RU2130899C1

RU2130899C1 - Method of biochemically removing organic substances from waste waters

Info

Publication number: RU2130899C1
Application number: RU98101763A
Authority: RU
Inventors: Д.Г. Победимский; Ф.Ю. Ахмадуллина; М.С. Габутдинов; А.З. Асадуллин; В.Р. Рахимов; Р.К. Закиров; И.Н. Захарова; Р.Р. Кавиева; Г.Г. Шакиров
Original assignee: Казанское открытое акционерное общество "Органический синтез"
Priority date: 1998-01-21
Filing date: 1998-01-21
Publication date: 1999-05-27

Abstract

FIELD: waste water treatment. SUBSTANCE: purification is carried out on activated sludge in presence of 4:1 binary mixture of phthaloyl-gelatin and a high-molecular compound - water-soluble cationic polyelectrolyte, analogous 3:1 mixture being also added after biological purification is completed. 4: 1 mixture is added in amount 100-700 ppm (based on waste water weight) to waste water before air tank and 3:1 mixture is added in amount 500-1500 ppm in the secondary sludge sedimentation stage. Process allows increasing purification efficiency with regard to a series of most important industrial drainage impurities: surfactants by 30-35%, phenols by 18-20%, suspended and colloidal substances by 6-10%. Pretreatment of sludge with multicomplex reagent reduces sludge index by 46% instead of 8 and 21% obtained when using separately phthaloyl- gelatin and cationic polyelectrolyte, respectively. EFFECT: enhanced purification efficiency. 3 tbl

Description

Изобретение относится к области биохимической очистки промышленных и промышленно-бытовых сточных вод, содержащих загрязнения различной природы, и может быть использовано на городских очистных сооружениях, в нефтехимической, фармацевтической, текстильной промышленности и в производствах лесохимического комплекса. The invention relates to the field of biochemical treatment of industrial and domestic wastewater containing pollution of various nature, and can be used in urban wastewater treatment plants, in the petrochemical, pharmaceutical, textile industries and in the production of a wood chemical complex.

Известен способ биологической очистки сточных вод активным илом (Водоотводящие системы промышленных предприятий/ С.В. Яковлев, Я.А. Карелин, Ю. М. Ласков, Ю.В. Воронов. - М.: Стройиздат, 1990. - с. 511), к недостаткам которого относится высокая чувствительность к токсикантам и трудноокисляемым веществам при непостоянстве состава промстоков, что существенно снижает эффективность биодеградации химических загрязнений. A known method of biological wastewater treatment with activated sludge (Drainage systems of industrial enterprises / S.V. Yakovlev, Y.A. Karelin, Yu. M. Laskov, Yu.V. Voronov. - M .: Stroyizdat, 1990. - S. 511 ), the disadvantages of which include high sensitivity to toxicants and difficult to oxidize substances with variability in the composition of industrial waste, which significantly reduces the effectiveness of biodegradation of chemical contaminants.

Предобработка сточных вод поликомплексным реагентом на основе модифицированной желатины и проксанола (патент 2026827 РФ, МКИ C 02 F 3/02. Способ биохимической очистки сточных вод от органических веществ) позволяет повысить качество очистки вод, однако недостатком такого способа является невозможность достижения высокой степени очистки сточных вод по ряду ксенобиотиков: синтетическим поверхностно-активным веществам, взвешенным и коллоидным загрязнениям различной природы. Pretreatment of wastewater with a multicomplex reagent based on modified gelatin and proxanol (RF patent 2026827, MKI C 02 F 3/02. The method of biochemical wastewater treatment from organic substances) can improve the quality of water treatment, however, the disadvantage of this method is the inability to achieve a high degree of wastewater treatment water for a number of xenobiotics: synthetic surfactants, suspended and colloidal contaminants of various nature.

Задачей изобретения является повышение степени очистки сточных вод и улучшение седиментационных свойств активного ила. The objective of the invention is to increase the degree of wastewater treatment and improve the sedimentation properties of activated sludge.

Поставленная задача решается использованием способа биохимической очистки сточных вод от органических веществ, включающего биологическую очистку активным илом. Для этого в сточные воды перед биологической очисткой вводят бинарную композицию, включающую фталоилжелатину (ФЖ) с молекулярной массой 10⁵ ед. и полиэлектролит водорастворимый катионный (ВПК-402) с молекулярной массой элементарного звена 161,7 при их соотношении 4:1, а для повышения эффективности процесса осаждения иловой суспензии в узел вторичного отстаивания добавляют бинарную композицию вышеуказанных ВМС в соотношении 1:3.The problem is solved using the method of biochemical wastewater treatment from organic substances, including biological treatment with activated sludge. To do this, before the biological treatment, a binary composition is introduced into the wastewater, including phthalo gelatin (VF) with a molecular weight of 10 ⁵ units. and a water-soluble cationic polyelectrolyte (VPK-402) with a molecular weight of 161.7 units at a ratio of 4: 1, and to increase the efficiency of the sludge suspension deposition process, the binary composition of the above-mentioned IUDs is added in a 1: 3 ratio to the secondary sedimentation unit.

Смесь ФЖ и ВПК-402 вводят в количестве 0,0001-0,0007% и 0,0005-0,0015% от массы очищаемых стоков соответственно перед аэротенком и узлом вторичного отстаивания. A mixture of VF and VPK-402 is introduced in an amount of 0.0001-0.0007% and 0.0005-0.0015% of the mass of treated effluents, respectively, in front of the aeration tank and the secondary sedimentation unit.

Совместное использование фталоилжелатина и ВПК-402 в соотношении 4:1 приводит к образованию полимер-полимерного комплекса, который отличается большим размером макромолекул и высоким содержанием реакционноспособных функциональных групп, приводящего к синергическому эффекту, позволяющему использовать его в процессе очистки сточных вод. The combined use of phthaloyl gelatin and VPK-402 in a 4: 1 ratio leads to the formation of a polymer-polymer complex, which is characterized by a large macromolecule size and a high content of reactive functional groups, leading to a synergistic effect that allows it to be used in the wastewater treatment process.

В случае использования бинарной композиции ФЖ:ВПК-402 состава 1:3 снижение илового индекса объясняется образованием поликомплексного флокулянта с большей молекулярной массой и эффективным положительным зарядом, способствующим агрегированию противоположно заряженных частиц активного ила и макромолекул сложного реагента. In the case of using the binary composition VF: VPK-402 with a composition of 1: 3, a decrease in the sludge index is explained by the formation of a multicomplex flocculant with a higher molecular weight and effective positive charge, which facilitates the aggregation of oppositely charged particles of activated sludge and macromolecules of a complex reagent.

ФЖ представляет собой желтый порошок, растворимый в воде, является продуктом взаимодействия желатина с фталевым ангидридом с различной степенью замещения аминных групп в молекулах белка; молекулярная масса ФЖ равна 10⁵ ед. Продукт нетоксичен, устойчив при хранении (ТУ 6-17-893-83). Модифицированная желатина).VF is a yellow powder, soluble in water, is the product of the interaction of gelatin with phthalic anhydride with varying degrees of substitution of amine groups in protein molecules; the molecular weight of the VF is 10 ⁵ units. The product is non-toxic, stable during storage (TU 6-17-893-83). Modified Gelatin).

ВПК-402 получают путем полимеризации мономера диметилдиаллиламмоний хлорида. В экспериментах используют ВПК-402 с молекулярной массой элементарной ячейкой 161,7. Состав элементарного звена (C₈H₁₆)_nCl. Полиэлектролит ВПК-402 неограниченно растворим в воде, низших спиртах, растворах кислот и щелочей (ТУ 6-05-2009-86. Пооиэктролит водорастворимый катионный марки ВПК-402).VPK-402 is obtained by polymerization of a dimethyldiallylammonium chloride monomer. In the experiments, VPK-402 is used with a molecular mass of a unit cell of 161.7. The composition of the elementary unit (C ₈ H ₁₆ ) _n Cl. VPK-402 polyelectrolyte is unlimitedly soluble in water, lower alcohols, solutions of acids and alkalis (TU 6-05-2009-86. Pooyectrolite, water-soluble cationic grade VPK-402).

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

В промышленно-бытовой сток, поступающий в аэротенк на биологическую очистку активным илом, вводят предварительно смешанный 1%-ный раствор фталоилжелатины и ВПК в количестве 0,0001-0,0007% от массы стока. Затем сток подвергают биологической очистке активным илом. A pre-mixed 1% solution of phthaloyl gelatin and MIC in the amount of 0.0001-0.0007% of the mass of the effluent is introduced into the industrial-domestic sewage flowing into the aeration tank for biological treatment with activated sludge. Then the drain is subjected to biological treatment with activated sludge.

Для повышения эффективности осаждения иловой суспензии во вторичных отстойниках и качества очистки сточных вод по взвешенным веществам предлагается введение в промсток, прошедший аэротенки, предварительно смешанный 1%-ный раствор фталоилжелатины и ВПК в количестве 0,0005-0,0015% от массы стока, который затем подвергают осаждению. To increase the efficiency of sedimentation of silt slurry in secondary sumps and the quality of wastewater treatment by suspended solids, it is proposed that a pre-mixed 1% solution of phthaloyelatine and MIC in the amount of 0.0005-0.0015% of the mass of runoff, which is pre-mixed with aerotanks, is proposed then subjected to precipitation.

Для сравнения эффективности очистки промстоков и осаждения активного ила по предлагаемому способу проводят серию экспериментов с различными соотношениями фталоилжелатины и ВПК и различным количеством вводимой смеси соответственно для процесса биоочистки: 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1 при содержании реагента 0,0001, 0,0003, 0,0004, 0,0007, 0,001 мас.% и для процесса осаждения: 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5 при содержании реагента 0,0005, 0,001, 0,0015 мас.%. To compare the efficiency of purification of industrial wastewater and the deposition of activated sludge according to the proposed method, a series of experiments is carried out with different ratios of phthalo gelatin and MIC and various amounts of the mixture introduced, respectively, for the bio-treatment process: 1: 1, 2: 1, 3: 1, 4: 1, 5: 1 with a reagent content of 0.0001, 0.0003, 0.0004, 0.0007, 0.001 wt.% and for the deposition process: 1: 1, 1: 2, 1: 3, 1: 4, 1: 5 with a reagent content 0.0005, 0.001, 0.0015 wt.%.

Пример 1. В промышленный сток с показателем ХПК 849 мг/л, содержанием взвешенных веществ 96 мг/л и СПАВов 10,6 мг/л добавляют 1%-ный раствор смеси, состоящей из фталоилжелатины и ВПК в соотношении 4:1 до концентрации 0,0007 мас. % в очищаемом стоке. Обработанная таким образом сточная вода поступает в модельный аэротенк емкостью 10 л, в котором находится промышленный активный ил. Продолжительность процесса водоочистки 24 ч, концентрация растворенного кислорода не менее 2 мг/л. Example 1. In an industrial runoff with a COD of 849 mg / L, a suspended matter content of 96 mg / L, and a surfactant of 10.6 mg / L, a 1% solution of the mixture consisting of phthaloyelatin and MIC in a ratio of 4: 1 is added to a concentration of 0 , 0007 wt. % in the treated effluent. The wastewater treated in this way enters a 10-liter model aeration tank containing industrial activated sludge. The duration of the water treatment process is 24 hours, the concentration of dissolved oxygen is at least 2 mg / L.

Параллельно проводят испытания без добавления сложного реагента (контрольный опыт). In parallel, tests are carried out without adding a complex reagent (control experiment).

Сток, прошедший очистку, имеет следующие параметры: в контрольном опыте - ХПК - 127 мг/л, содержание СПАВов - 2,65 мг/л, взвешенных веществ - 16,4 мг/л, в модельном опыте - ХПК - 69,6 мг/л, содержание СПАВов - 1,3 мг/л, взвешенных веществ - 5,8 мг/л. Соответственно степень очистки по ХПК достигает 85 и 91,8%, по СПАВам 75 и 87,7%, по взвешенным веществам 82,9 и 93,9%. The treated effluent has the following parameters: in the control experiment - COD - 127 mg / l, the content of surfactants - 2.65 mg / l, suspended solids - 16.4 mg / l, in the model experiment - COD - 69.6 mg / l, the content of surfactants is 1.3 mg / l, suspended solids - 5.8 mg / l. Accordingly, the degree of purification by COD reaches 85 and 91.8%, by surfactants by 75 and 87.7%, by suspended solids 82.9 and 93.9%.

Аналогично проводят испытания при различных соотношениях компонентов смеси и количествах вводимого в сточную воду бинарного реагента. Учитывая непостоянство состава реального промышленного стока, полученные результаты усредняют, и сопоставление экспериментальных усредненных данных проводят по величине эффективности очистки промстока (параметр b). Similarly, tests are carried out at various ratios of the components of the mixture and the quantities of the binary reagent introduced into the waste water. Given the inconsistency in the composition of real industrial runoff, the results are averaged, and experimental averaged data are compared according to the value of the effluent treatment efficiency (parameter b).

Параметр b рассчитывают как отношение разности величин соответствующего показателя очищенного стока в контрольном и модельном опытах к величине показателя в контрольном и модельном опытах к величине показателя в контрольном опыте. The parameter b is calculated as the ratio of the difference in the values of the corresponding indicator of the treated effluent in the control and model experiments to the value of the indicator in the control and model experiments to the value of the indicator in the control experiment.

Результаты эксперимента по очистке промышленных стоков по взвешенным веществам и СПАВам приведены в табл. 1. The results of the experiment on the treatment of industrial effluents for suspended solids and surfactants are given in table. 1.

Результаты сопоставления эффективности очистки промышленных сточных вод по предлагаемому способу и прототипу приведены в табл. 2. The results of comparing the effectiveness of industrial wastewater treatment by the proposed method and prototype are given in table. 2.

Анализ полученных данных (табл. 1) показывает, что более высокая эффективность очистки промышленных сточных вод соответствует концентрации смеси фталоилжелатины и ВПК в стоке 0,0007 мас.% при соотношении компонентов 4:1 соответственно, при котором образуются более прочные и эффективные комплексы. An analysis of the data obtained (Table 1) shows that a higher efficiency of industrial wastewater treatment corresponds to a concentration of a mixture of phthalogelatine and MIC in the effluent of 0.0007 wt.% With a ratio of components 4: 1, respectively, in which more durable and effective complexes are formed.

Как видно из табл. 2, предлагаемый способ по сравнению с прототипом (патент 2026827 РФ, МКИ C 02 F 3/02. Способ биохимической очистки сточных вод от органических веществ) позволяет увеличить эффективность очистки по ряду важнейших ксенобиотиков промстоков: (СПАВы - на 30 - 35%, фенолы - на 18 - 20%, взвешенные и коллоидные вещества - на 6 - 10%. As can be seen from the table. 2, the proposed method in comparison with the prototype (RF patent 2026827, MKI C 02 F 3/02. The method of biochemical wastewater treatment from organic substances) can increase the cleaning efficiency for a number of important industrial waste xenobiotics: (surfactants - 30 - 35%, phenols - by 18 - 20%, suspended and colloidal substances - by 6 - 10%.

Пример 2. В иловую суспензию добавляют 1%-ный раствор смеси, состоящий из фталоилжелатины и ВПК в соотношении 1:3 до концентрации 0,001 мас.%. Обработанный таким образом активный ил поступает во вторичный отстойник емкостью 7 л. Продолжительность отстаивания иловой суспензии составляет 2 ч. Example 2. In the sludge suspension add 1% solution of the mixture, consisting of phthaloylatin and MIC in a ratio of 1: 3 to a concentration of 0.001 wt.%. The activated sludge treated in this way enters the secondary sump with a capacity of 7 liters. The duration of sedimentation of the silt suspension is 2 hours

Параллельно проводили испытания в присутствии ВПК и без добавления бинарного реагента (контрольный опыт). In parallel, tests were carried out in the presence of MIC and without the addition of a binary reagent (control experiment).

По окончании отстаивания определяют величину илового индекса (Методика технологического контроля работы очистных сооружений городской канализации. - М.: Стройиздат, 1977. - 209 с.). At the end of the sedimentation, the value of the sludge index is determined (Methodology of technological control of the operation of treatment facilities of urban sewage. - M .: Stroyizdat, 1977. - 209 p.).

Аналогично проводят испытания при различных составах и количествах бинарного флокулянта, вводимого в иловую суспензию. Similarly, tests are carried out with various compositions and quantities of binary flocculant introduced into the sludge suspension.

Результаты эксперимента приведены в табл. 3. The results of the experiment are given in table. 3.

Согласно вышеприведенных результатом предобработка иловой суспензии поликомплексным реагентом существенно снижает иловой индекс: на 46% по сравнению с 8 и 21%, в случае использования индивидуальных реагентов соответственно ФЖ и ВПК. According to the above results, pretreatment of the sludge suspension with a multicomplex reagent significantly reduces the sludge index: by 46% compared to 8 and 21%, in the case of using individual reagents, VF and VPK, respectively.

Claims

1. A method for the biochemical treatment of wastewater from organic substances, including biological treatment with activated sludge in the presence of a binary mixture of phthalogelatine (VF) and a high molecular weight compound, characterized in that a 4: 1 water-soluble cationic VPK-402 is taken as a high molecular weight binary compound. respectively, and additionally introduce a binary mixture of phthaloyl gelatin and polyelectrolyte of water-soluble cationic VPK-402 after biological treatment in a ratio of 1: 3, respectively.

2. The method according to claim 1, characterized in that the mixture of VF and VPK-402 is introduced into the wastewater before the aeration tank in an amount of 0.0001-0.0007% by weight of the treated effluents.

3. The method according to claim 1, characterized in that the mixture of VF and VPK-402 is introduced into the wastewater at the stage of secondary sedimentation of silt suspension in an amount of 0.0005-0.0015% by weight of treated effluents.