Способ биологической очистки сточных вод от азота

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<и998390,(6i) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.01.81 (21) 3260875/23-26 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Р М К з

С 02 F 3/34

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 2302,83. Ьюллетень М 7 (33) УДК 628. 356 (088.8) Дата опубликования описания 23.02.83.,"1 -. .;... „

A.Ñ. Расулов, 10. A. — Ë. Коган, Д. А. Рубин и -тР . ЕвятИГнеева

1 1

Институт микробиологии AH Узбекской CCP и Фев1кеврский

" филиал Всесоюзного научно-исследов. тельсйЬ1е цщтитута водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружй1тий-«1 и инженерной гидрогеологии (72) Авторы и%обретения (71) Ваявители (54) СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ

ВОД ОТ АЗОТА

Изобретение относится к охране водоемов от загрязнений и может быть использовано для биологической очистки азотсодержащих сточных вод.

Известен способ биологической очистки сточных вод от азота, заключающийся в выдерживании в течение длительного времени сточных вод в естественных условиях в биопрудах с искусственным внесением в них микроводорослей (1 ).

Недостатком спосеба является большая продолжительность процесса очистки и наличие эффекта вторичного загрязнения очищенных сточных вод биомассой водорОслей, наросшей в процессе очистки в биопрудах.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ биологической очистки сточных вод от азота с использованием смешанной культуры микроводорослей Chlorei la vulgaris-1st, Scenedesmus оЬ1 i gnus- Ja-2-6, заключающийся в культивировании микроводорослей на специальных средах, внесении микроводорослей. в сточную воду с концентрацией азота 120-150 мг/л и последующим выдерживанием смеси в реакционной камере с начальной концентрацией микроводорослей 36 млн/кл/мл, при перемешивании, освещении и обогащении смеси углекислотой в течение 8-10 сут. Степень очистки от азота 97-98% (2).

Недостатками известного способа являются большая длительность процес. са очистки сточных вод от азота, оп-. ределяемая низкой начальной концен трацией микроводорослей и отсутствием периода голодания их, необходимого для инициирования процесса ферментативного синтеза макромолекул в клетке, содержащих значительные количества азота (аминокислоты, белки и т.д.) с поглощением его из сточных вод,, плохое качество очищенной сточной воды из-за значительного содержа. ния в ней биомассы микроводорослей (0,8-1,3 г/л), которые при попадании с очищенной сточной водой в водоем приводят к его вторичному загрязнению, значительная сложность и высокая стоимость осуществления процесса, обусловленная необходимостью отдельного культивирования микроводорослей для последующего внесения их в сточную жидкость.

Цель изобретения — сокращение дли-. тельности процесса очистки, улучше998390

40 ние качества очищенной воды и упрощение и удешевление способа при ана" логичной степени очистки от азота.

Поставленная цель достигается тем, что по способу очистки сточных вод от азота, включающему внесение 5 микроводорослей Chlоге11а в сточную ноду, ныдерживание в реакционной камере при освещении и перемешинании, биомассу микроводорослей отделяют от очищенной сточной воды, сгущают до tO концентрации 10-60 г/л, выдерживают в режиме азотного голодания н тече- ние 4-10 ч и возвращают в реакционную камеру, подцерживая в последней концентрацию микронодорослей 310 г/л.

Способ осуществляют следующим обр азам.

Сточную воду, содержащую значительные концентрации азота 30-200 мг/л, 2р подают в реакционную камеру, куда также подают сгущенную биомассу микроводорослей, выдержанную в режиме голодания. При этом концентрация микроводорослей в реакционной камере составляет 3-10 г/л. Процесс очистки ведут н течение 2-8 ч при перемешинании и освещении микроводорослей. Интенсивность освещения составляет 10-70 тыс. люкс. Очищенную сточную воду, содержащую 1-5 мг/л азота, подают на сепарацию или в гравитационный отстойник для отделения биомассы микронодорослей от очищенной сточной воды и сгущения ее до концентрации 10-60 г/л. 35

Очищенную сточную воду, с концентрацией азота 1-5 мг/л, нэвешенных веществ 15-25 мг/л, сбрасывают н. водоем, а сгущенную массу водорослей выдерживают при перемешивании и освещении н условиях азотного голодания, т.е. без дополнительной подачи сточной воды, в течение 4-10 ч. Сгущенную биомассу водорослей, прошедшую стадию голодания, вновь возвращают в голову процесса, т.е. в реакционную камеру.

Предлагаемый способ позволяет вести процесс очистки при значительных концентрациях микроводорослей (порядка 3-10 г/л) и соответственно увеличить скорость извлечения из сточных вод азота, сократив тем самым длительность процесса очистки в 2030 раэ по сраннению с известным способом.

Кроме того, отделение. биомассы микроводорослей от очищенной сточной жидкости позволяет существенно улучшить ее качество и избежать процесса вторичного эагрязнения водоемов.

Применение режима азотного голодания клеток микроводорослей (без дополнительной подачи сточной воды, содержащей азот) позволяет увеличить 65 скорость извлечения азота из сточных вод за счет активации ферментов азотного обмена.

Наличие н схеме очистки периода голодания отделенной от очищенной сточной жидкости и сгущенной биомассы водорослей дает возможность отказаться от отдельного культивирования микроводорослей, необходимых для внесения в исходную сточную воду, что позволяет существенно упростить и удешевить способ, а также значительно уменьшить концентрацию взвешенных веществ, сбрасываемых с очищенной сточной водой в водоем и, соответственно, избежать его вторичного загрязнения.

Пример -1. Сточную воду с концентрацией азота 100 мг/л подают в реакционную камеру, куда также подают прошедшую в течение 4 ч стадию голодания сгущенную биомассу микроводорослей с концентрациеи 10 г/л штамма Chlorella py renoidosa 82Т.

Концентрация микроводорослей в реакционной камере поддерживают на уровне 3 г/л. Освещенность камеры 30000 люкс при глубине 0,5 м.

Смесь сточных вод с микроводорослями перемешивают в реакционной камере в течение 8 ч. Иэ реакционной камеры смесь очищенной сточной воды с микроводорослями подают на сепарацйю, где биомассу микронодорослей отделяют от очищенной воды и сгущают до концентрации 10 г/л, Сгущенную биомассу подают н камеру регенерации, где выдерживают при перемешивании и освещении н течение 4 ч в условиях голодания по аэо .у. Сгущенную биомассу микронодорослей после регенерации подают вновь и реакционную камеру, где смешивают с новой порцией исходной сточной воды.

Очищенная вода содержи.. 3 мг/л азота и 60 мг/л XIIK.

Пример 2. Процесс ведут аналогично примеру 1, но с использованием штамма Chloге11а vulgaris-157 °

Концентрацию микронодорослей и реак.ционной камере поддерживают на уровне 7 г/л. Освещенность камеры 30000 люкс при глубине 0,5 м. Смесь сточных вод с микроводорослями перемешивают в реакционной камере н течение 4 ч.

Сгущенную биомассу до концентрации

30 г/л подают в камеру регенерации, где выдерживают при перемешивании . и освещении в течение 6 ч в условиях голодания и возвращают в голову процесса.

Очищенная вода содержит 2 мг азота и 70 мг/л ХПК.

Пример 3. Процесс ведут аналогично примеру 2. Концентрацию микро водорослей в реакционной камере поддерживают на уровне 10 г/л. Смесь сточных вод с микроводорослями пере998390 мешивают в реакционной камере в течение 3 ч. Сгущенную биомассу с концен- трацией 60 г/л подают в камеру регенерации, где выдерживают при перемешивании и освещении в течение 10 ч в условиях голодания и возвращают в го- 5 лову процесса.

Очищенная вода содержит 2 мг азота и 80 мг/Я ХПК.

Степень очистки от азота во всех пример ах 9 7- 98,Ъ .. 10

Экспериментальные данные, обосновывающие предельные значения режимных параметров при степени очистки от азота 98%, йредставлены в табл. 1-3. 15

Та блиц а1

Таблица 4

Способ очистки

Показатели

Взвешенные вещества, мг/л 20-30

700-1300

500-1800

ХПК, мг О /л 60-80

10

36

2S

30

Время очистки, ч

Концентрация микроводорослей в реакционной камере, г/л

12

7,7

14,5

Как видно из табл. 2, уменьшение концентрации микроводорослей в реак- 50 ционной камере меньше 2 г/л и увеличение больше 10 г/л приводит к увеличению времени очистки.

Таблица 3

Формула изобретения

14

3,5

4 б

10

Концентрация сгу1 щенных микроводо- Время очистки, ч рослей, г/л

Как видно из табл. 1, уменьше,ние концентрации сгущенных микроводорослей меньше 10 г/л и увеличение больше 60 г/л приводит к увеличению времени очистки.

Т а б л и ц а 2

Время азотного го- Время очистки, лодания, ч ч

Как видно из табл. 3, уменьшение времени азотного голодания меньше

4 ч и больше 10 ч приводит к уве- личению времени очистки.

Сравнительные данные по качеству очищенной воды, свидетельствующие об улучшении ее показателей при очистке по предлагаемому способу в сравнении с известным, представлены в табл. 4.

Предлага- Известный емый

Предлагаемый способ обеспечивает сокращение длительности очистки в

20-30 раз. с 8-10 сут до 3-8 ч за счет повышения концентрации микроводорослей в реакционной камере и депрессии .активности ферментов азотного обмена путем голодания клеток хлореллы. по азоту, улучшение качества очищенных сточных вод — сокращение концентрации в ней взвешенных веществ с 700-1300 до ?0-30 мг/л, т.е. в

30-40 раз, и ХПК с 500-800 до 60-.

80 мг/л, т.е. в 8-15 раз.

Упрощение и удешевление способа определяется возможностью отказа от специального культивирования микроводорослей, выращиваемях для регулярной инокуляции сточных вод. При использовании предлагаемого способа исключается вторичное заражение водоемов.

Таким образом, предлагаемый-способ очистки сточных вод микроводорослями имеет большое народнохозяйственное значение и может быть использовано на существующих и проектируемых очистных сооружениях. При этом помимо значительного. экономического эффекта можно получать еще и ценную белково-витаминную добавку к корму животных.

Способ биологической очистки сточных вод от азота путем внесения микроводорослей Ch1oге1lа, выдерживания смеси в реакционной камере при освещении и перемешивании, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью сокращения длительности процесса, улучшения качества очищенной воды, упрощения и удешевления способа, биом ссу микроводорослей отделяют о

998390

Составитель Г.Лебедева

Редактор Н.Егорова Техред N.Tåïåð Корректор A.Ãðèöåíêo

Заказ 1058/39 Тираж 939 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам юобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 очищенной сточной воды, сгущают до концентрации 10-60 г/л, выдерживают в режиме азотного голодания в тече-. ние 4-10 ч и возвращают в реакционную камеру, поддерживая в последней концентрацию микроводорослей 3-10 г/л.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании 91377595 i кл. С 1 С, 1973.

2. Буриев С.Х., Хакимжанов С.Х.

Культивирование и применение микроводорослей в народном хозяйстве. Материалы республиканской конференции.

Ташкент, 14-15 мая 1980, с. 121.