СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ ТРУДНООКИСЛЯЕМЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ ТРУДНООКИСЛЯЕМЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ


RU (11) 2079447 (13) C1

(51) 6 C02F3/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - действует 

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

(21) Заявка: 94041056/25 
(22) Дата подачи заявки: 1994.11.08 
(45) Опубликовано: 1997.05.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Заявка ФРГ N 3917595, кл. C 02 F 3/06, 1990. 2. Заявка ФРГ N 3916737, кл. A 62 D 3/00, C 02 F 3/00, 1990. 3. Авторское свидетельство СССР N 722852, кл. C 02 F 3/02, 1980. 
(71) Заявитель(и): Государственный научный центр Российской Федерации - Комплексный научно-исследовательский и конструкторско- технологический институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной геологии 
(72) Автор(ы): Швецов В.Н.; Морозова К.М.; Нечаев И.А. 
(73) Патентообладатель(и): Государственный научный центр Российской Федерации - Комплексный научно-исследовательский и конструкторско- технологический институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной геологии 

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ ТРУДНООКИСЛЯЕМЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ 

Изобретение относится к области глубокой очистки воды от трудноокисляемых органических соединений. Задачей изобретений является повышение надежности и упрощение процесса и, в конечном итоге, стабильности качества очищенной воды по остаточному содержанию в ней трудноокисляемых органических соединений. Технический результат достигается тем, что в способе очистки воды от трудноокисляемых органических соединений методом сорбции и окисления иммобилизованными микроорганизмами по взвешенном слое загрузочного материала (угля, клиноптилолита, дробленого керамзита и др.) с одновременной биологической регенерацией загрузки и последующей фильтрации очищенной воды через плотный слой загрузочного материала, очистка воды осуществляется при нагрузках на загрузку взвешенного слоя по ХПК-1,5-3 мг/г сут, по БПК-0,5 - 1,5 мг/г сут, и при концентрации растворенного кислорода на выходе из взвешенного слоя 1-2 мг/л. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области глубокой очистки воды от трудноокисляемых органических соединений.

Известен способ очистки воды от легколетучих хлорорганических соединений в биореакторе с иммобилизованными микроорганизмами штамма КДЕ-7 (Rhodococcus spezies). В качестве загрузки в биореакторе используют кварцевый песок, доломитовый материал, активированный уголь, твердые субстраты угля. К обрабатываемой воде добавляют необходимое количество питательных веществ. Эффективность очистки составляет 50-65% [1]

Недостатком известного способа является невысокая степень очистки.

Известен способ биологического окисления хлорированных органических растворителей путем отделения хлорорганических соединений в предварительной отдувочной колонне, подачи их в циркуляционный поток питательного раствора или непосредственно в контур циркуляции минерализуемого отхода в биореакторе. Аэрация отдувочной колонны, биореактора и циркуляция питательного раствора осуществляются одним насосом. В качестве загрузки-носителя биомассы в реакторе применяются липофильные материалы с развитой поверхностью. Биотрансформация хлорорганических соединений осуществляется в условиях лимитирования содержания растворенного кислорода, поступающего из атмосферы по мере его биологического потребления. [2]

Недостатком известного способа является многообразие технологических операций, сложность процесса, низкая степень очистки.

Наиболее близким к предлагаемому способу по назначению и технической сущности является способ очистки сточных вод от трудноокисляемых органических веществ методом сорбции и фильтрации через взвешенный слой активированного угля, осуществляемой в две ступени. Нагрузку на активированный уголь на первой ступени поддерживают 4,0-4,5 мг ХПК/г угля в сутки, 0,8-1,0 мг БПК/г угля в сутки, на второй ступени 1,8-2,0 мг ХПК/г угля в сутки и 0,4-0,5 мг БПК/г угля в сутки. Во взвешенном состоянии активированный уголь поддерживают рециркулирующей сточной водой, непрерывно насыщаемой кислородом воздуха для биологического окисления, осуществляемого микроорганизмами [3]

Для этого способа характерны сложность процесса, обусловленная необходимостью ведения процесса в две ступени, и вероятность снижения степени очистки за счет уменьшения концентрации растворенного кислорода.

Задача изобретения заключается в повышении надежности и упрощении процесса и, в конечном итоге, стабильности качества очищенной воды по остаточному содержанию в ней трудноокисляемых органических соединений.

Технический результат достигается тем, что в способе очистки воды от трудноокисляемых органических соединений методом сорбции и окисления иммобилизованными микроорганизмами во взвешенном слое загрузочного материала с одновременной биологической регенерацией загрузки и последующей фильтрации очищенной через плотный слой загрузочного материала, очистка воды осуществляется при нагрузках на загрузку взвешенного слоя по ХПК 1,5-3 мг/г/сут, по БПК 0,5-1,5 мг/г/сут и при концентрации растворенного кислорода на выходе из взвешенного слоя 1-2 мг/л.

В качестве загрузочного материала используются различные зернистые материалы (уголь, клиноптилолит, дробленый керамзит и др.).

Способ осуществляется следующим образом.

Исходная вода, содержащая трудноокисляемые органические соединения, подается в аэрационную камеру биосорбера и вместе с циркуляционным потоком насыщается кислородом воздуха до 7-9 мг/л и направляется во взвешенный слой загрузочного материала биосорбера. Во взвешенном слое загрузочного материала вода при нагрузках на загрузку 1,5-3 мг ХПК/г/сут, 0.5 1,5 мг БПК/г/сут очищается от трудноокисляемых органических загрязнений путем их сорбции на поверхности загрузочного материала с одновременной трансформацией и деструкцией при дальнейшем окислении иммобилизованными микроорганизмами и их ферментами, что и приводит к биологической регенерации загрузочного материала и глубокому окислению трудноокисляемых органических соединений. Очищенная вода на выходе из взвешенного слоя с концентрацией растворенного кислорода 1-2 мг/л разделяется на два потока, один из которых возвращается в аэрационную камеру биосорбера для насыщения кислородом и направляется вновь во взвешенный слой загрузочного материала, для того чтобы осуществлять взвешивание загрузки и для снабжения микроорганизмов растворенным кислородом, а второй подается в плотный слой загрузочного материала для окончательного окисления органических загрязнений и удаления взвешенных веществ. Осветленная вода отводится с установки.

В указанном интервале нагрузок на загрузку (т. е. при 1,5-3,0 мг ХПК/г/сут и 0,5-1,5 мг БПК/г/сут) процесс идет наиболее эффективно, что связано, во-первых, с наличием в воде токсичных органических веществ и снижением скорости их изъятия и окисления микроорганизма при увеличении нагрузки свыше оптимальной, во-вторых, невозможностью более глубокой очистки при снижении удельных нагрузок ниже оптимальных. Лимитирование процесса растворенным кислородом (ниже 1,0 мг/л) приводит к резкому снижению качества очистки. Увеличение же количества растворенного кислорода (выше 2,0 мг/л) приводит неоправданно высоким энергозатратам на аэрацию без существенного улучшения качества очистки.

Пример 1.

Воду, загрязненную органическими соединениями, в том числе токсичными веществами, например, фенолом, формальдегидом, ксилолом и др. с концентрацией 1-5 мг/л, определяющей ХПК воды 60 мг/л и БПК-15 мг/л, содержащую аммонийный азот 5 мг/л и растворенный кислород 7-9 мг/л, имеющую pH 7,5 и температуру не ниже 12oC, подвергают очистке во взвешенном слое биосорбера. При нагрузке на загрузку 1,0 мг ХПК/г/сут и 0,4 мг БПК/г/сут и при поддержании концентрации растворенного кислорода на выходе из взвешенного слоя 1,5 мг/л получают очищенную воду, содержащую БПК 1,0 мг/л, трудноокисляемые органические вещества ниже ПДК, при этом эффект удаления органических веществ по БПК составляет 93% Режим является оптимальным из-за неоправданно низких нагрузок на загрузку, приводящих к увеличению объема очистных сооружений при БПК ниже установленных нормативов.

Пример 2.

Очищаемая вода по примеру 1 поступает на биосорбер с нагрузкой на загрузку взвешенного слоя 1,0 мг ХПК/г/сут и 0,4 мг БПК/г/сут при поддержании растворенного кислорода на выходе из взвешенного слоя 3,0 мг/л получают воду, содержащую БПК 1,0 мг/л и трудноокисляемые вещества ниже ПДК при эффекте очистки 93% Режим является неоптимальным, поскольку наряду с завышенными объемами очистных сооружений возрастают затраты на аэрацию

Пример 3.

Очищаемая вода по примеру 1 поступает на биосорбер с нагрузкой на загрузку взвешенного слоя из керамзита или клиноптилолита 1,5 мг ХПК/г/сут и 0,5 мг БПК/г/сут при поддержании растворенного кислорода на выходе из взвешенного слоя 1,5 мг/л получают очищенную воду, содержащую БПК 2,0 мг/л и трудноокисляемые вещества на уровне ПДК, эффект очистки по БПК 87% Режим - оптимальный.

Пример 4.

Очищаемая вода по примеру 1 поступает на биосорбер с нагрузкой на загрузку взвешенного слоя из активированного угля 2,5 мг ХПК/г/сут и 1,0 мг БПК/г/сут при поддержании растворенного кислорода на выходе из взвешенного слоя 1,5 мг/л получают очищенную воду, содержащую БПК 1,5 мг/л и трудноокисляемые вещества на уровне ПДК, эффект очистки по БПК 90% Режим - оптимальный.

Пример 5.

Очищаемая вода по примеру 1 поступает на биосорбер с нагрузкой на загрузку взвешенного слоя 3,0 мг ХПК/г/сут и 1,5 мг БПК/г/сут при поддержании растворенного кислорода на выходе из взвешенного слоя 1,5 мг/л получают очищенную воду, содержащую БПК до 3,0 мг/л и трудноокисляемые вещества на уровне ПДК, эффект очистки 80% Режим оптимальный.

Пример 6.

Очищаемая вода по примеру 1 поступает на биосорбер с нагрузкой на загрузку взвешенного слоя 3,0 мг ХПК/г/сут и 1,5 мг БПК/г/сут при поддержании растворенного кислорода на выходе из взвешенного слоя 0,5 мг/л получают очищенную воду с БПК выше 6,0 мг/л и содержанием трудноокисляемых веществ выше ПДК при снижении эффекта очистки до 60% Качество очистки не соответствует нормативным требованиям.

Пример 7.

Очищаемая вода по пример 1 поступает на биосорбер с нагрузкой на нагрузку взвешенного слоя 3,5 мг ХПК/г/сут при поддержании растворенного кислорода на выходе из взвешенного слоя 1,5 мг/л получают очищенную воду с БПК выше 6,0 мг/л и содержанием трудноокисляемых веществ выше ПДК при снижении эффекта очистки до 60% Качество очистки не соответствует нормативным требованиям.

Данные, свидетельствующие о целесообразности выбранных интервалов, приведены в таблице.

Предложенный способ по сравнению с известным проще в реализации, надежнее в исполнении, а следовательно стабильнее качество очищенной воды. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Сорбция очистки воды от трудноокисляемых органических соединений путем их сорбции и окисления иммобилизованными микроорганизмами во взвешенном слое загрузки с одновременной биологической регенерацией загрузки и последующей фильтрации очищенной воды через плотный слой загрузки, отличающийся тем, что сорбцию и окисление ведут при нагрузках на загрузку 1,5 3 мг по химическому потреблению кислорода и 0,5 1,5 мг по биологическому потреблению кислорода на 1 г загрузки в сутки и при концентрации растворенного кислорода на выходе из взвешенного слоя 1 2 мг/л.




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