Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: при биологической очистке городских сточных вод от нефтепродуктов, синтетических поверхностно-активных веществ, а также других огранических соединений, концентрация которых характеризуется величиной ХПК. Сущность изобретения: в смесь активного или со сточной вводят природный сорбент-торф с концентрацией его в иловой смеси 0,01 0,02 г/л, после чего по истечении 2,0 2,5 ч времени аэрации осуществляют озонирование иловой смеси в течение 20 25 с. Способ биологической очистки позволяет интенсифицировать процесс очистки от синтетических поверхностно-активных веществ, нефтепродуктов, а также других трудноокисляемых веществ, повысить качество очищенной воды при низких капитальных и эксплуатационных затратах. 11 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2042650
Класс(ы) патента: C02F3/28
Номер заявки: 5012354/26
Дата подачи заявки: 12.08.1991
Дата публикации: 27.08.1995
Заявитель(и): Нижегородский архитектурно-строительный институт
Автор(ы): Коноплева Г.В.; Шалаева Н.Г.; Дзиминскас Ч.А.
Патентообладатель(и): Нижегородская государственная архитектурно-строительная академия
Описание изобретения: Изобретение относится к очистке городских сточных вод от нефтепродуктов, синтетических поверхностно-активных веществ, а также других органических соединений, концентрация которых характеризуется величиной ХПК.
Известен способ биологической очистки сточных вод, включающий смещение активного ила со сточной водой, аэрацию и одновременное озонирование сточных вод, которое осуществляют по истечении 0,6-0,8 времени аэрации, отделение активного ила от очищенной воды и его рециркуляцию. При этом концентрация озона в озоно-воздушной смеси 10-25 мг/л, а доза озона 0,1-2 мг/л иловой смеси [1]
Однако этот способ не обеспечивает полное окисление трудноокисляемых веществ, таких как нефтепроудкты и СПАВ, в силу малой дозы озона в иловой смеси.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ биологической очистки сточных вод, включающий обработку сточных вод активированным углем, смешение с активным илом, аэрацию, отделение активного ила от сточной воды, подачу ила для повторного контактирования с водой, направление другой части ила на дальнейшую обработку [2]
Недостатками этого способа являются:
невысокая глубина степени очистки сточных вод от трудноокисляемых веществ, таких как нефтепродукты и СПАВ, обусловленная ограниченной сорбционной емкостью активированного угля;
большой расход дефицитного дорогостоящего сорбента;
значительные материальные затраты на его регенерацию.
Целью изобретения является повышение степени очистки сточных вод от трудноокисляемых веществ, таких как нефтепродукты и синтетические поверхностно-активные вещества.
Цель достигается тем, что в способе биологической очистки сточных вод, включающем обработку их сорбентом, смешение с активным илом, аэрацию, отделение активного ила от очищенной воды и его рециркуляцию, согласно изобретению, в смесь активного ила со сточной водой вводят природный сорбент-торф, после чего по истечении 2,0-2,5 ч времени аэрации осуществляют озонирование иловой смеси в течение 20-25 с.
Концентрация торфа в иловой смеси составляет 0,01-0,02 г/л, а концентрация активного ила 1,3-1,5 г/л.
Способ осуществляют следующим образом.
Из первичного отстойника сточную воду подают в аэротенк вместе с активным илом с концентрацией 1,3-1,5 г/л и торфом с концентрацией 0,01-0,02 г/л. Перед подачей в аэротенк торф измельчают, просушивают в потоке горячего воздуха, просеивают. В очистке применяют фракцию высушенного торфа с частицами 0,3-0,5 мм.
По истечении 2,0-2,5 ч аэрирования иловой смеси в аэротенк подают в течение 20-25 с озоно-воздушную смесь с концентрацией озона в озоно-воздушной смеси 10-15 мг/л. После прекращения подачи озоно-воздушной смеси аэрацию продолжают воздухом. Время полного аэрирования 5 ч.
Введение торфа в аэротенк в качестве сорбента интенсифицирует процесс биохимического окисления. Торф оказывает ингибирующее влияние на рост активного ила, снижает иловый индекс, улучшает седиментационную характеристику активного ила.
Незначительная добавка торфа в количестве 10-20 мг на 1 л иловой смеси позволяет увеличить глубину очистки сточной воды по СПАВ, нефтепродуктам, ХПК (табл.1-3).
Влияние торфа на эффективность очистки сточных вод от органических веществ (ХПК) показано в табл.1.
Условия очистки:
реальные сточные воды;
концентрация активного ила 1,3 г/л;
концентрация торфа 0,02 г/л;
время аэрации 5 ч.
Некоторый разброс данных обусловлен тем, что городские сточные воды (реальные) имеют сложный химический состав (влияние оказывает матричный эффект).
Влияние торфа на эффективность очистки сточных вод от СПАВ представлено в табл.2.
Условия очистки те же, разброс обусловлен тем же, что и в табл.1.
Влияние торфа на эффективность очистки сточной воды от нефтепродуктов представлено в табл.3.
Результаты очистки реальных сточных вод с добавлением торфа и без него показали (табл.1-3), что применение торфа в качестве сорбента позволяет повысить степень очистки сточных вод по СПАВ от 35 до 59% при среднем 43% по нефтепродуктам от 17 до 31% при среднем 25% по ХПК от 20 до 43% при среднем 31%
Влияние концентрации сорбента на эффективность очистки сточных вод (n 5) одновременно от нефтепродуктов, органических веществ и СПАВ представлено в табл.4.
Из табл.4 видно, что оптимальная концентрация торфа 0,01-0,02 г/л (n 5, n число анализов сточной воды при каждой концентрации торфа).
Влияние концентрации активного ила на эффективность очистки сточных вод (n 5) представлено в табл.5.
Из табл. 4 и 5 следует, что оптимальная концентрация торфа находится в интервале 0,01-0,02 г/л иловой смеси, а активного ила в интервале 1,3-1,5 г/л.
В табл.6 представлена зависимость эффективности очистки сточной воды от времени аэрации (n 10).
Концентрация активного ила 1,3 г/л, концентрация торфа 0,02 г/л.
Из табл. 6 видно, что основная очистка воды от исследуемых соединений происходит в течение первых двух часов, с увеличением времени аэрации степень очистки увеличивается незначительно.
Математическая обработка полученных данных показала, что относительное стандартное отклонение от среднего значения по мере увеличения времени аэрации уменьшается. И при пятичасовом аэрировании не превышает по ХПК + 8% СПАВ + 4% нефтепродуктам + 5% Это указывает на надежность очистки воды при пятичасовом аэрировании.
Следовательно, время аэрирования при биосорбционном способе очистки воды при использовании в качестве сорбента торфа 5 ч.
П р и м е р 1. Испытания проводили на сточной воде, поступающей на городские очистные сооружения и прошедшей первую ступень очистки. Активный ил поступал из регенератора действующих очистных сооружений г. Н.Новгорода.
Сточную воду в объеме 1 л помещали в контактные аэротенки (опытный с добавлением торфа и контрольный без добавления торфа), добавляли активный ил с концентрацией 1,3 г/л и торф (в опытный) с размерами частиц 0,3-0,5 мм, концентрацией 0,02 г/л. Аэрировали в течение 5 ч.
Результаты исследований приведены в табл.7.
Результаты анализа сточной воды, очищенной в опытном (с добавлением торфа) и контрольном (без добавления торфа) аэротенках показали, что введение торфа в иловую смесь интенсифицирует очистку воды и по другим показателям. Рост концентрации нитратов свидетельствует о том, что в опытном аэротенке процесс минерализации органических соединений закончился раньше, чем в контрольном.
При озонировании иловой смеси воздействию озона подвергаются как органические загрязнения, содержащиеся в иловой смеси, так и микроорганизмы активного ила.
Кроме того, под воздействием озона происходит активизация поверхности торфа: формируется большое количество карбоксильных связей, что значительно повышает сорбционную способность торфа.
Учитывая тот факт, что озон в малых дозах активизирует окислительную способность активного ила, целесообразно его вводить в момент снижения скорости окисления органических веществ.
Из табл. 6 следует, что основная очистка воды от исследуемых соединений происходит в течение первых 2 ч. По истечении 2,5 ч очистка изменяется незначительно, что указывает на значительное снижение окислительной способности активного ила. Поэтому озон целесообразно вводить в иловую смесь по истечении 2-2,5 ч аэрации.
Концентрация озона и озоно-воздушной смеси и ее влияние на показатели очищенной воды представлены в табл.8.
Как видно из табл.8, оптимальная концентрация озона в озоно-воздушной смеси 10-15 мго3/л.
Время озонирования и его влияние на показатели очищенной воды представлены в табл.9.
Из табл.9 видно, что достаточное время озонирования 20-25 с.
П р и м е р 2. Исследования проводили в контактных условиях на моделях аэротенков объемов 2 л.
Для экспериментов использовали сточную воду, прошедшую первую ступень очистки, и активный ил из регенератора действующих биологических очистных сооружений г.Н.Новгорода.
Режим работы аэротенков характеризовался следующими параметрами: концентрация активного ила 1,3 г/л;
концентрация озона в озоно-воздушной смеси 10 мг/л; время озонирования 20 с; время аэрации 5 ч.
Процесс контролировался по концентрации СПАВ, нефтепродуктам, ХПК в исходной и очищенной воде. Результаты приведены в табл.10.
Из табл.10 видно, что даже кратковременное ведение в аэротенк в процессе биосорбционной очистки озона повышает эффективность очистки по ХПК на 20% СПАВ на 9% нефтепродуктам на 20%
Влияние сорбента на степень биологической очистки городских сточных вод представлено в табл.11.
Полученные данные подтверждают тот факт, что степень биологической очистки городских сточных вод с добавлением торфа выше, чем с другими исследуемыми сорбентами (каолином, активным углем) при меньшей дозе активного ила (≈2 раза) и концентрации сорбента более чем на порядок.
Предлагаемый способ биологической очистки воды по сравнению с известными позволяет интенсифицировать процесс, повысить качество очищенной воды при низких капитальных и эксплуатационных затратах. Простота практической реализации способа, большие природные запасы торфа в стране делают предлагаемый способ очистки экономически высоким.
Кроме того, уменьшение дозы активного ила, применение в качестве сорбента торфа и озонирование приводят к значительному снижению количества избыточного ила, а следовательно, и затрат на обработку.
Формула изобретения: СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, включающий обработку их сорбентом, смешение с активным илом, аэрацию, отделение активного ила от очищенной воды и его рециркуляцию, отличающийся тем, что смесь активного ила со сточной водой вводят природный сорбент-торф, после чего по истечении 2,0-2,5 ч времени аэрации осуществляют озонирование иловой смеси в течение 20-25 с, причем концентрация торфа в иловой смеси составляет 0,01-0,02 г/л, а концентрация активного ила 1,3-1,5 г/л.