RU2377192C1 - Способ биологического обеззараживания очищенных сточных вод - Google Patents
Способ биологического обеззараживания очищенных сточных вод Download PDFInfo
- Publication number
- RU2377192C1 RU2377192C1 RU2008144603/15A RU2008144603A RU2377192C1 RU 2377192 C1 RU2377192 C1 RU 2377192C1 RU 2008144603/15 A RU2008144603/15 A RU 2008144603/15A RU 2008144603 A RU2008144603 A RU 2008144603A RU 2377192 C1 RU2377192 C1 RU 2377192C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- treated
- wastewater
- bioreactor
- water
- microorganisms
- Prior art date
Links
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 67
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 title abstract 2
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 title abstract 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 41
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 claims abstract description 38
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 24
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 claims description 40
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 claims description 23
- 244000005706 microflora Species 0.000 claims description 21
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 claims description 19
- 244000052769 pathogen Species 0.000 claims description 10
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 7
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims description 6
- 208000035473 Communicable disease Diseases 0.000 claims description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims description 4
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 claims description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 48
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 13
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 4
- 230000005180 public health Effects 0.000 abstract description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 9
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 8
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 6
- 241000894007 species Species 0.000 description 6
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 5
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 description 5
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 5
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 4
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 3
- 230000036541 health Effects 0.000 description 3
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000003505 mutagenic effect Effects 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 238000006385 ozonation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 2
- VGVRPFIJEJYOFN-UHFFFAOYSA-N 2,3,4,6-tetrachlorophenol Chemical class OC1=C(Cl)C=C(Cl)C(Cl)=C1Cl VGVRPFIJEJYOFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000186361 Actinobacteria <class> Species 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QDHHCQZDFGDHMP-UHFFFAOYSA-N Chloramine Chemical class ClN QDHHCQZDFGDHMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 206010022678 Intestinal infections Diseases 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000007259 addition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- -1 aliphatic aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- FMWLUWPQPKEARP-UHFFFAOYSA-N bromodichloromethane Chemical compound ClC(Cl)Br FMWLUWPQPKEARP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000008422 chlorobenzenes Chemical class 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- IHUREIPXVFKEDT-UHFFFAOYSA-N dibromo(dichloro)methane Chemical compound ClC(Cl)(Br)Br IHUREIPXVFKEDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010840 domestic wastewater Substances 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 230000001738 genotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 230000000415 inactivating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 231100001231 less toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 231100000219 mutagenic Toxicity 0.000 description 1
- 231100000243 mutagenic effect Toxicity 0.000 description 1
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 150000004045 organic chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002896 organic halogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 230000002110 toxicologic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000027 toxicology Toxicity 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано для защиты биоценоза. Из сооружений биологической очистки стоков воду по трубопроводу 1 подают в аппарат 2 ультрафиолетового облучения (УФО). Расходную емкость 5 с помощью насоса 7 заполняют очищенной сточной жидкостью, и за счет тангенциального ввода трубопровода 6 обеспечивается перемешивание микробиологического препарата со сточной жидкостью. Из расходной емкости 5 смесь микробиологического препарата с обрабатываемой жидкостью подают в смеситель 4, где происходит перемешивание ее с основным объемом сточных вод, также поступающих в смеситель 4 из аппарата 2 УФО. Затем по трубопроводу 8 обрабатываемую жидкость подают в коническую часть биореактора 10, одновременно обеспечивая ее распределение с помощью отражателя 9. При образовании относительно равномерного протока всего объема сточных вод через насадку 11 обеспечивается наиболее полный контакт их с иммобилизованными микроорганизмами. Обработанную в биореакторе 10 воду по трубопроводу 14 сбрасывают в водный объект. Накапливаемый осадок в нижней конусной части 12 биореактора 10 по трубопроводу периодически отводят на утилизацию в систему обработки осадка. Изобретение позволяет обеспечить надежную защиту биоценоза водных объектов, упростить технологию процесса обеззараживания стоков и улучшить условия, влияющие на здоровье населения. 1 ил.
Description
Изобретение относится к обеззараживанию сточных вод с применением микробиологической обработки и может использоваться на последнем этапе их очистки перед выпуском стоков в водные объекты для защиты биоценоза этих объектов путем исключения попадания в них токсичных и мутагенных веществ, а также за счет предотвращения неуправляемого развития нежелательной микрофлоры.
Известен способ обеззараживания сточных вод для уничтожения потенциально патогенной и патогенной микрофлоры - возбудителей инфекционных заболеваний, заключающийся во введении хлорной воды или хлорсодержащих компонентов (биологически активного агента, разрушающе воздействующего на микроорганизмы) в очищенную сточную жидкость перед контактным резервуаром в количестве (по активному хлору) до 3 г/м3 после полной биологической очистки, перемешивании смеси, выдерживании ее в резервуаре в течение 30 минут, обеспечивающем коли-титр в пределах 0,001, с последующим выпуском обработанной жидкости в водный объект через устройства, обеспечивающие интенсивное разбавление (Ласков Ю.М. и др. Примеры расчетов канализационных сооружений: Учеб. пособие для вузов / Ю.М.Ласков, Ю.В.Воронов, В.И.Калицун. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1987. Стр.194-196).
Недостатком известного способа является низкая эффективность защиты биоценоза водных объектов, что обусловлено образованием токсичных и опасных для жизнедеятельности водных организмов соединений, приводящих, в том числе, к их гибели и имеющих еще большие негативные последствия, чем сброс не хлорированных сточных вод. В частности:
- при хлорировании органосодержащих вод образуются галогенорганические соединения, а наиболее опасными из них являются тригалогенметаны, среди которых наиболее вероятно образование хлороформа, причем возможно накопление токсичных соединений в донных осадках и воздействовать на биоценоз водных объектов они могут длительное время;
- хлорирование приводит также к появлению бромсодержащих соединений (бромдихлорметан и дибромдихлорметан), которые в отдельных случаях в основном и определяют токсичность обработанной воды и активное воздействие на микробиоценоз водных объектов - приемников сточных вод;
- при хлорировании вероятно появление и таких веществ, имеющих высокие уровни генотоксичной активности, как хлорфенолы, хлорбензолы, четыреххлористый углерод и ряд других.
Эффект обеззараживания стоков может существенно снижаться в связи с тем, что, взаимодействуя с органической компонентой сточной жидкости, хлор может участвовать в реакциях замещения, присоединения или окисления и при содержании в этой жидкости определенного количества аммонийных солей образуются хлорамины, бактерицидный эффект которых во много раз слабее активного хлора. Патогенная микрофлора при этом уничтожается недостаточно полно и может быстро восстанавливаться после сброса обработанных стоков в водный объект. Одновременно с «нежелательной» микрофлорой уничтожаются и непатогенные микроорганизмы, присутствие которых в обрабатываемой сточной жидкости и в воде водного объекта необходимо для поддержания общего микробного баланса. Следует также учитывать, что если в сточных водах не избирательно уничтожается патогенная и непатогенная микрофлора, то «чистая» среда весьма неустойчива и довольно быстро заселяется теми же или другими видами микроорганизмов, зачастую еще более неблагоприятными. В водных объектах (реках, озерах, морских акваториях) появляются новые компоненты биоценозов, определяющие уровни эпидемиологических процессов в окружающей среде, влияющие на здоровье населения.
Кроме того, достаточно широко известно, что при сбросе в реку хлорированных сточных вод, прошедших биологическую очистку, хлорорганические соединения, обладая высокой стойкостью, вызывают загрязнение на значительных расстояниях вниз по течению и при заборе речной воды для хозяйственно-питьевых нужд практически не извлекаются в процессе водоподготовки, попадают в разводящую сеть. В связи с этим, независимо от интенсивности разбавления очищенных стоков не всегда возможен их сброс даже с остаточным нормативным количеством хлора до 1,5 мг/дм3.
К недостаткам применения сжиженного хлора при обеззараживании сточных вод также относится его токсичность, что определяет высокие требования к квалификации обслуживающего персонала и к строгому соблюдению техники безопасности. Повышенная коррозионная активность определяет сложности технологического характера, в частности, относительно быстрый выход аппаратуры из строя. При относительно небольшой производительности системы очистки стоков, в частности, при расходах активного хлора менее 30-50 г/ч повышаются требования к точности дозирования, что также вызывает определенные затруднения при эксплуатации установок ЛОНИИ-100.
Известен способ обеззараживания сточных вод, заключающийся во введении на последнем этапе в обрабатываемую жидкость озона, синтезируемого в озонаторах, интенсивном перемешивании барботажем и выдерживании смеси в камерах контакта с утилизацией остаточного озона с последующим сбросом обработанных сточных вод в водный объект (Ласков Ю.М. и др. Примеры расчетов канализационных сооружений: Учеб. пособие для вузов / Ю.М.Ласков, Ю.В.Воронов, В.И.Калицун. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1987. Стр.196-198).
Недостатком известного способа является низкий эффект защиты биоценоза водных объектов, связанный с тем, что воздействие озона на содержащиеся в воде органические соединения не создает условий для их полного устранения из жидких сред, а видоизменяет их с образованием других органических веществ, которые также могут оказывать отрицательное воздействие на живые организмы водных объектов - приемников сточных вод. Продукты реакции озона с веществами органической природы, содержащимися в воде, предположительно представляют собой альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты и другие гидроксилированные и алифатические ароматические соединения. Возможно также явление вторичного развития болезнетворных микроорганизмов, которые культивируются в водной среде, например, в разводящих водопроводных сетях на биоразлагаемых органических соединениях, образующихся в процессе озонирования. Кроме того, практика применения озона при обработке природных и сточных вод для их дезинфекции выявляет многие сложности, аналогичные тем, которые возникают и при хлорировании. В частности, озон не менее токсичный ингредиент, чем хлор, взрывоопасен и существенно усиливает процессы коррозии, требует высококвалифицированного и подготовленного обслуживания и специальных мер безопасности. Токсикологическая безопасность озонирования сточных вод при выпуске их в водный объект не может считаться достаточной и в любом случае применение этого способа для дезинфекции стоков должно быть тщательно обосновано, в том числе и экономически.
Известны физические способы инактивирования болезнетворных микроорганизмов в водных средах разрушением генома бактериальной клетки или нуклеиновой кислоты вируса, заключающиеся в ультрафиолетовом облучении потока обрабатываемой жидкости в специальном аппарате (Бутин В.М. и др. Внедрение технологии УФ-обеззараживания сточных вод // Водоснабжение и сан. техника. 1996. №12. Стр.18-20).
Недостатком ультрафиолетового облучения для обеззараживания очищенных бытовых сточных вод наряду с высокой энергоемкостью способа является низкая эффективность дезинфекции и защиты биоценоза водных объектов, связанная со следующим:
- микроорганизмы, находящиеся в воде, могут быть иммобилизованы на компонентах взвешенных частиц или находиться внутри таких частиц, что защищает их от непосредственного воздействия ультрафиолетовых лучей;
- наличие взвеси в стоках рассеивает направленное излучение, отражая его или экранируя, чем способствует снижению обеззараживающего эффекта и часто приводит лишь к замедлению активности развития бактерий и некоторых водных простейших;
- отсутствие пролонгирующего действия ультрафиолетового облучения, которое осуществляется в специальном аппарате обычно на проточные среды, эффект подавления микрофлоры становится кратковременным и в этой ситуации при наличии в воде достаточного количества питательного субстрата (органики, в том числе угнетенных и погибших бактерий) стимулируется повторное заселение и восстановление микрофлоры в водной среде уже с повышенной мутагенной активностью, а значит с существенно измененным видовым составом, что негативно и особенно существенно сказывается после сброса стоков в водный объект.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому решению является известный способ обеззараживания очищенных сточных вод, включающий ввод в обрабатываемую жидкость на последнем этапе очистки биологически активного агента - микроорганизмов, обеспечивающих уничтожение микрофлоры потенциально патогенной и патогенной - возбудителей инфекционных заболеваний, в качестве биологически активного агента используют микробиологический препарат, содержащий непатогенные микроорганизмы, микробиологический препарат вводят в расходную емкость, которую предварительно заполняют обрабатываемой жидкостью, и выдерживают до адаптации непатогенных микроорганизмов к этой среде, расходную емкость пополняют обрабатываемой сточной жидкостью и микробиологическим препаратом по мере расходования этой смеси, из расходной емкости смесь вводят перед биореактором в сточную воду, подаваемую от очистных сооружений, биореактор оснащают насадкой, на которой обеспечивают иммобилизацию непатогенных микроорганизмов.
Недостатками известного способа являются:
- недостаточная надежность защиты водных объектов от выноса патогенных и потенциально патогенных микроорганизмов в экстремальных ситуациях, в частности, при изменении нагрузки по расходу или загрязнителям, при изменении температуры и другим условиям, поскольку в таких случаях сложно регулировать расход микробиологического препарата;
- сложная подготовка биореактора при необходимости предварительного заселения насадки непатогенными микроорганизмами;
- не исключает вероятности неполного подавления патогенной или потенциально патогенной микрофлоры, имеющейся в обрабатываемых стоках при возможности развития на насадке биореактора, в том числе и нежелательных видов микроорганизмов при резкоизменяющихся условиях работы биореактора.
Задачей изобретения является создание нового способа обеззараживания сточных вод, обеспечивающего надежную защиту биоценоза водных объектов, упрощение технологии процесса обеззараживания стоков и улучшение условий, влияющих на здоровье населения, в местах выпуска очищенных сточных вод за счет создания на последнем этапе очистки условий активного развития непатогенных микроорганизмов, способных подавлять патогенную микрофлору и минерализовать органику, содержащуюся в обрабатываемых стоках.
Указанная задача решается следующим образом.
В известном способе биологического обеззараживания очищенных сточных вод, включающем ввод в обрабатываемую жидкость на последнем этапе очистки биологически активного агента - микроорганизмов, обеспечивающих уничтожение микрофлоры потенциально патогенной и патогенной - возбудителей инфекционных заболеваний, в качестве биологически активного агента используют микробиологический препарат, содержащий непатогенные микроорганизмы, микробиологический препарат вводят в расходную емкость, которую заполняют обрабатываемой жидкостью, и выдерживают до адаптации непатогенных микроорганизмов к этой среде, расходную емкость пополняют обрабатываемой сточной жидкостью и микробиологическим препаратом по мере расходования этой смеси, из расходной емкости смесь вводят перед биореактором в сточную воду, подаваемую от очистных сооружений, биореактор оснащают насадкой, на которой обеспечивают иммобилизацию непатогенных микроорганизмов, предварительно до ввода микробиологического препарата, содержащего непатогенные микроорганизмы, проводят ультрафиолетовое облучение сточных вод, прошедших биологическую очистку, и подавление жизнедеятельности микроорганизмов, содержащихся в сточных водах.
Отличительным от прототипа признаком является:
- предварительно до ввода микробиологического препарата, содержащего непатогенные микроорганизмы, проводят ультрафиолетовое облучение сточных вод, прошедших биологическую очистку, и подавление жизнедеятельности микроорганизмов, содержащихся в сточных водах.
Указанный отличительный признак, а именно: предварительно до ввода микробиологического препарата, содержащего непатогенные микроорганизмы, проводят ультрафиолетовое облучение сточных вод, прошедших биологическую очистку (например, после вторичных отстойников), и подавление жизнедеятельности микроорганизмов, содержащихся в сточных водах, что обеспечивает численное превосходство непатогенных микроорганизмов. На насадке биореактора в этом случае иммобилизуются только непатогенные виды микрофлоры независимо от порядка ввода препарата и заполнения системы. При этом не требуется сложной подготовки биореактора, отпадает необходимость предварительного заселения насадки непатогенными микроорганизмами, которые развиваются самопроизвольно в количественном отношении, и их численность регулируется в зависимости от питательной ценности среды (содержания органики в обрабатываемой жидкости), температуры, расхода сточных вод. Условия развития непатогенных микроорганизмов на насадке биореактора оказываются более благоприятными, поскольку не требуется затрат энергии на видовую конкуренцию (в микробиологическом препарате содержатся только не конкурирующие виды). Исключается вероятность неполного подавления патогенной или потенциально патогенной микрофлоры, имеющейся в обрабатываемых стоках до облучения их в аппарате УФО, поскольку они практически полностью уничтожаются или подавляются перед введением в сточную жидкость непатогенных видов и на насадке биореактора могут развиваться только непатогенные микроорганизмы. Это позволяет также сократить расход микробиологического препарата, содержащего непатогенные микроорганизмы, и, следовательно, сокращается содержание органического материала в стоках, подаваемых в биореактор и далее в водный объект. При сбросе сточных вод в водный объект (реку, озеро, морскую акваторию) не образуется микробиологической ниши, вместе с очищенными стоками в водный объект поступают только непатогенные микроорганизмы, что не вызывает непрогнозируемого развития в нем каких-либо нежелательных видов микрофлоры.
Таким образом, обеспечивается причинно-следственная связь отличительного признака заявляемого изобретения и достигаемого технического результата: высокой эффективности и надежности защиты биоценоза водных объектов при упрощении технологии обеззараживания стоков и улучшении условий, влияющих на здоровье населения, при выпуске очищенных сточных вод в водные объекты.
Пример промышленной применимости изобретения.
На чертеже приведена технологическая схема, иллюстрирующая способ биологического обеззараживания сточных вод. На схеме изображены трубопровод 1, по которому осуществляют подачу обрабатываемой сточной жидкости от сооружений биологической очистки стоков, в частности, от вторичного отстойника (условно не показаны), аппарат 2 ультрафиолетового облучения (УФО) сточных вод, трубопровод 3 подачи сточных вод в смеситель 4, расходная емкость 5 для смешивания микробиологического препарата с обрабатываемой жидкостью. Трубопровод 6 с тангенциальным вводом в расходную емкость 5 для подачи части обрабатываемых сточных вод. Трубопровод 8 отвода сточных вод из смесителя 4, оснащенный отражателем 9 для равномерного распределения жидкости в нижней части биореактора 10, оснащенного сетчатой насадкой 11 и осадконакопителем 12 - нижняя часть конического днища. Биореактор 10 оборудуют кольцевым лотком 13 для сбора обработанной сточной жидкости и трубопроводом 14 для отвода обеззараженных сточных вод в водный объект.
Предварительно проводят обработку сточных вод, подаваемых от очистных сооружений, например, от вторичных отстойников по трубопроводу 1, в аппарате 2 ультрафиолетового облучения (УФО). После такой обработки инактивируется или подавляется микрофлора, имеющаяся в сточных водах, которые подают по трубопроводу 3 в смеситель 4, куда также поступает смесь сточной жидкости и микробиологического препарата из расходной емкости 5. Микробиологический препарат (концентрат) периодически подают (показано стрелкой) из бачка. Расходную емкость 5 по трубопроводу 6 с тангенциальным вводом, например, с помощью насоса 7 заполняют очищенной сточной жидкостью, прошедшей обработку в аппарате 2 УФО. В качестве микробиологического препарата, содержащего непатогенные микроорганизмы, используют, например, готовый к применению "Восток ЭМ-1" (Эффективные микроорганизмы: практические рекомендации по применению продукции серии ЭМ/ сост. Северина В.Я., Адаменко Л.Я. // Приморский ЭМ-центр, - Владивосток, 2002. Стр.11). В указанном препарате содержатся различные виды микроорганизмов, в частности, фототрофные и молочнокислые бактерии, дрожжи, актиномицеты и ферментные грибки. Генетически модифицированные микроорганизмы и патогенные или потенциально патогенные микроорганизмы в препарате не обнаружены, поскольку препарат создан на основе штаммов только непатогенных микроорганизмов. Для обеспечения перемешивания микробиологического препарата со сточной жидкостью, подаваемой насосом 7 в расходную емкость 5, ввод трубопровода 6 выполняют тангенциальным.
Необходимый расход указанного препарата, который подают из бачка в расходную емкость 5, зависит, в частности, от концентрации органики, в том числе азот- и фосфорсодержащих соединений в сточной жидкости после полной биологической очистки. При этом концентрация микробиологического препарата в расходной емкости 5 должна составлять не менее 1,0-2,0%. При подаче сточных вод в емкость 5, например, за счет тангенциального ввода трубопровода 6 обеспечивают перемешивание микробиологического препарата со сточной жидкостью. Содержащаяся в сточной жидкости органика, в том числе и микроорганизмы, угнетенные в аппарате 2 УФО, служит для непатогенных микроорганизмов питательной средой и обеспечивает их активное развитие.
Первоначально при запуске системы биологического обеззараживания смесь сточной жидкости и микробиологического препарата выдерживают в расходной емкости 5 в течение не менее 20-28 часов до максимального увеличения численности непатогенных микроорганизмов и их адаптации к среде - к обрабатываемым сточным водам. При исследовании проб воды после контакта микробиологического препарата "Восток ЭМ-1" даже с необработанными в УФО стоками в течение 20-28 часов по методике МУ 2.1.5.800-99, официально используемой для оценки эффективности обеззараживания сточных вод (Организация госсанэпиднадзора за обеззараживанием сточных вод: Методические указания. - М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2000. - 27 с.), результат можно считать вполне удовлетворительным. Поскольку количество колиформных бактерий, являющихся индикаторами присутствия возбудителей бактериальных кишечных инфекций, и колифагов, индикаторов вирусного загрязнения, не превышает допустимые пределы (не более 100 КОЕ/100 мл). Следовательно, в смеси микробиологического препарата и сточных вод с угнетенной в аппарате 2 УФО микрофлорой в расходной емкости 5 также могут присутствовать только непатогенные виды, имеющиеся в препарате, подаваемом из бачка (показано стрелкой). В течение указанного времени происходит адаптация непатогенных микроорганизмов к питательной среде - обрабатываемой жидкости и увеличивается их численность, что обеспечивает преимущественное развитие только тех видов непатогенных микроорганизмов, для которых эта среда оказывается наиболее приемлемой на момент обработки сточных вод.
Из расходной емкости 5 смесь микробиологического препарата с обрабатываемой жидкостью подают в смеситель 4, где происходит перемешивание ее с основным объемом сточных вод, также поступающих в смеситель 4 из аппарата 2 УФО. Количество смеси микробиологического препарата и стоков, которую подают из расходной емкости 5, должно составлять до 5% общего расхода обрабатываемой сточной жидкости. Для обеспечения оптимальных условий жизнедеятельности микроорганизмов перед смесителем 4 жидкость аэрируют, например, разбрызгиванием. При высокой производительности системы очистки стоков аэрирование проводят также за счет подачи воздуха в биореактор 10. По мере расходования смеси расходную емкость 5 с помощью насоса 7 по трубопроводу 6 пополняют обрабатываемой сточной жидкостью из аппарата 2 УФО и микробиологическим препаратом из бачка. Из смесителя 4 по трубопроводу 8 обрабатываемую жидкость подают в коническую часть биореактора 10, обеспечивают равномерное распределение ее (показано стрелками) по площади поперечного сечения биореактора 10, например, с помощью отражателя 9, установленного над открытым концом трубопровода 8.
Биореактор 10 выполняют, например, в виде цилиндрической части - рабочей зоны, в которой устанавливают сетчатую насадку 11, и конического днища. Насадку 11 в биореакторе 10 выполняют, например, из мелкоячеистой капроновой сетки (рыболовной дели) по аналогии с известными решениями (Патенты РФ: №2157345; №2194672). При этом высоту рабочей зоны биореактора 10, с размещенной в ней сетчатой насадкой 11, принимают в пределах 1,5-2,0 м. В нижней конической части биореактора 10 устраивают осадконакопитель 12, из которого периодически отводят накопившийся осадок.
При поступлении обрабатываемой жидкости в биореактор 10 обеспечивают образование восходящего потока в рабочей зоне биореактора 10, в которой размещена сетчатая насадка 11. На насадке 11 в процессе протока жидкости иммобилизуются только непатогенные микроорганизмы, которые имеются в микробиологическом препарате и активно развиваются в расходной емкости 5 и адаптируются к условиям обрабатываемой среды. Скорость протока обрабатываемой сточной жидкости в рабочей зоне биореактора 10 принимают в пределах 10-15 м/ч.
Иммобилизация непатогенных микроорганизмов на насадке 11 биореактора 10 позволяет создать благоприятные условия жизнедеятельности непатогенных микроорганизмов, в частности, исключить энергетические затраты на их перемещение, поскольку питательные вещества микроорганизмы получают из обтекающего их потока обрабатываемой жидкости, представляющей собой питательную среду. При этом иммобилизованные микроорганизмы, закрепленные на насадке 11, получают дополнительные преимущества по отношению к нежелательной микрофлоре, которая может появиться в процессе обработки, поскольку в аппарате 2 УФО сложно обеспечить полное уничтожение микроорганизмов, хотя и подавляется большая их часть. При этом не требуется сложной подготовки биореактора 10, отпадает необходимость предварительного заселения насадки 11 непатогенными микроорганизмами, которые развиваются самопроизвольно в количественном отношении, и их численность регулируется в зависимости от питательной ценности среды (содержания органики в обрабатываемой жидкости), температуры, расхода сточных вод. Условия развития непатогенных микроорганизмов на насадке 11 биореактора 10 оказываются более благоприятными, поскольку не требуется затрат энергии на видовую конкуренцию (в микробиологическом препарате содержатся только не конкурирующие виды).
При образовании относительно равномерного протока всего объема сточных вод через насадку 11 обеспечивают наиболее полный контакт их с иммобилизованными микроорганизмами. Непатогенные микроорганизмы, закрепленные на насадке 11, находятся в более благоприятных условиях и в результате воздействия на другие виды микроорганизмов, содержащихся в сточной жидкости, уменьшают их численность вплоть до полного уничтожения в том числе потенциально патогенной и патогенной микрофлоры, что определяется известным в природной среде принципом конкурентного исключения (закон Гаузе). Механизм подавления конкурирующих видов микроорганизмов определен тем, что, обладая численным преимуществом, непатогенные микроорганизмы выделяют специфические энзимы и другие продукты метаболизма, неприемлемые для других видов, что и приводит к их подавлению. Кроме того, непатогенные микроорганизмы, содержащиеся, например, в микробиологическом препарате "Восток ЭМ-1", способны более активно минерализовать органику обрабатываемых стоков и, таким образом, лишать питания нежелательные бактерии. Этим обеспечивают не только обеззараживание стоков, но и, что наиболее важно с экологической точки зрения, исключают попадание токсичных образований в водный объект и, тем самым, обеспечивают его эффективную экологическую защиту при сбросе очищенных сточных вод.
Обработанную в биореакторе 10 воду отводят кольцевым лотком 13, расположенным в верхней цилиндрической части биореактора 10, и по трубопроводу 14 сбрасывают в водный объект - приемник сточных вод. Осадок накапливают в нижней конусной части 12 биореактора 10 и по трубопроводу периодически отводят на утилизацию в систему обработки осадка.
Таким образом, предварительной обработкой сточных вод в аппарате 2 УФО исключают вероятность неполного подавления патогенной или потенциально патогенной микрофлоры, имеющейся в обрабатываемых стоках до облучения их в аппарате 2 УФО, поскольку они подавляются перед введением в сточную жидкость непатогенных видов и на насадке 11 биореактора 10 могут развиваться только непатогенные микроорганизмы. Этим сокращают расход микробиологического препарата, содержащего непатогенные микроорганизмы, и, следовательно, сокращают содержание органического материала в стоках, подаваемых в биореактор 10 и далее в водный объект. При сбросе сточных вод в водный объект (реку, озеро, морскую акваторию) не образуется микробиологической ниши, вместе с очищенными стоками в водный объект поступают только непатогенные микроорганизмы, что не вызывает непрогнозируемого развития в нем каких-либо нежелательных видов микрофлоры. Следовательно, применением нового способа обеззараживания очищенных сточных вод обеспечивают надежную защиту биоценоза водных объектов, упрощают технологию процесса обеззараживания стоков. При этом в местах выпуска очищенных сточных вод в водные объекты устраняют факторы, негативно влияющие на экологическое состояние водного объекта, в нем не возникает дистрофии и вредных воздействий на биоценоз, следовательно, устраняют и вероятность возникновения угрозы негативного влияния на здоровье населения.
Claims (1)
- Способ биологического обеззараживания очищенных сточных вод, включающий ввод в обрабатываемую жидкость на последнем этапе очистки биологически активного агента - микроорганизмов, обеспечивающих уничтожение микрофлоры потенциально патогенной и патогенной - возбудителей инфекционных заболеваний, в качестве биологически активного агента используют микробиологический препарат, содержащий непатогенные микроорганизмы, микробиологический препарат вводят в расходную емкость, которую заполняют обрабатываемой жидкостью, и выдерживают до адаптации непатогенных микроорганизмов к этой среде, расходную емкость пополняют обрабатываемой сточной жидкостью и микробиологическим препаратом по мере расходования этой смеси, из расходной емкости смесь вводят перед биореактором в сточную воду, подаваемую от очистных сооружений, биореактор оснащают насадкой, на которой обеспечивают иммобилизацию непатогенных микроорганизмов, отличающийся тем, что предварительно до ввода микробиологического препарата, содержащего непатогенные микроорганизмы, проводят ультрафиолетовое облучение сточных вод, прошедших биологическую очистку, и подавление жизнедеятельности микроорганизмов, содержащихся в сточных водах.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008144603/15A RU2377192C1 (ru) | 2008-11-11 | 2008-11-11 | Способ биологического обеззараживания очищенных сточных вод |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008144603/15A RU2377192C1 (ru) | 2008-11-11 | 2008-11-11 | Способ биологического обеззараживания очищенных сточных вод |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2377192C1 true RU2377192C1 (ru) | 2009-12-27 |
Family
ID=41642941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008144603/15A RU2377192C1 (ru) | 2008-11-11 | 2008-11-11 | Способ биологического обеззараживания очищенных сточных вод |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2377192C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2437845C1 (ru) * | 2010-05-11 | 2011-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью (ООО) Научно-производственная фирма "Уральские промышленные технологии" | Способ получения изоляционного материала для полигонов захоронения бытовых и промышленных отходов |
| WO2015149816A1 (ru) * | 2014-04-04 | 2015-10-08 | УГЛОВСКИЙ, Сергей Евгеньевич | Устройство для получения воды из атмосферного воздуха |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2064454C1 (ru) * | 1992-08-10 | 1996-07-27 | Дзержинская Ирина Станиславовна | Способ биологической очистки сточных вод рыбообрабатывающих предприятий |
| RU2121459C1 (ru) * | 1996-01-16 | 1998-11-10 | Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН | Способ микробной очистки сточных вод и установка для его осуществления |
| JP2000126792A (ja) * | 1998-10-20 | 2000-05-09 | Bio Techno:Kk | 高濃度有機性汚水の浄化処理方法及び装置 |
| RU2006122110A (ru) * | 2006-06-20 | 2008-01-10 | Федеральное государственное унитарное предпри тие"Дальневосточный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиораций" (ФГУП ДальНИИГиМ) (RU) | Способ обеззараживания очищенных сточных вод |
-
2008
- 2008-11-11 RU RU2008144603/15A patent/RU2377192C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2064454C1 (ru) * | 1992-08-10 | 1996-07-27 | Дзержинская Ирина Станиславовна | Способ биологической очистки сточных вод рыбообрабатывающих предприятий |
| RU2121459C1 (ru) * | 1996-01-16 | 1998-11-10 | Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН | Способ микробной очистки сточных вод и установка для его осуществления |
| JP2000126792A (ja) * | 1998-10-20 | 2000-05-09 | Bio Techno:Kk | 高濃度有機性汚水の浄化処理方法及び装置 |
| RU2006122110A (ru) * | 2006-06-20 | 2008-01-10 | Федеральное государственное унитарное предпри тие"Дальневосточный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиораций" (ФГУП ДальНИИГиМ) (RU) | Способ обеззараживания очищенных сточных вод |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КОЖИНОВ В.Ф. Очистка питьевой и технической воды. - М.: Издательство литературы по строительству, 1964, с.204. КУЛЬСКИЙ Л.А. и др. Проектирование и расчет очистных сооружений водопроводов. - Киев: БУДIВЕЛЬНИК, 1972, с.217. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2437845C1 (ru) * | 2010-05-11 | 2011-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью (ООО) Научно-производственная фирма "Уральские промышленные технологии" | Способ получения изоляционного материала для полигонов захоронения бытовых и промышленных отходов |
| WO2015149816A1 (ru) * | 2014-04-04 | 2015-10-08 | УГЛОВСКИЙ, Сергей Евгеньевич | Устройство для получения воды из атмосферного воздуха |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sharrer et al. | Ozonation followed by ultraviolet irradiation provides effective bacteria inactivation in a freshwater recirculating system | |
| Koivunen et al. | Peracetic acid (PAA) disinfection of primary, secondary and tertiary treated municipal wastewaters | |
| Alfonso-Muniozguren et al. | A combined activated sludge-filtration-ozonation process for abattoir wastewater treatment | |
| Pal et al. | Causes and remedies for filamentous foaming in activated sludge treatment plant | |
| De Sanctis et al. | Integration of an innovative biological treatment with physical or chemical disinfection for wastewater reuse | |
| Almasi et al. | Effect of the retention time and the phenol concentration on the stabilization pond efficiency in the treatment of oil refinery wastewater | |
| JP2021522067A (ja) | 廃水を処理する、及びクラスａ汚泥を生産するためのシステム及び方法 | |
| US10358361B2 (en) | System and method for remediation of wastewater including aerobic and electrocoagulation treatment | |
| US10246380B2 (en) | Solid waste treatment method | |
| CN101941775A (zh) | 生活废水高度净化处理循环系统及方法 | |
| Pumkaew et al. | Use of ozone for Vibrio parahaemolyticus inactivation alongside nitrification biofilter treatment in shrimp-rearing recirculating aquaculture system | |
| Stott | Fate and behaviour of parasites in wastewater treatment systems | |
| CN104591443A (zh) | 一种水产养殖农业废水的循环处理设备 | |
| KR101799993B1 (ko) | 선박용 오수 고도처리장치 | |
| Chiemchaisri et al. | Coliform Removal in Membrane Bioreactor and Disinfection during Hospital Wastewater Treatment. | |
| RU2377192C1 (ru) | Способ биологического обеззараживания очищенных сточных вод | |
| Amenu | Characterization of wastewater and evaluation of the effectiveness of the wastewater tratment systems | |
| Irshad et al. | Current practices and emerging trends in abattoir effluent treatment in India: a review. | |
| Affek et al. | Evaluation of ecotoxicity and inactivation of bacteria during ozonation of treated wastewater | |
| RU2326822C2 (ru) | Способ обеззараживания очищенных сточных вод | |
| WO2017007892A1 (en) | System and method for treating water with a biological based biocide | |
| KR20120138265A (ko) | 활어수조의 살균처리장치 | |
| Ling et al. | Wastewater management in freshwater pond aquaculture in China | |
| Yamamoto | Characteristics of closed recirculating systems | |
| Spotte | Sterilization of marine mammal pool waters: Theoretical and health considerations |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20110527 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131112 |