Способ очистки воды

 

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод от взвешенных и растворенных органических веществ с применением микрофлоры и может быть использовано в нефтегазоперерабатывающей, химической промышленностях, в сельском и коммунальном хозяйствах и других отраслях. Заявляемое изобретение решает задачу повышения степени очистки воды и упрощения процесса. Для решения указанной задачи в заявляемом способе очистки воды, включающем обработку микроорганизмами, прикрепленными на волокнистой насадке, состоящей из отрезков волокна, скрепленных несущим элементом и расположенных с ним в одной плоскости с одной или двух сторон от него, используют волокнистую насадку, выполненную в виде полотнища, состоящего из набора отрезков волокна и скрепляющих их с обеих сторон несущих элементов, размещенных на полотнище с шагом 8 - 10 см. Достигаемый при осуществлении изобретения технический результат состоит в том, что благодаря такому расположению отрезков волокна в насадке значительно увеличивается контактная поверхность для образования биопленки по сравнению с известной волокнистой насадкой, обеспечивается максимальный массообмен между микроорганизмами, иммобилизованными на волокнистой насадке, и водной средой, создаются условия для саморегенерации насадки. 1 ил, 3 табл.

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод от взвешенных и растворенных органических веществ с применением микрофлоры и может быть использовано в нефтегазоперерабатывающей, химической промышленности, в сельском и коммунальном хозяйствах и других отраслях.

В последние годы все большее внимание исследователей и технологов привлекает использование в очистке промышленных и коммунальных сточных вод иммобилизованных клеток микроорганизмов, закрепленных на различных насадках [1,2] Полная глубокая и эффективная биологическая очистка предполагает очистку и от растворенных и от взвешенных органических веществ с помощью иммобилизации микроорганизмов, что обеспечивает создание пространственной сукцессии микроорганизмов и формирование трофической цепи гидробионтов. Для этих целей необходимо использовать фиксированные насадки, лучше всего из волокнистых материалов, обеспечивая в процессе очистки воды условия для хорошего массообмена.

Наиболее близким к заявляемому по назначению и совокупности существенных признаков является способ очистки воды, включающий обработку микроорганизмами, прикрепленными на волокнистой насадке [3] Недостатком известного способа очистки воды, принятого за прототип, является то, что в процессе очистки насадка обрастает трудноотделимым избыточным илом, образуя комки, внутри которых развивается анаэробный процесс, что приводит к вторичному загрязнению очищаемой воды, невозможности саморегенерации волокнистой насадки и, как следствие, снижает эффективность очистки и производительность процесса.

Заявляемое изобретение решает задачу повышения степени очистки воды и упрощения процесса.

Для решения указанной задачи в заявляемом способе очистки воды, включающем обработку микроорганизмами, прикрепленными на волокнистой насадке, состоящей из отрезков волокна, скрепленных несущим элементом и расположенных с ним в одной плоскости с одной или двух сторон от него, используя волокнистую насадку, выполненную в виде полотнища, состоящего из набора отрезков волокна и скрепляющих их с обеих сторон несущих элементов, размещенных на полотнище с шагом 8 10 см.

Достигаемый при осуществлении изобретения технический результат состоит в том, что благодаря такому расположению отрезков волокна в насадке значительно увеличивается контактная поверхность для образования биопленки по сравнению с известной волокнистой насадкой, обеспечивается максимальный массообмен между микроорганизмами, иммобилизованными на волокнистой насадке, и водной средой, создаются условия для саморегенерации насадки.

На чертеже показана схема расположения отрезков волокна и несущих элементов на полотнище насадки.

Способ очистки воды осуществляют следующим образом.

Сточную воду по системе трубопроводов подают в установку очистки объемом 100 л. представляющую собой прямоугольный резервуар, разделенный вертикальными перегородками неодинаковой высоты на сообщающиеся секции. Конструкция установки обеспечивает прямоточное движение сточной воды, а наличие перегородок увеличивает линейный путь стоков.

В секциях установок размещена текстильная насадка из капронового волокна для иммобилизации микроорганизмов. Насадка (см. чертеж) представляет собой натянутое на рамку 1 полотнище 2, образованное из отрезков волокна 3, с обеих концов скрепленных несущими элементами 4.

В процессе очистки обеспечивают непрерывное аэрирование.

При контакте насадки со сточной водой на ее поверхности образуется биопленка из прикрепленных микроорганизмов, вследствие чего осуществляется массообмен со сточной водой и очистка последней от растворенных органических загрязнений.

При чрезмерном обрастании контактной поверхности насадки активным илом вследствие силы тяжести и потока воды избыточная биомасса сползает с поверхности насадки и выносится потоком воды из зоны очистки, то есть происходит саморегенерация насадки.

Пример 1. Очистке подвергали смесь слабоконцентрированных и хозбытовых стоков газоперерабатывающего завода. По технологическому регламенту на эксплуатацию биологических очистных сооружений загрязнения этих стоков определяются показателями ХПК до 420 мг/л и ВВ до 150 мг/л.

Эффективность очистки оценивали по результатам удаления растворенных органических соединений, оцениваемых как химическое потребление кислорода (ХПК, мг О/л) и удаления взвешенных органических веществ, оцениваемых по содержанию взвешенных веществ (ВВ, мг/л).

Результаты исследований приведены в таблице 1.

Данные, приведенные в таблице 1, показывают, что при использовании предлагаемого способа эффективность очистки воды выше по всем показателям по ХПК на 14% по ВВ на 27,8% Пример 2. Для изучения процесса саморегенерации насадки проводили гидробиологический контроль и на основании качественного и количественного состава гидробионтов рассчитывали показатель очистки воды частоту встречаемости индикаторных организмов, выраженный в где n частота встречаемости; Т период наблюдений.

Результаты исследований приведены в таблице 2.

Из приведенных в таблице 2 данных видно, что при использовании предлагаемого способа очистки процент встречаемости видов, характеризующих неудовлетворительное состояние активного ила значительно ниже, чем при использовании известного способа: Flagellata в первой секции установки на 13,7% ниже, а в последней на 1% Holotrichia в первой секции на 8,5% ниже, в последней на 9,3% что касается червей Nematoda, то они полностью отсутствуют, что говорит о том, что не происходит чрезмерное обрастание насадки.

Одновременно с этим, при использовании предлагаемого способа возрастает процент встречаемости видов (Hepotrichia, Peritrichia, Rototoria), характеризующих хорошее состояние активного ила: в первой секции их количество увеличивается в 4 раза, а в последней в 2 раза.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что предлагаемая насадка обеспечивает хороший массообмен и не заиливается, на контактной поверхности насадки работает тонкая биопленка и не происходит вторичного загрязнения загнивающей биомассой. Все это подтверждает, что в процессе очистки воды происходит постоянная саморегенерация насадки.

Пример 3. Для оптимизации шага несущих элементов на полотнище проводили наблюдения за процессом саморегенерации насадки.

Результаты приведены в таблице 3.

Анализ данных, приведенных в таблице 3, показывает, что оптимальная длина шага несущих элементов составляет 8 10 см.

Таким образом, применение волокнистой насадки, выполненной в виде полотнища, позволяет повысить эффективность очистки по ХПК не менее 14% по взвешенным веществам (ВВ) не менее 27,8% Биоцены активного ила, иммобилизованного на контактной поверхности насадки, характеризуются разнообразием видового состава гидробионтов и снижением процента встречаемости видов Holotrichia и Nematoda, характеризующих неудовлетворительное состояние активного ила, что свидетельствует о хорошей саморегенерации насадки, благодаря чему достигается упрощение процесса и повышается производительность очистки.

Формула изобретения

Способ очистки воды, включающий обработку микроорганизмами, закрепленными на волокнистой насадке, отличающийся тем, что используют волокнистую насадку, выполненную в виде полотнища, состоящего из набора отрезков волокна и скрепляющих их с обеих сторон несущих элементов, размещенных на полотнище с шагом 8 10 см.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2