RU2749856C1 - Method for biological treatment of wastewater from light hydrocarbons - Google Patents
Method for biological treatment of wastewater from light hydrocarbons Download PDFInfo
- Publication number
- RU2749856C1 RU2749856C1 RU2020128959A RU2020128959A RU2749856C1 RU 2749856 C1 RU2749856 C1 RU 2749856C1 RU 2020128959 A RU2020128959 A RU 2020128959A RU 2020128959 A RU2020128959 A RU 2020128959A RU 2749856 C1 RU2749856 C1 RU 2749856C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- biocenosis
- stage
- sludge
- wastewater
- sludge system
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
Abstract
Description
Изобретение относится к области биологической очистки сточных вод, содержащих легкие углеводороды (в т.ч. этиленгликоль) автоселективным иммобилизованным биоценозом и может быть использовано для очистки производственных сточных вод, производственно-дренажных сточных вод, поверхностных сточных вод (например с территории аэропортов).The invention relates to the field of biological treatment of wastewater containing light hydrocarbons (including ethylene glycol) by autoselective immobilized biocenosis and can be used to treat industrial wastewater, industrial drainage wastewater, surface wastewater (for example, from the territory of airports).
Известен способ микробиологической деструкции этиленгликоля штаммом бактерий Pseudomonas putida В-5150 - деструктора низкомолекулярных алифатических-гликолей, который может быть использован при очистке промышленных сточных вод и выделенный из сточных вод подземного хранилища газа. Штамм обладает высокой деструктивной активностью и является строгим аэробом, необходим аммонийный азот, на средах в присутствии нитратов проявляет слабый рост, температурный диапазон роста 20-37°С (Авторское свидетельство SU 1761692 А1, опубликовано 15.09.1992).There is a known method of microbiological destruction of ethylene glycol by a bacterial strain Pseudomonas putida B-5150 - a destructor of low molecular weight aliphatic glycols, which can be used in the treatment of industrial wastewater and isolated from the wastewater of underground gas storage. The strain has a high destructive activity and is a strict aerobic, requires ammonium nitrogen, shows weak growth on media in the presence of nitrates, the growth temperature range is 20-37 ° C (Inventor's certificate SU 1761692 A1, published 09.15.1992).
Недостатками известного способа являются:The disadvantages of this method are:
- необходимость культивирования определенного штамма бактерий, что в условиях очистки сточных вод, в которых этиленгликоль является не единственным загрязняющим веществом и субстратом представляется затруднительным и нецелесообразным;- the need to cultivate a certain strain of bacteria, which in the conditions of wastewater treatment, in which ethylene glycol is not the only pollutant and substrate, is difficult and impractical;
- трудоемкость;- labor intensity;
- низкий масштаб использования;- low scale of use;
- отсутствие технологической схемы реализации в производственных условиях.- lack of a technological scheme for implementation in a production environment.
Известен способ очистки ливневых вод химически опасных производств иммобилизованными микроорганизмами-деструкторами (Разработка биотехнологии и опытно-промышленные испытания встраиваемого микробного фильтра для очистки ливневых вод химически опасных производств//Г.А. Жариков, А.И Марченко и др./Медицина экстремальных ситуаций, 2017 г., С. - 89-101). Согласно данным исследований авторов способа в процессе культивирования была определена ассоциация микроорганизмов, способных разлагать этиленгликоль. К которым относятся штамм Rhodococcus sp.8P и штамм Pseudomonas sp.4r. Авторами предложена конструкция биофильтра, представляющая сменную кассету с фильтровальной тканью, на которой иммобилизованы микроорганизмы, выращенные в ферментере. Кассеты помещаются в непосредственно в трубу ливневой канализации. При протекании ливневой воды через биофильтр химические вещества (этиленгликоль) сорбируются на фильтровальной ткани, а затем постепенно разлагаются микроорганизмами-деструкторами. Эффективность биодеградации этиленгликоля на лабораторной установке достигает более 99% (при исходной концентрации 30-90 мг/л, в очищенной воде концентрация этиленгликоля составляла 0,1-0,3 мг/л).A known method of cleaning storm water of chemically hazardous industries with immobilized microorganisms-destructors (Development of biotechnology and pilot testing of an embedded microbial filter for cleaning storm water of chemically hazardous industries // G.A. Zharikov, A.I. Marchenko, etc. / Medicine of extreme situations, 2017, S. - 89-101). According to the research data of the authors of the method, the association of microorganisms capable of decomposing ethylene glycol was determined during the cultivation process. These include the Rhodococcus sp.8P strain and the Pseudomonas sp.4r strain. The authors proposed a biofilter design, which is a replaceable cartridge with a filter cloth, on which microorganisms grown in a fermenter are immobilized. The cassettes are placed directly into the storm sewer pipe. When storm water flows through the biofilter, chemical substances (ethylene glycol) are sorbed on the filter cloth and then gradually decomposed by destructive microorganisms. The biodegradation efficiency of ethylene glycol in a laboratory setup reaches more than 99% (at an initial concentration of 30-90 mg / l, the concentration of ethylene glycol in purified water was 0.1-0.3 mg / l).
Недостатками известного способа являются:The disadvantages of this method are:
- отсутствие надежности реализации способа, так как установка кассеты предполагается непосредственно в трубу ливневой канализации, по которой, в соответствие со спецификой образования и транспортирования поверхностного стока, питательная среда к микроорганизмам будет поступать неравномерно;- the lack of reliability of the implementation of the method, since the installation of the cassette is supposed directly into the storm sewer pipe, through which, in accordance with the specifics of the formation and transportation of surface runoff, the nutrient medium to microorganisms will flow unevenly;
- отсутствие системы регенерации загрузки;- lack of a load regeneration system;
- возможность гибели микроорганизмов, так как в период отсутствия поверхностного стока загрузка фильтра подвержена высушиванию;- the possibility of the death of microorganisms, since in the absence of surface runoff, the filter load is subject to drying;
- невозможность эксплуатации данной конструкции в холодное время года;- the impossibility of operating this structure during the cold season;
- необходимость выращивания штамма микроорганизмов в ферментере и нанесения их на фильтровальную ткань, что требует наличия специальных навыков у обслуживающего персонала;- the need to grow a strain of microorganisms in a fermenter and apply them to a filter cloth, which requires special skills from the service personnel;
- сложность эксплуатации, так как для нанесения на фильтровальную ткань штамма микроорганизмов требуется извлечь кассеты, а затем их вновь вставить в коллектор.- the complexity of operation, since in order to apply a strain of microorganisms to the filter cloth, it is necessary to remove the cassettes, and then reinsert them into the collector.
Таким образом, несмотря на высокую эффективность биодеструкции этиленгликоля, предложенная технология является трудоемкой и фактически не реализуемой.Thus, despite the high efficiency of biodegradation of ethylene glycol, the proposed technology is laborious and virtually impossible to implement.
Известен наиболее близкий по назначению и технической сущности к заявляемому изобретению, способ трехиловой биологической очистки сточных вод (патент RU 2264353, опубликован 20.11.2005), заключающийся в том что в трехиловой системе биологической очистки сточных вод первую иловую систему выполняют с возможностью задействования гетеротрофных бактерий, работающих при нагрузке по органическим веществам на единицу биомассы 1,0 кг БПК на кг в сутки сухого беззольного вещества ила, используют биоценоз прикрепленных на ершовой полимерной насадке микроорганизмов в биореакторах-смесителях; вторую иловую систему выполняют с возможностью задействования свободноплавающего активного ила с нитри-денитрифицирующим биоценозом, работающим при нагрузках не более 250 г БПК на 1 кг сухого беззольного вещества ила в сутки, используют тонкослойные пульсационные илоотделители с противоточным движением воды и ила при числе Рейнольдса для илоразделения не более 250 с биореактором-вытеснителем, но с рециркуляцией не менее 100% расхода иловой смеси по отношению к среднечасовому расходу сточных вод; третью иловую систему выполняют с возможностью задействования исключительно прикрепленных на ершовой насадке микроорганизмов в биореакторах-вытеснителях, используют систему из по меньшей мере двух биореакторов, сообщающихся с камерой отделения и уплотнения осадков, для своевременного выведения избыточной биомассы микроорганизмов из биореакторов второй и третьей иловых систем.Known closest in purpose and technical essence to the claimed invention, a method of three-silo biological wastewater treatment (patent RU 2264353, published on November 20, 2005), which consists in the fact that in a three-silo biological wastewater treatment system, the first sludge system is performed with the possibility of using heterotrophic bacteria, working with a load of organic substances per unit of biomass 1.0 kg of BOD per kg per day of dry ash-free sludge substance, use the biocenosis of microorganisms attached to a ruff polymer nozzle in bioreactors-mixers; the second sludge system is made with the possibility of using free-floating activated sludge with a nitri-denitrifying biocenosis, operating at loads of no more than 250 g of BOD per 1 kg of dry ash-free sludge per day; more than 250 with a bioreactor-displacer, but with recirculation of at least 100% of the flow rate of the sludge mixture in relation to the average hourly flow rate of wastewater; the third sludge system is made with the possibility of using exclusively the microorganisms attached to the ruff nozzle in the bioreactors-displacers, a system of at least two bioreactors, communicating with the chamber of separation and compaction of sediments, is used for timely removal of excess biomass of microorganisms from the bioreactors of the second and third sludge systems.
Данное техническое решение за счет использования различных иловых систем, позволяет повысить стабильности и надежность работы очистной станции с достижением заданного качества очистки.This technical solution, due to the use of various sludge systems, makes it possible to increase the stability and reliability of the treatment plant with the achievement of a given cleaning quality.
Недостатками известного способа являются:The disadvantages of this method are:
- отсутствие возможности регулирования обеспечения селективного иммобилизованного биоценоза биогенными веществами;- the lack of the ability to regulate the provision of selective immobilized biocenosis with biogenic substances;
- отсутствие проточного теплообменника, позволяющего обеспечивать нагревание сточных вод до температуры 15°С и более, необходимой для создания оптимальных условий биодеструкции;- the absence of a flow-through heat exchanger, which allows heating wastewater to a temperature of 15 ° C or more, which is necessary to create optimal conditions for biodegradation;
- отсутствие режима автоселекции биоценоза, так как первая иловая система является смесителем и иловые системы не разделены отстойником;- lack of autoselection mode for biocenosis, since the first sludge system is a mixer and sludge systems are not separated by a settling tank;
- отсутствие возможности регулирования концентрации растворенного кислорода в иловых системах.- inability to regulate the concentration of dissolved oxygen in sludge systems.
Технические результаты предлагаемого изобретения - повышение степени очистки сточных вод от легких углеводородов за счет многоступенчатости биологической очистки, повышение стабильности процесса биологической очистки за счет сочетания различных иловых систем, в которых иммобилизацию и автоселекцию биоценоза на синтетическом носителе «Ерш» регулируют в соответствие с условиями, задаваемыми для каждой иловой системы.The technical results of the proposed invention are an increase in the degree of wastewater treatment from light hydrocarbons due to the multi-stage biological treatment, an increase in the stability of the biological treatment process due to a combination of various sludge systems, in which the immobilization and autoselection of biocenosis on a synthetic carrier "Ruff" is regulated in accordance with the conditions specified for each sludge system.
Технические результаты достигаются тем, что сначала механически очищенные сточные воды подают в биореактор-вытеснитель 1-ой ступени биологической очистки, в котором выделяют три различные по степени аэробности и нагрузки на биоценоз иловые системы, при этом рециркулируемую иловую жидкость из третьей иловой системы подают в начало первой иловой системы в количестве 100-200% от всего объема поступающей сточной воды, общую продолжительность пребывания сточной воды на первой ступени биологической очистки устанавливают от 4,0 до 24,0 часов, из биореактора-вытеснителя 1-ой ступени биологической очистки иловую жидкость подают во вторичный отстойник с тонкослойными модулями для осаждения и последующего удаления биоценоза отрывающейся биопленки из биореактора-вытеснителя 1-ой ступени биологической очистки, продолжительность отстаивания устанавливают от 0,5 до 1,0 часа, далее отстоянную сточную воду подают в четвертую иловую систему биореактора-вытеснителя 2-ой ступени, предназначенную для глубокой биологической очистки сточных вод, продолжительность обработки устанавливают от 0,5 до 6,0 часов, в биореакторе-вытеснителе 1-ой ступени нагрузку по легким углеводородам устанавливают от 2,5 до 0,06 кг на 1 кг биоценоза по беззольному веществу в сутки, в биореакторе-вытеснителе 2-ой ступени биологической очистки нагрузку по легким углеводородам устанавливают от 0,1 до 0,01 кг на 1 кг биоценоза по беззольному веществу в сутки, обе ступени биологической очистки оборудуют ершовой загрузкой в виде объемных кассет, под кассетами укладывают трубчатые мембранные аэраторы, обеспечивающие заданную концентрацию растворенного кислорода, далее, биологически очищенные сточные воды подвергают двухступенчатому фильтрованию, на первой ступени фильтруют через ершовую загрузку, со скоростью фильтрования 5,0 - 10,0 м/ч, на второй ступени фильтруют через дисковый фильтр тонкой очистки.The technical results are achieved by the fact that, first, mechanically treated wastewater is fed into a bioreactor-displacer of the 1st stage of biological treatment, in which three sludge systems differing in the degree of aerobicity and load on the biocenosis are distinguished, while the recirculated sludge liquid from the third sludge system is fed to the beginning of the first sludge system in the amount of 100-200% of the total volume of incoming wastewater, the total duration of the wastewater stay at the first stage of biological treatment is set from 4.0 to 24.0 hours, sludge liquid is supplied from the bioreactor-displacer of the first stage of biological treatment into the secondary sedimentation tank with thin-layer modules for sedimentation and subsequent removal of the biocenosis of the detached biofilm from the bioreactor-displacer of the 1st stage of biological treatment, the settling time is set from 0.5 to 1.0 hours, then the settled waste water is fed into the fourth sludge system of the bioreactor-displacer 2nd stage, designed for deep biological wastewater treatment, the duration of treatment is set from 0.5 to 6.0 hours, in the 1st stage bioreactor-displacer, the load on light hydrocarbons is set from 2.5 to 0.06 kg per 1 kg of biocenosis for ashless substance per day , in the bioreactor-displacer of the 2nd stage of biological treatment, the load on light hydrocarbons is set from 0.1 to 0.01 kg per 1 kg of biocenosis for ashless substance per day, both stages of biological treatment are equipped with a ruff loading in the form of volumetric cassettes, they are placed under the cassettes tubular membrane aerators providing a given concentration of dissolved oxygen, then biologically treated wastewater is subjected to two-stage filtration, at the first stage it is filtered through a ruff load, at a filtration rate of 5.0 - 10.0 m / h, at the second stage, it is filtered through a fine disc filter cleaning.
При этом на достижение технических результатов также влияют следующее:At the same time, the following also affect the achievement of technical results:
- жидкие системы с температурой ниже 15°С пропускают через проточный теплообменник, предназначенный для подогрева жидких систем до температуры 15°С и выше, необходимой для обеспечения жизнедеятельности биоценоза и деструкции легких углеводородов.- liquid systems with a temperature below 15 ° C are passed through a flow-through heat exchanger designed to heat liquid systems to a temperature of 15 ° C and above, which is necessary to ensure the vital activity of the biocenosis and the destruction of light hydrocarbons.
- в начало емкости биореактора-вытеснителя 1-ой ступени осуществляют дозирование растворов для биогенной подпитки.- at the beginning of the capacity of the bioreactor-displacer of the 1st stage, the solutions for biogenic replenishment are dosed.
- автоселекцию иммобилизованного на ершовом носителе биоценоза регулируют концентрацией растворенного кислорода в иловых системах, в первой иловой системе концентрацию растворенного кислорода поддерживают не более 0,5 мг/л, что обеспечивает формирование анаэробно-аэробного биоценоза, во второй иловой системе концентрацию растворенного кислорода поддерживают 1,0 - 2,0 мг/л, что обуславливает формирование аэробно-анаэробного биоценоза, в третей и четвертой иловых системах концентрацию кислорода поддерживают 3,0-5,5 мг/л, что обеспечивает формирование аэробного биоценоза.- autoselection of the biocenosis immobilized on a ruff carrier is regulated by the concentration of dissolved oxygen in the sludge systems, in the first sludge system, the concentration of dissolved oxygen is maintained at no more than 0.5 mg / l, which ensures the formation of an anaerobic-aerobic biocenosis, in the second sludge system, the concentration of dissolved oxygen is maintained at 1, 0 - 2.0 mg / l, which determines the formation of an aerobic-anaerobic biocenosis, in the third and fourth sludge systems, the oxygen concentration is maintained at 3.0-5.5 mg / l, which ensures the formation of an aerobic biocenosis.
- в первой иловой системе биологической очистки нагрузку по легким углеводородам устанавливают от 2,5 до 1,0 кг на 1 кг биоценоза биопленки по беззольному веществу в сутки.- in the first sludge biological treatment system, the load for light hydrocarbons is set from 2.5 to 1.0 kg per 1 kg of biofilm biocenosis for ashless substance per day.
- во второй иловой системе биологической очистки нагрузку по легким углеводородам устанавливают от 1,2 до 0,1 кг на 1 кг биоценоза биопленки по беззольному веществу в сутки.- in the second sludge biological treatment system, the load for light hydrocarbons is set from 1.2 to 0.1 kg per 1 kg of biofilm biocenosis for ashless substance per day.
- в третьей иловой системе биологической очистки нагрузку по легким углеводородам устанавливают от 0,3 до 0,06 кг на 1 кг биоценоза биопленки по беззольному веществу в сутки.- in the third sludge biological treatment system, the load for light hydrocarbons is set from 0.3 to 0.06 kg per 1 kg of biofilm biocenosis for ashless substance per day.
При температуре сточных вод ниже 15°С, скорость окисления легких углеводородов биоценозом биопленки падает, вплоть до прекращения процесса.At a wastewater temperature below 15 ° C, the rate of oxidation of light hydrocarbons by the biocenosis of the biofilm decreases, up to the termination of the process.
Дозирование растворов для биогенной подпитки необходимо для данного типа сточных вод, в которых существует дефицит соединений азота и фосфора.Dosing solutions for biogenic makeup is necessary for this type of wastewater, in which there is a deficiency of nitrogen and phosphorus compounds.
В заявленном способе концентрацию растворенного в очищаемой сточной воде кислорода регулируют, создавая иловые системы с заданными свойствами, так в иловой системе с дефицитом кислорода (менее 0,5 мг/л) формируют на носители преимущественно анаэробный биоценоз, способный к деструкции сложных органических веществ. В этих условиях возможно наличие и аэробного биоценоза. В иловых системах с концентрацией кислорода 1,0 - 2,0 мг/л, формируют на носителе преимущественно аэробный биоценоз, разлагающий остаточные загрязняющие вещества до минеральных составляющих, в этих условиях возможно формирование и анаэробного биоценоза в глубоких слоях биопленки. В иловых системах с концентрацией кислорода 3,0-5,5 мг/л, формируют на носителе преимущественно аэробный биоценоз, разлагающий остаточные загрязняющие вещества до минеральных составляющих.In the claimed method, the concentration of oxygen dissolved in the treated wastewater is controlled by creating sludge systems with desired properties, so in the sludge system with an oxygen deficiency (less than 0.5 mg / l), predominantly anaerobic biocenosis is formed on carriers, capable of destruction of complex organic substances. Under these conditions, the presence of an aerobic biocenosis is also possible. In sludge systems with an oxygen concentration of 1.0 - 2.0 mg / l, a predominantly aerobic biocenosis is formed on the carrier, decomposing residual pollutants to mineral components, under these conditions, an anaerobic biocenosis can also form in the deep layers of the biofilm. In sludge systems with an oxygen concentration of 3.0-5.5 mg / l, a predominantly aerobic biocenosis is formed on the carrier, decomposing residual pollutants to mineral components.
В заявленном способе регулируют нагрузку по легким углеводородам на биоценозы, что способствует протеканию процессов очистки в оптимальных условиях с достижением заданного качества очистки сточных вод от легких углеводородов.In the claimed method, the load on light hydrocarbons on biocenoses is regulated, which facilitates the course of purification processes under optimal conditions with the achievement of a given quality of wastewater purification from light hydrocarbons.
На фиг. 1 представлена технологическая схема реализации способа биологической очистки сточных вод от легких углеводородов, где под номерами позиций указаны следующие элементы:FIG. 1 shows a flow diagram of the implementation of the method for biological treatment of wastewater from light hydrocarbons, where the following elements are indicated by the position numbers:
1 - биореактор-вытеснитель 1-ой ступени с кассетами с синтетической загрузкой;1 - bioreactor-displacer of the 1st stage with cassettes with synthetic loading;
1.1 - первая иловая система анаэробно-аэробная с содержанием кислорода 0,5 мг/л и менее,1.1 - the first sludge system is anaerobic-aerobic with an oxygen content of 0.5 mg / l or less,
1.2 - вторая иловая система аэробно-анаэробная с содержанием кислорода 1,5 - 2,5 мг/л;1.2 - the second sludge system is aerobic-anaerobic with an oxygen content of 1.5 - 2.5 mg / l;
1.3 - третья иловая система аэробная с содержанием кислорода 3,0 - 5,5 мг/л;1.3 - the third sludge system is aerobic with an oxygen content of 3.0 - 5.5 mg / l;
1.4 - мелкопузырчатая система аэрации биореаторов;1.4 - fine-bubble aeration system for bioreators;
1.5 - циркуляционный насос (эрлифт);1.5 - circulation pump (airlift);
2 - вторичный отстойник с тонкослойными модулями;2 - secondary clarifier with thin-layer modules;
3 - биореактор-вытеснитель 2-ой ступени биологической очистки - четвертая иловая система - аэробная с содержанием растворенного кислорода растворенного кислорода - 3,0 - 5,5 мг/л, с кассетами с синтетической загрузи;3 - bioreactor-displacer of the 2nd stage of biological treatment - the fourth sludge system - aerobic with a dissolved oxygen content of dissolved oxygen - 3.0 - 5.5 mg / l, with cassettes with a synthetic charge;
4 - фильтр с ершовой загрузкой;4 - filter with ruff loading;
5 - автоматический напорный дисковый фильтр;5 - automatic pressure disc filter;
6 - контактный резервуар;6 - contact reservoir;
6.1 - генератор озона;6.1 - ozone generator;
7 - фильтр сорбционный;7 - sorption filter;
8 - теплообменник;8 - heat exchanger;
9 - реагентное хозяйство для приготовления и дозирования реагентов, содержащих биогенные вещества.9 - reagent facilities for preparation and dosing of reagents containing biogenic substances.
Способ очистки осуществляется следующим образом. Исходные сточные воды, содержащие легкие углеводороды и имеющие следующие показатели: взвешенные вещества от 50 до 700 мг/л; легкие углеводороды от 10 до 1000 мг/л; ХПК от 15 до 1100 мгО/л; БПК5 от 12 до 800 мгO2/л; аммоний-ион от 4-5 до 40 мг/л; фосфат-ион от 2 до 15 мг/л, очищают механически и при температуре менее 15°С пропускают через проточный теплообменник (8), предназначенный для подогрева сточных вод до температуры 15°С и выше, необходимой для обеспечения жизнедеятельности биоценоза, осуществляющего очистку сточных вод от легких углеводородов и подают в первую иловую систему (1.1) с дефицитом кислорода биореактора-вытеснителя 1-ой ступени биологической очистки (1), сюда же, при необходимости, подают раствор для биогенной подпитки из реагентного хозяйства (9), сюда же рециркулируют циркуляционным насосом (эрлифтом) (1.5) из третей иловой системы (1.3) иловую жидкость в количестве 100-200% от объема сточных вод. Смешанный поток пропускают поочередно через три иловые системы (1.1 - 1.3) в восходяще-нисходящем направлении, омывая при этом синтетическую загрузку «Ерш», собранную в кассеты и контактируя с иммобилизованным на загрузке и селективным по иловым системам биоценозом. Различные концентрации кислорода в иловых системах биореактора-вытеснителя 1-ой ступени (1.1-1.3) обеспечивают мелкопузырчатой системой аэрации (1.4), таким образом очищаемую сточную воду пропускают через специфический, селективный для каждой иловой системы иммобилизованный биоценоз, последовательно окисляя загрязнения, что обуславливает высокое качество очистки. В иловой системе зоны 1.1 с дефицитом кислорода поддерживают концентрацию кислорода не более 0,5 мг/л, нагрузку по легким углеводородам поддерживают от 2,5 до 1,0 кг на 1 кг биоценоза по беззольному веществу в сутки, такие условия способствуют формированию на загрузке преимущественно анаэробного биоценоза, способного к биодеградации трудноокисляемых органических загрязнений с образованием более доступных для аэробного биоценоза соединений, также наблюдается развитие и аэробного биоценоза. В иловой системе 1.2, концентрацию растворенного кислорода поддерживают от 1,0 до 2,0 мг/л, в этой системе формируют преимущественно аэробный биоценоз, формирование анаэробного биоценоза наблюдают во внутренних слоях биоценоза. Нагрузку по легким углеводородам в иловой системе 1.2 устанавливают от 1,2 до 0,3 кг на 1 кг биоценоза биопленки по беззольному веществу в сутки. В иловой системе 1.3 концентрацию растворенного кислорода поддерживают от 3,0-5,5 мг/л, в этой системе формируют аэробный биоценоз, при этом нагрузка по легким углеводородам составляет от 0,3 до 0,06 кг на 1 кг биоценоза по беззольному веществу в сутки, при указанных условиях обеспечивается глубокая очистка сточных вод от легких углеводородов аэробным биоценозом. Совокупная продолжительность обработки сточной воды в трех иловых системах (1.1 - 1.3) биореактора-вытеснителя 1-ой ступени (1) составляет от 4 до 24 часов. После биореактора-вытеснителя 1-ой ступени иловую жидкость подают во вторичный отстойник (2) для осаждения и последующего удаления отрывающейся биопленки из биореактора-вытеснителя 1-ой ступени (1). В отстойнике (2) установлен тонкослойный модуль, применение которого позволяет увеличить количество улавливаемой биопленки, уменьшить продолжительность отстаивания и, соответственно, объем сооружения. Взаимное движение осветляемой воды и выделяемого осадка осуществляют по противоточной схеме. Продолжительность отстаивания составляет от 0,5 до 1,0 часа час, далее отстоянную воду подают в четвертую иловую систему, которую формируют в биореакторе-вытеснителе 2-ой ступени биологической очистки (3), предназначенную для глубокой биологической очистки сточных вод и оборудованную ершовой загрузкой в виде объемных кассет, на которых формируют селективный для четвертой иловой системы аэробный биоценоз, с нагрузкой по легким углеводородам от 0,1 до 0,01 кг на 1 кг биоценоза по беззольному веществу в сутки и концентрацией растворенного кислорода от 3,0 до 5,5 мг/л, что обеспечивают мелкопузырчатой системой аэрации биореакторов (1.4). На 2-ой ступени биологической очистки сточные воды обрабатывают от 0,5 до 6,0 часов. Далее, биологически очищенные сочные воды для задержания выносимых взвешенных веществ направляют на фильтры, снабженные кассетами с ершовой загрузкой (4), скорость фильтрования 5,0 - 10,0 м/ч, и далее в автоматический напорный дисковый фильтр (5). В процессе микрофильтрации на дисковом фильтре удерживают взвешенные вещества, что позволяет обеспечить в очищаемой системе концентрацию взвешенных веществ менее 4,0-5,0 мг/л. Ожидаемое качество очищенных сточных вод при реализации заявленного способа следующее: взвешенные вещества от 2 до 5 мг/л; легкие углеводороды от 0,25 до 4,0 мг/л; ХПК от 10 до 30 мг О/л; БПК5 от 3 до 10 мгО2г/л; аммоний-ион от 0,39 до 2 мг/л; фосфат-ион от 0,2 до 1,5 мг/л. При необходимости обеспечения стабильного качества очищенных сточных вод, соответствующего требованиям, предъявляемым к сточным водам, сбрасываемым в водоемы рыбохозяйственного назначения, загрязняющие вещества (легкие углеводороды, в т.ч. этиленгликоль) в биологически очищенных сточных водах могут быть подвергнуты дополнительной деструкции окислителями, например озоном или другими, в контактном резервуаре 6, и (или) сорбции на загрузке сорбционного фильтра (7).The cleaning method is carried out as follows. Initial wastewater containing light hydrocarbons and having the following parameters: suspended solids from 50 to 700 mg / l; light hydrocarbons from 10 to 1000 mg / l; COD from 15 to 1100 mgO / l; BOD 5 from 12 to 800 mgO 2 / l; ammonium ion from 4-5 to 40 mg / l; phosphate ion from 2 to 15 mg / l, is cleaned mechanically and at a temperature of less than 15 ° C is passed through a flow-through heat exchanger (8) designed to heat waste water to a temperature of 15 ° C and above, which is necessary to ensure the life of the biocenosis that purifies waste water from light hydrocarbons and is fed into the first sludge system (1.1) with an oxygen deficiency of the bioreactor-displacer of the 1st stage of biological treatment (1), here, if necessary, a solution for biogenic recharge from the reagent farm (9) is supplied, and this is also recycled a circulation pump (airlift) (1.5) from the third sludge system (1.3) sludge liquid in the amount of 100-200% of the wastewater volume. The mixed flow is passed alternately through three sludge systems (1.1 - 1.3) in an ascending-descending direction, washing the synthetic charge "Ruff", collected in cassettes and contacting with the biocenosis immobilized on the load and selective for sludge systems. Various oxygen concentrations in the sludge systems of the 1st stage bioreactor-displacer (1.1-1.3) provide a fine-bubble aeration system (1.4), thus the treated waste water is passed through a specific immobilized biocenosis, selective for each sludge system, sequentially oxidizing pollution, which causes a high cleaning quality. In the sludge system of zone 1.1 with an oxygen deficiency, the oxygen concentration is maintained at no more than 0.5 mg / l, the load for light hydrocarbons is maintained from 2.5 to 1.0 kg per 1 kg of biocenosis for ashless substance per day, such conditions contribute to the formation of predominantly anaerobic biocenosis, capable of biodegradation of hard-to-oxidize organic pollutants with the formation of compounds more accessible for aerobic biocenosis, the development of aerobic biocenosis is also observed. In the sludge system 1.2, the concentration of dissolved oxygen is maintained from 1.0 to 2.0 mg / l, in this system, a predominantly aerobic biocenosis is formed, the formation of an anaerobic biocenosis is observed in the inner layers of the biocenosis. The load on light hydrocarbons in the sludge system 1.2 is set from 1.2 to 0.3 kg per 1 kg of biofilm biocenosis for ashless substance per day. In the sludge system 1.3, the concentration of dissolved oxygen is maintained from 3.0-5.5 mg / l, in this system an aerobic biocenosis is formed, while the load on light hydrocarbons is from 0.3 to 0.06 kg per 1 kg of biocenosis for ashless substance per day, under the specified conditions, deep purification of wastewater from light hydrocarbons by aerobic biocenosis is ensured. The total duration of wastewater treatment in three sludge systems (1.1 - 1.3) of the 1st stage bioreactor-displacer (1) is from 4 to 24 hours. After the bioreactor-displacer of the 1st stage, the sludge liquid is fed into the secondary settler (2) for sedimentation and subsequent removal of the detached biofilm from the bioreactor-displacer of the 1st stage (1). A thin-layer module is installed in the sedimentation tank (2), the use of which makes it possible to increase the amount of captured biofilm, reduce the settling time and, accordingly, the volume of the structure. The reciprocal movement of the clarified water and the precipitated sediment is carried out in a countercurrent scheme. The settling time is from 0.5 to 1.0 hour, then the settled water is fed into the fourth sludge system, which is formed in the bioreactor-displacer of the 2nd stage of biological treatment (3), designed for deep biological wastewater treatment and equipped with a ruff loading in the form of volumetric cassettes, on which an aerobic biocenosis, selective for the fourth sludge system, is formed, with a load for light hydrocarbons from 0.1 to 0.01 kg per 1 kg of biocenosis for ashless substance per day and a dissolved oxygen concentration from 3.0 to 5, 5 mg / l, which is provided with a fine-bubble aeration system for bioreactors (1.4). At the 2nd stage of biological treatment, wastewater is treated from 0.5 to 6.0 hours. Further, biologically purified juicy water is directed to filters equipped with cassettes with a ruff loading (4), filtration rate 5.0 - 10.0 m / h, and then to an automatic pressure disc filter (5) to retain suspended suspended solids. In the process of microfiltration, suspended solids are retained on a disk filter, which makes it possible to ensure that the concentration of suspended solids in the system being purified is less than 4.0-5.0 mg / l. The expected quality of the treated wastewater during the implementation of the claimed method is as follows: suspended solids from 2 to 5 mg / l; light hydrocarbons from 0.25 to 4.0 mg / l; COD from 10 to 30 mg O / l; BOD 5 from 3 to 10 mgO 2 g / l; ammonium ion from 0.39 to 2 mg / l; phosphate ion from 0.2 to 1.5 mg / l. If it is necessary to ensure a stable quality of treated wastewater that meets the requirements for wastewater discharged into fishery water bodies, pollutants (light hydrocarbons, including ethylene glycol) in biologically treated wastewater can be subjected to additional destruction by oxidizing agents, for example, ozone or others, in the
Пример реализации заявленного способа.An example of the implementation of the claimed method.
Предлагаемая схема была отработана на пилотной установке на базе «Группа компаний ЭКОС», установленной на городских очистных сооружениях канализации г. Новошахтинска. Сточную воду моделировали на базе городских биологически очищенных сточных вод с введением в систему этиленгликоля, концентрацией 200-220 мг/л, концентрация принята в соответствие с реальными показателями загрязнений в поверхностных сточных водах аэропортов, в качестве реагентов, содержащих азот и фосфор вводили растворы аммофоса и суперфосфата.The proposed scheme was tested on a pilot plant based on the "ECOS Group of Companies", installed at the city sewage treatment plants in Novoshakhtinsk. Wastewater was modeled on the basis of urban biologically treated wastewater with the introduction of ethylene glycol into the system, with a concentration of 200-220 mg / l, the concentration was taken in accordance with the real indicators of pollution in the surface wastewater of airports, solutions of ammophos were introduced as reagents containing nitrogen and phosphorus, and superphosphate.
Параметры биореактора-вытеснителя 1-ой ступени представлены на фиг. 2.The parameters of the 1st stage bioreactor-displacer are shown in FIG. 2.
Объем биореактора-вытеснителя 1-ой ступени, м3 - 11,5 (объем иловой системы 1.1, 1.2, 1.3, м3 - 3,83).The volume of the bioreactor-displacer of the 1st stage, m 3 - 11.5 (the volume of the sludge system 1.1, 1.2, 1.3, m 3 - 3.83).
Объем биореактора-вытеснителя 2-ой ступени, м3 - 3,83.The volume of the bioreactor-displacer of the 2nd stage, m 3 - 3.83.
Количество ершей в каждой из четырех иловых систем, шт. - 269.The number of ruffs in each of the four sludge systems, pcs. - 269.
Количество погонных метров ершей в каждой из четырех иловых систем, м -322,8.The number of running meters of ruffs in each of the four sludge systems, m -322.8.
Места отбора проб указаны на схеме фиг. 3.The sampling locations are shown in the diagram of FIG. 3.
Показатели качества исследуемых сточных вод по этапам очистки представлены в табл. 1 (см. ниже).The quality indicators of the studied wastewater by treatment stages are presented in table. 1 (see below).
В процессе проведения исследований было установлено:During the research it was established:
- продолжительность формирования биоценоза до момента получения устойчивого качества очищенных сточных вод составляет 9 дней;- the duration of the formation of a biocenosis until a stable quality of treated wastewater is obtained is 9 days;
- нагрузка по этиленгликолю на беззольную часть биоценоза (N), определенная с учетом показателей качества очистки в каждой иловой системе с учетом исходных концентраций этиленгликоля, составляет:- the ethylene glycol load on the ashless part of the biocenosis (N), determined taking into account the quality indicators of treatment in each sludge system, taking into account the initial concentrations of ethylene glycol, is:
- в первой иловой системе (биореактор-вытеснитель 1-ой ступени биологической очистки), при исходной концентрации этиленгликоля 200 -220 мг/л: N=1,66 кг на 1 кг биоценоза биопленки по беззольному веществу в сутки;- in the first sludge system (bioreactor-displacer of the 1st stage of biological treatment), with an initial concentration of ethylene glycol of 200-220 mg / l: N = 1.66 kg per 1 kg of biofilm biocenosis by ashless substance per day;
- во второй иловой системе (биореактор-вытеснитель 1-ой ступени биологической очистки), при исходной концентрации этиленгликоля для второй иловой системы 53 мг/л: N=0,17 кг на 1 кг биоценоза биопленки по беззольному веществу в сутки;- in the second sludge system (bioreactor-displacer of the 1st stage of biological treatment), with an initial concentration of ethylene glycol for the second sludge system of 53 mg / l: N = 0.17 kg per 1 kg of biofilm biocenosis by ashless substance per day;
- в третьей иловой системе (биореактор-вытеснитель 1-ой ступени биологической очистки) при исходной концентрации этиленгликоля для третьей иловой системы 21,7 мг/л: N=0,07 кг на 1 кг биоценоза биопленки по беззольному веществу в сутки;- in the third sludge system (bioreactor-displacer of the 1st stage of biological treatment) with an initial concentration of ethylene glycol for the third sludge system of 21.7 mg / l: N = 0.07 kg per 1 kg of biofilm biocenosis by ashless substance per day;
- в четвертой иловой системе (биореактор -вытеснитель 2-ой ступени биологической очистки) при исходной концентрации этиленгликоля для четвертой иловой системы 2,5 мг/л: N=0,01 кг на 1 кг биоценоза биопленки по беззольному веществу в сутки;- in the fourth sludge system (bioreactor-displacer of the 2nd stage of biological treatment) with an initial concentration of ethylene glycol for the fourth sludge system of 2.5 mg / l: N = 0.01 kg per 1 kg of biofilm biocenosis by ashless substance per day;
Концентрация растворенного кислорода (СO2):Dissolved oxygen concentration (C O2 ):
- в первой иловой системе (биореактор-вытеснитель 1-ой ступени биологической очистки): СO2 = 0,5 мг/л;- in the first sludge system (bioreactor-displacer of the 1st stage of biological treatment): C O2 = 0.5 mg / l;
- во второй иловой системе (биореактор-вытеснитель 1-ой ступени биологической очистки): СO2 = 2,0 мг/л;- in the second sludge system (bioreactor-displacer of the 1st stage of biological treatment): C O2 = 2.0 mg / l;
- в третьей иловой системе (биореактор-вытеснитель 1-ой ступени биологической очистки): СO2 = 4,5 мг/л;- in the third sludge system (bioreactor-displacer of the 1st stage of biological treatment): C O2 = 4.5 mg / l;
- в четвертой иловой системе (биореактор-вытеснитель 2-ой ступени биологической очистки): СO2=5,0 мг/л.- in the fourth sludge system (bioreactor-displacer of the 2nd stage of biological treatment): C O2 = 5.0 mg / l.
Общая продолжительность биологической очистки в трех иловых системах биореактора-вытеснителя 1-ой ступени очистки составила 7,6 часов. Продолжительность биологической очистки в четвертой иловой системе биореактора-вытеснителя 2-ой ступени очистки составила 2,5 часа.The total duration of biological treatment in three sludge systems of the bioreactor-displacer of the 1st stage of treatment was 7.6 hours. The duration of biological treatment in the fourth sludge system of the bioreactor-displacer of the 2nd stage of treatment was 2.5 hours.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020128959A RU2749856C1 (en) | 2020-09-01 | 2020-09-01 | Method for biological treatment of wastewater from light hydrocarbons |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020128959A RU2749856C1 (en) | 2020-09-01 | 2020-09-01 | Method for biological treatment of wastewater from light hydrocarbons |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2749856C1 true RU2749856C1 (en) | 2021-06-17 |
Family
ID=76377529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020128959A RU2749856C1 (en) | 2020-09-01 | 2020-09-01 | Method for biological treatment of wastewater from light hydrocarbons |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2749856C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2057086C1 (en) * | 1991-08-29 | 1996-03-27 | Гвоздяк Петр Ильич | Method for treatment of oil-containing sewage |
| WO2005028373A2 (en) * | 2003-08-20 | 2005-03-31 | Kasparian Kaspar A | Single vessel multi-zone wastewater bio-treatment system |
| RU2264353C2 (en) * | 2004-01-28 | 2005-11-20 | Куликов Николай Иванович | Method of for three-silt system of purification of sewage |
| JP2007117995A (en) * | 2005-09-28 | 2007-05-17 | Ebara Corp | Method for treating waste water containing organic high molecular substance and apparatus therefor |
| RU2331592C2 (en) * | 2002-06-18 | 2008-08-20 | Сэйзол Текнолоджи (Пти) Лтд | Method of purifying water, obtained in fischer-tropsch process |
| CN107089727A (en) * | 2017-06-27 | 2017-08-25 | 重庆大学 | A kind of integral type three-level AO sewage disposal systems and its handling process |
-
2020
- 2020-09-01 RU RU2020128959A patent/RU2749856C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2057086C1 (en) * | 1991-08-29 | 1996-03-27 | Гвоздяк Петр Ильич | Method for treatment of oil-containing sewage |
| RU2331592C2 (en) * | 2002-06-18 | 2008-08-20 | Сэйзол Текнолоджи (Пти) Лтд | Method of purifying water, obtained in fischer-tropsch process |
| WO2005028373A2 (en) * | 2003-08-20 | 2005-03-31 | Kasparian Kaspar A | Single vessel multi-zone wastewater bio-treatment system |
| RU2264353C2 (en) * | 2004-01-28 | 2005-11-20 | Куликов Николай Иванович | Method of for three-silt system of purification of sewage |
| JP2007117995A (en) * | 2005-09-28 | 2007-05-17 | Ebara Corp | Method for treating waste water containing organic high molecular substance and apparatus therefor |
| CN107089727A (en) * | 2017-06-27 | 2017-08-25 | 重庆大学 | A kind of integral type three-level AO sewage disposal systems and its handling process |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101891336B (en) | System and method for leachate treatment in sanitary landfill | |
| JP6564688B2 (en) | Dual compartment bioreactor for use in wastewater treatment and algae production | |
| TWI594957B (en) | Method of removing recalcitrant organic pollutants | |
| Sabliy et al. | New approaches in biological wastewater treatment aimed at removal of organic matter and nutrients | |
| KR101444643B1 (en) | Wastewater Treating Apparatus Using Microalgae | |
| KR101444642B1 (en) | Wastewater Treating Apparatus for Saving Energy Using Microalgae | |
| CN105753270A (en) | Water purifying system suitable for high-ammonia nitrogen livestock and poultry breeding wastewater | |
| CN106186339A (en) | A kind of stain disease processing method with granule immobilization cell as core | |
| KR101565647B1 (en) | Advaced treatment apparatus for removing the nonbiodegradable organic material and nutrient salt of wastewater and remiving method by using it | |
| JP2016036777A (en) | Wastewater treatment method and wastewater treatment equipment | |
| WO2014022689A1 (en) | Photobioreactor system for removal of nitrogen and phosphorus | |
| CN108017234B (en) | Sewage treatment system and method | |
| CN104150686B (en) | A kind of method for treating garbage percolation liquid based on micro-pore aeration ultrafiltration and absorption | |
| Dosoretz et al. | Removal of trace organics from water using a pumped bed-membrane bioreactor with powdered activated carbon | |
| RU2749856C1 (en) | Method for biological treatment of wastewater from light hydrocarbons | |
| CN102101722B (en) | Novel membrane bioreactor for treating pig farm wastewater | |
| WO2009034365A1 (en) | Systems of total capture and recycling of used organic and inorganic matter of selfsustainable human habitations | |
| CN1328192C (en) | A method for comprehensive treatment of high-concentration organic wastewater | |
| JP7398601B1 (en) | Organic wastewater treatment equipment and organic wastewater treatment method | |
| Fitch et al. | Biological fixed-film systems | |
| CN219823965U (en) | Multistage oil sludge treatment device combining biological enzyme with biochemistry | |
| RU2753657C1 (en) | Method for biological purification of waste water from phosphates | |
| RU2794086C1 (en) | Method for deep complex treatment of industrial and surface wastewater highly concentrated in terms of mineral nitrogen and phosphorus forms with a low content of organic substances | |
| CN215161973U (en) | Full-flow low-load efficient sewage biochemical treatment system | |
| CN209652073U (en) | A kind of middle water pretreatment equipment based on biochemical treatment and oxidation processes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210825 Effective date: 20210825 |