Способ биологической очистки сточных вод от органических соединений

 

Изобретение относится к способам микробиологической очистки сточных вод от органических соединений и может быть использовано в химической и нефтеперерабатывающей промышленности . Целью изобретения является повышение степени очистки сточных вод от органических соединений. Способ очистки осуществляют микроорганизмами-деструкторами , закрепленными на носителе-кордовых нитях, обработанных водным раствором силикатов щелочных металлов предпочтительно в концентрации 0,5-1,0% при массовом соотношении носитель , микроорганизмы к объему реактора (0,5-1);: : (1-2) соответственно. Эффект очистки по ХПК 93-97%. 1 з.п. ф-лы, 5 табл. $

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

119) 01) Al (51)4С 02F 3 34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4090042/31-26 (22) 14.07.86 (46) 07.10.88. Бюл. Р 37 (71) Институт коллоидной химии и химии воды им. А.В. Думанского (72) П.И.Гвоздяк, В.У.Никоненко,, Н.Б.Загорная, Т.П.Чеховская, Б.С.Глубычев, Б.В.Якобсон, А.Ф.Чернякина,", и Б.Г.Прокудинов (53) 628.356(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

К 927761, кл. С 02 F 3/34, 1982, Авторское свидетельство СССР и 1043117, кл. С 02 F 3/34, 1983.

Авторское свидетельство СССР

)) 1189816, кл. С 02 Р 3/34, 1984. (54) СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ

СТОЧНЫХ ВОД ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ (57) Изобретение относится к способам микробиологической очистки сточных вод от органических соединений и может быть использовано в химической и нефтеперерабатывающей промьппленности. Целью изобретения является повьппение степени очистки сточных вод от органических соединений. Способ очистки осуществляют микроорганизмами-деструкторами, закрепленными на носителе-кордовых нитях, обработанных водным раствором снликатов щелочных металлов предпочтительно в концентрации 0,5-1,0Х при массовом соотношении носитель: микроорганизмы к объему реактора (0,5-1),: (1-2) соответственно. Эффект очистки по ХПК 93-97Х. 1 з,п, ф-лы, 5 табл.

l 428713

Изобретение относится к способам микробиологической очистки. сточных вод от органических соединений и мо/ жет быть использовано для очистки

:.."точных вод химической и нефтеперерабатывающей промьппленностей.

Цель изобретения — повышение степени очистки от органических соеди" нений., 10

Способ осуществляют следующим образом.

Сточные воды подвергают очистке

:эт органических соединений микроорганизмами-деструкторами Pseudornonas зpecies 134, закрепленными на носителе в биореакторе, в котором в качестве носится используют кордовые нити, поверхность которых обрабатывают водным раствором силикатов ще- щО лочных металлов в концентрации 0,517. и массовое соотношение носитель: микроорганизмы к объему биореактора составляет (0,5-1,0 :(1,0-2,0), Выбирают носитель с максимальной прочностью. С этой целью через колонки (биореактор) на протяжении 16 мес пропускают сточные воды, содержащие, 26 г/л фенола. Туда же подают воздух со скоростью 20 л/л сточной воды в 1 ч. Б течение этого времени изучают состояние носителя в каждой колонке. Кордовые нити не нарушены.

Кордовые нити обрабатывают 1%-ным водным раствором.силикатов (жидким стеклом). Иммобилизацию выполняют перемешиванием на качалке в течение

30 мин 100 мл суспензии микроорганизмов-деструкторов фенола Pseudomonaa species 134 с.носителями (весом 40

100 мг). Измеряют D -Hc>oAH онтическую плотность суспенэий и П -равГ новесную оптическую плотность, О ко личестве закрепленных микроорганизМоВ судят по изменению разности 45 (D -D ) . Обработка силикатами увелир Е чивает количество иммобилизованных клеток на кордовых нитях на 20-25%.

Количество же микроорганизмов, иммобилизованных на других носителях, от обработки их силикатами изменяет- ся несущественно — на 1-8%, Для определения способности обработанных кордовых нитей удерживать микроорганизмы изучают десорбцию последних.

Десорбцию выполняют перемешиванием в течение 40 мин 20 мл 0,1 И раствора 11аС1 со 100 мг носителя с иммобилиэованными на нем ранее клетками.

По истечении 40 мин определяют on"" тическую плотность смывной жидкости. Удерживание микроорганизмов на обработанных силикатами кордовых нитях несколько вьппе, чем на необработанных.

В табл. 1 приведены результаты определения оптической плотности культуральной жидкости после введеI ния микроорганизмов K обработанным нитям

Оптимальная доза силикатов для обработки кордовых нитей определена как 0,5-1,0 . Дозы вьппе 27. токсичны для микроорганизмов, о чем свидетельствуют результаты высевов суспенэии микроорганизмов и культуральной жидкости с различным содержанием силикатов.

В качалочные колбы вносят от 1 до

2 г/л загрузки, обработанной в течение 30 мин 17.-ным раствором силикатов. В каждую из колб добавляют по

100 мл одинаковой мутности суспензии микроорганизмов-деструкторов фенола. Через 2 ч туда же .вносят по

100 мг фенола. В динамике измеряют изменение оптической плотности еуспензии микроорганизмов и количество разрушенного фенола. Наилучшая утилизация фенола обеспечивается в колбах, содержащих 0,5-1,0 кордовых нитей. Увеличение веса загрузки не способствует значительному увеличению степени очистки от фенола. Умень шение же веса загрузки резко снижает глубину очистки. Данные представлены в табл. 2.

Количество микроорганизмов-деструкторов вносят из расчета 1 О г/л (по сырому весу). Уменьшение этого количества нежелательно, в этом случае процент иммобилизованных микроорганизмов резко падает. При увеличении же количества микроорганизмов от 10 до 20 г/л процент закрепленнйх клеток повьппается только в первые часы взаимодействия микроорганизмов с носителем, однако существенного влияния на процесс очистки не оказывает. Установлено, что добавление биомассы свьппе 20 г/л приводит к вымыванию избытка ее иэ биореактора.

Поэтому за оптимальную величину загрузки микроорганизмов принята доза

10-20 г/л или 1-27 от объема биореактора.

142871 3

Пример 1. Очищают сточные воды, которые содержат 2 г/л гексаме». тилендиамина (ГМД) . Дес трук тор ГМД

Васillus subtil is 21/3 выращивают на агаризованном рыбном гидролизате, В 10 качалочных колб емкостью 200 мл вносят по 100 мл водопроводной воды и по 1 r кордовой нити. В 5 опытных колбах нити обрабатьвают, для чего 10 вносят 0,5 мл силиката натрия. В контрольных колбах нити не обрабатывают. Колбы ставят на 30 мин на качалку при 150 об/мин, при 28 С. За" тем жидкость заменяют на свежую 15 (100 мл), и, покачав колбы, сливают.

Все колбы заполняют жидкой синтетической средой следующего состава, г/л; (МН4) 804 1,,Î; К НРО4 ЗН О 0 7;

КН РО4 0 3; MgS04 0 1, куда вносят микроорганизмы. После второго встряхивания на качалке в каждую из колб добавляют по 200 мг ГМД. Убыль ГМД в среде определяют по общепринятой методике. Серез сутки отмечают сни- 25 жение в опытных колбах количества

ГМД на 59 ., в контрольных íà 43Х.

Пример 2. Отличается от примера 1 тем, что обработанные

0,5 -ным водным раствором силикатов 30 кордовые нити помещают в условия непрерьвного культивирования — ко.лонки емкостью 1 л, которые заполняют синтетической средой с микроорганизмами (состав аналогичен при" меру 1), Первые 2 ч жидкость рециркулируют при подаче кислорода со скоростью 2 л/л сточной воды в 1 ч ° Затем пропускают сточные воды (при 0 =

= 0,033 ч ), содержащие 1 г/л ГМД, 4р и регистрируют убыль ГМД. Обработка силикатами носителя увеличивает степень очистки в два и более раз. Через 24 ч работы установки отмечают снижение в опытной колонке количест- 4 ва ГМД Hà 87Х а в контрольной — на

72Х.

Пример 3. Для очистки берут сточные воды, содержащие З,б метанола.

Деструктор метанола Micrococcus

varians выращивают. на агариэованном рыбном гидролизате, а затем в ферментере. Получают 10 г биомассы (по сырому весу). Кордовые нити диаметром 2 мм крепят на рамы на расстоянии 1 см друг от друга. Ширина рамы

1,4 м,> высота 2 м. Рамы изготовляют иэ деревянных брусков {50 50 мм) или металлических труб (диаметром 50 мм)

На всех четырех углах рам выступают штыри длиной 5 см, которые препятст вуют слипанию рам между собой. Рамы с закрепленными нитками устанавливают в две последовательно соединенные емкости — биореакторы.

Биореакторы заполняют водопроводной водой с 0,5 .-ным содержанием силиката натрия, Для промьвания носителя от избытка силиката через 0,5 ч воду сливают и заливают свежую, которую тут же выливают. Биореакторы заполняют свежей водопроводной водой, куда вводят растворы солей, г/л: (ЯН4) 804 1,0; К НРО4 ЗН О Оу7 ;

КН РО+ 0,3; MgS04 7Н О 0,1. В каждый биореактор вносят по 5 кг биомассы деструктора (по сырому весу). Воду рециркулируют 24 ч. Воздух подают со скоростью 5 м /м ° ч. Затем подают э з сточные воды со скоростью D 0,033 ч .

Через 7 сут установка выходит на режим. Степень очистки от метанола составляет 99,8Х.

Сравнительные с прототипом данные представлены в. табл. 3-5.

Формула изобретения

1. Способ биологической очистки сточных вод от органических соединений микроорганизмами-деструкторами, закрепленными на носителе в биореакторе, отличающийся тем, что, с целью повьппения степени очистки, в качестве носителя используют кордовые нити, обработанные водным раствором силикатов щелочных металлов, при массовом соотношении носи-, тель:микроорганизмы к объему реактора {0,5-1) : (1-2) соответственно.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что используют К0рдовые нити, обработанные водным раствором силикатов щелочных металлов в концентрации 0,5-1,0 ..

1428713

Концент" рация. силиката, Ж

Время обработки, мин время (+) 095

0,05

0,1

0,2

0,5

30

1,0

2,0

3,0

60

0,1

0,5

1,0

2,0

3,0

0,05

120

120

0,2

120

120

0,5

1,0

120

2ФО

120

3,0

120

Контроль беэ обработки

0,20 0,28

Оптическая плотность

20 0,20 0,199 О

30 О 19 5

30 0 18 10

0117 15

0,16 25

0,15 25

0 15 25

0,15 25

0,20 0,19 5

0,17 15

0,16 25

0,15 25

60 0,15 25

60 0,16 20

020 019 5

0,18 10

0,17 15

0,16 25

0,15 25

0,15 25

0,16 20

Таб лица,1

Оптимальные значения доэа

+ Токсична

142871 3

Таблица 2

Количество носи" теля, Ж

Оптическая плотность î 11 е

Х остаточисходное ное

150

2000,0

Ов 185 Оэ 18 2» 7, 0,17 8,1,0il

108, 5,0,25

25,4

0,14 24,32

0,13 . 29

0,5

25,9

1,0

25,7

0,15 18,5

0 15 18,5

2,0

23,4

3,0

Таблица 3 держание форльдегида, мг/л

Носитель ект очитки, о очи- после тки очист ки

Стеклоткань (известная) 2000. 380

Кордовые нити

2000 100

Способ

Эффект очистки, Показатель

Х ХПК, Ж через

24 ч через

48 ч через

48 ч.

93

Предлагаемый

1000

98

Содержание

ГИД до очисткии, мг/л

Известный 1 000

Количество фенола, мг/л

Таблица 4

1428713

10.Таблица 5

Способ

Эффек т очис тки, Х

Харак"

Носитель теристика сосчерез 48 ч ерез 72 ч тояния носителя чепо за- по ХП грязни телю о заг- rio язни- XIIK рез б мес елю

93,7

80

2000

Стекло- Известный ткань

Предлагаемый

Кордовые нити

99,7 98 Не нарушен

2000 95

0,5

Составитель Г. Лебедева

Редактор С. Патрушева Техред А. Кравчук Корректор С. Шекмар

Тираж 854

Заказ 5093/26

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Длительность сорбции мик роорганиз мов, ч

Содержание формаль дегида до очистки, мг/л

87,8 Есть обрывки волокон края нарушены