RU2050336C1 - Waste waters dip biological purification method - Google Patents

Abstract

FIELD: method is used for household, municipal waste waters and similar by composition and number of impurities industrial waste waters purification. SUBSTANCE: waste water is subjected to primary anaerobic sedimentation, where as microorganisms carrier they use casing or porous carrier of microorganisms in conjunction with additional microorganism carrier in the form of chemically active natural lime-bearing sedimentary rocks and porous minerals on the base of potassium alumosilicate. After that stabilized sediment is removed and liquid phase is fed for two step aerobic treatment with usage at first step of porous microorganisms carrier in conjunction with additional microorganism carrier in the form of chemically active natural lime-bearing sedimentary rocks and porous minerals on the base of potassium alumosilicate with following step of clarified water removal, on which to fix microflora they use microorganism carrier in the form of chemically active natural lime-bearing sedimentary rocks and porous minerals on the base of potassium alumosilicate. EFFECT: method provides improved quality of waste waters purification. 3 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к биологической очистке хозяйственно-бытовых, городских и близких к ним по составу и количеству загрязняющих веществ промышленных сточных вод и может быть использовано в коммунальном хозяйстве и различных отраслях промышленности при новом строительстве и реконструкции действующих очистных станций с аэротенками. The invention relates to the biological treatment of domestic, urban and similar to them in composition and amount of pollutants of industrial wastewater and can be used in utilities and various industries for new construction and reconstruction of existing treatment plants with aeration tanks.

Известен способ очистки сточных вод, реализованный в универсальных сборных станциях биологической очистки, согласно которому сточные воды проходят приемную камеру, песколовки и измерительный лоток, анаэробную обработку и двухступенчатую аэробную обработку с использованием носителей микроорганизмов в виде "ершей" и керамзита [1]
Недостатками этого способа являются низкая степень очистки, а также нестабильность качественного состава очищенной воды за счет неравномерности расхода и состава сточных вод, подаваемых на очистку.A known method of wastewater treatment, implemented in universal prefabricated biological treatment stations, according to which the wastewater passes the receiving chamber, sand traps and measuring tray, anaerobic treatment and two-stage aerobic treatment using microorganism carriers in the form of "ruffs" and expanded clay [1]
The disadvantages of this method are the low degree of purification, as well as the instability of the qualitative composition of the treated water due to the uneven flow rate and composition of the wastewater supplied to the treatment.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предложенному является способ глубокой биологической очистки сточных вод, согласно которому сточные воды подвергают анаэробному первичному отстаиванию с использованием носителя микроорганизмов на каркасе, двухступенчатую аэробную обработку с использованием пористого носителя микроорганизмов на первой ступени и носителя микроорганизмов на каркасе (ершовый носитель) на второй ступени с последующим отводом осветленной воды и осадка [2]
Недостатками этого способа являются низкая степень очистки от органики, нефтепродуктов, фенолов, ионов тяжелых металлов, фосфатов, различных форм азота, сульфатов, а также хлорорганики, образовавшейся в результате хлорирования.The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed one is a method of deep biological wastewater treatment, according to which the wastewater is subjected to anaerobic primary sedimentation using a carrier of microorganisms on the frame, a two-stage aerobic treatment using a porous carrier of microorganisms on the first stage and the carrier of microorganisms on the frame ( ruffled carrier) in the second stage with subsequent removal of clarified water and sediment [2]
The disadvantages of this method are the low degree of purification from organics, petroleum products, phenols, heavy metal ions, phosphates, various forms of nitrogen, sulfates, as well as organochlorines formed as a result of chlorination.

Технический результат, полученный от использования предложенного способа, заключается в повышении степени очистки сточных вод до ПДК, установленных для воды водоемов рыбохозяйственного пользования по содержанию органических соединений, нефтепродуктов, фенолов, ионов тяжелых металлов, фосфатов, форм азота (NH₄ ⁺, NO₂, NO₃), сульфатов, удалении хлорорганики, образовавшейся в результате хлорирования, а также в получении стабилизированного осадка с повышенными удобрительными свойствами (обогащен азотом, фосфором и микроэлементами).The technical result obtained from the use of the proposed method is to increase the degree of wastewater treatment to MPC established for the water of reservoirs of fishery for the content of organic compounds, oil products, phenols, heavy metal ions, phosphates, forms of nitrogen (NH ₄ ⁺ , NO ₂ , NO ₃ ), sulfates, the removal of organochlorine formed as a result of chlorination, as well as the production of a stabilized precipitate with enhanced fertilizing properties (enriched with nitrogen, phosphorus and trace elements).

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Сточную воду подают на стадию анаэробного первичного отстаивания, где в качестве носителя микроорганизмов используют каркасный или пористый носитель в сочетании с дополнительным носителем в виде глинусодержащих и химически активных природных известьсодержащих осадочных пород и пористых минералов на базе алюмосиликатов калия, после чего стабилизированный осадок удаляют, а жидкую фазу направляют на двухстадийную аэробную обработку с использованием на первой ступени пористого носителя для закрепления микрофлоры в сочетании с дополнительными носителем в виде глинусодержащих и химически активных природных известьсодержащих осадочных пород и пористых минералов на базе алюмосиликатов калия, а на второй ступени каркасного или пористого носителя, модифицированного микроводорослями (хлореллой и/или сценодесмусом) в сочетании с дополнительным носителем в виде глинусодержащих и химически активных природных известьсодержащих осадочных пород и природных пористых минералов на базе алюмосиликатов калия, с последующей стадией отвода осветленной воды, на которой для закрепления микрофлоры используют носитель в виде глинусодержащих и химически активных природных известьсодержащих осадочных пород и природных пористых минералов на базе алюмосиликатов калия, причем в качестве известьсодержащих осадочных пород используют известняк и/или доломит и/или кальцит. Wastewater is supplied to the anaerobic primary sedimentation stage, where a frame or porous carrier combined with an additional carrier in the form of clay and chemically active natural lime-bearing sedimentary rocks and porous minerals based on potassium aluminosilicates is used as the carrier of microorganisms, after which the stabilized precipitate is removed and the liquid the phase is directed to a two-stage aerobic treatment using a porous carrier in the first stage to fix microflora in combination with additional carrier medium in the form of clay and chemically active natural lime-bearing sedimentary rocks and porous minerals based on potassium aluminosilicates, and in the second stage of a frame or porous carrier modified with microalgae (chlorella and / or stage desmus) in combination with an additional carrier in the form of clay and chemically active natural lime-bearing sedimentary rocks and natural porous minerals based on potassium aluminosilicates, with the subsequent stage of the removal of clarified water, on which to close Microflora fluids use a carrier in the form of clay and chemically active natural lime-bearing sedimentary rocks and natural porous minerals based on potassium aluminosilicates, and limestone and / or dolomite and / or calcite are used as lime-bearing sedimentary rocks.

Предложенный способ глубокой биологической очистки сточных вод основан на сочетании анаэробных и аэробных биологических процессов с использованием взвешенных и прикрепленных культур микроорганизмов с физико-химическими процессами, обусловленными применением в качестве части носителей микроорганизмов в виде глинусодержащих и химически активных природных материалов. The proposed method for deep biological wastewater treatment is based on a combination of anaerobic and aerobic biological processes using suspended and attached cultures of microorganisms with physicochemical processes due to the use of microorganisms as part of carriers in the form of clay-containing and chemically active natural materials.

Анаэробное первичное отстаивание с использованием прикрепленных культур служит для изменения состава сточных вод за счет восстановления некоторых трудноокисляемых органических веществ в легкоокисляемые, изъятия взвешенных веществ и стимуляции деятельности факультативных микроорганизмов при дальнейшей очистке, восстановления сульфатов, хроматов. Anaerobic primary sedimentation using attached cultures serves to change the composition of wastewater by restoring some difficultly oxidizable organic substances to readily oxidizable ones, removing suspended solids and stimulating the activity of facultative microorganisms during further purification, reduction of sulfates, chromates.

Аэробную очистку ведут по двухступенчатой схеме с использованием фиксированной биомассы. Направление и степень интенсификации биологической очистки в значительной мере определяются выбором материала носителя. Носитель активно влияет на окружающую среду, стимулирует микробный метаболизм, защищает клетки от действия неблагоприятных факторов и способствует длительному сохранению их биохимической активности. Aerobic cleaning is carried out according to a two-stage scheme using fixed biomass. The direction and degree of intensification of biological treatment is largely determined by the choice of carrier material. The carrier actively affects the environment, stimulates microbial metabolism, protects cells from the action of adverse factors and contributes to the long-term preservation of their biochemical activity.

Материал носителей должен иметь развитую поверхность, достаточную прочность, не быть токсичным, не подвергаться биохимической деградации, удобным в конструировании и иметь низкую стоимость. The material of the carriers should have a developed surface, sufficient strength, not be toxic, not undergo biochemical degradation, convenient in design and have a low cost.

Исходя из изложенного, на стадиях анаэробного первичного отстаивания и второй ступени аэробной обработки в качестве носителя используют каркасный (в виде ершей из лавсана или капрона) или пористый (из керамзита) в сочетании с дополнительным носителем в виде глинусодержащих и химически активных пористых известьсодержащих осадочных пород и пористых минералов на базе алюмосиликатов калия, а на первой ступени аэробной обработки пористый носитель керамзит в сочетании с дополнительным носителем в виде глинусодержащих и химически активных природных известьсодержащих осадочных пород и пористых минералов на базе алюмосиликатов калия, причем каркасный или пористый носитель второй ступени аэробной обработки модифицируют микроводорослями (хлореллой и/или сценодесмусом), а дополнительный носитель в виде глинусодержащих и химически активных природных известьсодержащих осадочных пород и пористых минералов на базе алюмосиликатов калия используют также на стадии отвода осветленной воды. Based on the foregoing, at the stages of anaerobic primary sedimentation and the second stage of aerobic treatment, a framework (in the form of ruffs from lavsan or kapron) or porous (from expanded clay) in combination with an additional carrier in the form of clay-containing and chemically active porous lime-bearing sedimentary rocks and porous minerals based on potassium aluminosilicates, and in the first stage of aerobic treatment, the porous expanded clay carrier in combination with an additional carrier in the form of clay-containing and chemically active natural lime-bearing sedimentary rocks and porous minerals based on potassium aluminosilicates, moreover, the frame or porous support of the second stage of aerobic treatment is modified with microalgae (chlorella and / or stage desmusus), and an additional support in the form of clay and chemically active natural lime-bearing sedimentary rocks and porous minerals based on aluminosilicates potassium is also used at the stage of drainage of clarified water.

Использование дополнительного глинусодержащего и химически активного носителя на вышеперечисленных стадиях очистки позволяет создавать в одном сооружении зоны с различными окислительно-восстановительными условиями и различным содержанием бикарбонатного иона, т.е. воспроизвести многообразие биологических и физико-химических процессов, происходящих в природе, обеспечивающее глубокое изъятие практически всех загрязнений, присутствующих в сточных водах. The use of an additional clay-containing and chemically active carrier at the above stages of purification allows the creation of zones with different redox conditions and different bicarbonate ion contents in one building, i.e. to reproduce the variety of biological and physico-chemical processes occurring in nature, providing a deep removal of almost all the contaminants present in wastewater.

Модификацию носителя микроводорослями на второй ступени аэробной обработки осуществляют после бактериального заселения носителя. Например, во вторую ступень с наполнителем подают биологически очищенную сточную воду и воздух. Через неделю после того, как произошло заселение наполнителя бактериями, прекращают подачу обрабатываемой сточной воды, аэротенк работает на контакте. В него в месте подачи сточной воды вводят микроводоросли в количестве 100000 клеток/мл для затравки. Через 3 ч аэрации водоросли прикрепляются к носителю, заселенному микроорганизмами, и в этот аэротенк возобновляют подачу обрабатываемой сточной воды. The carrier modification with microalgae in the second stage of aerobic treatment is carried out after bacterial colonization of the carrier. For example, biologically treated waste water and air are fed into the second stage with a filler. A week after the filling of the filler with bacteria occurred, the flow of treated wastewater is stopped, the aeration tank works on the contact. Microalgae in the amount of 100,000 cells / ml are introduced into the wastewater inlet for seeding. After 3 hours of aeration, algae are attached to a carrier inhabited by microorganisms, and the flow of treated wastewater is resumed in this aeration tank.

Модификация носителя микроводорослями позволяет совместить во второй ступени аэробной обработки процессы, проходящие в аэротенке с прикрепленной микрофлорой и в аэрируемом биопруду. Modification of the carrier by microalgae allows combining in the second stage of aerobic treatment the processes taking place in the aeration tank with attached microflora and in the aerated biological pond.

П р и м е р. Очистке подвергают сточные воды следующего состава, мг/л: БПК 250; ХПК 400; азот аммонийный 30; фосфор 3,5; сульфаты 500; медь 0,3; цинк 1,9; никель 0,2; железо 2; свинец 0,03; хром шестивалентный 0,04; нефтепродукты 5; СПАB 5; фенолы 0,02;
По условиям спуска в водоем очищенная сточная вода должна иметь следующий состав, мг/л: БПК 3; ХПК 15; азот аммонийный 0,39; азот нитратов 9,1; фосфаты 0,25; нефтепродукты 0,05; фенолы 0,01; СПАВ 0,1; медь 0,001; цинк 0,01; никель 0,01; железо 0,12; сульфаты 300; хром⁺⁶ 0,01; свинец 0,01; хлорорганика отсутствие 0,001; хром⁺³ 0,005.PRI me R. The wastewater of the following composition is subjected to purification, mg / l: BOD 250; COD 400; ammonium nitrogen 30; phosphorus 3.5; sulfates 500; copper 0.3; zinc 1.9; nickel 0.2; iron 2; lead 0.03; hexavalent chromium 0.04; petroleum products 5; SPA 5; phenols 0.02;
According to the conditions of descent into the reservoir, the treated wastewater should have the following composition, mg / l: BOD 3; COD 15; ammonium nitrogen 0.39; nitrogen nitrates 9.1; phosphates 0.25; petroleum products 0.05; phenols 0.01; SPAS 0.1; copper 0.001; zinc 0.01; nickel 0.01; iron 0.12; sulfates 300; chrome ⁺⁶ 0.01; lead 0.01; organochlorine lack of 0.001; chrome ⁺³ 0.005.

Сравнение результатов очистки предложенного и известного способов приведено в таблице. A comparison of the cleaning results of the proposed and known methods are shown in the table.

Таким образом, предложенный способ по сравнению с известным позволяет повысить степень очистки воды
по ХПК на 100% БПК на 30% нефтепродуктам на 50% фенолу в 5 раз, хлорорганике в 500 раз, фосфатам в 2 раза, сульфатам в 5 раз, ионам тяжелых металлов более чем в 10 раз, NH₄ ⁺, NO₂, NO₃ на 20% при сохранении тех же объемов сооружений.Thus, the proposed method in comparison with the known improves the degree of purification of water
for COD, 100% BOD, 30% petroleum products, 50% phenol 5 times, organochlorine 500 times, phosphates 2 times, sulfates 5 times, heavy metal ions more than 10 times, NH ₄ ⁺ , NO ₂ , NO ₃ by 20% while maintaining the same volume of structures.

Осадок, полученный в результате обработки, обладает повышенными удобрительными свойствами, обогащен азотом, фосфором и микроэлементами. The precipitate obtained as a result of processing has enhanced fertilizing properties, is enriched with nitrogen, phosphorus and trace elements.

Claims (3)

1. СПОСОБ ГЛУБОКОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, включающий подачу сточной воды, анаэробное первичное отстаивание с использованием носителя микроорганизмов, двухступенчатую аэробную обработку с использованием пористого носителя на первой ступени и носителя микроорганизмов на второй, отличающийся тем, что на стадиях анаэробного первичного отстаивания и второй ступени аэробной обработки используют каркасный или пористый носитель, носитель второй ступени модифицируют микроводорослями, а на стадиях анаэробного первичного отстаивания, аэробной обработки первой и второй ступеней и отвода осветленной воды используют дополнительные носители микроорганизмов, в качестве которых используют глинусодержащие и химически активные природные известьсодержащие осадочные породы и природные пористые минералы на базе алюмосиликатов калия. 1. METHOD FOR DEEP BIOLOGICAL WASTE WATER TREATMENT, including the supply of wastewater, anaerobic primary sedimentation using a microorganism carrier, two-stage aerobic treatment using a porous carrier in the first stage and a microorganism carrier in the second, characterized in that in the anaerobic and second stage the primary aerobic treatment using a frame or porous carrier, the second-stage carrier is modified with microalgae, and at the stages of the anaerobic primary sediment The use of additional microorganism carriers using clay and chemically active natural lime-containing sedimentary rocks and natural porous minerals based on potassium aluminosilicates, aerobic treatment of the first and second stages, and drainage of clarified water. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве микроводорослей используют хлореллу и/или сценодесмус. 2. The method according to claim 1, characterized in that chlorella and / or scenodesmus are used as microalgae. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в качестве известьсодержащих осадочных пород используют известняк, и/или доломит, и/или кальцит. 3. The method according to PP. 1 and 2, characterized in that limestone and / or dolomite and / or calcite are used as lime-bearing sedimentary rocks.

Images