RU13798U1 - Установка биоремедиации шламов - Google Patents

Abstract

Установка биоремедиации шламов, включающая наклонную водонепроницаемую площадку-основание с расположенными на ней штабелями шлама, узел наращивания микроорганизмов-деструкторов, системы аэрирования, орошения загрязненной массы культуральной жидкостью с добавками, дренирования отработанной культуральной жидкости, узел регенерации микроорганизмов-деструкторов, систему мониторинга температуры и влажности внутри штабеля, рН, содержание биогенных веществ в культуральной жидкости, отличающаяся тем, что узел регенерации и наращивания микроорганизмов выполнен совмещенным и представляет собой реактор-регенератор с мешалкой, соединенный с системой трубопроводов для введения добавок в культуральную жидкость, насосов и сплинкеров для подачи и разбрызгивания на поверхность штабеля культуральной жидкости, содержащей микроорганизмы-деструкторы загрязнений и добавки, стимулирующие процесс биоремедиации, с системами сбора культуральной жидкости и мониторинга в ней количества микроорганизмов-деструкторов.

Description

Установка биоремедиации шламов

Полезная модель относится к технике очистки шламов от органических загрязнений и может найти применение в сооружениях по обработке осадков промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод.

Известна установка для переработки осадков сточных вод методом компостирования, включаюш;ая системы дренажа и вентиляции, выполненные в виде основания из древесной щепы, на котором размещены перфорированные пластиковые трубы, покрытые слоем щепы или непросеянного компоста и штабелей из смеси осадков и наполнителя, уложенных на основание (Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод, Стройиздат, 1982, с. 172-176).

Недостатком установки является отсутствие узла для осуществления корректировки условий и стимуляции жизнедеятельности микроорганизмов-деструкторов, что не обеспечивает достаточно эффективную очистку щламов, содержащих токсичные и устойчивые химические загрязнения, такие как ароматические и полиароматические углеводороды (ПАУ).

Наиболее близкой из числа известных по технической сущности и достигаемому результату является установка, описанная в патенте США 5 478 464, С02 F 3/04, опубл. 1995. Эта установка состоит из водонепроницаемой наклонной поверхности с расположенными на ней штабелями шламов, связанной через коммуникации с резервуаромрегенератором, системами подачи воздуха, увлажнения и ирригации, которую осуществляют путем периодической подачи на поверхность загрязненной массы культуральной среды с по крайней мере одним бактериальным штаммом и добавкамрт, которую дренируют через массу, собирают в резервуаре-регенераторе и повторно используют для

МКИ6С02РЗ/04

орошения. Культуральную среду, содержащую микроорганизмыдеструкторы, периодически получают в специальном реактореферментере и вносят в резервуар-регенератор. Этот же узел используют для внесения добавок, корректирующих рН, содержание биогенных веществ. Массу периодически перемешивают, контролируют температуру и влажность для поддержания активности бактериальных штаммов на уровне, достаточном для деградации загрязнений.

Недостатком уст: новки являются большие капитальные и эксплуатационные затраты, связанные с использованием отдельного узла получения культуральной среды.

Задачей полезной модели является создание компактной и экономичной установки биоремедиации шламов.

Сущностью полезной модели является установка биоремедиации шламов, состоящая из наклонной водонепроницаемой площадкиоснования с размещенными на ней штабелями шламов, систем аэрирования, дренажа и увлажнения загрязненной массы, реактора для регенерации и наращивания микроорганизмов-деструкторов загрязнений шлама, соединенного с системой трубопроводов для введения добавок в Культуральную жидкость, насосов и сплинкеров для подачи и разбрызгивания на поверхность штабеля культуральной жидкости, содержащей микроорганизмы-дест|)укторы загрязнений и добавки, стимулирующие процесс биоремедиации, с системой сбора отработанной культуральной жидкости, а также с системой мониторинга, включающей датчики температуры и влажности внутри штабеля с блоком регистрации, а также средства измерения рН, содержания биогенных веществ и микроорганизмов-деструкторов в культуральной жидкости в реакторе.

Эффективная и быстрая очистка щлама от токсичных и устойчивых химических загрязнений, таких как ароматические и полиароматические углеводороды достигается без увеличения капитальных и эксплуатационных затрат на узел получения культуральной среды, за счет использования совмещенного узла регенерации и наращивания микроорганизмов-деструкторов, на котором любыми известными веществами, например известью, корректируют рН, вносят любые известные акцепторы электронов, например, кислород или нитраты и получают высокую концентрацию микроорганизмов-деструкторов загрязнений шлама путем внесения добавок, в частности, неионогенных ПАВ и доступных для деструкторов углеводородных субстратов. Поддержание на узле регенерации и наращивания в зависимости от показаний датчиков оптимальных условий жизнедеятельности при наличии доступного источника углерода и энергии для микроорганизмовдеструкторов загрязнений шлама позволяет экономичным способом быстро увеличить количество деструкторов и ускорить процесс биоремедиации, в том числе, очистку от токсичных и устойчивых загрязнений и избежать установки дополнительного узла ферментации, так как предлагаемая установка, включающая реактор-регенератор со всеми сопутствующими системами позволяет быстро и качественно провести необходимый процесс очистки.

Заявляемая полезная модель отличается от известной наличием совмещенного узла регенерации и наращивания микроорганизмовдеструкторов, что говорит о соответствии полезной модели критерию патентоспособности новизна. Промышленная применимость подтверждается описанием схемы и работы установки биоремедиации шламов, представленными ниже.

Установка состоит из водонепроницаемой площадки-основания 1 с уклоном 1-3°, системы дренажа, состоящей из слоя 2, высотой 0.3 м из гравия или готового компоста, полученного в данной установке и лотка 3, в сторону которого наклонена площадка-основание 1, системы аэрирования загрязненной массы, состоящей из размещеных в дренажном слое перфорированных труб 4 и средства подачи воздуха, например, компрессора 5, узла регенерации и наращивания микроорганизмов-деструкторов загрязнений обрабатывемого шлама, включающего реактор-регенератор 6 с мешалкой, соединенный с дренажным лотком 3, и систему нодачи и разбрызгивания на поверхность загрязненной массы, уложенной штабелями 7 шириной 6-9 м и высотой 2-3 м, жидкости, содержащей микроорганизмы-деструкторы загрязнений и добавки, стимулирущие процесс биоремедиации, состоящую из насоса 8, трубопровода 9, размещенного по центру штабеля на расстоянии 0.51.0 м от верха с равномерно расположенными сплинкерами 10, систему мониторинга биологической активности микроорганизмовдеструкторов, включающую датчики температуры и влажности 11 внутри штабеля с блоком регистрации 12, а также средства измерения рН, содержания биогенных веществ и микроорганизмов-деструкторов 13 в культуральной жидкости в реакторе-регенераторе 6.

Работа установки осуществляется следующим образом. Конструируют водонепроницаемую площадку-основание 1, например, из бетона, с уклоном 1 -3°, таким образом, чтобы избыточная и промывочная жидкость стекали по лотку 3 в реактор-регенератор 6. Перфорированные трубы 4 помещают на площадку 1 и покрывают гравийным или компостным слоем 2. Нефтешлам с содержанием нефтепродуктов, экстрагируемых гексаном, 80 г/кг, ПАУ 3500 мкг/кг, смешанный в соотношении 3:0,5-1 по объему с любым разрыхляющим агентом, например, с готовым компостом, полученным на данной установке, помещают в виде штабеля на дренажный слой. Для поддержания биологической активности микрофлоры, присутствующей в нефтешламе, и создания условий биодеградации загрязнений шлама, в перфорированные трубы 4 подают воздух, например, компрессором 5. Штабель из смеси нефтешлама с разрыхляюпшм агентом орошают жидкостью, подаваемой насосом 8 из реактора-регенератора 6 по трубопроводу 9, через сплинкеры 10, которая затем стекает в нижнюю часть загрязненной

массы, дренируется в реактор-регенератор 6 и может быть повторно использована с помощью 8, 9 и 10. Промывочную жидкость в 6 анализируют на рН, содержание биогенных веществ, в частности, азота и фосфора, содержание микроорганизмов-деструкторов загрязнений нефтешлама. При необходимости, корректируют рН до 6,0-8,5, например, добавкой в 6 извести, содержание биогенов (3-5 ррм фосфора, 030,5 ррм азота), внесением в 6 известных азот и фосфорсодержащих удобрений и содержание микроорганизмов-деструкторов загрязнений нефтешлама (1x10 -1x10 кл/мл) внесением в 6 неионогенных ПАВ (из расчета 0.01 % в промывной жидкости) и легкодоступных углеводородных субстратов (до 0.5 г/л). Частоту, с которой загрязненную массу орошают промывочной жидкостью определяют на основании данных по температуре и влажности внутри штабеля загрязненнстй массы, поддерживая влажность от 40 до 70 %, температуру не выше 45 «С . После двухмесячной обработки остаточное содержание нефтепродуктов в шламе 0.3 г/кг, ПАУ 500 мкг/кг.

Как видно из вышеизложенного, предлагаемая полезная модель позволяет решить проблему биоремедиации шламов экономично и качественно, что говорит о перспективности применения данной разработки для решения актуальной проблемы окружающей среды снижения количества осадков сточных вод и превращение их в продукты, пригодные для безопасной эксплуатации.

Claims (1)

1. Установка биоремедиации шламов, включающая наклонную водонепроницаемую площадку-основание с расположенными на ней штабелями шлама, узел наращивания микроорганизмов-деструкторов, системы аэрирования, орошения загрязненной массы культуральной жидкостью с добавками, дренирования отработанной культуральной жидкости, узел регенерации микроорганизмов-деструкторов, систему мониторинга температуры и влажности внутри штабеля, рН, содержание биогенных веществ в культуральной жидкости, отличающаяся тем, что узел регенерации и наращивания микроорганизмов выполнен совмещенным и представляет собой реактор-регенератор с мешалкой, соединенный с системой трубопроводов для введения добавок в культуральную жидкость, насосов и сплинкеров для подачи и разбрызгивания на поверхность штабеля культуральной жидкости, содержащей микроорганизмы-деструкторы загрязнений и добавки, стимулирующие процесс биоремедиации, с системами сбора культуральной жидкости и мониторинга в ней количества микроорганизмов-деструкторов.