способ повышения эффективности биологической очистки химически загрязненных сточных вод

Формула изобретения

Способ повышения эффективности биологической очистки химически загрязненных сточных вод, включающий рассредоточенную подачу сточных вод и активного ила в аэротенки, отличающийся тем, что подачу активного ила и сточных вод осуществляют равномерно рассредоточенно через перпендикулярно смонтированные по отношению к длинной стороне аэротенка лотки с боковыми сливами, при этом расстояние между боковыми сливами не менее 50 мм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод и может быть использовано для повышения эффективности биологической очистки химически загрязненных сточных вод (химстока), основной целью которой является достижение более высоких показателей очистки стоков перед их отведением в водные объекты.

Известен способ подачи сточной воды в аэротенк (патент РФ 2183200), когда для повышения степени очистки сточной воды, увеличения поверхности контакта между кислородом воздуха, активным илом и очищаемым стоком сточную воду подают в аэротенк тангенциально под углом 30° к оси трубопровода с помощью направляющих козырьков.

К недостаткам этого способа относится сложность применения его на промышленных аэротенках, требуется полная реконструкция сооружений.

Известен способ с рассредоточенной подачей сточных вод в нескольких точках аэротенка вдоль продольной стены и сосредоточенной подачей активного ила в торец головной части аэротенка, с выпуском иловой смеси в конце аэротенка, описанный на сайте www.stroy-spravka.ru (статья «Технологические схемы очистки сточных вод в аэротенках»). По такой же схеме работают аэротенки очистных сооружений ОАО «Казаньоргсинтез» (фиг.1).

Существенным недостатком биологической очистки сточных вод, осуществляемой в аэротенках с рассредоточенной подачей сточных вод, является то, что при этом не обеспечивается эффективное смешение сточной воды и равномерность нагрузки на активный ил по загрязнениям.

В действительности сосредоточенная подача активного ила и рассредоточенная подача стоков через окна не позволяет эффективно смешивать потоки ила, воздуха и химстоков, подтверждением чего являются резкое падение концентрации кислорода и скачок значения химического потребления кислорода (ХПК) по длине аэротенка с рассредоточенной подачей химстока, на примере биостанции ОАО «Казаньоргсинтез» (фиг.2). Сосредоточенная подача активного ила по трубопроводу с торца входного коридора аэротенка в количестве 60-150 м ³/час и рассредоточенная по 2-6 окнам по боковой стороне аэротенка подача химстока фактически является сосредоточенной концентрированной для отдельного окна, т.к. через него подается 20-40 м³/час химстока. Перпендикулярная направленность потоков 1,2, их значительная сосредоточенность и разная длина (расстояние) их прохождения в аэротенке оказывают стрессовое влияние на микроорганизмы активного ила в точках пересечения потоков (точки «а», «б», «в» на фиг.1) (Иерусалимский Н.Д. Основы физиологии микробов. М., 1963). Неэффективное смешение уменьшает окислительную мощность аэротенка и скорость окисления загрязнений.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности биологической очистки химически загрязненных сточных вод в аэротенках с рассредоточенной подачей сточных вод, улучшение состояния активного ила, что обеспечивает полное изъятие загрязнений.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом способе осуществляют параллельную равномерно-рассредоточенную подачу потоков активного ила и химстоков в аэротенки биологических очистных сооружений через смонтированные перпендикулярно потокам лотки, имеющие сливные углубления, расстояние между которыми не менее 50 мм. Отличие предложенной схемы распределения потоков активного ила и сточных вод от существующей классической схемы заключается в том, что: 1) достигается максимальная рассредоточенность подачи в аэротенк активного ила (вместо 1 точки - 160), химстока (вместо 2-6 точек - 480); 2) сочетание параллельности движения отдельных составляющих общего потока активного ила, химстока и перпендикулярной (к указанным потокам) направленности аэрации через фильтросные каналы, расположенные вдоль аэротенка, позволяет обеспечить равномерность контакта хлопьев активного ила и химстока.

Определение эффективности биологической очистки химически загрязненных сточных вод основано на определении качества очищенных сточных вод, которое оценивали по значению ХПК и концентрации фенола, и состояния активного ила, оцениваемого по результатам микроскопирования, определения ферментативной активности (дегидрогеназной активности) илового индекса.

Способ осуществляется следующим образом.

Режим работы аэротенка: объем химстока = 60 м³/час; объем активного ила = 90 м ³/час; коэффициент рециркуляции = 1,5; концентрация ила в аэротенке = 5,6 г/дм³; в возвратном иле = 9,2 г/дм ³. Подача активного ила и химстока в аэротенк биологических очистных сооружений осуществляется через перпендикулярно смонтированные, по отношению к длинной стороне аэротенка, лотки, имеющие окна (сливные углубления) на боковой стороне с расстоянием между центрами 55 мм. Всего на боковой стороне лотка сделано 80 отверстий (160 с обеих сторон лотка). По лотку, установленному в начале аэротенка, подается активный ил. Затем на расстоянии окончания зоны «регенерации активного ила» по трем лоткам в аэротенк поступают сточные воды. Лотки для сточных вод смонтированы в середине 1 коридора, конце 1 коридора и в середине 2 коридора (фиг.3).

Данный способ подачи химстока и активного ила в аэротенк биологических очистных сооружений позволяет достичь следующих (подтвержденных экспериментально) результатов:

а) кривая концентраций О₂ выровнялась и не имеет значительных перепадов концентрации (фиг.4),

б) эффективность биоочистки в аэротенке с равномерно-рассредоточенной подачей химстока и активного ила по сравнению с аэротенком, работающим по обычной схеме распределения потоков, увеличилась по ХПК на 10%, скорость окисления - на 0,6 мг ХПК г/час, по токсичности - на 14% (табл.1),

в) структура хлопьев активного ила в реконструированном аэротенке позволяет снизить иловый индекс на 24%, по ферментативной активности: количество неокисленных загрязнений, накопленных в бактериальных клетках и на поверхности ила в 2,8 раз меньше, в иловой жидкости загрязняющих веществ в 1,5 раза меньше,

г) дегидрогеназная активность: в реконструированном аэротенке вещества окисляются более полно, в контроле низкий уровень активности и в надыловой жидкости меньше загрязняющих веществ (фиг.5), то есть предложенная схема распределения потоков активного ила и сточных вод позволяет интенсифицировать процесс биоочистки и повысить качество очищенного стока,

д) микроскопирование активного ила показывает отличия в структуре хлопьев: в модернизированном аэротенке хлопья ила более плотные, крупные в отличие от аэротенка, работающего в прежнем режиме, в котором хлопья рыхлые, мелкие, вследствие чего иловый индекс в нем выше (табл.2).

Табл. № 2
Точки отбора	Иловый индекс, г/см3
Аэротенк с реконструированной схемой распределения потоков (начало регенерации)	108,9
Аэротенк с реконструированной схемой распределения потоков (окончание регенерации, после подачи стока, выход из аэротенка)	142,4
Аэротенк с классической схемой распределения потоков (начало регенерации)	122,5
Аэротенк с классической схемой распределения потоков (окончание регенерации)	189,4