способ очистки сточных вод

Классы МПК:C02F3/02 аэробные способы
C02F3/12 процессы активированного отстоя
C02F9/14 по крайней мере одна ступень является биологической обработкой
C02F103/32 от пищи или пищевой промышленности, например сточные воды пивоваренных заводов
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный технический университет", ФГОУ ВПО "АГТУ" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2009-07-02
публикация патента:

Изобретение относится к области очистки концентрированных сточных вод, в частности сточных вод предприятий кондитерской промышленности. Сточную воду, содержащую большое количество органических загрязнений, подвергают первичному отстаиванию для удаления взвешенных веществ. Затем очищаемую воду подают в аэротенк I ступени, где ее аэрируют в течение 1,076 суток, поддерживая дозу активного ила в количестве 3,4 г/л. В отстойнике удаляют часть активного ила. Далее очищаемую воду подают в аэротенк II ступени, где ее аэрируют в течение 0,58 суток, поддерживая дозу активного ила 2,04 г/л. Перед сбросом в водный объект очищенный сток подают в отстойник для удаления активного ила. Изобретение повышает эффективность очистки сточных вод.

Формула изобретения

Способ очистки сточных вод, включающий механическую очистку сточных вод с последующей биологической очисткой в аэротенке, отличающийся тем, что сточную воду, содержащую большое количество органических загрязнений, подвергают первичному отстаиванию для удаления взвешенных веществ, очищают в аэротенке I ступени, где сточную воду аэрируют в течение 1,076 суток и при этом поддерживают дозу активного ила в количестве 3,4 г/л; затем подают сточную воду в отстойник, где удаляют часть активного ила, затем сточную воду аналогично очищают в аэротенке II ступени, где сточную воду аэрируют в течение 0,58 суток и поддерживают дозу активного ила 2,04 г/л, после чего сточную воду подают в отстойник для удаления активного ила.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии очистки концентрированных сточных вод, в частности, кондитерских предприятий.

Известен способ очистки сточных вод флотацией (см. Патент РФ № 2104963, МПК C02F 1/52, 1998 г.), в котором осуществляется очистка загрязненных сточных вод кондитерских фабрик.

Однако данный способ имеет ряд недостатков: применение коагулянтов незначительно снижает показатель БПК, ограничена производительность при использовании обратноосмотических мембран, значительно усложнен процесс эксплуатации сооружений, повышена энергоемкость процесса очистки и, как следствие, повышены затраты на капиталовложения и эксплуатационные расходы. Установлено, что органические примеси, содержащиеся в концентрированных сточных водах, возможно удалять с использованием обратноосмотических мембран с диаметром пор не более 10-15·10-10 м. В настоящее время органическое загрязнение сточных вод, в частности в кондитерском производстве, настолько велико, что особое внимание уделяется высокоэффективным способам очистки сточных вод в условиях экстремальных нагрузок на систему очистки.

Наиболее близкой, по сути, является технология одноступенной биологической очистки сточных вод в аэротенке (см. Патент РФ № 2060965, МПК C02F 3/02, 1996 г.), включающая аэрацию сточных вод с активным илом в аэротенке, последующим отделением или отстаиванием в первой ступени вторичного отстойника в течение 40-45 мин с возвратом циркуляционного активного ила из нее в аэротенк, осветление очищенной воды от взвеси отстаиванием во второй ступени вторичного отстойника в течение 75-80 мин с удалением из нее избыточного активного ила на обработку и ликвидацию.

Анализ данного метода показывает, что он является достаточно эффективным применительно только к сточным водам, показатели качества которых не превышают: БПКполн=250 мг/л, взвешенные вещества 150 мг/л. Однако использование такого метода очистки применительно к концентрированным сточным водам с показателями БПК более 600 мг O2/л и ХПК более 1300 мг O2/л, взвешенные вещества 1500 мг/л кондитерских предприятий, ожидаемого эффекта очистки не даст.

Техническая задача - создание эффективного способа биологической очистки сточных вод с использованием двухступенчатой аэробной схемы.

Технический результат - повышение эффективности очистки сточных вод, а также значительное снижение количества органических загрязнений, поступающих в поверхностные водные объекты со сточными водами пищевой промышленности.

Он достигается тем, что сточную воду, содержащую большое количество органических загрязнений, подвергают первичному отстаиванию для удаления взвешенных веществ, подают в аэротенк I ступени, где ее аэрируют в течение 1,076 суток и поддерживают дозу активного ила 3,4 г/л; затем подают в отстойник для удаления части активного ила. Далее воду подают в аэротенк II ступени, где ее аэрируют в течение 0,58 суток и поддерживают дозу активного ила 2,04 г/л; затем воду подают в отстойник для удаления активного ила.

Пример 1 конкретного осуществления способа.

Сточные воды кондитерской фабрики подавали на модельную установку двухступенчатой биологической очистки с предварительным отстаиванием. Экспериментальная установка состояла из моделей аэротенков с пневматической аэрацией объемом до 10 л и моделей илоотделителей в виде вертикальных отстойников. Дополнительная аэрация сточных вод способствовала не только окислению сточных вод, но и их биологической очистке, так как в результате этого интенсифицируется жизнедеятельность аэробных микроорганизмов, разлагающих органические соединения.

Подача воды и циркуляция активного ила в системе осуществлялась при помощи многоканального насоса-дозатора. Модель установки представляла собой технологическую схему двухступенчатой очистки сточных вод. Каждая ступень имела свой илоотделитель, поэтому на всех ступенях, работавших в проточных условиях, формировался свой биоценоз микроорганизмов активного ила, наиболее приспособленный к поступающим загрязнениям и использующий для своей жизнедеятельности многокомпонентный субстрат. Это существенно интенсифицировало процесс биологической очистки. Видовой состав микроорганизмов активного ила определялся качественным и количественным составом органических загрязнений сточных вод.

Процесс очистки сточных вод контролировался по БПК5 исходной и очищенной воды, дозе ила, зольности ила, концентрации растворенного кислорода, иловому индексу. Рассматриваемые параметры определялись по стандартным методикам.

Качество исходного стока имело следующие показатели: БПК 600 мг/л, ХПК 1300 мг/л, взвешенные вещества 1400 мг/л.

Рассматриваемый вариант очистки характеризовался следующими особенностями: объемы первой и второй ступеней очистки составляли соответственно 8,0 и 10,0 л, время аэрации 0,73 суток и 1,15 суток, концентрация активного ила в аэротенках поддерживалась в среднем 3,6 г/л и 2,2 г/л. Расход сточных вод на модельной установке оставался постоянным и составлял 0,012 м3/сут.

Указанный режим очистки позволил достичь следующих результатов. После первой ступени биологической очистки БПК сточных вод снизилось на 66%, ХПК на 73%. На выходе основные показатели БПК и ХПК имели значения 36 мг О2/л и 48 мг О2/л соответственно. Другие показатели качества сточных вод, такие как азотистые соединения, не превышали предельно допустимых значений.

Полученные данные свидетельствовали о возможности сброса стока в городскую канализацию для последующей доочистки и сброса в водный объект.

Пример 2

Сточные воды кондитерской фабрики поступали в модельную установку двухступенчатой биологической очистки с предварительным отстаиванием. Экспериментальная установка состояла из моделей аэротенков с пневматической аэрацией объемом до 10 л и моделей илоотделителей в виде вертикальных отстойников. Дополнительная аэрация сточных вод способствовала не только окислению сточных вод, но и их биологической очистке, так как в результате этого интенсифицируется жизнедеятельность аэробных микроорганизмов, разлагающих органические соединения.

Подача воды и циркуляция активного ила в системе осуществлялась при помощи многоканального насоса-дозатора. Модель установки представляла собой технологическую схему двухступенчатой очистки сточных вод. Каждая ступень имела свой илоотделитель, поэтому на всех ступенях, работавших в проточных условиях, формировался свой биоценоз микроорганизмов активного ила, наиболее приспособленный к поступающим загрязнениям и использующий для своей жизнедеятельности многокомпонентный субстрат. Это существенно интенсифицировало процесс биологической очистки. Видовой состав микроорганизмов активного ила определялся качественным и количественным составом органических загрязнений сточных вод.

Процесс очистки сточных вод контролировался по БПК5 исходной и очищенной воды, дозе ила, зольности ила, концентрации растворенного кислорода, иловому индексу. Рассматриваемые параметры определялись по стандартным методикам.

Качество исходного стока имело следующие показатели: БПК 600 мг/л, ХПК 1300 мг/л, взвешенные вещества 1400 мг/л.

Рассматриваемый вариант очистки характеризовался следующими особенностями. Объемы первой и второй ступеней очистки составляли соответственно 12,4 и 8,8 л, время аэрации 1,076 суток и 0,58 суток, концентрация активного ила в аэротенках поддерживалась в среднем 3,4 г/л и 2,04 г/л. Расход сточных вод на модельной установке оставался постоянным и составлял 0,012 м3/сут.

Указанный режим очистки позволил достичь следующих результатов. После первой ступени биологической очистки БПК сточных вод снизилось на 92%, ХПК на 84%. На выходе основные показатели БПК и ХПК имели значения 17 мг O2/л и 22 мг O2/л соответственно. Другие показатели качества сточных вод, такие как азотистые соединения, не превышали предельно допустимых значений.

Полученные данные свидетельствовали о возможности сброса стока в водный объект без последующей доочистки.

Известно, что процессы биологической очистки концентрированных сточных вод пищевых предприятий наиболее достоверно описываются уравнениями ферментативных реакций. Полученные экспериментальные данные позволили проанализировать процесс двухступенчатой биологической очистки сточных вод кондитерских предприятий в условиях отсутствия лимитирования процесса кислородом.

Для рассмотренных примеров были рассчитаны константы уравнений ферментативных реакций. Расчет констант производился на основании анализа данных двух схем очистки. Полученные константы способ очистки сточных вод, патент № 2415815 m, KL, способ очистки сточных вод, патент № 2415815 составляют 357, 130, 1,6 для первой ступени и 90, 6,5, 6,2 для второй ступени соответственно.

Полученные значения позволяют оптимизировать процесс очистки сточных вод данного производства. В процессе исследований выявлены оптимальные режимы очистки, а именно: время пребывания сточных вод на первой и второй ступени, составляющее 27,98 часа и 18,72 часа соответственно. Просчитаны объемы сооружений для реализации схемы.

Анализ полученных экспериментальным путем показателей и рассчитанные оптимизационные параметры процесса очистки показывают, что двухступенчатая очистка концентрированных сточных вод является наиболее простым и менее капиталоемким способом биологической очистки сточных вод кондитерских предприятий, содержащих большое количество органических загрязнений.

Класс C02F3/02 аэробные способы

устройство для очистки сточных вод -  патент 2524732 (10.08.2014)
устройство для аэрации и перемешивания сточных вод -  патент 2522336 (10.07.2014)
реактор с восходящим потоком и с управляемой рециркуляцией биомассы -  патент 2522105 (10.07.2014)
устройство для очистки сточных вод -  патент 2509733 (20.03.2014)
способ и устройство автоматического управления аэротенками -  патент 2508252 (27.02.2014)
способ глубокой очистки воды, преимущественно питьевой -  патент 2490217 (20.08.2013)
способ биологической очистки сточных вод -  патент 2489366 (10.08.2013)
анилид гидроксиметиланилинометилфосфиновой кислоты (амидофос) в качестве биостимулятора активного ила в процессе очистки сточных вод и способ его получения -  патент 2488587 (27.07.2013)
трубчатый аэратор -  патент 2485057 (20.06.2013)
система очистки сточных вод -  патент 2483032 (27.05.2013)

Класс C02F3/12 процессы активированного отстоя

мембранный блок и мембранное сепарационное устройство -  патент 2523806 (27.07.2014)
способ биологической очистки -  патент 2520561 (27.06.2014)
способ очистки сточных вод -  патент 2501744 (20.12.2013)
способ поддержания активированного состояния ила в устройстве для очистки бытовых сточных вод -  патент 2500626 (10.12.2013)
установка компактная для биологической очистки сточных вод -  патент 2458866 (20.08.2012)
способ эффективной очистки сточных вод и устройство для эффективной очистки сточных вод -  патент 2455239 (10.07.2012)
установка для биохимической очистки сточных вод -  патент 2448912 (27.04.2012)
способ обработки сточной воды с применением неподвижного носителя -  патент 2433088 (10.11.2011)
оборудование, имеющее биореактор и мембранный фильтрационный модуль для очистки поступающей жидкости -  патент 2432323 (27.10.2011)
способ очистки сточных вод и установка для осуществления способа -  патент 2428383 (10.09.2011)

Класс C02F9/14 по крайней мере одна ступень является биологической обработкой

модульная система с изменяемым непрерывным потоком для обработки водотоков -  патент 2519147 (10.06.2014)
способ и установка очистки заводских сточных вод -  патент 2515859 (20.05.2014)
способ биологической очистки хозяйственно-фекальных сточных вод с резко изменяющимися во времени расходами и составами -  патент 2497762 (10.11.2013)
система электрохимической очистки сточных вод -  патент 2493111 (20.09.2013)
плавающий комплекс очистки воды -  патент 2490218 (20.08.2013)
способ глубокой очистки воды, преимущественно питьевой -  патент 2490217 (20.08.2013)
способ обработки сточных вод с получением очищенной воды и обеззараженных отходов -  патент 2475458 (20.02.2013)
способ повышения эффективности аэробной очистки сточных вод -  патент 2472719 (20.01.2013)
станция биологической очистки сточных вод (варианты) -  патент 2466104 (10.11.2012)
система водного хозяйства населенного пункта с очистными сооружениями физико-химического типа -  патент 2466103 (10.11.2012)

Класс C02F103/32 от пищи или пищевой промышленности, например сточные воды пивоваренных заводов

Наверх