. т руб оп ров оду 12. В таблице представлены качественный и количественные характеристики Аэратор 3 посредством вентиля 25 процесса очистки. присоединен к трубопроводу 26, к о т о На обработку поступает вода со рый соединен с источником 8 сжатого следующими показателями: рН 6 , 3 - 6 , 7 ; воздуха. К трубопроводу 26 посредХПК 8000 мг/л, азот аммиачный 1120ством вентиля 27 присоединены перфо1400 мг/л, фосфор общий 144~15О м г / л . рированные трубы 7. К всасывающему Способ позволяет увеличить кони напорному патрубкам насоса 11 прицентрацию активного ила на материале соединен соответственно вентилем 28 носителя на 16-43%, повысить окиси вентилем 29 эжектор 30. К верхнему лительную мощность сооружения на торцу короба 2 прикреплен горизон49-57Я, упростить регенерацию носитально размещенный перфорированный теля и повысить эффективность про~ распределительный диск 3 1 . В нижнем цесса очистки в 2 р а з а . конце короба 2 на выходном конце т р у 6 бопровода 18 установлен дополнительный аэратор 32. Короб 2 выполнен с открытыми т о р цами и установлен вертикально внутри резервуара 1, причем т а к , что между нижним торцом короба 2 и к о ническим днищем резервуара 1 образована щель, В нижнюю часть короба 2 введен выходной открытый конец трубопровода 18 ввода сточной воды, а в придонной части конического днища резервуара 1 размещен входной конец трубопровода 21 отвода осадка. В полости, образуемой коническим днищем, выше нижнего торца короба 2 размещен аэратор 3 . Верхний открытый торец короба 2 расположен выше уровня воды в резервуаре 1. Удерживающие решетки 5 и 6 жестко закреплены между стенками резервуара 1 и короба 2 по их периметру, причем нижняя удерживающая решетка 5 установлена выше уровня воды в резервуаре 1, а верхняя удерживающая решетка 6 закреплена ниже верхнего открытого торца короба 2. Между р е шетками 5 и 6 размещен с возможностью перемещения между ними пористый материал 4, на котором иммобилизованы микроорганизмы. В качестве п о ристого материала 4 используют пенополиуретан. Перфорированные трубы 7 установлены под нижней удерживающей решеткой 5. Кольцевая камера 1 9 размещена в резервуаре 1 так, что обеспечивает верхний уровень воды в резервуаре 1. Трубопровод 20 соединен с устройствами (не показаны) для д о очистки обработанной в резервуаре ] воды. Вентили 10» 13, 17, 22, 24, 28 и 29 и вентили 25 и 27 системы сжатого воздуха выполнены дистанционно управляемыми с блока управления (не п о к а з а н ) , к которому подключен и насос 1 1 . Предлагаемый способ биохимической очистки высококонцентрированных сточных вод, содержащих пенообразующие токсичные примеси в устройстве осуществляется следующим образом. При закрытых вентилях 22, 24 и 27 и открытых вентилях 10, 13, 17, 28, 29 и 25 сточную воду трубопроводом 9 подают к насосу 1 1 . Одновременно часть воды проходит через вентиль 28, эжектор 30 и вентиль 29. При п р о хождении эжектора 30 вода насыщается 81705 " вочдухом и д а л е е , смешиваясь с о с новным потоком, насыщает всю воду, которую под напором подают в напорный бак 15. Из напорного бака 15 вода, насыщенная воздухом, под напором через редукционный клапан и вентиль 17 поступает в трубопровод I8 и из него 10 изливается через аэратор 32 во внутреннюю полость короба 2. При поступлении в короб 2 воды, находящийся в ней воздух создает в полости короба 2 флотационный" эффект, что приво15 дит к образованию пенного продукта, который включает в свой состав наиболее токсичные примеси сточных вод, при этом объем газовой фазы превышает объем жидкости в несколько р а з . 20 Пенный продукт поступает к верхнему торцу короба 2, откуда посредством диска 31 равномерно распределяется по верхней удерживающей решетке 6, пройдя которую контактирует с им25 мобилизованными на пористом материале 4 микроорганизмами. При таком контакте микроорганизмы используют компоненты (наиболее токсичные примеси) сточной воды в качестве пита30 тельного субстрата, а выделенный объем жидкости поступает в резервуар 1. Поскольку пористый материал 4 незатоплен, в него имеет доступ т а к же и атмосферный воздух, это исклю-Іс чает образование анаэробных зон и способствует повышению эффекта окисления органических веществ. Для п о вышения окислительной мощности сооружения увеличивается концентрация 40 биомассы в результате иммобилизации ее на пористом материале, например, вспененном пенополиуретане. Микроорганизмы проникают в поры пенополиуретана и легко удерживаются в сооруже45 иии, при этом в наружном слое биопленки, образовавшейся на пенополиуретане, микроорганизмов на 3~4 п о рядка больше, чем «во внутреннем» Однако организмы, попадающие вместе 50 с пенным продуктом во внутренние п о ры пенополиуретана, оказываются лучше защищенными от залповых поступлений высококонцентрированных сточных вод, что позволяет в более короткие срогс ки восстановить работу очистных с о ружений. Для эффективного снижения органических веществ концентрация биомассы в установке допжна с о с т а в лять 11-16 кг/м- пористого матери 7 1581705 8 ала 4. При полном покрытии всей п о верхности пористого материала 4 уменьшается скорость роста иммобилизованных микроорганизмов и ферментативная активность, так как образуется многослойная культура микроорганизмов и затрудняется скорость диффузии кислорода и питательных в е ществ к микроорганизмам, расположенным во внутренних слоях, что ухуд- 10 шает процессы биохимического р а з л о жения компонентой сточной воды ( , поэтому пористый материал 4 периодически подвергают регенерации, до днища резервуара 1, защищают зону пенообразования от попадания осадка, что предотвращает флотирование активного ила. Избыточный актив ный ил отводите я из рез ерв уа pa I посредством трубопровода 21 на переработку или для дальнейшего использования. Использование изобретения в народном хозяйстве позволяет интенсифицировать процесс очистки высококонцентрированных сточных вод, содержащих пенообразующие токсичные примеси, в результате увеличения концентрации микроорганизмов путем иммобилизации их на пенополиуретане, улучшений кислородного режима в сооружении благодаря флотации сточных вод и подачи образовавшегося 20 пенного продукта для очистки на пенополиуретанов ую загрузку, незатопленную водой, что приводит к контакту микроорганизмов с атмосферным воздухом, следовательно, к повышению 25 окислительной мощности сооружения. К узлу регенерации, выполненному в виде перфорированных труб 7, от источника 8 сжатого воздуха п о с редством трубопровода 26 и вентиля 27 подается сжатый воздух. Пористый материал 4, размещенный между закрепленными удерживающими р е шетками 5 и 6, под воздействием сжатого воздуха сжимается, Это сжатие способствует разрыхлению биопленки микроорганизмов, иммобилизованных на пористом материале 4, и п о с Интенсивность процесса биологиле прекращения поступления сжатого ' ческой очистки позволяет очистить воздуха путем закрывания вентиля 27 на существующих очистных сооружениоторвавшаяся от пористого материала 30 ях дополнительные объемы сточных 4 пленка поступает в резервуар 1, вод. что способствует повышению концентра* ции микроорганизмов в аэротенке. Ф о р м у л а и з о б р е . тения, Объем жидкости, выделенный из пенного продукта, после прохождения 1. Способ биохимической очистки 35 последнего через пористый материал сточных вод, содержащих пенообразу4 и сточная вода, прошедшая флотациющие токсичные примеси, включающий онную очистку в коробе 2, поступают обработку в аэротенке и контактив резервуар I, где подвергаются рование с микроорганизмами, иммобидальнейшей очистке активным илом, лизованными на пористом материале, 40 образовавшимся в результате подачи о т л и ч а ю щ и й с я тем, ч т о , биомассы после регенерации, при п о с с целью повышения эффективности протоянной аэрации посредством а э р а т о цесса очистки, перед обработкой в ра 3 , соединенного вентилем 25 и аэротенке сточные воды подвергают трубопроводом 26 с источником 8 сжафлотации, пенный продукт отделяют и того воздуха. Очищенная вода через контактируют с иммобилизованными на кольцевую камеру 3 9 и трубопровод 20 незатопленном пористом материале отводится из устройства, таким обмикроорганизмами, после чего смеширазом обеспечивается движение жидвают со сточным.и водами и подают на кости снизу вверх, чем исключается доочистку в аэротенк, причем порисобразование застойных з о н . Кроме • тый носитель периодически подвергатого, активный ил поддерживается ют регенерации для поддержания конво взвешенном состоянии не только центрации микроорганизмов 14-20 г/дм* восходящим потоком воздуха от а э р а носителя. тора 3 , но и воды. 2,-Способ п о п , 1, о т л и ч а 55 ю щ и й с я тем, что регенерацию Избыточный активный ил собираетосуществляют подачей сжатого воздуха, ся в зоне осаждения в конической 3 . Устройство для биохимической части днища резервуара 1 под аэрато" очистки сточных вод, содержащих п е ром 3 . Стенки короба 2, доходящие 10 1581705 нообразующие токсичные примеси, с о ким днищем последнего щель и в нем держащее резервуар с коническим дниразмешен а э р а т о р , верхний открытый щем, камеру флотации с аэратором, торец короба расположен выше уровня пористый материал с удерживающими воды в резервуаре, решетки жестко решетками, узел подвода и отвода закреплены между стенками резервуводы, узел поднода воздуха, узел ара и короба по их периметру, при отвода осадка, узел регенерации и этом нижняя удерживающая решетка аэраторы, о т л и ч а ю п і е е с я расположена выше уровня воды в ретем, ч т о , с целью интенсификации про- 10 зервуаре» а верхняя - ниже верхнего цесса очистки путем повышения устойоткрытого торца короба, узел р е г е чивости микроорганизмов к токсичнонерации выполнен иэ перфорированных му действию сточных вод за с ч е т улучтруб, установленных под удерживаюшения кислородного режима, увеличения щими решетками и соединенных с и с концентрации и ферментативной а к т и в - 15 точником сжатого воздуха, ности микроорганизмов, камера флотаі ции выполнена в виде короба с откры4, Устройство по п. 3 , о т л и тыми торцами и установлена вертикальч а ю щ е е с я тем, что перфорино внутри резервуара, нижний открырованные трубы узла регенерации тый торец короба размещен в нижней 20 установлены с возможностью перемещечасти резервуара, образует с коничесния в горизонтальной плоскости. Количество микроорганизмов Показатели качества очищенной воды Биомасса, г/дм загрузки Способ рН Дегидрогенаэнак ак тивность, мг/л ХПК мгО/л Азот аммиачный, мг/л ФосЛор общий, мг/л Эффектнвность очистки ЭффективСнижеїшр ХПК, ность очистки мгО/л по хпк, г Окислительная мощность кг ХПК/м3, сут Предлагаемый 1 2 12 0, 151 7, 7 4450 1100 88 14 0, 265 8, 3 3730 780 68 3 20 3200 640 58 4 22 8, 4 3920 560 65 4200 52, 0 12,1 5 26 о, о 256 , о 252 , _ 8. 3 Известный 12 277 8, 2 4050 6800 880 44, 0 10,4 4440 54, 3 13,0 4800 60, 0 14,2 3550 68 4050 50, 0 1 1 ,0 _ 2200 27, 5 6,6 1581705 Сточная Soda 9 10 \ 28 \ \ \ 30 29 23 J2 21 18 Редактор М„ Недолужекко Составитель F. Соколова Техред Л.Отийнык Корректор Н.Муска Заказ 206Ь Тирам ? 94 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, У-35, Раушская н а б . , д . А/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г . Ужгород, ул. Гагарина, 101