Способ биологической очистки сточных вод

Авторы патента:

C02F103/36 - Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод (разделение вообще B01D; специальные устройства на судах для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, например для получения питьевой воды B63J; добавление к воде веществ для предотвращения коррозии C23F; обработка жидкостей, загрязненных радиоактивными веществами G21F 9/04)

C02F103/14 - Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод (разделение вообще B01D; специальные устройства на судах для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, например для получения питьевой воды B63J; добавление к воде веществ для предотвращения коррозии C23F; обработка жидкостей, загрязненных радиоактивными веществами G21F 9/04)

C02F101/30 - Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод (разделение вообще B01D; специальные устройства на судах для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, например для получения питьевой воды B63J; добавление к воде веществ для предотвращения коррозии C23F; обработка жидкостей, загрязненных радиоактивными веществами G21F 9/04)

1. СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, включанедий введаине затравки активного ила, стимулятора роста и аэрирование, о т-: личающийся тем, что, с целью повьшения концентрации активного ила за счет прироста биомассы при одновременном сокращении времени нарапщвания активного ила при очистке сточных вод производства органического синтеза, в качестве стимулятора роста в сточные воды вводят левулиновую кислоту. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ющийся тем, что левулиновую кислоту вводят в количестве 50150 сг/л. 3.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью снижения стоимости процесса, в качестве источника левулиновой кислоты используют сточные воды или твердые отходы производства левулиновой кислоты. (Л 4.Способ по Ш1. 1 иЗ, отличающийся тем, что твердые отходы производства левулиновой кислоты используют в количестве 50-150 мг/л.

СО)ОЭ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 4(З1) С 02 F 3/02 ())63БЛЯ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

l (2,1 ) 3694142/23-26 (22) 20.01.84 (46) 07. 07. 85. Бюл. ¹ 25 (72) Л.И.Яковлева, А.Г.Захоржевская, А.П.Гайдамака и Л.С.Солодова (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по охране вод (53) 628 ° 356(088.8) (56) 1. Роговская И.И. Биохимический метод очистки производственных сточных вод. И., Изд-во литературы по строительству, 1967, с. 134-135.

2. Авторское свидетельство СССР № 732214, кл. С 02 С 5/10, 1980 (прототип). (54)(57) 1. СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКИЙ

ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, включающий вве. дение затравки активного нла, стимулятора роста и аэрирование, о т-..: л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения концентрации активного ила sa счет прироста биомассы при одновременном сокращении временй наращивания активного ила при очистке сточных вод производства органического синтеза, в качестве стимулятора роста в сточные воды вводят левулиновую кислоту.

2. Способ по и. 1, отличаюшийся тем, что левулиновую кислоту вводят в количестве 50150 сг/л.

3. Способ по п. 1 ° о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения стоимости процесса, в качестве источника левулиновой кислоты исполь. зуют сточные воды или твердые отходы Б производства левулиновой кислоты.

4. Способ по пп. 1 и 3, о т л ич а ю шийся тем, что твердые отходы производства левулиновой кислоты используют в количестве

5О-150 мг/л.

1165642

Изобретение относится к способам накопления активного ила при биологической очистке сточных вод предприятий органического синтеза, а точнее сточных вод предприятий по 5 производству химических реактивов, витаминных препаратов, красителей и др., и может быть использовано в тех случаях, когда необходимо интенсифицировать рост биомассы, например, в период пуска очистных сооружений или в период их восстановления после аварии.

Известен способ биологической

15 очистки сточных вод с применением высушенного активного ила. Высушен-ный при 60 С до влажности 10-11Х активный ил способен в условиях аэрации с очищаемой сточной водой восстанавливать биохимическую активность в течение 3-4,сут 113.

Однако получение сухого ила в больших количествах осложняется

20 отсутствием промышленных установок для его высушивания, что делает практически невозможным пуск промышленных очистных сооружений таким методом.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 30 способ биохимической очистки сточных вод, который включает введение стимулятора роста в сточную воду, введение "затравки" активного ила и последующее проточное аэрирование.

В качестве стимулятора роста используют формальдегид, который вводят в количестве 50-300 мг/л. После

2-3 сут от начала введения формальдегида последний полностью усваи- 40 вается микроорганизмами, и прирост биомассы значительно ускоряется (в 2-3 раза) Г2 7.

Однако известный способ не эффективен при биологической очистке сточ-45 ных вод предприятий органического синтеза, а точнее сточных вод предприятий по производству химических реактивов, витаминных препаратов и др., так как характеризуется в 50 этом случае малой скоростью наращивания активной биомассы, что можно отнести эа счет явления синергизма:. при введении формальдегида в сточные. воды предприятия химических реакти- 55 вов, которые содержат более ста органических и минеральных соединений, токсичность сточных вод по отношению к бактериям возрастает, особенно в первые сутки, что отражается в конечном счете на скорости роста селективных бактерий и накопления биомассы.

Цель изобретения вЂ” повышение концентрации активного ила за счет прироста биомассы при одновременном сокращении времени наращивания активного ила. при очистке сточных вод производства органического син-. теза и снижение стоимости процесса..

Указанная цель достигается тем, что согласно способу биологической очистки сточных вод, в качестве стимулятора роста в сточные воды вводят левулиновую кислоту.

Левулиновую кислоту вводят в сточные. воды в количестве 50150 мг/л.

° В качестве источника левулиновой кислоты используют сточные воды или твердые отходы производства левулиновой кислоты.

Твердые отходы производства левулиновой кислоты используют в количестве 50-100 мг/л.

Снижение количества вводимых в сточные воды твердых отходов производства левулиновой кислоты менее

50.мг/л не обеспечивает эффективного прироста биомассы. Увеличение количества твердых отходов более

100 мг/л приводит к снижению эффекта прироста биомассы и даже при

500 мг/л проявляется некоторое токсическое действие, Способ осуществляют следующим образом.

В сточные воды предприятия, которые направляют на биологические очист ные сооружения, вводят затравку активного ила, стимулятор роста, в качестве которого используют левулиновую кислоту, при этом левулиновую кислоту вводят в количестве 50150 мг/л, азрируют 1-3 сут, затем. смесь переводят на проток. Левулиновая кислота может быть подана или в виде сточных вод, или в ниде твердых отходов производства, которые на практике вывозят. в отвал.

Для выявления степени токсичности левулиновой кислоты и отходов ее производства для сопрофитных бактерий, которые осуществляют биологическую очистку сточных вод, проведены опыты на агаризованной среде с лунз 1 ками на чувствительность бактерий к различным концентрациям левулиновой кислоты и твердых отходов ее производства..Исследования позволяют качественно определить нетоксичные для бактерий концентрации левулиновой кислоты (от 500 мг/л и ниже) и твердых отходов производства левулиновой кислоты (от 1000 мг/л и ниже). Более высокие концентрации этих стимуляторов ингибируют рост бактерий.

При установлении оптимальных количеств стимуляторов роста левули-, новую кислоту вводят в сточную воду в количествах 25, 50, 150, 200 и

500 мг/л;,твердые отходы левулиновой кислоты - в количествах 25, 50, 100 и 500 мг/л. Формальдегид в соответствии с известным способом вводят в количестве 150 мг/л. Контролем служит сточная вода предприятия по производству химических реактивов с

ХПК 1500-2000 Mr /ë, БПК 8001000 мг 0 /л; прирост активного ила в контроле через сутки и через трое суток по сравнению с его концентрацией в момент постановки опыта принимают за 1007..

Результаты сравнительных исследо -. ваний представлены в табл. 1 и 2.

Анализ показывает, чтр по сравнению с контролем и известным способом все исследуемые концентрации левулиновой кислоты, за исключением

500 мг/л, способствуют более быстро- ,му (в 1,1-2,5 раза) наращиванию биомассы. Оптимум лежит между 50 и 150 мг/л левулиновой кислоты.

Результаты экспериментов по использованию в качестве стимулятора роста твердых отходов производства левулиновой кислоты, свидетельствуют о том, что для стимуляции накопления биомассы активного ила целесообразно вводить в сточные воды 50-100 мг/л твердых отходов. Такое. количество твердых отходов эа трое суток в

1,5-1,66 раза "увеличивает концентрацию ила по сравнению с контролем и известным способом.

В табл. 3 представлен состав твердых отходов производства левулиЬ новой кислоты, В табл. 4 и 5 сведены результаты сравнительных исследований по интенсификации,роста количества селектив ных бактерий и накопления биомассы

55.Пример 2. В три модельных аэротенка-смесителя с полезным объемом 10 л и периодом аэрации 24 ч подают сточную воду предприятия по производству химических реактивов с ХПК 1700-1800 мг 02/л,; БПК2 9001020 мг 02/л. Прирост активного ила при этом составляет 0,02 г/л в сутки (аэротенк У 1), 0,03 г/л в сутки (аэротенк Ф 2) и 0,03 г/л в сутки (аэротенк 11 3). При введении в сточную воду, подаваемую в аэротенк Р 1, 150 мг/л формальдегида (в соответ165642 активного ила путем введения стимуляторов в оптимальных количествах; контролем служит сточная вода предприятия по производству химических реактивов ° Анализ результатов пока" зывает, что по сравнению с известным способом предлагаемые стимуляторы роста за 1-3 сут, судя по изменению величины ХПК, практически полностью

10 усваиваются микроорганизмами, являясь для них источниками энергии и питания; при этом количество селективных бактерий в 4 раза больше, чем в контроле и в 130 раз больше, чем

15 в пробе с известным стимулятором; эффект накопления биомассы также вышпе: при введении левулиновой.кислоты на 146,67., при введении твердых отходов ее производства на 66,0, 20 чем в контроле и пробе с известным стимулятором.

Пример 1. В четыре модельных аэротенка полезным объемом 10 л каждый, работающих на контакте, 25 вводят производственную сточную воду, предприятия по производству химических реактивов с ХПК 1423 мг О /л, БПК 825 мг02 /л и "затравку" активного ила. Затем в аэротенк У 2

50 вводят в соответствии с известным способом формальдегид в колчиестве

150 ; в аэротенк Ф 3 вводят левулиновую кислоту в количестве

50 мг/л; в аэротенк Ф 4 вводят левулиновую кислоту в количестве

150 мг/л.

Иловую смесь четырех аэротенков аэрируют в течение 1-3 сут. При этом концентрация активного ила через

40 3 сут в аэротенке В 1 (контрольном, без стимулятора) увеличивается на

150 мг/л, в аэротенке Ф 2 вЂ” также . на 150 мг/л, в аэротенке Ф 3 вЂ” на

240 мг/л, в аэротенке У 4 вЂ” на

370 мг/л.

Таблица 1

Экспозиция 3 сут

Экспозиция 1 сут

Концентрация активКоличество

Стимулятор

Концентрация активНакопление биомассы

Накопление биомассы

Концентрация активстимулятора, мг/л ного ила в момент постановки г/л г/л

% ного ила, г/л ного ила, г/л опыта, г/л

Левулиновая кис1,24

25 лота

То же

1,37

0,18 150

0,27 225

0,24 160.1,31

1,13

1,39

150

1,12

1 43 О 3 200

1, 346 О, 216 180

1,13

200

500

1,12

1, 262 0,142 95

1216 0096 80

Формальдегид

1,14

1 23

150

1,23

Контроль

11 ствии с известным способом) и увеличении нагрузки на ХПК в 1,4 раза прирост составляет всего 0,023 r/ë в сутки (средние данные месячной работы.аэротенка). При введении в сточную воду, подаваемую в аэротенк

У 2, 50 мг/л твердых отходов производства левулиновой кислоты, что повьппает органическую нагрузку по

ХПК в 1,22 раза, прирост увеличивается в 1,6 раза и составляет

0,048 мг/л в сутки (средние данные месячной работы аэротенка).

При введении в сточную воду, подаваемую в азротенк У 3, 100 мг/л твердых отходов производства левулиновой кислоты прирост увеличивается

s 1,5 раза и составляет 0,045 мг/л в сутки (средние данные месячной работы азротенка).

65642 . Таким образом, использование изобретения в народном хозяйстве позволяет по сравнению с известным способом значительно ускорить (в 1,72,5 раза) процесс накопления биомассы активного ила и увеличить численность селективных микроорганизмов, способствующих более эффективному

Ф изъятию примесей из сточных вод, 10 а следовательно, уменьшить пусковой период и ввод очистных сооружений на полную мощность, что снижает ущерб, наносимый народному хозяйству при сбросе неочищенных высококонцентрированных сточных вод. Кроме того, применение изобретения, позволяет утилизировать отходы производства, которые в настоящее время вывозятся в отвал и служат источником

2О загрязнения подземных вод.

О 12 100 1 285 О 165 110

1,49: 0 37 246,6

О 09 83 3 1 29 О 15 100

О 12 100 1 26 О 15 100

1165642

Таблица 2

Экспоаиция 3 сут

Экспоаиция 1 сут Стимулятор акопление иомассы коплеиие омассы

1,135 1 ° 47 О,!2 100 1 335 0,20 135

О, 15 125 1,509

0„249 166 6