RU1596752C

RU1596752C - Method for biochemical sewage treatment

Info

Publication number: RU1596752C
Authority: RU
Inventors: А.Ю. Винаров; Б.С. Ксенофонтов; З.В. Будревич; В.Н. Конобрий; А.Ф. Воловненко; Д.Д. Соколов; В.Н. Смирнов
Original assignee: Государственный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ
Priority date: 1988-04-26
Filing date: 1988-04-26
Publication date: 1995-09-10

Abstract

FIELD: biotechnology. SUBSTANCE: method involves cultivating the suspension of microorganisms of active ooze in aerated zones under conditions of ascending gas-liquid flow while in the nonaerated zones, in descending gas-liquid flow. The volumetric coefficient of mass transfer in aerated zone is 300-900 h h^-1.. Initial mixing of gas-liquid flow with the suspension of microorganisms takes place in aerated zone for 0.5-5.0 h and they are discharged from the nonaerated zone. The duration of successive cultivation in aerated and nonaerated zones ranges from 4 to 40 h. Efficiency of utilization of molecular oxygen grows from 2-3 to 5-8% and the degree of utilization of organic matter, from 50-70 to 85-98% EFFECT: increased yield of biomass of microorganisms of active ooze and higher degree of purification due to improved efficiency of utilizing molecular oxygen. 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к биотехнологии и является усовершенствованием авт.св. N 1189815. The invention relates to biotechnology and is an improvement in auth. N 1189815.

Целью изобретения является увеличение выхода биомассы микроорганизмов активного ила и степени очистки за счет повышения эффективности использования молекулярного кислорода. The aim of the invention is to increase the biomass yield of microorganisms of activated sludge and the degree of purification by increasing the efficiency of using molecular oxygen.

Способ заключается в следующем. Сточные воды с активным илом пропускают последовательно через неаэрируемые зоны и зоны с интенсивной аэрацией, осуществляемой за счет псевдоожижения в ограниченном объеме аэрирующим воздухом с помощью инертной насадки. Время пребывания в зонах с интенсивной аэрацией поддерживают в диапазоне 8-15% от общего времени контактирования активного ила со сточной водой. The method is as follows. Wastewater with activated sludge is passed sequentially through non-aerated zones and zones with intensive aeration, carried out by fluidizing in a limited volume with aerating air using an inert nozzle. The residence time in areas with intensive aeration is maintained in the range of 8-15% of the total contact time of activated sludge with wastewater.

В аэробных зонах при этом обеспечивают восходящий газожидкостный поток суспензии микроорганизмов активного ила, а в анаэробных зонах нисходящий поток дегазированной суспензии микроорганизмов, что дает возможность в аэробных зонах более полно насыщать культуральную среду кислородом воздуха, а в анаэробных зонах в нисходящих потоках дегазированной суспензии микроорганизмов происходит доутилизация компонентов загрязнений с использованием ранее растворенного кислорода. В зоне аэрации интенсивность массообмена, оцениваемая по величине объемного коэффициента массопередачи, равна 300-900 ч^-1. Первоначальное смешение газожидкостного потока с суспензией микроорганизмов активного ила проходит в аэробной зоне в течение 0,5-5,0 ч, после чего суспензия микроорганизмов поступает в анаэробную зону, и далее последовательность операций повторяется.In aerobic zones, this ensures an upward gas-liquid flow of a suspension of microorganisms of activated sludge, and in anaerobic zones, a downward flow of a degassed suspension of microorganisms, which makes it possible to saturate the culture medium in aerobic zones with atmospheric oxygen more fully, and in anaerobic zones in down flows of a degassed suspension of microorganisms pollution components using previously dissolved oxygen. In the aeration zone, the mass transfer rate, estimated by the value of the volumetric mass transfer coefficient, is 300-900 h ^-1 . The initial mixing of the gas-liquid stream with a suspension of microorganisms of activated sludge takes place in the aerobic zone for 0.5-5.0 hours, after which the suspension of microorganisms enters the anaerobic zone, and then the sequence of operations is repeated.

Отбор суспензии микроорганизмов активного ила после осуществления последовательности стадий в течение 4-40 ч проводят непрерывно с выводом из анаэробной зоны. The selection of a suspension of microorganisms of activated sludge after the implementation of the sequence of stages for 4-40 hours is carried out continuously with the withdrawal from the anaerobic zone.

Выбор диапазона изменения объемного коэффициента массопередачи, равного 300-900 ч^-1, связан с тем, что в случае снижения его до значения менее 300 ч^-1 не достигается желаемая степень утилизации органических соединений. Увеличение коэффициента до более 900 ч^-1 не ведет к более полной переработке, а только увеличивает в значительной мере энергозатраты.The choice of the range of variation of the volumetric mass transfer coefficient equal to 300-900 h ^-1 is due to the fact that if it is reduced to a value of less than 300 h ^{-1 the} desired degree of utilization of organic compounds is not achieved. An increase in the coefficient to more than 900 h ^-1 does not lead to a more complete processing, but only significantly increases energy costs.

Время нахождения суспензии микроорганизмов активного ила в аэрируемой зоне 0,5-5,0 ч выбрано в связи с тем, что в этом случае достигается максимальное насыщение среды кислородом при относительно небольших энергозатратах. The residence time of the suspension of microorganisms of activated sludge in the aerated zone of 0.5-5.0 hours is chosen due to the fact that in this case the maximum saturation of the medium with oxygen is achieved at relatively low energy costs.

Выбор численных значений объемного коэффициента массопередачи, времени смешения газожидкостного потока с суспензией микроорганизмов активного ила осуществлен на основании проведенных экспериментальных исследований (см.таблицу). The selection of numerical values of the volumetric mass transfer coefficient, the mixing time of the gas-liquid stream with a suspension of activated sludge microorganisms was carried out on the basis of experimental studies (see table).

Анализ представленных в таблице данных подтверждает существенность выбора численных значений объемного коэффициента массопередачи (300-900 ч^-1) и времени смешения газожидкостного потока с активным илом в аэробной зоне (0,5-5,0 ч).The analysis of the data presented in the table confirms the significance of the choice of the numerical values of the volumetric mass transfer coefficient (300-900 h ^-1 ) and the mixing time of the gas-liquid flow with activated sludge in the aerobic zone (0.5-5.0 h).

В результате осуществления предлагаемого способа эффективность использования молекулярного кислорода повышается с 2-3 до 5-8% а степень утилизации органических веществ с 50-70 до 85-98%
П р и м е р 1. Культивирование смешанных культур микроорганизмов (активного ила) с концентрацией 2,5 г/л проводят путем контактирования микроорганизмов активного ила со сточными водами. В начальный период времени происходит смешение активного ила со сточными водами в аэрируемой зоне. После смешения суспензия активного ила и сточных вод поступает в зону повышенной аэрации, где происходит насыщение суспензии кислородом воздуха за счет интенсивного барботажа суспензии воздухом и одновременного перемешивания среды с помощью плавающей насадки. После насыщения O₂ суспензия поступает в неаэрируемую зону, где происходит дальнейшая утилизация компонентов сточных вод активным илом за счет накопленного кислородом воздуха, после чего последовательность операций повторяется несколько раз.As a result of the implementation of the proposed method, the efficiency of using molecular oxygen increases from 2-3 to 5-8% and the degree of utilization of organic substances from 50-70 to 85-98%
PRI me R 1. The cultivation of mixed cultures of microorganisms (activated sludge) with a concentration of 2.5 g / l is carried out by contacting the microorganisms of activated sludge with wastewater. In the initial period of time, activated sludge is mixed with wastewater in the aerated zone. After mixing, the suspension of activated sludge and wastewater enters the zone of increased aeration, where the suspension is saturated with atmospheric oxygen due to the intensive bubbling of the suspension with air and simultaneous mixing of the medium using a floating nozzle. After saturation with O _{2, the} suspension enters the non-aerated zone, where there is further disposal of the wastewater components with activated sludge due to the accumulated oxygen in the air, after which the sequence of operations is repeated several times.

На фиг.1 и 2 показана последовательность технологических операций. Figure 1 and 2 shows the sequence of technological operations.

Сточная жидкость поступает в емкость 1, например, прямоугольного типа, в которой установлены цилиндрические аэраторы 2 с подачей воздуха в их нижнюю часть, представляющие аэробные зоны, а между ними образуются анаэробные зоны. Sewage liquid enters the tank 1, for example, of a rectangular type, in which cylindrical aerators 2 are installed with an air supply to their lower part representing aerobic zones, and anaerobic zones are formed between them.

Исходный поток сточной жидкости поступает в цилиндрический аэратор снизу и, насыщаясь воздухом, выходит сверху и поступает в анаэробные зоны 3, представляющие свободное пространство между цилиндрическими аэраторами 2. Далее операции повторяются путем поступления сточной жидкости снова в цилиндрические аэраторы 2 и вывода ее в зоны 3. The initial flow of wastewater enters the cylindrical aerator from below and, saturated with air, exits from above and enters anaerobic zones 3, representing the free space between the cylindrical aerators 2. Next, the operations are repeated by entering the wastewater again into the cylindrical aerators 2 and withdrawing it into zones 3.

Время пребывания среды в зонах с повышенной аэрацией составляет 15% от общего времени контактирования активного ила со сточной водой, равного 4 ч. При этом объемный коэффициент массопередачи составляет 300 ч^-1, а время смешения газожидкостного потока с суспензией микроорганизмов 0,5 ч.The residence time of the medium in areas with increased aeration is 15% of the total contact time of activated sludge with wastewater equal to 4 hours. The volumetric mass transfer coefficient is 300 h ^-1 , and the mixing time of the gas-liquid stream with a suspension of microorganisms is 0.5 h.

В результате очистки отработанной культуральной жидкости (ОКЖ) с ХПК, равным 1460 мг/л, получена степень утилизации органических веществ 89,3% Эффективность использования кислорода составляет 5,9% Выход биомассы 72,4%
П р и м е р 2. Культивирование смешанных культур (активного ила) проводят, как в примере 1, но время контактирования составляет 30 ч, время нахождения среды в зонах с интенсивным аэрированием 13% При этом объемный коэффициент массопередачи составляет 450 ч^-1, а время смешения газожидкостного потока с суспензией микроорганизмов 2,75 ч.As a result of purification of the spent culture fluid (OCL) with a COD equal to 1460 mg / l, the degree of utilization of organic substances is 89.3%. The efficiency of oxygen utilization is 5.9%. Biomass yield 72.4%
PRI me R 2. The cultivation of mixed cultures (activated sludge) is carried out as in example 1, but the contact time is 30 hours, the residence time of the medium in areas with intensive aeration of 13% The volumetric mass transfer coefficient is 450 h ^-1 , and the mixing time of the gas-liquid stream with a suspension of microorganisms 2.75 hours

В результате очистки ОКЖ с исходным значением ХПК, равным 1080 мг/л, получают степень утилизации органических веществ 98,1% Эффективность использования кислорода 7,1% Выход биомассы 81,9%
П р и м е р 3. Культивирование смешанных культур (активного ила) проводят, как в примере 1. Время контактирования 4 ч, время нахождения в зонах с интенсивной аэрацией 5% объемный коэффициент массопередачи 900 ч^-1, а время смешения газожидкостного потока с суспензией микроорганизмов 5,0 ч.As a result of purification of OKJ with an initial value of COD equal to 1080 mg / l, a degree of utilization of organic substances of 98.1% is obtained. Efficiency of oxygen use is 7.1%. Biomass yield is 81.9%.
PRI me R 3. The cultivation of mixed cultures (activated sludge) is carried out as in example 1. The contact time is 4 hours, the time spent in areas with intensive aeration of 5%, the volumetric mass transfer coefficient is 900 h ^-1 , and the mixing time of the gas-liquid stream with a suspension of microorganisms 5.0 hours

В результате при очистке ОКЖ с исходным ХПК, равным 1028 мг/л, получают степень утилизации органических веществ 92,2% Эффективность использования кислорода составляет 6,2% Выход биомассы 74,3%
П р и м е р 4. Культивирование смешанных культур (активного ила) с концентрацией 2,5 г/л проводят, как в примере 1, но время контактирования составляет 40 ч, время нахождения среды в зонах с интенсивным аэрированием 10% Объемный коэффициент массопередачи составляет 600 ч^-1, а время смешения газожидкостного потока с суспензией микроорганизмов 3 ч.As a result, when cleaning the liquid with the initial COD equal to 1028 mg / l, the degree of utilization of organic substances is 92.2%. The oxygen utilization efficiency is 6.2%. Biomass yield 74.3%
PRI me R 4. The cultivation of mixed cultures (activated sludge) with a concentration of 2.5 g / l is carried out, as in example 1, but the contact time is 40 hours, the residence time of the medium in areas with intensive aeration of 10% Volumetric mass transfer coefficient is 600 h ^-1 , and the mixing time of the gas-liquid stream with a suspension of microorganisms 3 hours

В результате очистки ОКЖ с исходным ХПК, равным 1200 мг/л, получают степень утилизации органических веществ 94,3% эффективность использования кислорода при этом составляет 6,9% выход биомассы 76,3% As a result of the purification of OKJ with the initial COD equal to 1200 mg / l, the degree of utilization of organic substances is obtained 94.3%, the oxygen utilization efficiency is 6.9%, the biomass yield is 76.3%

Claims

METHOD FOR BIOCHEMICAL WASTE WATER TREATMENT according to ed. St. N 1189815, characterized in that, in order to increase the biomass yield of microorganisms of activated sludge and the degree of purification by increasing the efficiency of using molecular oxygen, cultivation in aerated zones is carried out under conditions of upward, and in non-aerated downward flow suspension of microorganisms of activated sludge, while in aerated the volumetric mass transfer coefficient is set to 300 900 h ^- ¹ , the initial mixing of the gas-liquid stream with a suspension of activated sludge microorganisms is carried out in an aerated zone for 0.5 to 5.0 hours, and their withdrawal from the non-aerated zone, while the duration of consecutive cultivation in aerated and non-aerated zones is set at 4 40 hours.