СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД


RU (11) 2042650 (13) C1

(51) 6 C02F3/28 

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

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

(21) Заявка: 5012354/26 
(22) Дата подачи заявки: 1991.08.12 
(45) Опубликовано: 1995.08.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство СССР N 1171435, кл. C 02F 3/02, 1985. 2. Патент США N 4292176, кл. C 02F 3/08, 1981. 
(71) Заявитель(и): Нижегородский архитектурно-строительный институт 
(72) Автор(ы): Коноплева Г.В.; Шалаева Н.Г.; Дзиминскас Ч.А. 
(73) Патентообладатель(и): Нижегородская государственная архитектурно-строительная академия 

(54) СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД 

Использование: при биологической очистке городских сточных вод от нефтепродуктов, синтетических поверхностно-активных веществ, а также других огранических соединений, концентрация которых характеризуется величиной ХПК. Сущность изобретения: в смесь активного или со сточной вводят природный сорбент-торф с концентрацией его в иловой смеси 0,01 0,02 г/л, после чего по истечении 2,0 2,5 ч времени аэрации осуществляют озонирование иловой смеси в течение 20 25 с. Способ биологической очистки позволяет интенсифицировать процесс очистки от синтетических поверхностно-активных веществ, нефтепродуктов, а также других трудноокисляемых веществ, повысить качество очищенной воды при низких капитальных и эксплуатационных затратах. 11 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к очистке городских сточных вод от нефтепродуктов, синтетических поверхностно-активных веществ, а также других органических соединений, концентрация которых характеризуется величиной ХПК.

Известен способ биологической очистки сточных вод, включающий смещение активного ила со сточной водой, аэрацию и одновременное озонирование сточных вод, которое осуществляют по истечении 0,6-0,8 времени аэрации, отделение активного ила от очищенной воды и его рециркуляцию. При этом концентрация озона в озоно-воздушной смеси 10-25 мг/л, а доза озона 0,1-2 мг/л иловой смеси [1]

Однако этот способ не обеспечивает полное окисление трудноокисляемых веществ, таких как нефтепроудкты и СПАВ, в силу малой дозы озона в иловой смеси.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ биологической очистки сточных вод, включающий обработку сточных вод активированным углем, смешение с активным илом, аэрацию, отделение активного ила от сточной воды, подачу ила для повторного контактирования с водой, направление другой части ила на дальнейшую обработку [2]

Недостатками этого способа являются:

невысокая глубина степени очистки сточных вод от трудноокисляемых веществ, таких как нефтепродукты и СПАВ, обусловленная ограниченной сорбционной емкостью активированного угля;

большой расход дефицитного дорогостоящего сорбента;

значительные материальные затраты на его регенерацию.

Целью изобретения является повышение степени очистки сточных вод от трудноокисляемых веществ, таких как нефтепродукты и синтетические поверхностно-активные вещества.

Цель достигается тем, что в способе биологической очистки сточных вод, включающем обработку их сорбентом, смешение с активным илом, аэрацию, отделение активного ила от очищенной воды и его рециркуляцию, согласно изобретению, в смесь активного ила со сточной водой вводят природный сорбент-торф, после чего по истечении 2,0-2,5 ч времени аэрации осуществляют озонирование иловой смеси в течение 20-25 с.

Концентрация торфа в иловой смеси составляет 0,01-0,02 г/л, а концентрация активного ила 1,3-1,5 г/л.

Способ осуществляют следующим образом.

Из первичного отстойника сточную воду подают в аэротенк вместе с активным илом с концентрацией 1,3-1,5 г/л и торфом с концентрацией 0,01-0,02 г/л. Перед подачей в аэротенк торф измельчают, просушивают в потоке горячего воздуха, просеивают. В очистке применяют фракцию высушенного торфа с частицами 0,3-0,5 мм.

По истечении 2,0-2,5 ч аэрирования иловой смеси в аэротенк подают в течение 20-25 с озоно-воздушную смесь с концентрацией озона в озоно-воздушной смеси 10-15 мг/л. После прекращения подачи озоно-воздушной смеси аэрацию продолжают воздухом. Время полного аэрирования 5 ч.

Введение торфа в аэротенк в качестве сорбента интенсифицирует процесс биохимического окисления. Торф оказывает ингибирующее влияние на рост активного ила, снижает иловый индекс, улучшает седиментационную характеристику активного ила.

Незначительная добавка торфа в количестве 10-20 мг на 1 л иловой смеси позволяет увеличить глубину очистки сточной воды по СПАВ, нефтепродуктам, ХПК (табл.1-3).

Влияние торфа на эффективность очистки сточных вод от органических веществ (ХПК) показано в табл.1.

Условия очистки:

реальные сточные воды;

концентрация активного ила 1,3 г/л;

концентрация торфа 0,02 г/л;

время аэрации 5 ч.

Некоторый разброс данных обусловлен тем, что городские сточные воды (реальные) имеют сложный химический состав (влияние оказывает матричный эффект).

Влияние торфа на эффективность очистки сточных вод от СПАВ представлено в табл.2.

Условия очистки те же, разброс обусловлен тем же, что и в табл.1.

Влияние торфа на эффективность очистки сточной воды от нефтепродуктов представлено в табл.3.

Результаты очистки реальных сточных вод с добавлением торфа и без него показали (табл.1-3), что применение торфа в качестве сорбента позволяет повысить степень очистки сточных вод по СПАВ от 35 до 59% при среднем 43% по нефтепродуктам от 17 до 31% при среднем 25% по ХПК от 20 до 43% при среднем 31%

Влияние концентрации сорбента на эффективность очистки сточных вод (n 5) одновременно от нефтепродуктов, органических веществ и СПАВ представлено в табл.4.

Из табл.4 видно, что оптимальная концентрация торфа 0,01-0,02 г/л (n 5, n число анализов сточной воды при каждой концентрации торфа).

Влияние концентрации активного ила на эффективность очистки сточных вод (n 5) представлено в табл.5.

Из табл. 4 и 5 следует, что оптимальная концентрация торфа находится в интервале 0,01-0,02 г/л иловой смеси, а активного ила в интервале 1,3-1,5 г/л.

В табл.6 представлена зависимость эффективности очистки сточной воды от времени аэрации (n 10).

Концентрация активного ила 1,3 г/л, концентрация торфа 0,02 г/л.

Из табл. 6 видно, что основная очистка воды от исследуемых соединений происходит в течение первых двух часов, с увеличением времени аэрации степень очистки увеличивается незначительно.

Математическая обработка полученных данных показала, что относительное стандартное отклонение от среднего значения по мере увеличения времени аэрации уменьшается. И при пятичасовом аэрировании не превышает по ХПК + 8% СПАВ + 4% нефтепродуктам + 5% Это указывает на надежность очистки воды при пятичасовом аэрировании.

Следовательно, время аэрирования при биосорбционном способе очистки воды при использовании в качестве сорбента торфа 5 ч.

П р и м е р 1. Испытания проводили на сточной воде, поступающей на городские очистные сооружения и прошедшей первую ступень очистки. Активный ил поступал из регенератора действующих очистных сооружений г. Н.Новгорода.

Сточную воду в объеме 1 л помещали в контактные аэротенки (опытный с добавлением торфа и контрольный без добавления торфа), добавляли активный ил с концентрацией 1,3 г/л и торф (в опытный) с размерами частиц 0,3-0,5 мм, концентрацией 0,02 г/л. Аэрировали в течение 5 ч.

Результаты исследований приведены в табл.7.

Результаты анализа сточной воды, очищенной в опытном (с добавлением торфа) и контрольном (без добавления торфа) аэротенках показали, что введение торфа в иловую смесь интенсифицирует очистку воды и по другим показателям. Рост концентрации нитратов свидетельствует о том, что в опытном аэротенке процесс минерализации органических соединений закончился раньше, чем в контрольном.

При озонировании иловой смеси воздействию озона подвергаются как органические загрязнения, содержащиеся в иловой смеси, так и микроорганизмы активного ила.

Кроме того, под воздействием озона происходит активизация поверхности торфа: формируется большое количество карбоксильных связей, что значительно повышает сорбционную способность торфа.

Учитывая тот факт, что озон в малых дозах активизирует окислительную способность активного ила, целесообразно его вводить в момент снижения скорости окисления органических веществ.

Из табл. 6 следует, что основная очистка воды от исследуемых соединений происходит в течение первых 2 ч. По истечении 2,5 ч очистка изменяется незначительно, что указывает на значительное снижение окислительной способности активного ила. Поэтому озон целесообразно вводить в иловую смесь по истечении 2-2,5 ч аэрации.

Концентрация озона и озоно-воздушной смеси и ее влияние на показатели очищенной воды представлены в табл.8.

Как видно из табл.8, оптимальная концентрация озона в озоно-воздушной смеси 10-15 мго3/л.

Время озонирования и его влияние на показатели очищенной воды представлены в табл.9.

Из табл.9 видно, что достаточное время озонирования 20-25 с.

П р и м е р 2. Исследования проводили в контактных условиях на моделях аэротенков объемов 2 л.

Для экспериментов использовали сточную воду, прошедшую первую ступень очистки, и активный ил из регенератора действующих биологических очистных сооружений г.Н.Новгорода.

Режим работы аэротенков характеризовался следующими параметрами: концентрация активного ила 1,3 г/л;

концентрация озона в озоно-воздушной смеси 10 мг/л; время озонирования 20 с; время аэрации 5 ч.

Процесс контролировался по концентрации СПАВ, нефтепродуктам, ХПК в исходной и очищенной воде. Результаты приведены в табл.10.

Из табл.10 видно, что даже кратковременное ведение в аэротенк в процессе биосорбционной очистки озона повышает эффективность очистки по ХПК на 20% СПАВ на 9% нефтепродуктам на 20%

Влияние сорбента на степень биологической очистки городских сточных вод представлено в табл.11.

Полученные данные подтверждают тот факт, что степень биологической очистки городских сточных вод с добавлением торфа выше, чем с другими исследуемыми сорбентами (каолином, активным углем) при меньшей дозе активного ила (2 раза) и концентрации сорбента более чем на порядок.

Предлагаемый способ биологической очистки воды по сравнению с известными позволяет интенсифицировать процесс, повысить качество очищенной воды при низких капитальных и эксплуатационных затратах. Простота практической реализации способа, большие природные запасы торфа в стране делают предлагаемый способ очистки экономически высоким.

Кроме того, уменьшение дозы активного ила, применение в качестве сорбента торфа и озонирование приводят к значительному снижению количества избыточного ила, а следовательно, и затрат на обработку. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, включающий обработку их сорбентом, смешение с активным илом, аэрацию, отделение активного ила от очищенной воды и его рециркуляцию, отличающийся тем, что смесь активного ила со сточной водой вводят природный сорбент-торф, после чего по истечении 2,0-2,5 ч времени аэрации осуществляют озонирование иловой смеси в течение 20-25 с, причем концентрация торфа в иловой смеси составляет 0,01-0,02 г/л, а концентрация активного ила 1,3-1,5 г/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