Способ биоцидной обработки воды оборотных систем

 

Использование в оборотных системах технического водоснабжения промышленных предприятий. Сущность изобретения: воду оборотных систем обрабатывают реагентом полигексаметиленгузнидином в количестве 0,2-0,9 MS /л 5 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 02 F 1/50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Я )q ,»,.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

» »

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4774246/26 (22) 26. 32.89 (46) 07,11.92. Бюл, № 41 (71) Московский научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт "МосвоцканалНИИпроект" (72) О.Ю. Кузнецов, П.А. Гембицкий, Е.Г. Кетлерова и Н.И. Данилина (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 857009,,л, С 02 F 1/50, 1979.

Изобретение относится к области очистки сточных вод, в частности к биоцидной обработке воды, и может быть использовано в оборотных системах технического водоснабжения промышленных предприятий, Известен способ обработки воды с применением хлора и хлорсодержащих реагентов — хлорамина, хлорфенола и других, которые предназначены для борьбы с биообрастаниями гидротехнических сооружений, вызванных жизнедеятельностью различных микроорганизмов ("Предупреждение коррозии, солеотложений и биологических обрастаний в охлаждающих системах оборотного водоснабжения", заключительный отчет, г. Воронеж, 1981, с. 38, 43, 59), Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ бактерицидной обработки водооборотных систем гидразин-гидратом в количестве 1 — 5 мг/л. В первые сутки гидразин-гидрат вводят в тщательно очищенную от обрастаний оборотную систему в количестве 5 мг/л.

SM 1773876 А1 (54) СПОСОБ БИОЦИДНОЙ ОБРАБОТКИ

ВОДЫ ОБОРОТНЫХ СИСТЕМ (57) Использование: в оборотных системах техн ического водоснабх<ения промышленных предприятий. Сущность изобретения: воду оборотных систем обрабатывают реагентом полигексаметиленгуанидином в количестве 0,2 — 0,9 мг/л. 5 табл.

Однако укаэанный рег-.åí-, обладает высокой токсичностыа и -:естойкостью в водной среде.

Цел ью изобретен и,:. я вля ется замедлениеие процесс" биообрастаний, Поставленная цель достигается тем, что в способе биоцидной обработки воды оборотных систем, включающем введение реагента, в качестве реагента используют полигексаметиленгуанидин (ПГМГ) в дозах

0,2 — 0,9 мг/л.

Гуанидиновая группа в молекуле ПГМГ создает высокий положител ьн ый заряд и обгадает биоцидными свойствами.

ПГМГ имеет мол. массу 10 тыс., а элементарное звено его Б 2)61 Н 1 Н

NH- НС1 имеет мол. массу 177 у.Е, п=60, Постоянное введение этого вещесва в дозах 0,2 — 0,9 мг/л при обработке воды позволяет ингибировать процесс биообрастаний в оборотных системах. В случае интенсификации роста микрофлоры полное ее уничтох<ение достигается путем доба вления реагента в дозах 1 * 10 — 2 10 мгlп.

1773876

Дозы 0,2-0,9 мг/л являются otòèìàëüными дозами для ингибирования процесса биообрастаний, Доза менее 0,2 мг/л не дает положительного эффекта, о чем свидетельствует тот факт, что через 26 дней наблюдается цветение оборотной воды.

При превышении дозы ПГМГ выше 0,9 мг/л происходит его частичная сорбция на поверхности взвешенных частиц, имеющихся в оборотной воде, в связи с чем бактерицидный эффект падает, При появлении биообрастаний вновь вводят П ГМ Г.

Оптимальными дозами для уничтожения возникших биообрастаний являются дозы 1 10 — 2 10 мг!л, Введение ПГМГ дозой менее 1 10 мг/л значительно увели4 чивает время контакта, необходимого для уничтожения водорослей.

Сущность предлагаемого способа обработки заключается в следующем: оборотную систему, свободную от биообрастаний и механических примесей, заполняют водой, и в качестве ингибирующего агента для замедления процесса биообрастания постоянно вводят ПГМГ в дозах 0,2 — 0,9 мг/л.

При наличии биообрастаний в оборотную систему вводят ПГМГ в дозах 1 10—

2 10 мг/л в течение 7 сут, по истечении которых жизнедеятельность микроорганизмов прекращается.

Для поддержания процесса на прежнем уровне цикл периодически повторяется.

Конкретные примеры осуществления способа.

Пример 1, В колбы емкостью 250 мл с очищенной сточной водой помещали культуру зеленых водорослей — хлореллу, Затем в опытные колбы добавляли раствор ПГМГ из расчета получения в конечном счете 1 g,ной концентрации (доза реагента 1 10 мг/л). В контрольные колбы добавка ПГМГ не производилась, Опытные и контрольные колбы, закрытые ватными пробками, выдерживали в люминостате от 5 до 25 сут при одинаковом освещении днем и без освещения ночью, Ежедневно за состоянием водорослей проводили визуальные наблюдения и микроскопирование.

Визуально по изменению естественного цвета культуры водорослей отмечалось начало ингибирующего действия ПГМГ.

Под микроскопом определяли исходное количество зеленых водорослей, состояние оболочек и хроматофоров клеток, Исходная концентрация хлореллы составила 2,7 млн. кл./мл.

На второй день в опытных колбах наблюдалось осветление культуры, по сравнению с контролем, слипание клеток водорослей в хлопья. Счет под микроскопом показал рост хлореллы в контрольных колбах и снижение ее концентрации в опытных.

На седьмые сутки отмечали побурение и обесцвечивание культуры, наступившее из-за разрушения растительных пигментов, что означало гибель водорослей — в опытных колбах и зеленый цвет культуры в контроле, Под микроскопом наблюдали слипание хлореллы в хлопья, нарушение оболочек клеток — лизис и разложение, Пример ы 2, 3, 4 и 5. Методика аналогична методике, описанной в примере

1. Конкретные данные, подтверждающие эффективность и целесообразность применения способа сведены в табл, 1.

Из табл. 1 видно, что при дозе ПГМГ

0,5 10 мг/л гибель водорослей происхо4 дит значительно позднее, Для уничтожения хлореллы требуется более длительный проме>куток времени. При дозе 2,5 10 мг/л наблюдается такой же эффект, как при 2 10 мг!л, однако использование этой дозы не рационально, Пример 6. Очищенную сточную воду помещали в колбы емкостью 250 мл, куда добавлялся ПГМГ дозой 0,2 мг/л, Опытные и контрольные (без добавления реагента) колбы, закрытые ватными пробками, выдерживалась в люминостате от 5 до 45 сут, Ежедневно за состоянием проб проводили визуальные наблюдения с целью установления момента цветения. Цветение контрольных проб наступило на 14 сут, опытных на

36 сут.

Пример ы 7, 8, 9 и 10, Методика аналогична методике, описанной в примере

6. Конкретные данные, подтверждающие эффективность и целесообразность применения способа, свечены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что доза 0 1 мг/л не предотвращает цветения, Доза 1,0 мг/л предотвращает, однако, как было сказано выше, происходит частичная сорбция ПГМГ на поверхности взвешенных частиц, в связи с чем падает бактерицидный эффект, вследствие чего применение этой дозы не рационально (см. пример 11).

Пример 11. Определение бактерицидной активности ПГМГ.

Для определения бактерицидной активности была использована реальная очищенная производственная сточная вода, Общее микробное число очищенной воды сос1авило9 10 кол/л, В стерильные колбы нали70 вают очищенную производственную

1773сэ 76

Таблмца! йействие ПГПГ с нол.массой 10 тнс.иа зеленую водоросль (хлюреллу) с мсходной концентрацией С 2,7 нпм.кл/нл в очввсенной сточной воде !

Исходная концентрации хлореллн илмькл . нл

Тип пиЛата начала опнта

Изменения ° состоянии культурн водорослей ° опмте тательнод I5.03.89

17.03.89 21.03.89 среди

° иав альмо под васк

РОСКОПОН

wlgg88, ttn

° на 11а ль Но.

° иауальио мд имк рос косюи млмвкла нп

non tttt tt

РоскОЛОн млнвкл мл

° нзуапьмо ппп крос колом

WIttitILl ил

2,7

0 5.10 11.03.89

217

Очицемиая

Светло» зелюнвав цвет

Xnonl tI светазеленого цвета

2,3

2,2 ймзис

Светлоs cnotnN июпья

6есцаетимй сточная

1 10 сс

3,4

«и

То ве

Светвю» велений

2 5

1002 клеток сковгу лмровано

Хлопья осели ма дно Обер цвеченн

Оесцветнват JIAttc

То ве

То ие

1,5 10

11

2.10 ь

5,6

7,8

9,10 в

11,12

КонтРоль

«11» м

2,3

23

2,3

3,О и

То ве

«11

То ке

«и»

То не

° и и

2,5 ° 10 ь,l1»

«It

11»

»»l l

Я рко-веленийй

Ярко-зелеинй цвет

Ярко ае» лений кват

3.5

317

3,7

Эалеиььс цвет

Ивет сточную воду и добавляют реагент с различными дозами, Через определенные промежутки времени выполняют стандартный посев под мясо-пептонный агар (МПА).

Обработанные таким образом пробы помещают в термостат на 20-24 ч при температуре 37 С.

По окончании времени инкубации производят подсчет выросших колоний.

Полученные данные приведены в табл.

3.

Из табл. 3 видно, что при увеличении дозы вводимого препарата происходит заметное снижение бактерицидной активности, что выражается в значительном увеличении времени, необходимом для обеззараживания воды. Падение обеззараживающего эффекта вызвано тем, что значительная часть препарата при дозе 1 мг/л и выше выпадает в осадок вместе со сфлокулированными взвешенными частицами.

Таким образом, дозы ПГМГ 1 10—

2 . 10 мг/л и 0,2 — 0,9 мг/л являются оптимальными и необходимыми для достижения поставленной цели.

В табл. 4 и 5 представлены конкретные данные, подтверждающие эффективность и целесообразность применения предлагаемого способа обработки воды в сравнении с прототипом.

Из табл. 4 видно, что при дозе ПГМГ

1 10 мг/л по сравнению с прототипом, время полного уничTожet1ltR хлореллw уменьшается с 27 до 7 дней.

Из табл. 5 видно, что по сравнению с прототипом, введение в воду полигексаме5 тиленгуанидина позволяет достичь полного обеззараживания воды за значительно более короткое время (15 — 35 мин вместо 40130 мин у прототипа).

Следовательно, по сравнению с прото10 типом, предлагаемый способ биоцидной обработки воды оборотных систем позволяет увеличить время работы до появления первичных биологических обрастаний в 3-4 раза и сократить время уничтожения

15 возникших обрастаний в 4 раза.

Таким образом, предлагаемый способ, по сравнению с известными, дает воэможность предотвратить биообрастания в оборотных системах технического водо20 снабжения.

Кроме того, применение ПГМГ не вызывает коррозии оборудования, реагент не токсичен, удобен в эксплуатации.

25 Формула изобретения

Способ биоцидной обработки воды оборотных систем, включающий введение реагента, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью

30 замедления процесса биообрастания, в качестве реагента используют полигексаметиленгуанидин в количестве 0,2 — 0,9 мг/л, 1773876

Таблица 2

Таблица 3 а блица

Таблица 5