Способ сгущения биосуспензий Советский патент 1983 года по МПК C02F11/14 C02F101/32 C02F103/34 

(5) СПОСОБ СГУЩЕНИЯ БИОСУСПЕНЗИЙ

Изобретение относится к технологическим процессам микробиологической, химической, пищевой и других отраслей промышленности, а более конкретно к процессам сгущения и обезвоживания суспензий и очистки сточных (вод) жидкостей, содержащих тонкодисперсные примеси. Известные способы флотационного сгущения бйЪсуспензйй с применением реагентов включают механическую, пнев момеханическую, вакуумную и другие способы флотации с предварительной подачей в биосуспензию реагентов. Известен способ сгущения биосуспен зий флотацией с применением реагентов l. В известном способе выделение и сгущение бактерий и водорослей с пеной проводят при низкой скорости пода чи барботируемого газа. В культуральную жидкость вводят пенообразователь и поверхностный собиратель, адсорби-. руемый поверхностью микроорганизмов Скорость и величина выноса клеток пенную фазу зависят от их размеров, скорости барботажа, соотношениях концентрации микроорганизмов, вида и концентрации добавляемых реагентов. При оптимальных величинах всех этик фак торов число выделенных клеток составляет через 1 мин. 90%, а через 9 мин.99%, от общего числа клеток.. Недостатком способа является большое время флотационного сгущения и выделения микроорганизмов. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ сгущения биосуспензии путем аэрации и флотации в псевдоожиженном слое частиц дисперсного материала в присутствии поверхностно-активного вещества и коагулянта , согласно которому флотацию биосуспензии ведут в псевдоожиженном слое, создаваемом инертным материалом, причем суспензия последовательно проходит сверху вниз навстречу по току воздуха через зоны флотации и аэрации с последовательно уменьшающейся порозностью инертного материала, а реагенты распределенно вводят в зону аэрации в виде раствора, нахо дящегося под давлением воздуха не ме нее 1,1-5.0 атм. Порозность инертног материала в псевдоожиженном слое в зоне флотации составляет 0,,95, а в зоне аэрации 0,,7 И,. Технология известного способа сос тоит в следующем. Суспензия микроорганизмов подается в вертикальный аппарат любого сечения разделенный на две секции для создания зоны аэрации и зоны флотации. Зо ,на аэрации расположена внизу аппарата и представляет собой часть аппарата, ограниченную решетками, между которы ми находится псевдоожиженный слой инертного материала с порозностью 0,5-0,7. Снизу зоны аэрации подается воздух в качестве флотоагента, который последовательно проходит зону аэрации и зону флотации, представляющую собой часть аппарата, расположенную выше зоны аэрации и ограниченную решетками для удержания инертного материала в псевдоожиженном слое. Порозность в зоне флотации составляет 0,75 0,95. Воздух в зоне аэрации подвергается диспергированию для получения тонкодисперсных пузырьков, для чего создается псевдоожиженный слой инертного материала с малой порозностью, а следовательно, с большой загрузкой инертного материала. В зоне флотации происходит контактирование пузырьков воздуха с клетками микроорганизмов. Недостатком способа является невысокая степень сгущения биосуспензии микроорганизмов активного ила. Целью изобретения является повышение степени сгущения биосуспензии микроорганизмов активного ила. Поставленная цель достигается спот собом сгущения биосуспензии путем аэрации и флотации в псевдоожиженном слое частиц дисперсного материала в присутствии поверхностно-активного , вещества и коагулянта, по которому в качестве дисперсного материала исполь зуют в зоне аэрации частицы из ферромагнетиков, а в зоне флотации - частицы из сегнетодиэлектриков. . Предпочтительно размер частиц ферромагнетиков 5-50 мм, а сегнетодиэлектриков - lO-tO мм. Оптимальные размеры ферромагнитных и сегнетодиэлектрических частиц были определены на основе проведенных экспериментальных исследований, которые показали, что диспергирующая способность ферромагнитных частиц наиболее эффективна при размерах от 5 до 50 мм. При размерах менее 5 мм и более 50мм диспергирующая способность ферромагнитных частиц резко падает. При размерах сегнетодиэлектрических частиц менее 10 мм и более 0 мм наблюдается уменьшение флотируемости микроорганизмов, что ведет к уменьшению степени сгущения биомассы и снижению количества выделяемых микроор ганизмов. В качестве сегнетоэлектрических частиц могут быть использованы частицы из титаната бария сегнетовой соли, а также частицы из электретного материала. В качестве химических реагентов -, используют минеральные коагулянты, поверхностно-активные вещества, преимущественно являющиеся продуктами микробиологического синтеза, а также внутриклеточные вещества микроорганизмов, например органические кислоты, белки. Способ осуществляют следующим образом. Суспензия микроорганизмов последовательно проходит снизу ,вверх через зоны аэрации и флотации, создаваемые в секционированном псевдожиженном слое, организуемом в вертикальном аппарате любого сечения. В зоне аэрации псевдоожиженный слой создают из частиц ферромагнетиков с размерами частиц мм и порозностью 0,600,75. Снизу зоны аэрации подают воз дух в качестве флотоагента, который последовательно проходит зону аэрации, ограниченную решетками для удержания сегнетоэлектрических частиц размером мм и порозностью 0,75 0,90. Подачу минеральных коагулянтов, в частности кислот, осуществляют в зоне аэрации непосредственно в слой псевдоожиженных ферромагнитных частиц, в качестве которых используют магнитофорный материал. Введение поверхностно-активных ееществ и (или) внутриклеточных веществ