RU2683522C1 - Способ биологической очистки сточных вод - Google Patents

Способ биологической очистки сточных вод Download PDF

Info

Publication number
RU2683522C1
RU2683522C1 RU2018120895A RU2018120895A RU2683522C1 RU 2683522 C1 RU2683522 C1 RU 2683522C1 RU 2018120895 A RU2018120895 A RU 2018120895A RU 2018120895 A RU2018120895 A RU 2018120895A RU 2683522 C1 RU2683522 C1 RU 2683522C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
waste water
chlorella vulgaris
microalgae
treatment
Prior art date
Application number
RU2018120895A
Other languages
English (en)
Inventor
Илья Александрович Ченский
Николай Сергеевич Серпокрылов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ)
Priority to RU2018120895A priority Critical patent/RU2683522C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2683522C1 publication Critical patent/RU2683522C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/32Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae
    • C02F3/322Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae use of algae
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • C02F9/20Portable or detachable small-scale multistage treatment devices, e.g. point of use or laboratory water purification systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен способ биологической очистки сточных вод. Способ включает обработку воды в аэротенках, причём перед вводом воду разбавляют очищенной водой 1:3, затем вводят микроводоросли Chlorella Vulgaris, смесь аэрируют, а процесс очистки интенсифицируют воздействием лучей света с длиной волны 450-650 нм и дозированием до 50 мл 2%-ного раствора сахарозы. Изобретение обеспечивает извлечение из сточной воды азота аммонийного, ПАВ, сокращение длительности и упрощение технологического оформления процесса. 4 табл., 3 пр.

Description

Изобретение относится к технологии водоочистки, и может быть включено в состав разрабатываемых и существующих схем обработки промышленных и бытовых сточных вод.
Известен способ очистки бытовых и производственных сточных вод путем контакта очищаемых сточных вод с корневой системой одного из видов сухопутных растений: тополя черного, зебрины висячей, гибискуса китайского (пат. RU №2061663 С1, C02F 3/32, опубл. 10.06.1996).
Недостатком способа является является устройство ботанических площадок и необходимость поддержания жизнедеятельности растений на осенне-зимний период путем применения отапливаемых помещений.
Известен способ выращивания Эйхорнии при гидроботанической очистке загрязненных вод (RU №2193532 С1, C02F 3/32, опубл. 27.11.2002). Известный способ основан на принципе гидроботанической очистки загрязненных сточных вод с использованием водного растения эйхорнии: плавающиее растения размещают на поверхности загрязненных вод с рН 5-9 и с начальным содержанием основных загрязняющих веществ в концентрациях до, мг/л: аммонийный азот 200, фосфаты 18, железо 22, щелочи 17, ПАВ 14, сульфиды 21, нефтепродукты 25, фенолы 340, взвешенные вещества 1500 при БПК-5 не более 1000 мг O2/л и ХПК не более 2000 мг O2/л. Растения дополнительно искусственно освещают лампами зелено-красного спектра мощностью не менее 300 Вт/м2. В холодный период растения укрывают светопроницаемой пленкой, увеличивающей красную составляющую спектра. В пространстве под пленкой периодически проводят проветривание в режиме отсутствия сквозняков. Воздух под пленкой дополнительно нагревают, например, тепловентиляторами. Температурный режим воздуха под пленкой поддерживают путем создания увлажняющего слоя в виде искусственного орошения или аэрозольного "одеяла". Загрязненные воды дополнительно подогревают или охлаждают.
Недостатком указанного способа является вынужденный подогрев или охлаждение очищаемых вод, а также отсутствие адаптационной способности водных растений к изменяющемуся составу сточных вод.
Наиболее близким техническим решением является способ очистки сточных вод путем обработки воды активным илом в аэротенках и вторичных отстойниках с последующей доочисткой воды при помощи контакта с высшим водным растением. Доочистку воды осуществляют одновременно с очисткой во вторичных отстойниках. В качестве высшего водного растения используют погруженную в воду валлиснерию спиральную Vallisneria spiralis (пат. RU №2322399, МПК C02F 3/32, опубл. 20.04.2008 г)
Недостатками известного способа является малая производительность технологии, равная 11 м3 сточной воды на 1 м3 бассейна, при которой достигается максимальная интенсивность поглощения валлиснерией загрязнений из сточных вод, а также сложность технологического процесса, требующая предшествующей обработки с применением механических и биологических методов очистки.
Задача изобретения - повышение степени очистки сточных вод при минимизации энергетических ресурсов.
Сущность изобретения заключается в том, что способ биологической очистки сточных вод, включающий обработку воды в аэротенках, введение микроводорослей, при этом перед вводом в аэротенк исходную воду разбавляют очищенной водой 1:3, затем в очищаемую воду вводят микроводоросли Chlorella Vulgaris, общую смесь аэрируют со скоростью выхода струи 100-200 м/с и диаметром пузырька 1-4 мм, затем процесс очистки интенсифицируют воздействием лучей света с длиной волны 450-650 нм и дозированием до 50 мл. органического субстрата 2%-ного раствора сахарозы раз в сутки с общей продолжительностью очистки 5-7 дней, причем образующийся гелеобразный шлам удаляют отстаиванием или фильтрованием.
Поставленная цель достигается путем контакта загрязненных сточных вод с микроводорослью Chlorella Vulgaris, при чем количество последней определяется экспериментальным путем согласно исходным и конечным показателям качества очистки. Процесс очистки дополнительно стимулируется волновым воздействием лучей красно-синего спектра цвета с длиной волны 450-650 нм и дозированием органического субстрата в виде 2%-го раствора сахарозы.
Chlorella Vulgaris - органическая суспензия зеленого цвета. Состав по ТУ 9291-004-12001826-2009.
1. В качестве источника освещения применяется светодиодная лента типа SMD 5050 (60 светодиодов/пог.м) по стандарту пыле-влагозащиты IP68. Оптимальные световые фильтры - красный и синий цвет, при длине волны 450 и 650 нм соответственно (см. Борисова В.Ю. Влияние освещенности биомассы на технологические параметры аэротенков. Технологии очистки воды "Техновод-2011": материалы 6 Международной научно-практической конференции, Чебоксары, 20-23 сент., 2011 / В.Ю. Борисова, Е.В. Скибина, Н.С. Серпокрылов, Я.Ю. Каменев. - Новочеркасск, 2011. - С. 149-153). Угол рассеивания - 120 гр.
Техническим результатом является более полное извлечение из сточной воды азота-аммонийного, ПАВ, сокращение длительности и упрощение технологического оформления процесса. В предлагаемом способе исходную воду разбавляют водой 1:3 для повышения эффективности расслоения. Используемая биологическая добавка в виде штамма микроводоросли Chlorella Vulgaris способствует увеличению окислительной способности и, как следствие, общему повышению деструктивного эффекта загрязняющих веществ. Волновое воздействие красно-синими лучами светодиодной ленты усиливает процесс фотосинтеза, приводя к образованию повышенных зооглейных скоплений в очищаемой воде, что обуславливает богатое видовое разнообразие и увеличенный окислительно-восстановительный потенциал.
Способ очистки сточных вод осуществляется следующим образом.
Исходную сточную воду с первоначальной концентрацией взвешенных веществ 8 мг/дм3, азота-аммонийного 1,01 мкг/дм3, ПАВ 3,7 мкг/дм3 разбавляют очищенной водой в соотношении 1:3, при этом рН=7. Далее вода подается в модельный аэротенк, выполненный в виде стеклянного сосуда со светопроницаемыми стенками, общим объем аэротенка 1 л. В очищаемую воду вводится штамм микробиологической водоросли Chlorella Vulgaris, выдержанной в режиме голодания в течение 24 ч, величина микроводоросли определяется экспериментальным путем согласно исходным и конечным показателям очистки. Общая биологическая смесь аэрируется мелкопузырчатой системой (диаметр пузырька 1-4 мм, скорость выхода струи 100-200 м/с). Процесс водоочистки интенсифицируется волновым воздействием лучей красно-синего спектра цвета с длиной волны 450-650 нм и дозированием 50 мл. органического субстрата 2%-ного раствора сахарозы раз в сутки. Общая продолжительность очистки составляет 5-7 дней. Образующийся шлам гелеообразный и может быть удален отстаиванием или фильтрованием. Процесс очистки ведется при обычной температуре без корректировки рН. По окончании измеряются лимитирующие показатели загрязнений. Полученные результаты представлены в таблице 1. Лучший эффект очистки наблюдается при данном сочетании факторов.
Пример 1. Сточные воды очистных сооружений, отобранные на стадии, предшествующей обеззараживанием ультрафиолетом, разбавляют с водой в соотношении 1:1, общий объем смеси 1 л, при этом рН=6,9. В биологическую смесь вводится штамм микробиологической водоросли Chlorella Vulgaris (относящейся к термофильному штамму одноклеточной зеленой водоросли Chlorella vulgaris Beijer, выделенного из горячего источника, основным признаком данной культуры является ее термофильность и высокая проджуктивность), выдержанной в режиме голодания в течение 24 ч. Далее жидкость подвергается мелкопузырчатому аэрированию (диаметр пузырька 1-4 мм, скорость выхода струи 100-200 м/с) и стимулируется волновым воздействием лучей фиолетового спектра цвета с длиной волны 400 нм и дозированием 25 мл. органического субстрата 2%-ного раствора сахарозы раз в сутки. Общая продолжительность очистки составляет 5-7 дней. Полученные результаты представлены в таблице 2.
Пример 2. Сточные воды очистных сооружений, отобранные на стадии, следующей после обеззараживания ультрафиолетом, разбавляют с водой в соотношении 1:2, общий объем смеси 1 л, при этом рН=6,9. В биологическую смесь вводится штамм микробиологической водоросли Chlorella Vulgaris (относящейся к термофильному штамму одноклеточной зеленой водоросли Chlorella vulgaris Beijer, выделенного из горячего источника, основным признаком данной культуры является ее термофильность и высокая продуктивность), выдержанной в режиме голодания в течение 24 ч. Далее жидкость подвергается мелкопузырчатому аэрированию (диаметр пузырька 1-4 мм, скорость выхода струи 100-200 м/с) и стимулируется волновым воздействием лучей красного цвета с длиной волны 700 нм и дозированием 40 мл. органического субстрата 2%-ного раствора сахарозы раз в сутки. Общая продолжительность очистки составляет 5-7 дней. Полученные результаты представлены в таблице 3.
Пример 3. Сточные воды очистных сооружений, отобранные на стадии, следующей после обеззараживания ультрафиолетом, разбавляют с водой в соотношении 1:4, общий объем смеси 1 л, при этом рН=7,3. В биологическую смесь вводится штамм микробиологической водоросли Chlorella Vulgaris (относящейся к термофильному штамму одноклеточной зеленой водоросли Chlorella vulgaris Beijer, выделенного из горячего источника, основным признаком данной культуры является ее термофильность и высокая продуктивность), выдержанной в режиме голодания в течение 24 ч. Далее жидкость подвергается мелкопузырчатому аэрированию (диаметр пузырька 1-4 мм, скорость выхода струи 100-200 м/с) и стимулируется волновым воздействием лучей красного цвета с длиной волны 750 нм и дозированием 50 мл. органического субстрата 2%-ного раствора сахарозы раз в сутки. Общая продолжительность очистки составляет 5-7 дней. Полученные результаты представлены в таблице 4.
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000005

Claims (1)

  1. Способ биологической очистки сточных вод, включающий обработку воды в аэротенках, введение микроводорослей, отличающийся тем, что перед вводом в аэротенк исходную воду разбавляют очищенной водой 1:3, затем в очищаемую воду вводят микроводоросли Chlorella Vulgaris, общую смесь аэрируют со скоростью выхода струи 100-200 м/с и диаметром пузырька 1-4 мм, затем процесс очистки интенсифицируют воздействием лучей света с длиной волны 450-650 нм и дозированием до 50 мл органического субстрата 2%-ного раствора сахарозы раз в сутки с общей продолжительностью очистки 5-7 дней, причем образующийся гелеобразный шлам удаляют отстаиванием или фильтрованием.
RU2018120895A 2018-06-06 2018-06-06 Способ биологической очистки сточных вод RU2683522C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018120895A RU2683522C1 (ru) 2018-06-06 2018-06-06 Способ биологической очистки сточных вод

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018120895A RU2683522C1 (ru) 2018-06-06 2018-06-06 Способ биологической очистки сточных вод

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2683522C1 true RU2683522C1 (ru) 2019-03-28

Family

ID=66089969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018120895A RU2683522C1 (ru) 2018-06-06 2018-06-06 Способ биологической очистки сточных вод

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2683522C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115159771A (zh) * 2022-06-16 2022-10-11 科盛环保科技股份有限公司 一种水环境修复装置及工艺
RU2810085C1 (ru) * 2022-10-05 2023-12-21 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Способ биологической очистки сточных вод

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1000420A1 (ru) * 1981-02-27 1983-02-28 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт По Охране Вод Способ биологической очистки сточных вод,содержащих синтетические жирные кислоты,и устройство дл его осуществлени
RU2061663C1 (ru) * 1993-08-10 1996-06-10 Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт охраны окружающей среды в угольной промышленности Способ биологической очистки сточных вод
RU2193532C1 (ru) * 2002-01-14 2002-11-27 Лялин Сергей Владимирович Способ выращивания эйхорнии при гидроботанической очистке загрязненных вод
RU2439001C1 (ru) * 2010-08-03 2012-01-10 Лев Серафимович Скворцов Способ очистки сточных вод

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1000420A1 (ru) * 1981-02-27 1983-02-28 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт По Охране Вод Способ биологической очистки сточных вод,содержащих синтетические жирные кислоты,и устройство дл его осуществлени
RU2061663C1 (ru) * 1993-08-10 1996-06-10 Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт охраны окружающей среды в угольной промышленности Способ биологической очистки сточных вод
RU2193532C1 (ru) * 2002-01-14 2002-11-27 Лялин Сергей Владимирович Способ выращивания эйхорнии при гидроботанической очистке загрязненных вод
RU2439001C1 (ru) * 2010-08-03 2012-01-10 Лев Серафимович Скворцов Способ очистки сточных вод

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115159771A (zh) * 2022-06-16 2022-10-11 科盛环保科技股份有限公司 一种水环境修复装置及工艺
CN115159771B (zh) * 2022-06-16 2024-02-27 科盛环保科技股份有限公司 一种水环境修复装置及工艺
RU2810085C1 (ru) * 2022-10-05 2023-12-21 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Способ биологической очистки сточных вод

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gao et al. Removal of nutrients, organic matter, and metal from domestic secondary effluent through microalgae cultivation in a membrane photobioreactor
US8308944B2 (en) System and method for treating wastewater via phototactic heterotrophic microorganism growth
US20190169564A1 (en) Methods of culturing microorganisms in non-axenic mixotrophic conditions
KR20040095236A (ko) 오존을 이용한 부착조류여과를 위한 전후처리 장치 및 방법
RU2683522C1 (ru) Способ биологической очистки сточных вод
WO2019119729A1 (zh) 一种污水处理系统及方法
CN110589978A (zh) 一种淡水藻驯化方法及利于该淡水藻处理污水的工艺
Wei et al. Removing nitrogen and phosphorus from simulated wastewater using algal biofilm technique
RU2452693C1 (ru) Дисковый биофильтр для биохимической очистки воды
Tang et al. CO2 Bubbling to Improve Algal Growth, Nutrient Removal, and Membrane Performance in an Algal Membrane Bioreactor: Tang et al.
Sofiyah et al. Domestic wastewater treatment using various microalgae for lipid production
Mohammed et al. Optimisation of red light-emitting diodes irradiance for illuminating mixed microalgal culture to treat municipal wastewater
CN111517478A (zh) Pd-TiO2光催化剂在抑藻的应用及抑藻脱氮反应器
CN1587084A (zh) 利用紫外光辐照抑制水中蓝藻生长的方法及系统
JP3181237B2 (ja) 微細藻クロレラ及び微細藻クロレラを用いたco2固定化法
CN113735265B (zh) 含磷废水的处理方法
RU2744230C1 (ru) Способ биологической очистки сточных вод с регулируемым оксидативным воздействием
Starovoytov et al. The Rationale for the Fish Farms Circulating Water Biological Treatment Intensification
RU2810085C1 (ru) Способ биологической очистки сточных вод
Mostafaei et al. Nutrients removal from raw municipal wastewater using Chlorella vulgaris microalgae
RU2803304C1 (ru) Способ биологической очистки сточных вод
SU842052A1 (ru) Способ обработки активного ила
RU2193532C1 (ru) Способ выращивания эйхорнии при гидроботанической очистке загрязненных вод
CL2021001513A1 (es) Una planta y proceso o método para el tratamiento de aguas servidas domiciliarias, mediante el sistema de lodos activados, sometiendo a las aguas a un flujo rotacional y a la acción de difusores de aire que permiten un mayor interacción de microorganismo, nutrientes y oxígeno.
CN115677054A (zh) 一种菌藻光生物反应器及其处理污水的方法