Способ биологической очистки сточных вод активным илом

Авторы патента:

C02F3/30 - аэробными способами в сочетании с анаэробными

C02F3/28 - способами анаэробного вываривания

C02F11/04 - анаэробная обработка; производство метана этим способом

Владельцы патента RU 2633896:

Келль Лев Сергеевич (RU)

Изобретение может быть использовано в области биологической очистки сточных вод. Для осуществления очистки сточных вод активным илом в аэротенке предусматривают совмещение анаэробной зоны аэротенка с процессом ферментации осадка, т.е. получения летучих жирных кислот. При этом зона "дозревания" вынесена из аэротенка и находится в первичных отстойниках. Способ обеспечивает 100%-ную ферментацию и снижение запаха осадка сточных вод, а также глубокое – до 98% - удаление из сточных вод органических веществ и биогенных элементов - фосфора и азота. 1 пр.

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод.

Известен способ биологической очистки сточных вод активным илом (1), предусматривающий совмещение анаэробной зоны аэротенка с процессом ферментации осадка (получения летучих жирных кислот) - создание зоны "дозревания".

Однако данный способ может быть применен лишь на аэротенках, в которых возможно предотвращение метанового сбраживания в зонах "дозревания", при кратковременной подаче в эти зоны воздуха или кратковременного включения мешалок в этих зонах. В аэротенках, не имеющих мешалок, или в аэротенках, аэраторы которых не предназначены для периодического выключения аэрации при работе аэротенка (полимерные аэраторы, фильтросные пластины), внедрение способа биологической очистки сточных вод с зонами "дозревания" невозможно. Кроме этого, известный способ обеспечивает ферментацию лишь части осадка сточных вод, оставшейся в них после первичных отстойников (обычно на первичных отстойниках удаляется порядка 50% осадка поступающих сточных вод).

Задачей изобретения является глубокое удаление из сточных вод органических веществ и биогенных элементов (фосфора и азота) на всех конструкциях аэротенков, а также более глубокое удаление из сточных вод фосфора, чем в известном способе.

Поставленная задача решается способом биологической очистки сточных вод активным илом, предусматривающим совмещение анаэробной зоны очистки с процессом ферментации осадка (получения летучих жирных кислот) - создание зоны "дозревания", отличающимся тем, что эта зона "дозревания" вынесена из аэротенка и находится в первичных отстойниках.

В первичные отстойники поступает сточная вода и часть суспензии циркулирующего активного ила. Под действием гравитационных сил твердая фаза: взвешенные вещества сточной воды и активный ил оседают на дно отстойников и уплотняются до концентрации 30-40 г/л. Содержание кислорода в уплотненном осадке падает до величин 0,2-0,1 мг/л. Происходят гидролиз и ферментация органических веществ осадка на летучие жирные кислоты, и их содержание увеличивается с 0,3-0,7 до 10-15 мг⋅экв/л (в пересчете на уксусную кислоту). Размещение зоны "дозревания" в первичных отстойниках обеспечивает ферментацию 100% осадка поступающих сточных вод и, соответственно, обеспечивает большее образование летучих жирных кислот, а следовательно, и более глубокое удаление из сточных вод фосфора, чем при размещении зоны "дозревания" в аэротенке. При этом фосфат - аккумулирующие бактерии используют энергию, запасенную в виде полифосфатных связей (аналогичных макроэргическим связям в аденозинтрифосфатах - АТФ) для накопления в клетках образующихся жирных кислот как источник углерода в форме poly-b-hydroxybutyrate (PUB).

Впоследствии при попадании в аэротенке в аэробные условия накопленный материал (РНВ) окисляется с образованием новых клеток и одновременно генерируется новый запас полифосфатов из исходных сточных вод. При этом фосфаты удаляются из сточной воды при переходе неорганических фосфатов в энергетические полифосфаты, которые накапливаются в клетках бактерий.

Таким образом, создаются условия для преимущественного развития фосфат -аккумулирующих организмов (ФАО). Обычно содержание фосфора в иле не превышает 3-5%, но в иле, обогащенном acinetobacter (фосфат - аккумулирующие организмы - ФАО), может доходить до 20%.

В последующих рециклах ила обогащенного ФАО, при попадании в первичные отстойники, ФАО высвобождают фосфаты и, потребив летучие жирные кислоты (ЛЖК), поступают в аэротенке.

После аэротенка и вторичных отстойников избыточный активный ил подается на обезвоживание. Таким образом, достигается отбор избыточного ила с содержанием фосфора в несколько раз выше, чем при обычном аэробном способе биологической очистки.

Преимуществами способа является:

- возможность его реализации на очистных сооружениях, имеющих аэротенки любых конструкций:

- способ позволяет производить гидролиз и ферментацию (ацидофикацию) органических веществ не только суспензии активного ила, но и сырого осадка. Что улучшает показатели процесса биологической дефосфотации.

Кроме этого, ферментация 100% осадка поступающих на очистку сточных вод обеспечивает снижение запаха осадка, что особенно актуально для очистных сооружений, находящихся в черте города. Если исходный "сырой" осадок сточных вод имеет неприятный специфический канализационный запах, то ферментированный в зоне "дозревания" осадок имеет легкий запах уксуса.

Сущность предложенного способа поясняется следующим примером.

Пример осуществления способа. Сточные воды с содержанием аммонийного азота - 35 мг/л, фосфора фосфатов - 2,8 мг/л, БПК₅ - 150 мг/л, взвешенных веществ - 150 мг/л, ХПК - 350 мг/л после решеток и песколовок при расходе 10000 м.куб. в сутки после решеток и песколовок подают в первичный отстойник. Туда же подают сгущенную иловую суспензию после вторичного отстойника в количестве 500 м. куб. в сутки с концентрацией активного ила 6 г/л. Осветленная сточная вода после вторичного отстойника поступает в верхний канал аэротенка, состоящего из аноксидной и аэробной зон. Осадок из первичного отстойника раз в двое суток также подают в верхний канал аэротенка.

После аэротенка иловую суспензию с концентрацией 3 г/л подают во вторичный отстойник. После вторичного отстойника сгущенная иловая суспензия в количестве 9500 м.куб. в сутки возвращается в верхний канал аэротенка и в количестве 500 м.куб. в сутки в первичный отстойник. Избыточный ил удаляют в илоуплотнители. Осветленная сточная вода после вторичного отстойника имеет состав: аммонийный азот 0,5 мг/л, фосфор фосфатов 0,05 мг/л, азот нитратов - 5 мг/л, БПК₅ - 3 мг/л, взвешенные вещества - 9 мг/л, ХПК - 25 мг/л.

Степень удаления фосфора из очищаемой воды 98%.

Источники информации

1. Патент РФ №2424199, 2011 г.

Способ биологической очистки сточных вод активным илом, предусматривающий совмещение анаэробной зоны очистки с процессом ферментации осадка (получения летучих жирных кислот) - создание зоны "дозревания", отличающийся тем, что зона "дозревания" вынесена из аэротенка и находится в первичных отстойниках.

Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложены способ и установка для очистки сточных вод от аммония и органического вещества в микроаэробных условиях.

Системы и способы извлечения питательных веществ // 2627874

Группа изобретений может быть использована в сельском хозяйстве для переработки отходов животноводства. Способ извлечения питательных веществ из отходов животноводческих комплексов включает нагревание и аэрирование стоков анаэробного ферментера в аэрационном реакторе в течение 4-24 часов для перевода растворимого аммония в газообразный аммиак, подачу газообразного аммиака из аэрационного реактора в дегазационную колонну, в которой регулируемое количество кислоты реагирует с аммиаком, извлечение получаемой аммониевой соли.

Способ очистки сточных вод от аммония и органического вещества // 2605325

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ очистки сточных вод от аммония и органических веществ в микроаэробных условиях в реакторе последовательно-периодического действия полного перемешивания.

Установка для биологической очистки сточных вод // 2597082

Изобретение относится к водоочистке. Проводят биологическую очистку сточных вод в установке, содержащей приемную камеру 1, аэротенк 11 и емкость 15, выполняющую функцию аэробного стабилизатора ила.

Способ биологической очистки сточных вод от соединений фосфора // 2587181

Изобретение относится к области очистки сточных вод, в частности к способам биологической очистки сточных вод от биогенных элементов - соединений фосфора, и может быть использовано для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, производственных сточных вод, загрязненных биоразлагаемыми органическими соединениями, а также их смеси.

Способ с применением анаммокс-бактерий на носителях биопленки для удаления аммония из потока сточных вод // 2584574

Группа изобретений относится к области обработки сточных вод. Предложен способ биологической обработки сточных вод (варианты) и способ с интегрированной фиксированной пленкой активного ила для удаления аммония из сточных вод.

Станция биологической очистки сточных вод // 2572329

Изобретение относится к устройствам для ведения процессов механической, биологической и физико-химической очистки городских и близких к ним по составу промышленных сточных вод и переработки выделяемых осадков для подготовки их к обезвоживанию, обеззараживанию и последующей утилизации, и может быть использовано при очистке хозяйственно-бытовых сточных вод путем их полного биологического окисления с последующей доочисткой и обеззараживанием очищенной воды в соответствии с действующими санитарно-эпидемиологическими нормами и правилами и иными нормативными документами.

Способ очистки сточных вод // 2570002

Изобретение может быть использовано для очистки бытовых и производственных сточных вод с глубоким окислением азота аммонийных, нитратных и нитритных солей, удаления фосфора фосфатов и органических загрязнений.

Способ обработки промышленных отходов // 2564570

Группа изобретений относится к области биохимии. Предложен способ получения биопленки микроорганизмов, способ обработки отработанной текучей среды из металлообработки и биореактор для обработки текучей среды из металлообработки.

Способ и установка для очистки аммонийсодержащих сточных вод // 2558250

Изобретения относятся к области очистки воды. Предложен способ и деаммонифицирующая установка для очистки аммонийсодержащих сточных вод.

Способ переработки потока отходов с использованием биореактора и мембранного фильтра // 2606013

Группа изобретений относится к области биохимии. Предложен способ обработки потока жидких водных отходов (варианты) и устройство для осуществления способа.

Септик // 2588215

Изобретение относится к сооружениям для предварительной механической и естественной биологической очистки сточных вод, поступающих от жилых домов индивидуальной застройки, и может быть использовано при численности постоянно проживающих до 9 человек.

Способ утилизации образующегося внутри системы биогаза для эксплуатации замкнутой мембранной системы // 2579589

Изобретение относится к анаэробным мембранным биореакторам и способам их эксплуатации, например, для обработки сточных вод. В анаэробном мембранном биореакторе закрытый резервуар для анаэробной обработки содержит мембранный фильтр или соединен с внешним резервуаром, содержащим мембранный фильтр.

Метантенк // 2572417

Изобретение относится к устройствам для анаэробного сбраживания осадков сточных вод и может быть использовано на станциях очистки городских, производственных и сельскохозяйственных сточных вод.

Анаэробный мембранный биореактор для обработки потока отходов // 2560427

Изобретение относится к анаэробному мембранному биореактору для обработки потоков отходов, содержащих общие биоразлагаемые твердые вещества. Поток отходов, содержащий анаэробно биоразлагаемые компоненты, подают в анаэробный реактор, в котором компоненты реагируют с микроорганизмами для биологического разрушения компонентов и получения биомассы и биогаза.

Двухступенчатый непрерывнодействующий подземный генератор биоводорода // 2549238

Двухступенчатый беспрерывнодействующий подземный генератор биоводорода включает биогенератор, установленный в земле, заполненный до определенного уровня биомассой, газоотводную трубу и трубу отвода остаточной биопульпы.

Устройство для утилизации органических отходов // 2544700

Изобретение относится к сельскому хозяйству, пищевой перерабатывающей промышленности, а также к коммунальному городскому хозяйству. Изобретение предназначено для обеззараживания и последовательного фазного, анаэробного разложения измельченных биологических отходов жизнедеятельности сельскохозяйственных животных, птицы, человека и отходов производства пищевой перерабатывающей промышленности с получением биогаза и обеззараженных (от патогенной микрофлоры, гельминтов, их яиц и семян растений) минерализованных органических удобрений, а также биокормовых добавок.

Биогазовая установка // 2539100

Изобретение относится к области переработки и утилизации органических отходов путем сбраживания биомассы для получения биогаза и удобрения, в том числе в зонах с холодным климатом.

Способ и установка получения осадка, не поддающегося гниению, и энергии // 2531400

Группа изобретений может быть использована для переработки осадков, образующихся при очистке городских и промышленных сточных вод, с получением негниющего осадка и электрической энергии.

Способ производства биогаза (варианты) // 2524940

Изобретение относится к области биотехнологии и охраны окружающей среды и может быть использовано в производстве биогаза при сверхнормативном закисании сбраживаемых масс.

Анаэробный фильтр с сифонным отводом // 2631079

Изобретение относится к устройствам для анаэробного сбраживания сточных вод, содержащих органические отходы сельскохозяйственного производства, и может быть использовано при очистке стоков с органическими включениями промышленных предприятий и коммунального хозяйства.