WO2015026269A1 - Установка для биологической очистки сточных вод - Google Patents
Установка для биологической очистки сточных вод Download PDFInfo
- Publication number
- WO2015026269A1 WO2015026269A1 PCT/RU2014/000618 RU2014000618W WO2015026269A1 WO 2015026269 A1 WO2015026269 A1 WO 2015026269A1 RU 2014000618 W RU2014000618 W RU 2014000618W WO 2015026269 A1 WO2015026269 A1 WO 2015026269A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- installation
- unit
- sludge
- wastewater
- membrane
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 52
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 7
- 238000007872 degassing Methods 0.000 claims description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 238000005504 petroleum refining Methods 0.000 abstract 1
- 238000009849 vacuum degassing Methods 0.000 abstract 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 9
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 6
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 5
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 4
- 150000002826 nitrites Chemical class 0.000 description 4
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JVMRPSJZNHXORP-UHFFFAOYSA-N ON=O.ON=O.ON=O.N Chemical compound ON=O.ON=O.ON=O.N JVMRPSJZNHXORP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] Chemical compound [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVMHUALAQYRRBM-UHFFFAOYSA-N [P].[P] Chemical compound [P].[P] QVMHUALAQYRRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005276 aerator Methods 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 2
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 2
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000010796 biological waste Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001546 nitrifying effect Effects 0.000 description 1
- 150000002828 nitro derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
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
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/1236—Particular type of activated sludge installations
- C02F3/1268—Membrane bioreactor systems
- C02F3/1273—Submerged membrane bioreactors
-
- 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
- C02F3/302—Nitrification and denitrification treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/20—Treatment of water, waste water, or sewage by degassing, i.e. liberation of dissolved gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/32—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the food or foodstuff industry, e.g. brewery waste waters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/34—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32
- C02F2103/36—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32 from the manufacture of organic compounds
- C02F2103/365—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32 from the manufacture of organic compounds from petrochemical industry (e.g. refineries)
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Definitions
- the technical field The utility model relates to equipment for combined - physico-chemical and biological treatment of industrial and household wastewater using a membrane bioreactor (ICBM) and can be used in refineries, chemical, petrochemical, food and utility industries , as well as in other sectors that use and process water resources.
- ICBM membrane bioreactor
- ICBM is a combination of a bioreactor in the form of a treatment plant with activated sludge and a membrane unit.
- the membrane unit contains one or several cassettes, each of which consists of 3-48 hollow-membrane membrane modules or up to 200 flat membrane elements.
- the hollow fiber membrane is a hollow thread with an outer diameter of about 2 mm and a length of up to 2 m.
- the flat membrane element is a double-sided frame structure with a size of
- SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) frames, as a rule, up to 500x1600x15 m.
- the surface of the thread and the flat element are, as a rule, an ultrafiltration membrane with a pore size of 0.03 - 0.1 ⁇ m.
- ICBMs for wastewater treatment, it usually consists of one or more parallel lines, each line including denitrification and nitrification zones.
- Wastewater enters the anaerobic-anoxide zone (denitrification zone), where it is mixed with activated sludge biomass and reagents.
- the oxidized forms of nitrogen nitrites and nitrates
- the process takes place under anoxic conditions without access of dissolved oxygen; the organic part of the contaminants in the presence of microorganisms of activated sludge is used as a reducing agent.
- the sludge mixture from the denitrifier through the separation partitions' enters the aerobic nitrification zone, where ammonium nitrogen is oxidized to nitrites and nitrates during intensive aeration with air in the presence of nitrifying bacteria (Nitromonas ! : and ⁇ itrobacter) in activated sludge.
- Air supply * is carried out through finely bubbled aerators, which maintains the concentration of dissolved oxygen in the range of 2-4 mg / l.
- ammonium nitrogen is oxidized to nitrites and nitrates (nitrification);
- a membrane reservoir is connected to the nitrification zone.
- Membrane modules for phase separation of water and suspended solids consisting mainly of biomass of activated * - sludge, which then enters the denitrification zone, are installed in the membrane tank.
- Air supply is carried out through perforated pipes (www.ecorussia.info/ru/ecope 1 dia / membrahe_bioreactor; http: //hvdropark.m/equipment/fflembrane_biorea-
- the efficiency of the installation is determined by the ability to achieve the optimal concentration of dissolved oxygen in various zones of the installation, because the effectiveness of each of the processes (nitrification and denitrification) depends on the amount of easily oxidized organic substrate, as measured by the value of BOD, and dissolved oxygen. At the same time, during the denitrification process, it is required to minimize the amount of gases dissolved in wastewater (oxygen and nitrogen). For this purpose, both modified designs of ICBMs and modifications of its use in biological wastewater treatment plants are used.
- a biological wastewater treatment plant consisting of a ULTRAFOR 1 bioreactor equipped with a piped water supply, an aeration system, a submersible membrane filter and a purified water outlet from it (see DEGREMONT, Technical Handbook for Water Treatment, second edition, Vodokanal, St. Russia, 2007, vol. 2, p. 917), but this installation has limited use due to a decrease in its productivity due to the formation of a colloidal structure on the membrane surface that entails n creating narrow la necessity to reagent water processing and generation of secondary waste.
- the proposed technology does not allow the removal of nutrients (nitrogen, phosphorus) from wastewater to the required standards for discharge into a reservoir.
- a known installation for deep biological wastewater treatment (RU-2367620, 2009), which is a tank in the housing of which there is a receiving chamber with a wastewater supply, an aerotank chamber, a secondary settling tank and an activated sludge stabilizer.
- the closest in technical essence to the claimed solution is the installation for wastewater treatment of oil and gas production platforms and terminals (RU 124674, 2013), consisting of a biological treatment unit and a post-treatment unit using a sand and ultrafilter system.
- the biological treatment unit contains a reagent unit, at least two anaerobic-anoxide and two aerobic units, a secondary settling tank and a sludge compactor, auxiliary equipment (pumps, instrumentation and control devices and devices), as well as pipelines, in particular providing a system for recirculating activated sludge into the anaerobic-anoxide unit (denitrification zone).
- the sludge deposited in the secondary settling tank partially returns to the anaerobic zone, and its excess accumulates in the sludge compactor and then goes to dewatering and disposal.
- Reagents are supplied to the denitrification zone from the reagent unit in accordance with the installation program for the quality of purified water.
- the technical task is to create a plant, the design of which provides the best removal of nitrogen and oxygen from the recirculated sludge, which ensures an increase in the efficiency of the cleaning system.
- SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
- the technical result is achieved by the fact that in the installation containing the reagent unit, anaerobic-anoxide and aerobic units, auxiliary equipment (pumps, control and measuring and regulating instruments and devices), as well as pipelines, in particular, providing an active recirculation system sludge in the anaerobic-anoxide site after the aerobic site installed membrane bioreactor (ICBM), and on the path of recirculation of sludge in the denitrification zone installed block degassing sludge suspension.
- ICBM membrane bioreactor
- Aerocline-type activated sludge treatment unit is used as a sludge suspension degassing unit, for example, Aerocline-T (RU73869, 2008), Aerocline-Bio (RU72691, 2008), Aerocline-B (RU2367619, 2009).
- a feature of the proposed installation is a combination of ICBMs and the “Aeroclin” installation.
- the experiments showed that using only ICBMs to release liquid from activated sludge, which requires continuous treatment of the membranes with air, degrades the quality of the recirculated sludge and reduces the denitrification efficiency.
- FIG. 1 A general view of the inventive installation is presented in Fig. 1, where the following notation is used: 1 - pipeline for source wastewater; 2 - anaerobic-anoxide site node; 3 - aerobic unit (bioreactor); 4 - membrane reservoir ICBM; 5 - membrane cassettes of ICBMs; 6 - tank backwash; 7 - pipeline for treated wastewater; 8 - a collection of deaerated sludge suspension; 9 - sludge suspension recirculation pump; 10 - permeate pump; 11 - backwash pump; 12 - pump excess sludge; 13 - tubular aerator; 14 - air blower of the bioreactor; 15 - ICBM blower; 16 - reagent unit; 17-silt chamber; 18- vacuum tower "Aerocline"; 19- vacuum pump; twenty -
- the installation consists of 5 main parts:
- BNF a nitrification unit (aerobic treatment) of BNF, which includes aerobic zone 3 and blower 14;
- BMO membrane processing unit which includes a membrane tank 4 with membrane cassettes 5 located in it, a blower 15;
- an activated sludge treatment unit which includes a sludge chamber 17 with an emergency overflow system 21, an Aeroclin installation (vacuum tower 18), an excess sludge pump 13, and a vacuum pump 19;
- strainers When using a sewage treatment plant containing fibrous inclusions, strainers with round openings with a diameter of 1-2 mm are installed in front of the BMO to protect hollow fiber membranes.
- SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the amount of oxygen supplied by the blower 14 organic substances are oxidized to carbon dioxide, and ammonia nitrogen to nitrites and nitrates and then goes to the membrane tanks 4 ICBMs, which are membrane cassettes 5.
- ICBMs membrane cassettes 5.
- For the regeneration of membranes provides a permanent aeration system using air blowers 15, back-flushing membranes with water from the tank 6 using pump 11, as well as periodically applied chemical flushing with sodium hypochlorite and citric acid (not shown in FIG. 1)
- the treated wastewater (permeate) is pumped into the backwash tank 6, which has an overflow through which it is discharged for discharge into a water body, after-treatment and / or reuse.
- the circulating sludge enters through the sludge chamber 17 into the vacuum tower 18, where the gases dissolved in it are removed, and then the collection 8 is sent by the pump 12 for disposal or recycled by the pump 9 to the denitrifier 2.
- Aeration in the bioreactor 3 is carried out by a separate group of blowers 14, because air flow is regulated by the readings of an oximeter installed in the aerobic zone 3.
- Phosphoric acid with a dose of 1 mg / L was dosed into the stream of treated wastewater, and iron chloride with a dose of 8 mg / L in anhydrous salt was dosed into the stream of circulating sludge. Adaptation of activated sludge from the experimental setup was carried out within 30 days.
- the initial stock had the following composition (before the introduction of the reagents): BODful - 61.3 mg / l; COD - 198 mg / l; suspended solids - 61 mg / l; petroleum products - 15 mg / l; ammonium nitrogen - 12.4 mg / l; nitrate nitrogen - 0.26 mg / l; nitrite nitrogen - 0.09 mg / l; phenols - 1.25 mg / l; hydrogen sulfide - 3.3 mg / l; phosphorus phosphorus - 0.06 mg / l; pH is 7.3.
- the activated sludge flowing from the membrane reservoir was characterized by the following parameters: the concentration of dissolved oxygen was 6.14 mg / l, the silt index was 88 cm / g.
- the activated sludge parameters were: dissolved oxygen concentration - 3.61 mg / l, sludge index - 67.6 cm 3 / g. This indicates the removal of all gases adsorbed on the flocs of sludge in the form of bubbles and a significant part of dissolved oxygen by the Aerocline system, which is not observed when using the analog technology.
- SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) Purified water was characterized by the following indicators: BOD P0LN - 3.13 mg / l; COD - 62 mg / l; suspended solids - 0.1 mg / l; petroleum products - 0.53 mg / l; ammonium nitrogen - 0.34 mg / l; nitrate nitrogen - 5.9 mg / l; nitrite nitrogen - 0.01 mg / l; phenols - 0.009 mg / l; hydrogen sulfide - absence; phosphorus phosphorus - 0.15 mg / l; pH is 6.9.
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Activated Sludge Processes (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к оборудованию для комбинированной - физико-химической и биологической очистки промышленных и хозяйственно бытовых сточных вод с помощью мембранного биореактора (МБР) и может быть использовано на предприятиях нефтеперерабатывающей, химической, нефтехимической, пищевой промышленности, коммунального хозяйства, а также в иных отраслях, использующих и перерабатывающих водные ресурсы. Предлагается установка для биологической обработки сточных вод с помощью активного ила, содержащая последовательно связанные блоки денитрификации, блок нитрификации и блок мембранной очистки, блок дегазации активного ила под вакуумом на основе установке «Аэроклин», связанный с ними реагентный блок, а также систему рециркуляции активного ила из блока мембранной очистки в блок денитрификации, вспомогательное оборудования и трубопроводы. Установка позволяет повысить эффективность очистки, обеспечить лучшее удаление азота и кислорода из рециркулируемого ила и улучшить экологичность за счет устранения вторичного отстойника.
Description
УСТАНОВКА ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ вод
Область техники Полезная модель относится к оборудованию для комбинированной - физико-химической и биологической очистки промышленных и хозяй- ственно бытовых сточных вод с помощью мембранного биореактора (МБР) и может быть использовано на предприятиях нефтеперерабаты- вающей, химической, нефтехимической, пищевой промышленности, коммунального хозяйства, а также в иных отраслях, использующих и перерабатывающих водные ресурсы.
Предшествующий уровень техники
В настоящее время мембранные биореакторы рассматриваются как одно из перспективных направлений в технологии очистки сточных вод. По предварительным данным рынок МБР в США в 2013 году может достигнуть 500 млн долл. США
(http://hydropark.ru/equipment/membrane_bioreac-tor.htm). МБР пред- ставляет собой комбинацию биореактора в виде очистного сооружения с активным илом и мембранного блока. Мембранный блок содержит од- ну или несколько кассет, каждая из которых состоит из 3-48 полово ло- конных мембранных модулей или до 200 плоских мембранных элемен- тов. Половолоконная мембрана представляет собой полую нить наруж- ным диаметром около 2 мм и длиной до 2 м. Плоский мембранный эле- мент представляет собой двустороннюю рамную конструкцию с разме-
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
рами, как правило, до 500x1600x15 м. Поверхность нити и плоского элемента представляют собой, как правило, ультрафильтрационную мембрану с размером пор 0,03 - 0,1 мкм. При использовании МБР для очистки сточных вод, он, как правило, состоит из одной или нескольких параллельно работающих линий, причем каждая линия включает в себя зоны денитрификации и нитрификации.
Процесс происходит следующим образом. Сточная вода поступает в анаэробно-аноксидную зону (зону денитрификации), где смешивается с биомассой активного ила и реагентами. В зоне денитрификация проис- ходит восстановлении окисленных форм азота (нитритов и нитратов) до молекулярного состояния. Процесс проходит в аноксидных условиях без доступа растворенного кислорода, в качестве восстановителя использу- ется органическая часть загрязнений в- присутствии микроорганизмов активного ила.
Далее иловая смесь из денитрификатора через разделительные пере- городки 'поступает в аэробную зону нитрификации, где происходит окисление аммонийного азота до нитритов и нитратов при интенсивной аэрациивоздухом в присутствии нитрифицирующих бактерий (Nitroso- monas ! : и · itrobacter) в активном иле. Подача* воздуха осуществляется через мелкопузырчатые аэраторы, которые поддерживает концентрацию растворенного кислорода в пределах 2-4 мг/л. При этом происходит окисление аммонийного азота до нитритов и нитратов (нитрификация); С зоной' нитрификации соединен мембранный резервуар. В мембранном резервуаре установлены мембранные модули для фазового разделения воды и взвешенных веществ, состоящих в основном из биомассы актив*- ного ила, которая затем поступает в зону денитрификации. Для регене1 рации мембран подается воздух. Подача воздуха ' осуществляется через перфорированные трубы (www.ecorussia.info/ru/ecope1 dia/membrahe_bioreactor; http://hvdropark.m/equipment/fflembrane_biorea-
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
ctor.htm .
Эффективность работы установки определяется способностью доби- ваться оптимальной концентрации растворенного кислорода в различ- ных зонах установки, т.к. эффективность каждого из процессов (нитри- фикации и денитрификации) зависит от количества легко окисляемого органического субстрата, измеряемого величиной БПК, и растворенного кислорода. При этом в процессе денитрификации требуется минимизи- ровать количество растворенных в сточных водах газов, (кислорода и азота)Для указанной цели используют как модифицированные конст- рукции МБР, так и модификации его применения в установках биоло- гической очистки сточных вод.
Так, известна установка для биологической очистки сточных вод, со- стоящая из биореактора ULTRAFOR 1 , оснащенного трубопроводом по- дачи очищаемой воды, системой аэрации, погружным мембранным фильтром и патрубком отвода из него очищенной воды (см. DEGREMONT, Технический справочник по обработке воды, второе из- дание. Водоканал, Санкт-Петер-бург, 2007 г., т.2. стр.917), однако дан- ная установка имеет ограниченное применение в связи со снижением ее производительности из-за образования на поверхности мембран осадка коллоидной структуры, что влечет за собой необходимость создания уз- ла для реагентной обработки воды и образование вторичных отходов. Кроме того Предлагаемая технология не позволяет удалять из сточных вод биогенные вещества (азот, фосфор) до необходимых нормативов сброса в водоем.
Известна установка для глубокой биологической очистки сточных вод (RU-2367620, 2009), представляющая собой емкость, в корпусе которой размещены приемная камера с подводом сточных вод, камера аэротенка, вторичный отстойник и стабилизатор активного ила.
Недостатком установки является отсутствие возможности анаэробной
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
и аноксидной обработки, вследствие чего невозможно достичь глубокой очистки от азота и фосфора, отсутствует анаэробная обработка, сопутст- вующая, в частности, интенсивному вытеснению фосфора из активного ила.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому решению является установка для очистки сточных вод нефтегазодобывающих платформ и терминалов (RU 124674, 2013), состоящая из блока биологи- ческой очистки и блока доочистки с помощью системы из песчаного и ультрафильтров. Блок биологической очистки содержит реагентный узел, по крайней мере два анаэробно-аноксидных и два аэробных узла, вторичный отстойник и илоуплотнитель, вспомогательное оборудования (насосы, контрольно-измери-тельные и регулирующие приборы и уст- ройства), а также трубопроводы, в частности, обеспечивающие систему рециркуляции активного ила в анаэробно-аноксидный узел (зону денит- рификации). Оседающий во вторичном отстойнике ил частично воз- вращается в анаэробную зону, а его избыток накапливается в илоуплот- нителе и далее направляется на обезвоживание и утилизацию. В зону денитрификации из реагентного узла подаются реагенты в соответствии с программой работы установки по качеству очищенной воды.
Недостатком данной установки является необходимость недостаточ- ная эффективность, связанная с недостаточным удалением газов из ило- вой суспензии, что при ее рециркуляции в анаэробную зону замедляет процесс денитрификации.
Задачей, решаемой авторами являлось более эффективной системы биологической очистки сточных вод.
Техническая задача заключается в создании установки, конструкция которой обеспечивает лучшее удаление азота и кислорода из рециркули- руемого ила, что обеспечивает повышение эффективности работы сис- темы очистки.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
Технический результат достигается тем, что в установке, содержащей реагентный узел, анаэробно-аноксидный и аэробный узлы, вспомога- тельное оборудование (насосы, контрольно-измерительные и регули- рующие приборы и устройства), а также трубопроводы, в частности, обеспечивающие систему рециркуляции активного ила в анаэробно- аноксидный узел после аэробного узла установлен мембранный биоре- актор (МБР), а на пути рециркуляции ила в зону денитрификации уста- новлен блок дегазации иловой суспензии.
В качестве блока дегазации иловой суспензии используют установку обработки активного ила типа «Аэроклин», например Аэроклин-Т (RU73869, 2008), Аэроклин-Био (RU72691, 2008), Аэроклин-Б (RU2367619, 2009).
Особенностью предлагаемой установки является сочетание МБР и уста- новки «Аэроклин». Проведенные эксперименты показали, что использо- вание для освобождения жидкости от активного ила только МБР, кото- рый требует непрерывную обработку мембран воздухом, ухудшает каче- ство рециркулируемого ила и снижает эффективность денитрификации.
Краткое описание фигур чертежа 1 Общий вид заявляемой установки представлен на фиг.1 , где исполь- зуются следующие обозначения: 1 -трубопровод для исходных сточных вод; 2 - анаэробно-аноксидный узел зона; 3 - аэробный узел (биореак- тор); 4 - мембранный резервуар МБР; 5 - мембранные кассеты МБР; 6 - бак обратной промывки; 7 - трубопровод для очищенных сточных вод; 8 - сборник деаэрированной иловой суспензии; 9 - насос рециркуляции иловой суспензии; 10 - пермеатный насос; 11 - насос обратной промыв- ки; 12 - насос избыточного ила; 13 - трубчатый аэратор; 14 - воздухо- дувка биореактора; 15 - воздуходувка МБР; 16 - реагентный узел; 17- иловая камера; 18- вакуумная башня «Аэроклин»; 19- вакуум-насос; 20 -
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
насос дозатор реагента; 21 -система аварийного перелива.
Установка состоит из 5 основных частей:
• узла денитрификации (анаэробно-аноксидного блока) БДН 2;
• узла нитрификации (аэробной обработки) БНФ, в который входят аэробная зона 3 и воздуходувка 14;
• узла мембранной обработки БМО, в который входят мембранный резервуар 4 с размещенными в нем мембранными кассетами 5, воздуходувка 15;
• узла обработки активного ила (БАИ) в который входят иловая ка- мера 17 с системой аварийного перелива 21, установка «Аэро- клин» (вакуумная башня 18), насос избыточного ила 13 и вакуум- ный насос 19;
• реагентного узла РБ 16 с дозаторами 20.
При использовании установки для очистки хозяйственно-бытовые сточных вод, содержащих волокнистые включения, перед БМО для за- щиты половолоконных мембран устанавливают процеживатели с круг- лыми отверстиями диаметром 1-2 мм.
Промышленная применимость
Установка работает следующим образом. Исходные сточные воды по- сле механической и физико-химической очистки по трубопроводу 1 по- ступают в аноксидную зону 2 (денитрификатор). Сюда же перекачива- ются насосом 9 потоки активного ила из сборника деаэрированной ило- вой суспензии 8. Смесь воды и ила тщательно перемешивается. При этом происходит восстановление имеющихся нитросоединений до азота и под действием реактивов из реагентного блока 16 выделение фосфора в виде нерастворимых солей.
Затем иловая смесь перетекает в аэробный узел 3, где под действи-
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
ем кислорода, подаваемого воздуходувкой 14 органические вещества окисляются до углекислого газа, а аммонийный азот до нитритов и нит- ратов и далее поступает в мембранные резервуары 4 МБР, в которых расположены мембранные кассеты 5. Для регенерации мембран преду- смотрена постоянно действующая система аэрации с помощью воздухо- дувки 15, обратная промывка мембран водой из бака 6 с помощью насо- са 11 , а также периодически применяемые химические промывки гипо- хлоритом натрия и лимонной кислотой (на фиг.1 не показаны)
Очищенная сточная вода (пермеат) откачивается в бак обратной про- мывки 6, имеющий перелив, через который она отводится на сброс в водный объект, доочистку и/или повторное использование.
Циркулирующий ил, как правило, поступает через иловую камерк 17 в вакуумную башню 18, где удаляются растворенные в нем газы, а потом черз сборник 8 направляется насосом 12 на утилизацию или рециркули- руется насосом 9 в денитрификатор 2.
Аэрация в биореакторе 3 осуществляется отдельной группой воздухо- дувок 14, т.к. расход воздуха регулируется по показаниям оксиметра, ус- тановленного в аэробной зоне 3.
В случае применения для очистки сточных вод НПЗ, где концентрация фосфора в сточных водах НПЗ близка к нулю, осуществляется дозиро- ванное введение фосфорной кислоты из БР 16. Для удаления остаточно- го фосфора, если норматив по нему установлен на уровне ПДК, вводят хлорное железо или другой коагулянт.
В случае недостатка в сточных водах легкоокисляемых органических веществ, для устойчивой денитрификации осуществляют дозированное введение этанола.
Промышленная применимость иллюстрируется следующим примером Пример. Очищаемые сточные воды - смешанный производственно- ливневой сток 1-й и 2-й систем канализации нефтеперерабатывающего
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
завода после предшествующей механической и физико-химической очи- стки с расходом 200 л/ч подавались на опытно-промышленную установ- ку Hi 111 «Биотехпрогресс» и ГК «ЭКОЛОС», сконструированную по за- являемой схеме. Общий объем иловой смеси в установке составлял 1,79 м3, в т.ч. денитрификатор - 0,29 м3, аэротенк - 0,76 м3, мембранный бак - 0,5 м3 и иловые камеры - 0,24 м3. При пуске в МБР был загружен ак- тивный ил 1-й ступени существующих сооружений биологической очи- стки НПЗ. В поток очищаемых сточных вод дозировали фосфорную ки- слоту с дозой 1 мг/л, а в поток циркулирующего ила - хлорид железа с дозой 8 мг/л по безводной соли. Адаптация активного ила эксперимен- тальной установки была осуществлена в течение 30 суток.
На день проведения эксперимента концентрация активного ила в установке составила 5,9 г/л, зольность - 0,16, температура иловой смеси в реакторе - 23 °С. Исходный сток имел следующий состав (до введения реагентов): БПКполн - 61,3 мг/л; ХПК - 198 мг/л; взвешенные вещества - 61 мг/л; нефтепродукты - 15 мг/л; азот аммонийный - 12,4 мг/л; азот нитратный - 0,26 мг/л; азот нитритный - 0,09 мг/л; фенолы - 1,25 мг/л;сероводород - 3,3 мг/л; фосфаты по фосфору - 0,06 мг/л; рН - 7,3.
Активный ил, вытекающий из мембранного резервуара, характе- ризовался следующими параметрами: концентрация растворенного ки- слорода - 6,14 мг/л, иловой индекс - 88 см /г. После системы деаэрации «Аэроклин» параметры активного ила составили: концентрация раство- ренного кислорода - 3,61 мг/л, иловой индекс - 67,6 см3/г. Это свиде- тельствует об удалении системой «Аэроклин» всех газов, адсорбирован- ных на хлопьях ила в виде пузырьков, и значительной части растворен- ного кислорода, что не наблюдается в случае применения технологии аналогов.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
Очищенная вода характеризовалась следующими показателями: БПКП0ЛН - 3,13 мг/л; ХПК - 62 мг/л; взвешенные вещества - 0,1 мг/л; нефтепродукты - 0,53 мг/л; азот аммонийный - 0,34 мг/л; азот нитрат- ный - 5,9 мг/л; азот нитритный - 0,01 мг/л; фенолы - 0,009 мг/л; серово- дород - отсутствие; фосфаты по фосфору - 0,15 мг/л; рН - 6,9.
Таким образом при использовании заявляемого изобретения дос- тигается эффективная очистка сточных вод при одновременно практиче- ски полной дегазации активного ила, что позволяет в среднем на 20% повысить эффективность его использования.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
Claims
1. Установка для биологической обработки сточных вод с помощью ак- тивного ила, содержащая реагентный узел, анаэробно-аноксидный и аэробный узлы, систему рециркуляции активного ила в анаэробно- аноксидный узел, а также вспомогательное оборудование и трубопро- воды, отличающаяся тем, что после аэробного узла установлен мем- бранный биореактор, а перед рециркуляции ила в зону денитрификации установлен блок дегазации иловой суспензии.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201490001112.2U CN206069622U (zh) | 2013-08-21 | 2014-08-19 | 污水生物处理装置 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013139128 | 2013-08-21 | ||
| RU2013139128 | 2013-08-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2015026269A1 true WO2015026269A1 (ru) | 2015-02-26 |
Family
ID=52483951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2014/000618 WO2015026269A1 (ru) | 2013-08-21 | 2014-08-19 | Установка для биологической очистки сточных вод |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN206069622U (ru) |
| WO (1) | WO2015026269A1 (ru) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105731739A (zh) * | 2016-05-07 | 2016-07-06 | 长春工业大学 | 一种生产abs树脂产生的废水的综合处理方法 |
| CN105819633A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-08-03 | 安庆丰源化工有限公司 | 一种处理化工污水的方法 |
| CN107673474A (zh) * | 2017-07-11 | 2018-02-09 | 河北蓝达环保工程有限公司 | 利用沉水风机和污泥回流实现脱氮除磷的mbr一体化设备 |
| CN108069572A (zh) * | 2018-02-12 | 2018-05-25 | 广东洁林环境治理有限公司 | 新型mbr一体化印染废水处理设备 |
| CN110563283A (zh) * | 2019-10-12 | 2019-12-13 | 昆明金泽实业有限公司 | 一种气提式回流集成化mbr污水处理设备 |
| CN111138038A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-05-12 | 生态环境部华南环境科学研究所 | 光伏驱动农村生活污水一体化处理系统和处理方法 |
| CN112174318A (zh) * | 2020-08-21 | 2021-01-05 | 兰州理工大学 | 一种太阳能光伏发电联合膜生物反应器一体式装置 |
| CN115432882A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-12-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种炼油污水短流程密闭化处理方法 |
| PL131813U1 (pl) * | 2023-11-28 | 2025-06-02 | Uniwersytet Warszawski | Instalacja do produkcji mikrobiologicznych metabolitów zewnątrzkomórkowych |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109970195A (zh) * | 2019-04-16 | 2019-07-05 | 凌志环保股份有限公司 | 一种应用奥鲍尔氧化沟的集成式的一体化污水处理罐 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6743362B1 (en) * | 2002-06-17 | 2004-06-01 | Enviroquip Inc. | Sewage treatment process |
| RU2351551C1 (ru) * | 2008-04-01 | 2009-04-10 | Открытое Акционерное Общество-Ордена Трудового Красного Знамени Комплексный Научно-Исследовательский И Конструкторско- Технологический Институт Водоснабжения, Канализации, Гидротехнических Сооружений И Инженерной Гидрогеологии (Оао "Нии Водгео") | Способ очистки сточных вод от органических соединений, азота и фосфора |
| CN202430092U (zh) * | 2011-12-28 | 2012-09-12 | 广州市市政工程设计研究院 | Oaao+mbr脱氮除磷污水处理工艺的装置 |
| RU124674U1 (ru) * | 2011-09-30 | 2013-02-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Система очистки хозяйственно-бытовых сточных вод нефтегазодобывающих платформ и терминалов |
-
2014
- 2014-08-19 CN CN201490001112.2U patent/CN206069622U/zh not_active Expired - Fee Related
- 2014-08-19 WO PCT/RU2014/000618 patent/WO2015026269A1/ru active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6743362B1 (en) * | 2002-06-17 | 2004-06-01 | Enviroquip Inc. | Sewage treatment process |
| RU2351551C1 (ru) * | 2008-04-01 | 2009-04-10 | Открытое Акционерное Общество-Ордена Трудового Красного Знамени Комплексный Научно-Исследовательский И Конструкторско- Технологический Институт Водоснабжения, Канализации, Гидротехнических Сооружений И Инженерной Гидрогеологии (Оао "Нии Водгео") | Способ очистки сточных вод от органических соединений, азота и фосфора |
| RU124674U1 (ru) * | 2011-09-30 | 2013-02-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Система очистки хозяйственно-бытовых сточных вод нефтегазодобывающих платформ и терминалов |
| CN202430092U (zh) * | 2011-12-28 | 2012-09-12 | 广州市市政工程设计研究院 | Oaao+mbr脱氮除磷污水处理工艺的装置 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105731739A (zh) * | 2016-05-07 | 2016-07-06 | 长春工业大学 | 一种生产abs树脂产生的废水的综合处理方法 |
| CN105819633A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-08-03 | 安庆丰源化工有限公司 | 一种处理化工污水的方法 |
| CN107673474A (zh) * | 2017-07-11 | 2018-02-09 | 河北蓝达环保工程有限公司 | 利用沉水风机和污泥回流实现脱氮除磷的mbr一体化设备 |
| CN108069572A (zh) * | 2018-02-12 | 2018-05-25 | 广东洁林环境治理有限公司 | 新型mbr一体化印染废水处理设备 |
| CN108069572B (zh) * | 2018-02-12 | 2024-03-08 | 广东洁林环境治理有限公司 | Mbr一体化印染废水处理设备及其使用方法 |
| CN110563283A (zh) * | 2019-10-12 | 2019-12-13 | 昆明金泽实业有限公司 | 一种气提式回流集成化mbr污水处理设备 |
| CN111138038A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-05-12 | 生态环境部华南环境科学研究所 | 光伏驱动农村生活污水一体化处理系统和处理方法 |
| CN111138038B (zh) * | 2020-01-17 | 2024-02-13 | 生态环境部华南环境科学研究所 | 光伏驱动农村生活污水一体化处理系统和处理方法 |
| CN112174318A (zh) * | 2020-08-21 | 2021-01-05 | 兰州理工大学 | 一种太阳能光伏发电联合膜生物反应器一体式装置 |
| CN115432882A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-12-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种炼油污水短流程密闭化处理方法 |
| PL131813U1 (pl) * | 2023-11-28 | 2025-06-02 | Uniwersytet Warszawski | Instalacja do produkcji mikrobiologicznych metabolitów zewnątrzkomórkowych |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN206069622U (zh) | 2017-04-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2015026269A1 (ru) | Установка для биологической очистки сточных вод | |
| CN101274800B (zh) | 膜分离活性污泥装置 | |
| Rodríguez-Hernández et al. | Comparison between a fixed bed hybrid membrane bioreactor and a conventional membrane bioreactor for municipal wastewater treatment: a pilot-scale study | |
| CN207933226U (zh) | 一种工业废水处理系统 | |
| CN103304105B (zh) | 一种焦化废水的深度处理工艺 | |
| US9975796B2 (en) | Process, apparatus and membrane bioreactor for wastewater treatment | |
| CN103112991B (zh) | 焦化废水处理系统及焦化废水处理方法 | |
| CN103288309A (zh) | 一种煤气化废水零排放的处理方法、处理系统及其应用 | |
| CN102107988B (zh) | 一种酚胺废水处理及回用的方法和装置 | |
| CN105565581B (zh) | 煤制乙烯污水综合处理方法 | |
| US20220024796A1 (en) | Waste water treatment system using aerobic granular sludge gravity-driven membrane system | |
| RU141341U1 (ru) | Установка для биологической очистки сточных вод | |
| Lee et al. | Gravity-driven membrane reactor for decentralized wastewater treatment: Comparison of reactor configuration and membrane module | |
| KR101186606B1 (ko) | 하수 및 오/폐수의 질소 와 인을 복합적으로 제거하는 고도처리장치 | |
| KR101489134B1 (ko) | 하폐수 고도처리 방법 | |
| RU124674U1 (ru) | Система очистки хозяйственно-бытовых сточных вод нефтегазодобывающих платформ и терминалов | |
| CN107973488A (zh) | 一种氨氮废水脱氮处理的方法 | |
| Rodríguez-Hernández et al. | Evaluation of a hybrid vertical membrane bioreactor (HVMBR) for wastewater treatment | |
| JP2009189943A (ja) | 水処理方法および水処理装置 | |
| JP2001047089A (ja) | 汚水の処理方法および処理装置 | |
| RU165513U1 (ru) | Модель мембранного аппарата для биореактора | |
| CN210030310U (zh) | 用于焦化废水的处理及回用装置 | |
| RU2644904C1 (ru) | Способ биологической очистки сточных вод от азотно-фосфорных и органических соединений | |
| JP5055746B2 (ja) | 膜利用による水循環使用システム | |
| KR100702194B1 (ko) | 침지식 분리막과 황탈질 공정을 이용한 오ㆍ폐수 고도처리장치 및 처리방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 14837284 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 14837284 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |