СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ АММОНИЙНОГО АЗОТА

СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ АММОНИЙНОГО АЗОТА


RU (11) 2136612 (13) C1

(51) 6 C02F3/30 

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

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

(21) Заявка: 96105506/25 
(22) Дата подачи заявки: 1996.03.20 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1996.03.20 
(45) Опубликовано: 1999.09.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Кокс и химия, 1993, N 9 - 10, с.41. SU 0952767 А1, 23.08.82. SU 1555305 А1, 07.04.90. RU 2021466 С1, 30.10.94. WO 92/18426 А1, 29.10.92. GB 2026462 А, 06.02.80. US 4693827 А, 15.09.87. US 5288407 А, 22.02.94. EP 0751098 А1, 02.01.97. 
(71) Заявитель(и): Восточный научно-исследовательский углехимический институт 
(72) Автор(ы): Сабирова Т.М.; Дербышева Е.К. 
(73) Патентообладатель(и): Восточный научно-исследовательский углехимический институт 
Адрес для переписки: 620219, Екатеринбург, ГСП-117, ул.8 марта 14, ВУХИН 

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ АММОНИЙНОГО АЗОТА 

Изобретение относится к технологии очистки сточных вод от аммонийного азота. Способ биохимической очистки сточных вод от аммиачного азота включает стадии биохимической нитрификации и денитрификации с поддержанием рН на стадии нитрификации не ниже 6,5-7,0. Поддержание заданного рН на стадии нитрификации осуществляют вводом в сточные воды, подаваемые на денитрификацию, заданного количества нитратных и/или нитритных соединений, которые могут быть введены в виде водных растворов. Способ обеспечивает высокую степень очистки сточных вод от аммонийного азота без использования щелочных реагентов. 1 з.п.ф-лы. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к способам очистки сточных вод от аммонийного азота и может быть использовано в отраслях промышленности, сточные воды которых содержат аммонийный (аммиачный) азот, например для очистки сточных вод коксохимического производства.

Сброс стоков с продуктами, содержащими аммиачный азот, приводит, как известно, к заболачиванию водоемов и поэтому очистка их от этого азота является неотложной задачей.

Аммонийный азот содержится в сточных водах в виде различных солей и в виде свободного аммиака.

Известен химический способ очистки сточных вод коксохимического производства от связанного аммиака, где вначале обработку сточных вод проводят гидроксидом натрия для разложения связанного аммиака, а затем проводят отгонку образующегося при этом свободного аммиака паром. Остаточное содержание аммиачного азота по данному способу очистки может составлять около 25 мг/л [1] .

Недостатками известного способа являются применение дефицитного и дорогостоящего продукта - гидроксида натрия в большом количестве - 0,2 кг на 1 т коксуемой шихты, достаточно высокое остаточное содержание аммиака в сточных водах, а также значительные затраты, связанные с отгонкой аммиака.

Известен биологический метод очистки сточных вод коксохимического производства от аммонийного азота до содержания его менее 25 мг/л, включающий окисление аммонийного азота (нитрификацию) до нитритов и нитратов в аэробных условиях при pH 6,5 - 7,0 в присутствии нитрифицирующих бактерий с последующим восстановлением нитратов и нитритов (денитрификацией) до газообразного азота в анаэробных условиях в присутствии денитрифицирующих бактерий [1] . При этом в процессе нитрификации образуется свободная азотная кислота, накопление которой приводит к изменению (снижению) pH, вследствие чего процесс окисления аммиачного азота прекращается. Для нейтрализации кислоты на нитрификацию возвращают денитрифицированную сточную воду, поскольку pH ее больше 7 вследствие того, что в процессе денитрификации образуется дополнительная щелочность. Однако стехиометрическое соотношение щелочности и кислотности, образующихся при процессах нитрификации и денитрификации, соответствует только 1:2, что приводит к необходимости введения в сточную воду на нитрификацию гидроксида натрия из расчета 0,1 кг на тонну коксуемой шихты. Химизм основных процессов нитрификации и денитрификациии может быть представлен нижеследующими реакциями:



Данный способ взят в качестве прототипа.

Недостатком данного решения является необходимость использования для поддержания заданного pH таких дефицитных реагентов как NaOH, Na2CO3 и др. Кроме того, NaOH является небезопасным для здоровья человека реагентом.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков.

Задача решается за счет того, что в известном способе очистки сточных вод от аммонийного азота, включающем стадии биохимических процессов нитрификации и денитрификации с поддержанием pH на стадии нитрификации не ниже 6,5 - 7,0, поддержание требуемого pH на стадии нитрификации осуществляют введением в сточные воды нитритных и/или нитратных соединений.

Задача решается также за счет того, что нитратные и/или нитритные соединения вводят в виде их водных растворов, например сточных вод. Введение в сточную воду дополнительно нитратных и/или нитритных соединений позволяет поддерживать pH не ниже 6,5 - 7,0 за счет увеличения щелочности сточных вод при их биологической денитрификации, поскольку ионы нитратов и нитритов при биохимической очистке переходят в N2 и OH-.

Ввод в сточные воды нитратных и/или нитритных соединений в виде их водных растворов дает возможность использовать для получения дополнительной щелочности сточные воды других производств, содержащих эти соединения, например сточные воды азотно-тукового производства.

Количество вводимых в сточную воду нитратов и/или нитритов зависит от исходной щелочности сточной воды, ее состава, от принятой технологической схемы очистки и определяется расчетным путем.

Так, теоретический расход нитрита и/или нитрата натрия для очистки сточной воды, не содержащей исходной щелочности, а также нитратных и/или нитритных соединений, определяется исходя из расчета: 1 мг азота нитрата и/или нитрита на 1 мг аммонийного азота. Этот расчет приемлем для технологической схемы очистки сточных вод, в которой предусмотрено проведение нитрификации-денитрификации в одном реакторе путем периодического создания аэробных и анаэробных условий для жизнедеятельности нитри-денитрифицирующих микроорганизмов. Для технической схемы, включающей последовательно установленные нитрификаторы-денитрификаторы, целесообразно применение избытка солей нитратов и/или нитритов исходя из расчета: на 1 мг аммиачного азота требуется 1,2 - 1,5 мг азота нитритов и/или нитратов. Это позволит либо уменьшить число ступеней очистки от аммиачного азота до 2-х, либо исключить необходимость циркуляции (возврата) сточной воды по схеме: денитрификатор - нитрификатор - денитрификатор для использования щелочности, образующейся в денитрификаторе в процессе нитрификации.

Осуществление способа биологической очистки сточных вод от аммонийного азота в соответствии с предлагаемым техническим решением может быть проведено в соответствии с нижеследующим описанием.

Пример 1. Очистку сточных вод ведут в установке, состоящей из нитрификатора и денитрификатора.

Сточные воды коксохимического производства (КПХ), содержащие 0,350 г/л аммонийного азота подают в денитрификатор, куда загружают нитрат натрия в количестве, рассчитанном исходя из соотношения 1,5 г азота нитрата натрия на 1 г аммонийного азота, то есть 3,195 г NaNO3 на 1 л сточной воды, и сточные воды подвергают биологической денитрификации до остаточного содержания нитратов не более 0,1 г/л. После денитрификатора сточную воду передают в нитрификатор, где проводят частичную ( на 70% от исходного содержания аммонийного азота) биологическую нитрификацию солей аммония до остаточного содержания аммонийного азота 100 мг/л и pH не менее 6,5 - 7,0, то есть практически до полного потребления щелочности, полученной вследствие денитрификации добавленного нитрата натрия. После нитрификации сточную воду вновь возвращают в денитрификатор для получения щелочности за счет нитратов и нитритов, образовавшихся в процессе нитрификации, до остаточного содержания последних в сточной воде не более 15 мг/л. Далее сточную воду возвращают в нитрификатор, где проводят нитрификацию оставшегося количества аммонийного азота, а затем в денитрификатор для разложения образовавшихся при этом нитратов и нитритов. Получают сточную воду с содержанием аммонийного азота и азота нитратов-нитритов не более 10 - 15 мг/л.

Пример 2. 100 м3 сточных вод КХП, содержащих 0,45 г/л аммонийного азота смешивают со 150 м3 сточных вод азотно-тукового производства с содержанием нитритов (NO2-) 1,48 г/л.

Количественное соотношение смешиваемых вод определяют исходя из расчета: 1 г азота нитритов должен приходиться на 1 г аммонийного азота. Далее смесь вод подвергают биологическим процессам денитрификации и нитрификации в одном и том же реакторе путем чередования аэробных и анаэробных условий для жизнедеятельности микроорганизмов, поддерживая таким образом требуемую щелочность сточной воды. Получают сточную воду с содержанием аммиачного азота и азота нитратов не более 5 - 15 мг/л.

Предлагаемый способ очистки сточных вод от аммонийного азота позволяет отказаться от применения таких дефицитных дорогостоящих щелочных реагентов как NaOH, Na2CO3, K2CO3 и использовать для достижения поставленной задачи доступные материалы как природные, так и синтетические нитратные и/или нитритные соединения.

Литература

1. Кокс и химия. 1993, N 9 - 10, с. 41. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ очистки сточных вод от аммонийного азота, включающий стадии биохимических процессов нитрификации и денитрификации с поддержанием pH на стадии нитрификации не ниже 6,5 - 7,0, отличающийся тем, что поддержание pH на стадии нитрификации осуществляют вводом в сточные воды нитратных и/или нитритных соединений.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нитратные и/или нитритные соединения вводят в виде их водных растворов.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru