Способ контроля качества биохимической очистки сточных вод

 

(i i) 654548

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз оооо оких

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.12.76 (21) 2431436/23-04 (51) М. Кл. С 02С 1/02 с присоединением заявки №

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.79. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 28.02.79 (53) УДК 628.3 (088.8) ло делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

А. Д. Артюшкин и М. В. Гасанов

Бакинский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии «ВОДГЕО» (54) СПОСОБ КО НТРОЛЯ КАЧ ЕСТВА Б ИОХИМ И Ч ЕСКО И

ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Изобретение относится к области биохимической очистки сточных вод и может быть использовано для контроля работы аэрационных сооружений.

Известен способ контроля процесса биохимической очистки сточных вод определением биохимической потребности в кислороде очищенной жидкости за 5 (БПКе), 10 (БПК1е) или 20 (БПК«„) суток (1).

Однако этот способ нельзя оперативно использовать при эксплуатации очистных сооружений, так как результаты получают через 5 и более суток.

Ближайшим к предлагаемому является способ контроля процесса биохимической очистки определением дегидрогеназной активности ила, устанавливающий примерно за 1,5 — 2 ч степень эффективности процесса очистки сточных вод (2).

Способ основан на определении и сравнении дегидрогеназной активности трех видов: a) исходной; б) активности сдобавленпем водопроводной воды; в) активности с добавлением неочищенной сточной воды, определенны.; при инкубации образца при

35 — 37 С.

Способ заключается в использовании известного свойства трифенилтетразолия хлористого (ТТХ) изменять окраску прп переходе из бссцветной окисленной формы в окрашенную (формазан) восстановленную, когда в образце активного ила возникают анаэробные условия. При этом полученная информация интерпретируется следующим образом: при неполном изъятии загрязнений активность исходная больше или равна активности со сточной водой и больше активности с водопроводной водой, после изъятия загрязнений из иловой смеси и

>0 появления нитратов активность с добавлением сточной воды больше исходной и больше или равна активности с водопроводной водой.

Недостатком этого способа является ограничение диапазона его . использования, так как он может быть использован только при очистке бытовых сточных вод.

При теxнологическом контроле процесса биохимической очистки промышленных - 0 сточных вод добавление к отцентрифугированному активному илу неразбавленной промышленной сточной воды может во многих случаях ингибировать (подавлягь) дегидрогеназную активность, искажая тем

25 самым результаты определения. Другпмп недостатками являются сложность и связанная с этим длительность процедуры определения, включающего в себя следующие операции: тройное, по ходу определе30 нпя, центрифугированис, экстрагпрованпе

654548

3 формазана этанолом и фотоколориметрирование.

С целью упрощения и ускорения способа контроля и расширения области его применения предлагается способ, заключающийся в сравнении двух видов дегидрогеназной активности исходной иловой смеси и иловой смеси с добавлением 1 — 2 /О неочищенной сточной воды и оценке качества биохимической очистки по разности во времени появления окрашивания сравниваемых образцов.

Количество добавляемой неочищенной сточной воды устанавливают в зависимости от значения ее БПК„,, а именно, при

БПКолы в диапазоне значений до 500 мг/л — добавляют 2О/О, а при БПК,» в диапазоне значений свыше 500 мг/л — — 1, По предлагаемому способу в образец активного ила с субстратом вносят неочищенную сточную воду, но в количестве, примерно на 1,5 — 2 порядка меньшем, чем при известном способе.

Это позволяет применять способ для контроля качества процесса биохимической очистки промышленных сточных вод.

О качестве процесса биохимической очистки судят не по соотношению интенсивностей окраски образцов, приобретенной ими за установленный период времени (55 мин), как в известном способе, а по разности во времени проявления окраски. Если эта разность равна нулю, т. е. образцы окрашиваются одновременно, то это свидетельствует о неполной очистке, так как при внесении субстрата дегидрогеназная активность ила не повышается. Если же момент начала окрашивания образца с субстратом опережает начало окрашивания исходного образца, то это свидетельствует о полном изъятии загрязнений. В исходном образце в этом случае процесс очистки завершен уже до начала определения, а в образце ила с добавлением субстрата ил активизируется, что приводит к опережающему сравнительно с исходным образцом переходу внесенного ранее трифенилтетразолия хлористого (ТТХ) из бесцветной окисленной формы в окрашенную восстановленную.

Так, если окрашивание ила с добавлением субстрата произошло ранее окрашивания исходного образца на 2 — 5 мин, это свидетельствует о качественной биохимической очистке. Как правило, окраска исследуемых образцов начинает проявляться (по предлагаемому способу) в интервале

2 — 30 мин в зависимости от удельной нагрузки на активный ил по БПК, „биохимического состояния ила, наличия окисленных форм азота и т. д.

Все эти факторы, одинаково воздействуя на оба сравниваемых образца, не отражаются на конечном результате определения, а лишь сказываются на его длительности.

4

Однако даже при максимальной длительности определения в 30 мин получается значительный выигрыш во времени ио сравнению с известным способом, на который затрачивается 1,5 — 2 ч.

Предлагаемый и известный способы также отличаются и по трудоемкости, Так как результат определения оценивается не по разности в интенсивности окраски образцов, а по разности моментов начала их окрашивания, стало возможным значительно упростить операции определения. Так, при реализации определения по предлагаемому способу в сравнении с известным исключаются следующие основные операции: трехкратное (по ходу определения) центрифугирование, экстрагирование формазана этанолом и фотоколориметрирование.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. В две пробирки емкостью примерно 20 мл добавляют 1,5 мл 0,4—

0,5 /О-ного водного раствора ТТХ, а в одну из них добавляют, кроме того, 2О/О или

0,3 мл неочищенной сточной воды, если

БПК,» ее находится в диапазоне значений до 500 мг/л — и 1% или 0,15 мл неочищенной сточной воды при БПК,, в диапазоне значений свыше 500 мл/л — . Затем в оое пробирки вливают по 15 мл анализируемой илоной смеси, после чего пробирки закрывают резиновыми пробками, содержимое их тщательно перемешивают и ставят на инкубацию в стеклянный сосуд с водой, подогретой предпочтительно до

37 С. По секундомеру отмечают моменты начала скрашивания образцов с иловой смесью на фоне контрольной пробирки, содержащей лишь активный ил без раствора ТТХ.

11р им ер 1. При биохимической очистке искусственного стока, содержащего бутиловый спирт в концентрации 400 мг/л — (период аэрации 12 ч, концентрация ила

2,9 г/л — по беззольному веществу), БПК О„, очищенного стока сосгавляет

14,6 мг/л — . Оценка качества процесса биохимической очистки описываемым способом показала следующее: до начала окрашивания образца ила с добавлением 1 субстрата в результате исчерпания кислорода прошло 5,5 мин, тогда как окраска исходного образца ила начала проявляться через 9 мин.

Пример 2. При тех же условиях, но в случае имитации залпового сброса

БПК,„ очищенного стока составляет

42,6 мг/л —, оба образца начинают окрашиваться одновременно, через 4 мин. При добавлении в качестве субстрата не 1% неочищенного стока, а 80%, т. е. 4,8 мг бутилового спирта на 15 мл иловой смеси, окрашивание образца проявляется уже через

2,5 мин. При неполной очистке добавление избытка субстрата (80О/О) приводит к бо654548

БПКполн жидкости, имитирующей неочи щенн ы и промышленный сток, мг1л оо 21 ос

t — 37 С

Эффект очистки, Концентрация беззольного активного ила, г л

Период аэрации, БПК„,„ очищенной жидкости, мг/л с добавлением пап 2 о неочищенной жидкости с добавлением 1 ц пли 2 о4 жидкости исходный образец исходный образец

Yîo

2 1

98,3

93,3

9,5

4,5

11,5

4,0

920

4,0

4,5

5,0

4,0

7,5

9,0

10,1

40,2

8,6

38

16,1

6

6

12

2,8

2,8

2,26

2,26

3,12

3,12

5,0

2,0

2,0

2,5

6,0

2,2

6,0

91,2

98,3

92,6 о о

3,3

4,1

9,0

4,1

Формула изобретения

Составитель Н. Путова

Техред Н. Строганова Корректоры: Л. Орлова и 3. Тарасова

Редактор С. Лазарева

Заказ 178/16 Изд. че 222 Тираж 1034 Подписное

МПО Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 лее ускоренному потреблению кислорода и окрашиванию образца с субстратом.

Пр и м ер 3. Сопоставление дегидрогеназных активностей по настоящему способу при биохимической очистке на модели сооружения искусственного стока, содержащего 1000 мг/л — м-крезола (период аэрации 12 ч, концентрация ила 3,86 г/л — по беззольному веществу, БПК„очищенного стока 16,4 мг/л —, поступающего стока

1840 мг/л — ) дает следующие результаты; начало окрашивания образцов a) исходной — через 11 мин; б) с добавлением 1 % неочищенной сточной воды — 6,5 мин; в) с добавлением 80% неочищенной сточной воды — 10 мин.

Способ контроля качества биохимической очистки сточных вод путем сравнения различных видов дегидрогеназной активности иловой смеси при температуре 35 — 37 С с использованием трифенцлтетразолия хлористого и оценки качества очистки по окрашиванию сравниваемых образцов, о тличающийся тем, что, с целью упрощения и ускорения способа контроля и расширения области его применения, сравнению подвергают гидрогеназную активность

Испытания предлагаемого способа конlроля процесса биохимической очистки искусственных стоков, имитирующих IlpO мышленные, содержащие различные органические соединения (ацетон, бутиловый спирт, изобутиловый, изоамиловый спирты, молочная кислота, фенол, крезолы), показывают, что опережающее окрашивание по сравнению с исходным образцом коррелировало со снижением

БПКпвлн, определенным аналитически, на

97 99%

Результаты испытаний представлены в таблице.

Время до начала окрашивания образца, мин исходной II;IOBQA смеси и иловой смеси с добавлением 1 — 2% неочищенной сточной воды и оценивают качество биохимической очистки по разности во времени появления окрашивания сравниваемых образцов, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лурье IO. Ю. и Рыбникова А. И. Химический анализ производственных сточных вод. М, «Химия», 1974.

2. Методика определения дегидрогеназной активности при технологическом контроле за работой аэротенков. АУХ, М., 1970.