Способ запуска биологических очистных сооружений
Владельцы патента RU 2467959:
Федеральное государственное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт промышленной экологии" (ФГУ "ГосНИИЭНП") (RU)
Способ запуска биологических очистных сооружений предусматривает подачу сточной воды в аэрационную емкость, культивирование биоценоза в условиях аэрации. Культивирование биоценоза осуществляется непрерывной аэрацией в течение 36-48 часов в режиме 0,5-1,0 м3/ч воздуха на 1 м3 аэротенка порции осветленных хозяйственно-бытовых стоков с добавлением к ним биологически активных соединений азота и фосфора при соотношении БПК5:N:P=100:l:0,5. Одновременно добавляют адаптоген при постепенном, за 36-48 часов, наращивании в очищаемых стоках задаваемой концентрации реперного компонента, содержащегося в адаптогене, от 0 до 5*104 ПДК. Изобретение обеспечивает ускоренный запуск биологических очистных сооружений, сокращение времени наращивания биоценоза. Выход на режим очистки осветленных хозяйственно-бытовых стоков от загрязнителей осуществляется за 5 суток. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к области биохимической очистки сточных вод и может быть использовано для ускоренного запуска очистных сооружений, в том числе временно не действующих, и адаптации их к специфичным загрязнителям промышленных сточных вод в новых условиях работы.
Известен способ биологической очистки сточных вод в аэротенке с использованием активного ила и биостимулятора, в качестве которого используют экстракт избыточного активного ила (АС СССР №546568, кл. С02С 5/10).
Недостатком известного способа является низкая скорость формирования в очистных сооружениях биомассы, причем неспецифического состава, высокая трудоемкость и невозможность целенаправленного регулирования эффективности очистки сточных вод.
Наиболее близким способом, принятым за прототип, является способ культивирования биоценоза активного ила в условиях аэробного биологического процесса путем непрерывной аэрации воздухом сточной воды (АС СССР №1574546, кл. C02F 3/34).
Недостатком известного способа является невозможность направленного регулирования эффективности очистки сточных вод, т.к. процесс идет бесконтрольно и в значительной степени зависит от внешних случайных условий. К недостаткам известного способа относятся также высокая трудоемкость и длительный период выхода очистных сооружений на режим. Кроме того, недостатком известного способа является односторонняя направленность сформированной биомассы к природным органическим загрязнителям, обуславливающая неподготовленность очистных сооружений к приему реальных производственных сточных вод. Это связано с тем, что в природе отсутствуют микроорганизмы, питание которых специализировано на синтетических продуктах промышленной химии.
Задачей изобретения является ускоренный запуск биологических очистных сооружений, подготовленных к изменяющимся условиям работы - адаптация рабочей биомассы к потенциальным промышленным загрязнителям, сокращение времени наращивания специализированного активного ила.
Поставленная задача решается тем, что формирующийся биоценоз временно неработающих биологических очистных сооружений одновременно (синхронно) снабжается кислородом, питательно-биогенными продуктами и адаптогеном. В качестве питательно-биогенных продуктов используются источники углерода, азота и фосфора. В качестве адаптогена используются смеси основных загрязнителей промышленных сточных вод, не имеющие прямых аналогов в природных условиях. Биомасса обычных очистных сооружений не приспособлена к переработке таких загрязнений. Введение этих сточных вод на стандартно действующие (по прототипу) биологические очистные сооружения приводит к подавлению жизнедеятельности активной биомассы и требуется длительный период (от 12 до 15 суток) ее реабилитации и адаптации к таким загрязнителям. В то же время, подача недостаточных количеств адаптогена не дает положительных результатов, так как рост специализированной биомассы тормозится биомассой, привыкшей к питанию компонентами хозбытовых стоков. Поэтому процессы адаптации и роста специализированной биомассы должны быть взаимосогласованы.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
В одну секцию аэротенка объемом 500 м3 - 2000 м3 закачивают осветленные хозяйственно-бытовые стоки, вводят в них биологически активные добавки, модельный загрязнитель промышленных стоков, к приему которых готовятся данные биологические очистные сооружения (адаптоген), и подвергают эту смесь непрерывной аэрации в режиме от 0,5 до 1,0 м3/час на 1 м3 сточной воды в аэротенке в течение 36-48 часов (период адаптации). Источником углерода для растущей биомассы являются органические загрязнения природного происхождения хозбытовых стоков. В качестве биологически активных добавок используют соединения азота и фосфора, например сульфат аммония и фосфат натрия, добавляемые в сточную воду в соотношении БПК5:N:Р=100:1:0,5. В качестве адаптогена используют осветленные производственные стоки, к приему которых готовятся данные биологические очистные сооружения или искусственно приготовленный раствор, содержащий потенциальные загрязнители. Этот раствор должен соответствовать составу реальных производственных сточных вод и содержать, предпочтительно, однотипные компоненты, из которых выбирают основной (реперный) компонент, по которому будет осуществляться контроль качества сточных вод. Для предприятий химического профиля - типа «химволокно» в качестве реперного компонента в зависимости от конкретного производства может использоваться капролактам, имеющий ПДК=0,01 мг/л, или формальдегид, имеющий ПДК=0,1 мг/л, или подобное соединение. Для сточных вод предприятий нефтехимической промышленности реперным компонентом могут использоваться, например, нефтепродукты с ПДК=0,05 мг/л.
Подачу адаптогена в аэротенк осуществляют со средней скоростью от 200 до 1100 ПДК/час, где ПДК - значение предельно допустимых концентраций вредных веществ (реперного компонента) в водах водных объектов рыбохозяйственного значения.
При этом задаваемая (поступаемая) концентрация загрязнителей в аэротенке в течение периода адаптации изменяется от 0 до 5,5*104 ПДК. Через 36-48 часов адаптация биологических очистных сооружений к промстокам заканчивается и эти сооружения выводят на полный режим непрерывной аэрацией в течение 60-72 часов в объеме от 1,0 до 1,5 м3/час на 1 м3 сточной воды в аэротенке. За это время (60-72 часов) происходит накопление специализированной биомассы и очистные сооружения могут начинать работать при полной реальной загрузке.
Пример
Одну секцию аэротенка объемом 500 м3 на 4/5 объема заполняют осветленными хозяйственно-бытовыми стоками из городской канализации с БПК5 равным 580 мгО2/л. В аэротенк вносят 10,9 кг сульфата аммония и 6,1 кг фосфата натрия. Включают аэрацию в режиме 200 м3/час. Одновременно малыми порциями начинают вводить предварительно сконцентрированные промывочные стоки производства синтетического волокна капрон (адаптоген). Концентрация реперного компонента (капролактам) в адаптогене равна 2500 мг/л. Первая порция составляет 2,1 м3 адаптогена. Далее каждый час в течение 48 часов добавляют по 2,1 м3 адаптогена. По истечении 48 часов (период адаптации) вторую секцию аэротенка заполняют осветленными хозяйственно-бытовыми стоками из городской канализации и «зацикливают» с первой секцией. Включают аэрацию на весь аэротенк в режиме 1500 м3/час. Через 72 часа после периода адаптации (120 часов от начала работы) очистные сооружения выходят на рабочий режим. Концентрация специализированной активной биомассы возрастает до 4-6 г/л, а концентрация загрязнителей (контролируемая по капролактаму) снижается ниже ПДК. Результаты работы биологических очистных сооружений сведены в таблицу.
| Таблица | |||
| Изменение концентрации капролактама в аэротенке во времени | |||
| Время, час | Введенная концентрация, мг/л | Фактическая концентрация (Сфакт), мг/л | Сфакт/ПДК |
| 1 | 13,1 | 13,1 | 1310 |
| 12 | 148,2 | 97,2 | 9720 |
| 24 | 279,8 | 165,5 | 16550 |
| 36 | 397,4 | 216,0 | 21600 |
| 48 | 503,2 | 238 | 23800 |
| 49 | 251,8 | 118,6 | 11860 |
| 72 | 251,8 | 40,6 | 406 |
| 120 | 251,8 | 0,01 | 1,0 |
Таким образом полный выход на режим очистки производственных стоков от нетипичных загрязнителей осуществляется за 5 суток, тогда как по прототипу этот срок составляет от 12 до 15 суток.
1. Способ запуска биологических очистных сооружений, включающий подачу сточной воды в аэрационную емкость, культивирование биоценоза в условиях аэрации, отличающийся тем, что культивирование биоценоза в условиях аэрации осуществляется непрерывной аэрацией в течение 36-48 ч в режиме 0,5-1,0 м3/ч воздуха на 1 м3 аэротенка порции осветленных хозяйственно-бытовых стоков с добавлением к ним биологически активных соединений азота и фосфора при соотношении БПК5:N:Р=100:1:0,5 и с одновременным добавлением к ним адаптогена при постепенном, за 36-48 ч, наращивании в очищаемых стоках задаваемой концентрации реперного компонента, содержащегося в адаптогене, от 0 до 5·104 ПДК.
2. Способ запуска биологических очистных сооружений по п.1, отличающийся тем, что в качестве адаптогена используют предварительно сконцентрированные промывочные стоки производства синтетического волокна капрон.
3. Способ запуска биологических очистных сооружений по п.1, отличающийся тем, что в качестве реперного компонента, содержащегося в адаптогене, используют капролактам.
