СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД


RU (11) 2052392 (13) C1

(51) 6 C02F3/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4719658/26 
(22) Дата подачи заявки: 1989.06.06 
(45) Опубликовано: 1996.01.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 1453801, кл. C 02F 3/02, 1986. 
(71) Заявитель(и): Научно-производственное объединение синтетических поверхностно-активных веществ 
(72) Автор(ы): Бочаров В.В.; Красовский Г.Н.; Перегудин Ю.Ф.; Бочаров А.В. 
(73) Патентообладатель(и): Малое научно-производственное предприятие "Экологические технологии" 

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД 

Способ очистки сточных вод, содержащих поверхностно-активные вещества, активным илом включает подачу сточных вод с постоянной объемной скоростью в аэротенк при концентрации поверхностно-активных веществ, равной половине критической концентрации мицеллообразования и адаптацию активного ила. После окончания процесса адаптации активного ила объемную скорость подачи сточных вод повышают до величины, равной или меньшей, чем 0,5 скорости биоразложения поверхностно-активных веществ адаптированным активным илом. Скорость подачи сточных вод определяют из уравнения:



где Eа - скорость биоразложения поверхностно-активных веществ, 1/ч; Cвх и Cвых - концентрации поверхностно-активных веществ на входе в аэротенк и выходе из него после завершения процесса адаптации, мг/дм3; - среднее время пребывания поверхностно-активных веществ в аэротенке, ч. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области обработки сточных вод и может быть использовано при биологической очистке промышленных и бытовых сточных вод от поверхностно-активных веществ (ПАВ) в аэротенках.

Известен способ биологической очистки сточных вод, содержащих поверхностно-активные вещества активным илом, включающий загрузку неадаптированного активного ила в аэротенк, непрерывную подачу на вход аэротенка сточной воды с постоянной объемной скоростью при концентрации ПАВ равной половине эффективной концентрации (0,5 ЕС100).

В токсикологии принято обозначить концентрацию, вызывающую функциональные изменения у подопытных живых организмов, в данном случае биоценоз активного ила, эффективной концентрацией (ЕС100). Для ПАВ в данных условиях ЕС100 совпадает с критической концентрацией мицеллообразования (ККМ), физической величиной, обусловленной агрегированием молекул ПАВ в водных растворах в мицеллы.

Адаптацию активного ила проводят при постоянной концентрации ПАВ на входе аэротенка равной половине критической концентрации мицеллообразования (0,5 ККМ) с первого дня эксперимента и до его окончания. Достоинство известного способа, основанного на выявленной зависимости адаптации ила от постоянной эффективной концентрации любого химического соединения, загрязняющего сточные воды (а, в частности, для ПАВ по критической концентрации мицеллообразования), заключается в том, что осуществление этого способа позволяет сократить время адаптации ила и повысить степень биоразлагаемости ПАВ.

Но, учитывая объемы сточных вод, подлежащих очистке от химических веществ и в частности от ПАВ, явно недостаточна производительность очистных сооружений.

Цель изобретения повышение производительности процесса биологической очистки сточных вод, содержащих поверхностно-активные вещества.

Поставленная цель достигается тем, что подача сточной воды в аэротенк с постоянной объемной скоростью при концентрации ПАВ, равной половине ККМ, сохраняется до окончания процесса адаптации активного ила, а затем объемную скорость подачи сточной воды на адаптированный ил повышают до величины, равной или меньшей, чем 0,5 скорости биоразложения поверхностно-активных веществ адаптированным активным илом. Скорость подачи сточных вод определяют из уравнения:

W 0,5 Ea 0,5, где Свх и Свых концентрация ПАВ на входе и выходе аэротенка, мг/дм3;

- среднее время пребывания ПАВ в аэротенке, ч;

Еа скорость биоразложения ПАВ, 1/ч.

Эффективность способа оценивают на лабораторной модели аэротенка, используя имитат сточной воды (синтетическую сточную воду), содержащий в 1 дм3, мг: натрия уксуснокислого 50,0; калия фосфорнокислого однозамещенного 25,0; натрия углекислого 50,0; аммония фосфорнокислого двузамещенного 25,0; пептона ферментативного из расчета величины ХПК 23020 мг О2/дм3. Концентрацию активного ила в аэротенках поддерживают 2,50,2 г/дм3. Расход воздуха устанавливают 2 дм3/мин. Расход сточной воды в период адаптации 1 дм3/ч (q), объем аэротенка 6 дм3, среднее время пребывания ПАВ в аэротенке ()- 6 ч.

П р и м е р 1. Сточную воду, содержащую 50 мг/дм3 н-алкилбензолсульфоната (АБС), подают непрерывно в аэротенк с неадаптированным активным илом. Индукционный период 111 сут. По завершении адаптации (>12 сут) эффективность очистки от ПАВ- 98,8% (Свых=0,6 мг/дм3). Определяют предельное значение скорости подачи сточной воды 0,5 величины скорости биоразложения адаптированным активным илом:

W0,5(Cвх-Cвых)/(Свых<IMG SRC="http://www.fips.ru/chr/729.gif" ALIGN=ABSMIDDLE>T)=

0,5(50,0-0,6)/(0,66) 6,86 1/ч, т.е. в аэротенк с рабочим объемом 6 дм3 сточную воду можно подавать в количестве Qn=6,86 6=41,1 дм3/ч.

На 13-е сутки повышают количество подаваемой сточной воды до 0,25 Еа с 1 до 20,5 дм3/ч (Свх=50 мг/дм3).

На 14-е сутки и далее эффективность очистки 97,0% (Свых=1,5 мг/дм3). Производительность очистки при этом повысилась в (0,970/0,988) 20,5=20,1 раза (2010%).

При скоростях подачи сточной воды W=6,86 1/ч (Q=41,1 дм3/ч) эффективность очистки снижается до 931% (Свых=3,50,5 мг/дм3). При этом производительность очистки повысилась в (0,93/0,988) 41,1=38,6 раза (3860%).

При скоростях больших W>6,86 1/ч нормальные режимы работы аэротенка нарушаются (по гидродинамическим причинам).

П р и м е р 2. Сточную воду содержащую 30 мг/дм3 n-изононилфеноловых эфиров полиоксиэтиленгликоля (n=10, НФЕ10) подают непрерывно в предварительно подготовленный, как в примере 1, аэротенк с неадаптированным активным илом в количестве 1 дм3/ч. Индукционный период составляет 6,50,5 сут. Эффективность очистки от ПАВ адаптированным активным илом в таком режиме 98,3% (Свых= 0,5 мг/дм3). Находят предельное значение скорости подачи сточной воды 0,5 величины скорости биоразложения адаптированным активным илом:

W0,5(Cвх-Cвых)/(Свых<IMG SRC="http://www.fips.ru/chr/729.gif" ALIGN=ABSMIDDLE>T)= 0,5(30-0,5)/(0,56)4,9 1/ч, т.е. в аэротенк с рабочим объемом 6 дм3 сточную воду можно подавать в количестве Qn=6 1,58=9,5 дм3/ч.

На 14-е сутки повышают количество подаваемой сточной воды с 1 до 9,5 дм3/ч при концентрации ПАВ Свх=30 мг/дм3. Эффективность очистки 88% (Свых=6 мг/дм3). Производительность очистки возрастает в (0,88/0,95) 9,5=8,8 раза (880%).

При скорости подачи сточной воды более 1,58 1/ч (Q>9,5 дм3/ч) нормальные режимы работы аэротенка нарушаются (по гидродинамическим причинам).

П р и м е р 4. Сточную воду, содержащую смесь ПАВ (30 мг/дм3 АБС и 10 мг/дм3 НФЕ10), подают непрерывно в предварительно подготовленный, как в примере 1, аэротенк с неадаптированным активным илом в количестве 1 дм3/ч. Индукционные периоды для НФЕ10 6,50,5 сут, для АБС 111 сут. Эффективность очистки адаптированным активным илом (>13 сут): по НФЕ10 99,0% (Свых=0,1 мг/дм3), по АБС 98,8 (Свых=0,35 мг/дм3). Находят предельные значения скоростей подачи сточной воды 0,5 величины скорости биоразложения адаптированным активным илом:

для НФЕ10 W0,5(Cвх-Cвых)/(Свых<IMG SRC="http://www.fips.ru/chr/729.gif" ALIGN=ABSMIDDLE>T)= 0,5(10-0,1)/(0,16)8,25 1/ч,

для АБС W0,5(Cвх-Cвых)/(Свых<IMG SRC="http://www.fips.ru/chr/729.gif" ALIGN=ABSMIDDLE>T)= 0,5(30-0,35)/(0,356)7,05 1/ч, т.е. в аэротенк с рабочим объемом 6 дм3 сточную воду можно подавать в количестве Qn=6 7,05=42,3 дм3/ч.

На 13-е сутки повышают количество подаваемой сточной воды с 1 до 42,3 дм3/ч. Эффективность очистки на 14-е сутки и далее по АБС 94% (Свых=1,8 мг/дм3), по НФЕ10 93,5% (Свых=0,65 мг/дм3). Производительность очистки возрастает в:

1,2 [ 0,94/0,98842,3+

+0,935/0,99042,3]40,1 раза (4010%).

При скоростях подачи более 7,05 1/ч (Qn>42,3 дм3/ч) аэротенк не выдерживает по гидродинамическим причинам.

Сравнительные с прототипом данные по зависимости повышения производительности аэротенка от скорости подачи (количества подаваемой) сточной воды на адаптированный активный ил представлены в таблице. Как видно из таблицы, предлагаемый способ биологической очистки сточных вод позволяет повысить производительность очистки в 8,8-40 раз (в зависимости от вида ПАВ). 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, содержащих поверхностно-активные вещества, активным илом, включающий подачу сточных вод с постоянной объемной скоростью в аэротенк при концентрации поверхностно-активных веществ, равной половине критической концентрации мицеллообразования, и адаптацию активного ила, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, после окончания процесса адаптации активного ила объемную скорость подачи сточных вод повышают до величины, равной или меньшей, чем 0,5 скорости биоразложения поверхностно-активных веществ адаптированным активным илом, при этом скорость подачи сточных вод определяют из уравнения



где a - скорость биоразложения поверхностно-активных веществ, 1 ч;

Cвх и Cвых - концентрации поверхностно-активных веществ на входе в аэротенк и выходе из него после завершения процесса адаптации, мг/дм3;

- среднее время пребывания поверхностно-активных веществ в аэротенке, ч.