Устройство для осаждения ионов тяжелых металлов Советский патент 1986 года по МПК C02F3/34 C02F3/00 C02F3/00 C02F101/20 

по р1

1 Изобретение относится к устройствам биологической очистки сточных вод промьпштенных предприятий от ионоэ тяжелых металлов (ИТМ) .и может быть использовано для очистки воды с одновременньгм получением сульфидов металлов. Целью изобретения является предохранение микроорганизмов от залповых сбросов, обеспечение контроля и регулирования жизнедеятельности микроорганизмов и упрощение процесса. На чертеже показана установка, один из вариантов. Установка состоит из герметичной реакционной емкости 1, соединенной с емкостью 2 для выращивания микроорганизмов трубопроводами 3 и 4. На трубопроводе 4 монтируют датчики температуры 5, рН 6 и окислительно-восстановительного потенциала 7. Внутри емкости 1 монтируют трубопровод 8 из полупроницаемой мембраны для пропускания очищаемой воды. Очищенная вода поступает в лоток отстойник9. Устройство работает следующим образом. В емкость 2 заливают воду, вносят избыток источника сульфатов, например гипса, добавляют органическое веrfuecTBO как источник углерода для сульфатвосстанавливающих микроорганизмов, вводят культуру микроорганизмов и культивируют в течение 7-10 . : дней для образования достаточной концентрации сероводорода в среде (300800 мг/л). За оптимумом условий куль туральной среды следят по показаниям датчиков 5, 6 и 7 и при необходимости корректируют условия в емкости 2. ВодуS содержащую ИТМ, прокачивают по трубопроводу 8, а культуральную среду направляют из емкости 2 через тру бопровод 3 в емкость 1, а из нее по трубопроводу 4 - в емкость 2, т.е. . культуральная жидкость циркулирует по замкнутому контуру. Сероводород, продуцируемый микроорганизмами в емкости , проник-ает в трубопровод 8 и осаждает ИТМ. Образовавшийся нерастворимый сульфид металла током воды выносится в лоток-отстойник 9, Her пользуя зависимость образования сульфидов различных металлов от величины рН раствора, создают в потоке очищаемой воды нужное значение рН и селективна осаждают металл в виде , причем отделение начинают с сульфида металла, осаждакщегося ири боле 1 54 . кислом значении рН. Для очистки воды, выходящей из-лотка-отстойника 9, от другого иона металла рН воды доводят щелочью до требуемого для осаждения второго сульфида металла и вновь пропускают по трубопроводу 8 через емкость 1 i Пример 1. В лабораторных условиях проводят осаждение Си (100 мг CuSO /л) на установке с объемом культуральной жидкости сульфатвосстанавливающих микроорганизмов 15 л. Скорость протока раствора меди 4 л/мин. Диаметр целлофанового трубопровода 22 мм, длина его рабочей части 0,5 м. Концентрация сероводорода, продуцируемого микроорганизмами (10-суточная культура), 480 мг/л В начале эксперимента и 440-450 мг/л конце. Пропускают 29 л сточной воды с рН 1,65. Медь в очищенной воде не обнаружена. Получают 1471-мг осадка сульфида меди. Пример 2. В лабораторных ; условиях проводят селективное осаждение меди из смеси (Си 440 мг/л, Fe . 150 мг/л) при значении рН 1,65. После 30-минутного пропускания смеси по целлофановому трубопроводу через культуральную жидкость сульфатвосстанавливающих микроорганизмов (прочие условия аналогичны примеру I) медь из раствора осаждгиот полностью в виде сульфида, концентрация сульфата железа сохраняется на исходном уровне поскольку при этом значении рН сульфид железа не образуется. После полного осаждения меди доводят рН очищаемой воды до 5,7 и осаждают в течении 30 мин железо в виде сульфида. Осаждение полное. Численность и активность микроорганизмов сохраняется на прежнем уровне, несмотря на неблагоприятно низкое для них значение Расчеты показывают, что при суммарном содержании в сточной воде ИТМ Ш мг/л и скорости протока воды 1215 л/мин установка, содержащая 100120 рабочих элементов из полупроницаемой мембраны, способна переработать до 2000 , причем из сравнительно бедных по ИТМ стоков.можно .получать 9-20 т/год сульфидов ценных металлов. Для осаждения такого количества ИТМ достаточен объем культуральной жидкости сульфатвосстанавлиаающкх микроорганизмов 10 м с минимальной продукцией сероводорода

400 мг/л, максимальная же продукция сероводорода составляет 800-1000 мг/л

Помимо получения ценных сульфидов металлов применение предлагаемого способа позволит, очистив воду от ИТМ, осуществить водооборот на тех предприятиях, где ИТМ препятствует этому.

Формула изобретения

Устройство для осаждения, ионов тяжелых металлов сероводородного биогенного происхождения, содержащее герметичную емкость дпя контролируемого культивирования микроорганизмов - продуцентов сероводорода, датчики контроля состояния микроорганизмов и трубопровод из полупроницаемой мембраны, отличающееся тем, что, с целью предохранения микроорганизмов от залповых сбросов, обеспечения контроля и регулирования их жизнедеятельности и упрощения процесса, герметичная емкость выполнена в виде двух соединенных трубопровоДами сосудов, один из которых предназначен дпя культивирования микроорганизмов, а другой - для контактирования культивированной жидкости со сточной водой, причем трубопровод из полупроницаемой мембраны расположен во втором сосуде.

Изобретение относится к устройствам .биологической очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов сероводородом биогенного происхождения и позволяет предохранить микроорганизмы от залповых сбросов, обеспечить контроль и регулирование жизнедея-г. ; тельности микроорганизмов и упростить процесс. Устройство представляет собой два герметичных соединенных между собой трубопроводами сосуда, один из которых предназначен для культивйг рования микроорганизмов, а другой для контактирования культурапьной жидкости со сточной водой, причем во втором сосуде расположен трубопровод из полупроницаемой мембраны. 1 ил. (Л