Способ очистки сточных вод микробиологического производства

 

Изобретение относится к очистке сточных вод микробиологических производств от органических примесей сорбцией активированным углем и к регенерации использующихся сорбентов с помощью экстрагентов. Для осуществления способа в качестве экстрагента используют жидкий докритический диоксид углерода при 0 - 30^oC и давлении 35,5 -75,5 атм., а удаление экстрагента осуществляют путем снижения давления до перехода жидкого диоксида углерода в газообразное состояние.

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от органических веществ, например, биосинтеза рибофлавина, и может быть использовано в микробиологической, пищевой, парфюмерной и химической промышленности для очистки сточных вод и получения полезных органических веществ для их повторного использования.

Известен способ очистки сточных вод микробиологического производства от органических веществ путем обработки сточной воды активированным углем и регенерации активированного угля водяным паром [1] Известен также способ очистки сточных вод микробиологического производства от органических веществ, включающий охлаждение сточной воды до 18 -22^oC, адсорбцию органических веществ путем обработки сточной воды активированным углем, десорбцию органических веществ путем обработки активированного угля с адсорбированными органическими веществами углеводородным экстрагентом (нефрас, гексан), удаление экстрагента и регенерацию активированного угля водяным паром. При этом удаление экстрагента осуществляется путем концентрирования, сушки, фильтрации и упаривания под вакуумом [2] Однако при осуществлении известного способа для десорбции органических веществ в качестве экстрагента используются огнеопасные и токсичные вещества, а для повторного использования активированного угля необходимо проведение его регенерации.

Сущность изобретения заключается в том, что для осуществления десорбции химически инертными веществами и исключения стадии регенерации активированного угля в способе очистки сточных вод микробиологического производства от органических веществ, включающем охлаждение сточной воды до 18 -22^oC, адсорбцию органических веществ путем обработки сточной воды активированным углем, десорбцию органических веществ путем обработки активированного угля с адсорбированными органическими веществами экстрагентом и удаление экстрагента, отличием является то, что для десорбции в качестве экстрагента используют жидкий докритический диоксид углерода, а удаление экстрагента осуществляют путем снижения давления до перехода жидкого диоксида в газообразное состояние.

Жидкий диоксид углерода (CO₂) является неорганическим неполярным растворителем, селективной растворяющей способностью которого можно варьировать в широких пределах путем изменения давления и температуры. Благодаря этому жидкий докритический диоксид углерода можно использовать для очистки промышленных сточных вод для десорбции многих (различных) органических веществ, что позволяет исключить стадию регенерации активированного угля.

Жидкий диоксид углерода химически инертен, физиологически безопасен, пожаро- и взрывобезопасен, проявляет бактерицидные свойства.

Благодаря высокой летучести CO₂ упрощается стадия удаления экстрагента и получаемые органические вещества полностью свободны от него.

Изобретение осуществляют следующим образом.

Сточную воду микробиологического производства рибофлавина охлаждают до 18 22^oC оптимальной температуры, при которой процесс адсорбции органических веществ на активированном угле возрастает, и обрабатывают активированным углем для адсорбции на нем органических веществ путем пропускания охлажденной сточной воды через адсорбер с активированным углем до его полного насыщения. Затем адсорбированные на активированном угле вещества десорбируют. Для этого активированный угол с адсорбированными органическими веществами помещают в колонку, через которую пропускают в качестве экстрагента жидкий докритический диоксид углерода при 0 30^oC и давлении от 35,5 до 75,5 атм, который с десорбированными органическими веществами поступает в приемную емкость. Затем экстрагент удаляют путем снижения давления до перехода жидкого CO₂ в газообразное состояние. В приемной емкости остаются только десорбированные с активированного угля органические вещества.

После десорбции, осуществленной с помощью жидкого докритического диоксида углерода, у активированного угля практически полностью восстанавливается сорбционная емкость, что позволяет исключить проведение стадии регенерации, которая необходима при осуществлении известным способом очистки сточных вод микробиологических производств. В исходном активированном угле сорбционная емкость составляла 7,25 мг/дм³, после десорбции жидким докритическим диоксидом углерода -74,20 мг/дм³ (среднее значение). Сорбционная емкость активированного угля определялась по метиленовому голубому по ГОСТ 4453-74.

Применение изобретения поясняется конкретными примерами.

Пример 1. Сточную воду микробиологического производства рибофлавина охлаждают до 18^oC и пропускают через адсорбер с активированным углем марки БАУ до его полного насыщения органическими веществами. Активированный угол с адсорбированными на нем органическими веществами помещают в колонку и через нее в качестве экстрагента пропускают жидкий докритический диоксид углерода при 18^oC и 56 атм, который затем с десорбированными органическими веществами собирают в приемную емкость.

Затем экстрагент удаляют путем снижения давления до атмосферного.

Получили смесь компонентов следующего состава: линалоол 1,4% гидроксицитронеллол 2,8% цитронеллол 11,3% нераль 6,0% нерол 3,4% гераниол 23,3% β фенилэтиловый спирт 405%
неидентифицированные компоненты 11,3%
Сорбционная емкость активированного угля после десорбции составила - 74,20 мг/дм³.

Пример 2. Сточную воду микробиологического производства рибофлавина охлаждают до 20^oC и пропускают через адсорбер с активированным углем марки БАУ до полного его насыщения органическими веществами. Активированный уголь с адсорбированными органическими веществами помещают в колонку и через нее в качестве экстрагента пропускают жидкий докритический диоксид углерода при 24^oC и 64 атм, который с десорбированными органическими веществами собирают в приемную емкость.

Затем экстрагент удаляют путем снижения давления до атмосферного.

Получили смесь компонентов следующего состава:
линалоол 3,6%
гидроксицитронеллол 6,6%
цитронеллол 14,0%
нераль 7,2%
нерол 3,0%
гераниол 17,0%
b фенилэтиловый спирт 43,6%
неидентифицированные компоненты 5,0%
Сорбционная емкость активированного угля после десорбции составила - 74,22 мг/дм₃ по метиленовому голубому.

Пример 3. Сточную воду микробиологического производства рибофлавина охлаждают до 22^oC и пропускают через адсорбер с активированным углем марки БАУ до полного его насыщения органическими веществами. Насыщенный органическими веществами активированный уголь помещают в колонку и через нее в качестве экстрагента пропускают жидкий докритический диоксид углерода при 30^oC и 73 атм, который с десорбированными органическими веществами собирают в приемную емкость.

Затем экстрагент удаляют путем снижения давления до атмосферного.

Получили смесь компонентов следующего состава:
линалоол 2,7%
гидроксицитронеллол 4,8%
цитронеллол 24,4%
нераль 6,0%
нерол 0,9%
гераниол 20,0%
b- фенилэтиловый спирт 37,7%
неидентифицированные компоненты 3,5%
Сорбционная емкость активированного угля после десорбции составила - 74,18 мг/дм³.

Десорбция органических веществ сточных вод микробиологических производств с активированного угля жидким докритическим диоксидом углерода осуществляется также при уменьшении температуры ведения процесса до 0^oC и давления до 35,5 атм, что однако экономически выгодно, так как требует дополнительных затрат на усложнение конструкции устройства для десорбции, связанной с необходимостью охлаждения жидкого докритического диоксида углерода до температур ниже 18^oC и ведет к увеличению энергозатрат.

Предлагаемый способ обеспечивает высокую степень очистки сточных вод микробиологических производств, регенерации используемого для очистки сточных вод активированного угля и экологическую чистоту. Кроме этого, способ является экономически эффективным за счет дополнительного получения ценных органических (душистых) веществ и исключения стадии регенерации активированного угля.

Формула изобретения

Способ очистки сточных вод микробиологического производства от органических веществ, включающий охлаждение сточной воды до 18 22^oС, адсорбцию органических веществ путем обработки сточной воды активированным углем, десорбцию органических веществ путем обработки активированного угля с адсорбированными органическими веществами экстрагентом и удаление экстрагента, отличающийся тем, что в качестве экстрагента используют жидкий докритический диоксид углерода при 0 30^oС и давлении 35,5 75,5 атм, а удаление экстрагента осуществляют путем снижения давления до перехода жидкого диоксида углерода в газообразное состояние.