Способ очистки сточных вод от взвешенных веществ и растворенных органических примесей

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

pi> 994425

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву»

Р М g э

С 02 F 1/46

{22) Заявлено 070778 (23) 2639462/29-26 с присоединением замени HP

;Государственный комитет

СССР оо делам изобретеиий. и открытий (23) Приоритет(Щ УДК628. 337 (088. 8) Опубликовано 070283. Бюллетень Ио 5

Дата Опубликования описания 070283 .

».

П.A. Смыслов, Р.В. Катруш, Е.С. Алентьева,Л.И. Козлова, Б.С. Ксенофонтов, В.Н. Кузнецов» : и Ю;И. Соколов

Ф

Всесоюзный научно-исследовательский институт= —-биосинтеза белковых веществ

=:. (72) Авторы изобретения (7! 3 Заявитель (543 спосов очистки сточных Вод от взвененных

ВЕЩЕСТВ И РАСТВОРЕННЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ

ПРИИЕСЕЙ

Изобретение относится к технологическим процессам микробиологической, химической и пищевой отраслей промьааленности, а более конкретно к

-.процессам очистки культуральных и сточных жидкостей в производстве белково-витаминных концентратов (БВК 3.

В процессе ферментации микроор-. ганизмов, в частности, при выращи- .1О ванин на углеводородных средах н культуральной жидкости накаливаются продукты метаболизма, которые представляют собой смесь органических: соединений кислого, нейтрального и основного характера (кислоты алифатические,,одно- и двухосновные, нормального и изостроения, кетокислоты и т.д. ).

Значительная часть органических веществ может быть представлена углеводами н рядом других соединений.

Общее содержание указанных соединений в отработанной культуральной жидкости (после узла декантации, сепарации, промывки биомассы и депа-рафинизации } -может колебаться от 500 до 3000 мг/л..

Пзвестен способ выцеления продуктов метаболизма из культуральной жидкости, включающий осаждение частиц органических компонентов и - взвешей-ных частиц путем обработки жидкой фазы электрическим током. Согласно этому способу в поток очищаемой жидкости опускают пару электродов, на которые подают разность потенциалов, причем анод выполняют нз алюминия или железа. При протекании тока через жидкость происходит анодное растворение металла, в результате чего в растворе образуется новое соединение-гидроокись металла, способная адсорбировать на своей поверхности органические соединения и действующая как:неорганический коагу-. лянт 51).

Однако применение указанного способа не позволяет полностью .выделить продукты метаболизма.

Наиболее близким к предлагаемому является электрофлотационный способ очистки сточных вод, содержащих взвешенные вещества, эмульгированные нефтепродукты, жиры, белки, глицериды, волокна .и другие органические примеси 2 3.

Недостатком этого способа являет- ся незначительная степень очистки, например, от взвешенных веществ

76,7в, от органических веществ (по

994425 химическому потреблению кислородаXIIK ) 84%, от эфирорастворимых 85,2%.

Цель изобретения — повышение степени очистки сточных вод как от взвешенных, так и от растворенных в.воде органических веществ. 5

Указанная цель достигается тем, что сточный воды одновременно с электрохимической обработкой подвергают флотации.предварительно ионизированны- ми газами, с одержащими микроорганизмы JQ предпочтительно 0,2-3 г/мЗ.

Используемые при этом для флотации газы предварительно ионизируют в поле электрического разряда с напряженностью 10-30 кВ/см. Содержащиеся в отработанных газах примеси в виде белковой пыли и микроорганизмов положительно влияют на флотационный процесс очистки культуральных и сточных жидкостей. Концентра- Щ ция белковой пыли и микроорганизмов в отработанных газах достигают вели" чины, достаточной для интенсификации процесса флотации, в ч,стности, после сушки, при этом содержание 25 углеводородов 0,82 г/м, а белковой пыли 0,2-0, 3 г/м .

Технология предлагаемого способа состоит в следующем.

Поток сточной жидкости, полученнойзО после узла сепарации, подвергают электрообработке с поименением растворимых электродов (алюминиевых, стальных и т.д,. при плотности тока

10-100 мЛ/см . Иелкодисперсные npu35< меси, адсорбирующиеся на полученной электрохиглическим,,путем гидроокиси металла, флотируют с применением напорной или пневмомеханической флотации.

Флотацию проводят на мелкодисперги роваыным газе (диаметр пузырьков газа 1-2,5 мм ), выходящем из сушилки или ферментера и предварительно ионизированном в электрическом поле с напряженностью электрического поля 45

10-30 кВ/см.

Отходящий газ, а также содержащаяся в нем белковая пыль и отдельные микроорганизмы, после ионизации в электрическогл поле поступают в ка- 50 меру флотомашины.

Диспергированный газ флотирует мелкодисперсные примеси, находящиеся в воде. При этом наряду с извлечением БВК из сточных вод происходит .у очистка отходящих из сушилки или ферментера газов.

Применение предлагаемого способа позволяет резко (в 5-10 раз ) снизить содержание органических веществ в водных потоках, возникающих после узла декантации, сепарации, а также в промывных водах, полученных при дополнительной обработке биомассы и депарафинизата. Кроме того, предлага-65

ХПК

Эфирораствориьие вещества степень очистки, %, по взвешенным

486

78

76,7 емый способ позволяет с помощью коагуляции и последующей флртации на отработанных и предварителbHo ионизированных газах, выделяющихся из сушилки и имеющих повышенное содержание углекислого газа и белковой пыли, удалить из обрабатываемой водной системы 95-98% взвешенных частиц, в частности, клетки микроорганизмов.

Подача предварительно ионизированных газов, содержащих белок, в зону электрохимической обработки приводит к интенсификации: процесса флотации за сЧет подачи дополнительного количества газа увеличивает вероятность слипания частиц дисперсной фазы суспензии с пузырьками ионизированного газа; ионизации газа, приводит к увеличению количества "активного" кислорода, тем самым интенсифицируется процесс окисления органических соединений; белок, присутствующий в газах, при ионизации приобретает заряд и при попадании в жидкость действует как эффективный флотореагент; ионизация газа приводит к интенсификации процесса стерилизации осветляемой жидкости.

Экспериментальные данные, приведенные в примерах 1-4, показывают, что эффективность электрофлотации возрастает при подаче в зону электрохимической обработки предварительно иоиизированных газов, содержащих белок и белковую пыль в виде остаточных микроорганизмов. Повышенцю эффективности способствует как ионизация газов, так и содержание .в них белка в виде сегментов клеток или одноклеточных микроорганизмов.

Пример 1 (Контроль). Отработаныую культуральную жидкость, полученную после 1-й ступени сепарации в производстве ВВК из парафинов нефти, с санитарно-химическими показателями, мг/л:

Взвешенные вещества 920

Ф

Химическое потребле-. ние кислорода (ХПК ) 3048

Эфирорастворимые вещества 531 подвергают электрофлотации с плотностью тока 42 мА/см,временем электрофлотации 6 мин, при 35вС.

Санитарно-химические показатели отработанной культуральной жидкости после электрофлотации следующие:

Взвешенные вещества 215

994425

94,5

84,0 хпк

ХПК

96,2

85,2 эфирорастворимым

Плотность тока, а

Время электрофлотации, мин

206

481

46 ХПК

Эфирорастворимые

84,2

ХПК

99,3

98,5 взвешенным

4О эфирорастворимым 97,2

Формула изобретения

1. Способ очистки сточных вод от взвешенных веществ и растворенных органических примесей, включающий

45 электрохимическую обработку, о т— ,л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения степени очистки, одновременно с электрохимической обработкой сточные воды подвергают фло59 тации предварительно ионизированными газамн, содержащими микроорганизмы.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что количество микроорганизмов в газах составляет 0,255 3 г/м

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Водные ресурсы", 1973, Р 6, с. 99-106.

2. Патент США Р 396203, кл. 204-149 (С 25 F 1/00, С 25 С 1/04), опублик. 13.07.76.

158.

ХПК тираж 939 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4

Пример 2. Отработанную культуральную жидкость с показателями как и в примере 1 подвергают очистке электрофлотацией с одновременной подачей дополнительного количестве воздуха в зону электрохимической обработки;

Режим электрофлотации следующий:

Время электрофлотации, мии 6

Температура жидкости, С 35

Количество -подаваемого воздуха в зону электрохимической обработки

0,4 мз воздуха на 1 м З жидкости.

Санитарно-химические показатели отработанной культуральной жидкости после электрофлотацни с одновременной подачей дополнительного количества воздуха в зону электрохимической обработки следующие

Взвешенные вещества степень очистки, Ъ, по: взвешенным 77,6 эфирорастворнмым 91,5 Пример 3. Отработанную культуральную жидкость с показателя-. ми как и в премере 1 и 2 подвергают очистке электрофлотацией с одновременной подачей дополнительного количества предварительно ионизироваииого воздуха в поле с напряженностью

28,5 кВ/см.

Режим электрофлотации:

Плотность тока, MA/ñì 42

Время электрофлотпции мин 6 температура жидкости, с 35 о

Количество подаваемого ионизированного воздуха в зону электрохимической обработки 0,4 м3 ионизированного воздуха в зону злектрохимической обработки:, Взвешенные вещества 19

Эфирорастворимые 21 степень очистки, Ъ, по: взвешенным 98

ВНИИПИ Заказ 537/1 э ирорастворимям

Пример 4. Отработанную культуральная жидкость с показателями как н в примерах 1-3 подвергают очистке электрофлотацией с одновременной подачей дополнительного количества предварительно ионизироваииых газов, выходящих из сушилки и содержащих

0,6 г/мз остаточных микроорганизмов в зону злектрохимической обработки.

Напряженность ионизирующего источника 28,5 кВ/см.

Режим электрофлотации:

Плотность тока, мА/см 42

Температура жидкости, 20 оС

Количество подаваемых газов в зону злектрохимической обработки

0,4 м з газов на 1 м жидкости.

Санитарно-химические показатели отработанной культуральной жидкости после злектрофлотации с одновременной подачей дополнительного количества предварительно ионизированных газов, выходящих из сушилки следую30 щне:

Взвешенные вещества 7

ХПК 37

Эфирорастворимые 14 степень очистки, t„ rro.: