Способ биологической очистки сточных вод

МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ сточные воды поступают на биологическую очистку. Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе биологической очистки сточных вод, включающий очистку сточных вод биоценозом активного ила в реакторах, имеются отличия от прототипа, а именно активный ил иммобилизован на носитель (керамзит) методом адсорбции,в результате чего отпадает необходимость доочистки воды и осаждении суспендированного ила. При использовании заявляемого способа достигается исключение из технологического процесса вторичный отстойник, что ведет к уменьшению затрат на строительство очистных сооружений, решение проблемы заиливания загрузки и излишнего илообразования за счет введения малых доз озона на первой ступени биологической очистки.(72) Жайлаубаев Жанибек Далелович Салимов Булат Исенович Рахимжанова Зульфия Галимовна(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Казахский научноисследовательский институт перерабатывающей и пищевой промышленности(54) СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД(57) Изобретение относится к биологической очистке сточных вод и может быть использовано в различных отраслях промышленности для очистки бытовых, промышленных и близких к ним по составу сточных вод. Первоначально проводят механическую очистку сточных вод при помощи гидроциклона. После механической очистки Изобретение относится к биологической очистке сточных вод и может быть использовано в различных отраслях промышленности(преимущественно для предприятий мясоперерабатывающей отрасли) для очистки бытовых, промышленных и близких к ним по составу сточных вод. Первоначально проводят механическую очистку сточных вод при помощи гидроциклона. После механической очистки сточные воды поступают на биологическую очистку. Сток подают в биореактор,представляющий из себя аэротенк с иммобилизованными микроорганизмами на загрузке. Во время прохождения первого цикла биологической очистки производят озонирование,для предотвращения заиливания загрузки. Во время прохождения второго цикла биологической очистки озонирование проводится в более высоких дозах в качестве дезинфекции. Известен способ биологической очистки сточных вод, включающий пропускание сточных вод через аэротенки с активным илом, дополнительную обработку активного ила в автономных аэрируемых емкостях, задержку активного ила в отстойниках и возврат его в аэротенки, причем дополнительная обработка является продолжением процесса биологической очистки, режим протекания которой обеспечивают путем изменения гидродинамических условий движения водно-иловой смеси (см. Патент России 2119460, С 02 3/02, опубл. 27.09.98). Недостатком данного способа является необходимость наличия вторичных отстойников для отделения активного ила от воды и необходимость дополнительной обработки воды. Наиболее близким к предлагаемому является способ биологической очистки сточных вод,включающий очистку сточных вод биоценозом активного ила в реакторах, доочистку вод и осаждение вспухшего ила и взвешенных твердых частиц, регенерацию вспухшего ила и взвешенных твердых частиц, регенерацию вспухшего ила в процессе биологической очистки на несущей поверхности, размещенной в отстойнике, покрытой биологической пленкой при аэрации вод в циркуляционных объемах, размещенных между слоями биологической пленки,возврат регенерированного ила в реактор, удаление осадка(см. Патент России 21800895 02 3/06, опубл. 27.03.2002 г.). Данный способ не обеспечивает необходимую степень очистки в случае трудноокисляемых загрязнений, кроме того, он требует соблюдения сложного гидродинамического режима для поддержания работоспособности активного ила в циркуляционных объемах. Кроме того, получаемый осадок нуждается в дополнительной обработке, и существует необходимость дополнительной обработки воды в осадительной камере или вторичных отстойниках ввиду возможности выведения из биореактора сточных вод вместе с активным илом. Задачей предлагаемого изобретения является создание способа, позволяющего снизить затраты,2 упростить процесс и технологическую линию процесса, повысить эффективность и стабильность работы и улучшить качество очистки сточных вод предприятий малой мощности. Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение затрат на очистку,упрощение технологической линии процесса за счет выведения из системы вторичного отстойника,ввиду отсутствия его необходимости, и улучшение качества очистки. Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе биологической очистки сточных вод, включающий очистку сточных вод биоценозом активного ила в реакторах, имеются отличия от прототипа, а именно активный ил иммобилизован на носитель (керамзит) методом адсорбции,в результате чего отпадает необходимость доочистки воды и осаждении суспендированного ила, следовательно конструкция упрощается ввиду отсутствия вторичного отстойника, также с целью предотвращения излишнего илообразования проводится озонирование (1,5-2,5 мг/л, в течение 5-8 мин/ч) во время первой ступени очистки,процесс подвергается активной аэрации (20 дм 3 воздуха на 1 дм 3 воды). Во время второй ступени биологической очистки сточные воды подвергаются периодическому озонированию (6,5-11 мг/л, в течение 10-15 мин/ч), в данном случае озон выступает в качестве дезинфицирующего средства,подавляет постороннюю и патогенную микрофлору,уменьшает и/или избавляет от неприятного запаха. Данный способ позволяет улучшить качество получаемой воды до соответствующих требований,вследствие того, что биологическая очистка воды,происходит в объеме аэротенка с помощью активного ила иммобилизованного на загрузке, что предотвращает вымывание микроорганизмов. Одновременно с процессом биологической очистки происходит процесс озонирования, это позволяет проводить дезинфекцию сточных вод, на 98-99 избавляет от посторонней и патогенной микрофлоры, увеличивается прозрачность сточных вод, избавляет и/или уменьшает неприятный запах, а также озон контролирует прирост избытка активного ила, загрузка не подвержена заиливанию,и скорость процесса постоянна. Совмещение процесса биологической очистки воды с процессом озонирования путем размещения озонатора параллельно с аэратором позволяет снизить себестоимость обработки воды. Обеспечение качества получаемой воды,соответствующего требованиям,позволяет упростить комплекс применяемого оборудования. Способ осуществляют следующим образом. После предварительной механической очистки сточных вод, поток насосами направляется в аэрационную зону биореактора,происходит насыщение сточных вод кислородом, после чего потоком вода поступает в биосорбционную зону,представляющую собой активный ил иммобилизованный на керамзите. Непосредственно в биосорбционной зоне происходит биологическая очистка сточных вод под действием микроорганизмов активного ила. Аэрационную и биосорбционную зоны разделяет металлическая перфорированная пластина из нержавеющего материала, с диаметром отверстий 1,5-2 мм. Аэрация проводится с помощью компрессора,который обеспечивает подачу 20 дм 3 воздуха на 1 дм 3 воды в час и распылителя, закрепленного в нижней части аэрационной зоны. Параллельно с аэрацией проводится процесс озонирования. На первой ступени биологической очистки в малых дозах - 1,5-2,5 мг/л, на второй ступени биологической очистки - 6,5-11 мг/л. Для удаления излишнего ила в нижней части корпуса имеется поворотный кран, для сброса очищенной воды кран. Активный ил иммобилизовали на керамзит методом адсорбции. Иммобилизация достигается за счет осаждения клеток и последующей их адсорбции (прикреплении) на частицах адсорбента. Керамзит предварительно был промыт проточной водопроводной водой, после чего простерилизован при 121 С в течении 1 часа. В процессе обработки вода рециркулируется через реактор дважды, при этом повышается степень очистки и во время второй ступени биологической очистки параллельно проводится дезинфекция (дезинфекция озоном). На выходе из биореактора степень очистки сточной воды соответствует основным показателям БПК, ХПК,общий азот, общий фосфор, и допустима для сброса в городские водоотводящие сети. Также рециркуляция позволяет сохранить жизнеспособность микроорганизмов активного ила в периоды застоя работы завода, или малого объема сточных вод. В качестве подтверждения эффективности способа приведены показатели испытаний заявляемого способа биологической очистки сточных вод (таблица 1) на лабораторной установке(биологический реактор аэробного типа с иммобилизованными микроорганизмами,представленными активным илом на загрузкекерамзите). Таблица 1 Результаты исследований биологической очистки сточных вод на лабораторной установке До биологической Биологическая Биологическая очистки очистка, 1 ступень очистка, 2 ступень Заявляемый способ позволяет,за счет минимизации вторичных загрязнений - избыточноактивного ила уменьшить количество вредных выбросов в окружающую среду. Это избавляет от необходимости включения в систему оборудования по переработке и хранению избыточного активного ила, отсутствию полигонов для его захоронения,сокращению расхода реагентов, применяемых в процессе обработки осадков сточных вод,приводящих к вторичному загрязнению. При использовании заявляемого способа достигается- исключение из технологического процесса вторичного отстойника, что ведет к уменьшению эксплуатационных и капитальных затрат на строительство очистных сооружений,- решение проблемы заиливания загрузки и излишнего илообразования за счет введения малых доз озона на первой ступени биологической очистки, решение проблемы запаха - снижение выбросов неприятно пахнущих веществ в воздушную среду, за счет применения в качестве дезинфицирующего препарата - озона,сохранение жизнеспособности микроорганизмов активного ила в периоды застоя работы завода или малого объема сточных вод, за счет проведения рециркуляции сточных вод,сокращение энергетических и эксплуатационных затрат, за счет отсутствия необходимости обработки вторичных загрязнений и применения дорогих реагентов. Пример Степень загрязнения исходных сточных вод БПКполн 760 мг/л. Температура потока воды направленного на очистку 22,7,5. В аэрационной зоне биореактора происходит насыщение сточных вод кислородом, для аэрации используется компрессор, который обеспечивает подачу 20 дм 3 воздуха на 1 дм 3 воды в час. Поток вызванный аэрацией переходит в биосорбционную зону,представленную активным илом иммобилизованным на керамзите,где непосредственно и происходит процесс биологической очистки. Концентрация активного ила в биореакторе составляет 4 - 6,5 г/ дм 3. Параллельно с аэрированием сточных вод производится озонирование. Для достижения удовлетворяющих санитарные нормы показателей по обеззараживанию сточных вод требуемая доза озона составляет 6,5-11 мг/л, в течении 10-15 мин в 3 час (на второй ступени биологической очистки). Озон одновременно выступает и в качестве дезинфицирующего средства, и влияет на скорость образования активного ила, что предотвращает заиливание керамзита (доза озона на первой ступени биологической очистки - 1,5-2 мг/л, в течение 5-8 мин/ч). После первой ступени биологической очистки сточные воды подвергают рециркуляции, то есть проводят повторную очистку в том же режиме(вторая ступень биологической очистки), ввиду уже сниженной концентрации загрязнений биологическая очистка проходит быстрее и повышается степень очистки, а так же поддерживает жизнеспособность активного ила в периоды застоя работы предприятия или выходные. После первой ступени биологической очистки БПК 130 мг/л. Данный показатель является недопустимым для спуска сточных вод в городские водоотводящие сети. После рециркуляции БПК 21 мг/л. Данные показатели допустимы для отвода сточных вод в городскую канализацию. Данный способ обладает высокой степенью очистки, избавляя как от взвешенных частиц и органических веществ, так и от неприятного запаха,а также улучшает цвет воды на выходе из биореактора. Следовательно, предлагаемый способ очистки улучшает качество воды, является экономически более выгодным, а также более быстрым и менее энергозатратным. За счет того что микроорганизмы не суспендированы в водной среде,а иммобилизованы на загрузке, из технологической линии очистки сточных вод выведен вторичный отстойник, что упрощает и ускоряет процесс, а также снижает затраты на оборудование. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ биологической очистки сточных вод,включающий очистку сточных вод биоценозом активного ила в реакторах, отличающийся тем, что активный ил иммобилизуют на керамзит методом адсорбции, процесс подвергают активной аэрации и периодическому озонированию для дезинфекции и контроля прироста избытка активного ила,концентрация кислорода в резервуаре поддерживают на уровне 20 дм 3 воздуха на 1 дм 3 воды. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что проводят рециркуляцию сточных вод, для повышения степени очистки.