Способ получения микробного ценоза для биологической очистки сточных вод углехимического производства Советский патент 1988 года по МПК C02F3/34 C02F3/34 C02F101/30 

Изобретение относится к биологической очистке промьшшенных сточных вод углехимического производства и касается биодеградации набора органических соединений одного или близких классов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей ценоза,

Бактериальные мутанты, активные В отношении сопутствую1ф1К- органических соединений, накаплинают в составе микробного ценоза, окисляющего орга- штееские соединения данного стока.

10

очистку от органики, но дополнительно в нее вносят сопутствующее органи ческое соединение, подлежащее утилизации.

На чертеже представлена блок-схема установки для осуществления спосо ба., .

Установка содержит емкость 1 для питательной среды, дозирующее устрой ство 2 для среды, аппарат 3 для куль тивирования микроорганизмов, емкость 4 для сбора урожая культуры, выно- из аппарата потоком среды, пеПроцесс Г4РОЗОДЯТ в два этапй. На пер - 15 ремешивающее устройство 5, компресаом этапе мутантные клетки вводят в iикpoбный ценоз и наращивают путем негферьганого культивирования на ере- де,, моделирующей подлежащий очистке сток, с включени-ем основного и сопутствующего органических соединений 3 качестве источников углерода и энергии. При этом сопутствующее соединение преобладает. Процесс ведут до получения стабильного окислений последнего. На втором этапе полученную культуру в составе микробного ценоза накапгаявают в промьппленном аэротенке в периодическом режиме на сточной воде 5 прошедшей первичную очистку от основного органического соединения очищаемого стока, при дополнительном введении сопутствующего соеднне ШЕ в концентрации, равной пкковой нагрузке для данных очистных сооружений,

Для осуществления способа бер йт . микробный ценоз из очистных сооружений работающих на данном или аналогичном промышленном стоке, вво.цят в Него бактериальнью мутанты способные к окислению определенных соединений из числа, сопутствующих основ- Hot-sy и относящихся к тоьгу же, либо близкому классу химических соедине- йнй, Смесь микроорганизмов культивируют в непрерывном режиме.

Питательная среда моделирует про- №шшенную сточную воду,- подлежащую очистке. Ее составляют на водопроводной воде с внесением источников азота,- фосфора и других биогенных элементов. В качестве источников углеро да и энергии вводят основное .загрязняющее соединение, сбрасываемое .со сточной водой, и сопутствующее, причем последнее доминирует по концент- рации. Питательную среду можно готовить из сточной воды, прошедшей

очистку от органики, но дополнительно в нее вносят сопутствующее органическое соединение, подлежащее утилизации.

На чертеже представлена блок-схема установки для осуществления способа., .

Установка содержит емкость 1 для питательной среды, дозирующее устройство 2 для среды, аппарат 3 для культивирования микроорганизмов, емкость 4 для сбора урожая культуры, выно- из аппарата потоком среды, песор 6 воздуха.

Установка работает следующим образом.

Микроорганизмы инокулируют в а,ппа- 20 рат 3. С помощью дозатора 2 из емкости 1 в аппарат 3 для культивирования подают питательную среду. В емкости 4 происходит накопление биомассы микроорганизмов. В процессе непрерывно- 25 го культивирования идет накапливание мутантных клеток и формирование микробного ценоза, стабильно окксляюпце- го органику питательной среды, поданную в определенном (указанноь.) собт- ношении. . .

30

5

0

5

0

5

После установления состояния стабильного окисления заданного в среде источника углерода смесь микроорганизмов, .собранную в емкости 4 (сборник урожая), переносит в прог-ыютен- ннй аэротенко Промьшшенный аэротенк выключают из режима непрерывной очистки сточной воды. Находящаяся в аэротенке сточная вода проходит первичную очистку от органики, главным образом от основного загрязняющего вещества данного стока. В аэротенк вносят собранную на первом этапе смесь микроорганизмов, дополнительно вносят органическое соединениеs по отношению к которому происходит селекция и накопление биомассы микроорганизмов на первом этапе. Концентрацию этого соединения задают равной максимальной концентрации, которая подается в очистное сооружение при Колебаниях и сбоях технологического режима основного производства. В аэротенке происходит наращивание внесенной смеси микроорганизмов в периодическом режиме. После окисления поданного соединения аэротенк выключают под нагрузку, т.е. вводят в

обычный йепрерывный режим очистки сточной воды,

По предлагаемому способу начальные условия работы микробного ценоза v в промьшшенных условиях таковы, что вводимая культура, окисляющая сопут- ствующее соединение, находится в усовиях максимально., достижньпс для нее по крайней мере в одном аэротен- ю ке или,узле всей технологической цепочки очистки сточной воды, т.е. обеспечены наилучшие условия закрепения вводимой культуры в данных сооружениях..15

Пример . Формирование ценоза в условиях повьшённых концентраций всех загрязняющих веществ с обычными для данного производства доминиованием фенола.20

Из сточной воды коксохимического производства, прошедшей очистку от фенолов, вьщеляют микробный ценоз, осуществляющий очистку стока. Микроорганизмы подвергают обработке мута- 25 геном (нитрозогуанидином). Мутирован- Hbie клетки и микробный ценоз вносят аппарат для непрерывного культивиования микроорганизмов с рабочим Объемом 0,35 л. Питательную среду ЗО ля культивирования составляют из сточной воды,- прошедшей первичную очистку от фенолов, и неочг-щенной воды, взятой до ее.разбавления и содержащей, в высокой концентрации весь набор органических соединений, заг- рязняющих сток.

Концентрация фенола в такой пита- уельной среде составляет 100-220 мг/л, нафталица 50-100 мг/л.40

После достижения .стационарного состояния культуру переносят в отдельно работающий аэротенк, где наращивание продолжают в периодическом режиме. Затем азротенк нагружают 45 уменьшенным потоком воды, но с повышенной концентрацией всех органических соединений (без разбавления). Концентрация фенола на этом этапе - составляет 60 мг/л, нафталина eg 150 мг/л.

В результате через месяц отмечают увеличение глубины утилизации фенола на 30% (остаточная концентрация летучего фенола до введения культуры g- 1,25 мг/л, после 0,87 мг/л). Изменений в очистке стока от сопутствующих соединений (нафталина, бензола и пиридина) не отмечено. Процесс очистки

35

О

0

5 g

-

5

нарушается при увеличег-гии нагрузки по сопутствующим веществам, в частности, при возрастании концентрации нафталина до 100 мг/л н более.

И р и м е р 2. Форк ированна ценоза в условиях прео&ладания за. щих веществ, сопутствующих ocнoБHo fy соединению - фенолу.

С целыо очистки стоков от сопутствующих фенолу соедиений нафталинового ряда из сточной воды коксохнмичес- кого производства выделяют бактерии,, окисляющие нафталин, и проводит их наращивание. Путем .обработки ь утаге- ном (нитрозогуанидином) получают му-- тантные клетки Микробный ценоз, рз- ботагсщий в данных очистных сооруже- .ниях и мутированные клетки перено- ;сят в лаборатор1- ый аппарат для непрерывного выращивания микрооргаш1змоа, как описано в примере .

Наращивание проводят в два этапа. На первом этапе питательнуто среду для непрерывного культивирования составляют на водопроводной воде, в которую вводят нафталин в концентрации до 300 мг/л, фенол до 20 мг/л. Другие источники углерода и энергии отсутствуют. В среду вносят биогенные эл ем енты:азот, фосфор, к алий, магний, серу в виде солей.

После установления стационарного СО.СТОЯНИЯ окисления нафталина начинают второй этап наращивания микробного ценоза в периодическом рехшме; сначала в аппарате объемом 200 л, затем в промьшшенном аэротенке с рабоО

чин объемом 150 м . В качестве питательной среды используют сточную во ду, прошедшгую первичную очистку от фенола. .Эта вода содержит общий фенол в концентрации до 10 мг/л, дополнительно в нее вносят нафталин в концентрации дй 200 мг/л. После окисления нафталина в аэротенке Допапни- .тельно вводят кристаллический нафта. ЛИН двумя пopцня ш, всего 800 мг/л. Максимальные концентрации нафталина в неразбавленной сточной воде, поступающей на очистку, достигают 800- 900 мг/л.

После окисления всего поданного нафталина аэротенк включают под наг- . рузку в общую схему непрерывной очистки сточной водь в результате глу бина очистки по летучему фенолу возрастает на 40% (с , 26 до 0,76 мг/л) , концентрация нафталина в очищенной

воде снижаетсй в 2,8 раза (с 12,1 до 4j3 мг/л). Ликвидированы сбои процесса очистки в цепом из-за скачков нагрузки по нафталину. Последнее под- тверждается тем, что до применения предлагаемого способа получения honc- робного ценоза критическими для нормального хода очистки является конв дестабилизирующих условиях промышленного процесса очистки фенольных сточных вод.

Формула изобретения

Способ получения микробного ценоза для биологической очистки сточных

Изобретение относится к биологической очистке промьшшенных сточ-. ных вод углехимического производства и касается биодеградации набора органических соединений одного или близких классов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей ценоза. Способ заключается во введении S состав активного ила мутантных микроорганизмов и наращивании биомассы микробного ценоза в два этапа. На первом этапе наращивание осуществляют в непрерывном режиме на сточных водах, в которые дополнительно вводят сопутствующие загрязняющие соединения в количестве, обеспечивающем их доминирование в сточной воде. Процесс ведут до стабильного их окисления. На втором этапе наращивание осуществляют в периодическом реясиме на сточных водах, прошедших первичную очистку от основного загрязняющего соединения. В них дополнительно вводят, сопутствующие загрязняющие соединения в концентрации, соответствующей максимальной для очищаемых сточных вод. I ил. 6

центрации нафталина 100 мг/л. Наращи- ю вод углехимического производства, ванне микроорганизмов по предлагаемому способу позволяет получить микробный ценоз, который стабилизирует работу очистнь х сооружений при перегрузках по нафталину до 800-900 мг/л. 15

Стабильность полученной по предла- . гаемому способу смеси микроорганизмов подтверждается устойчивой работой аэротенков на протяжении 20 мае. При контрольных микробиологических 20 обследованиях очистных сооружений установлено, что утилизирующая нафталин культура сохраняет свою активность в микробном ценозе промышленного процесса очистки. Кроме того, 25 культура активна в отношении антрацена, фенантрена, аценафтена.

предусматривающий введение в соста активного ила мутантных микроорган мов и последующее формирование цен путем наращивания биомассы на очищ мых сточных водах, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью расши ния функциональных возможностей це за. Наращивание биомассы осуществл в два этапа, при этом на первом эт пе процесс ведут в непрерывном реж ме, в сточные воды вводят дополнительно сопутствующие соединения в личестве, обеспечивающем их домини рующие концентрации, и процесс вед До стабильного их окисления, а на втором этапе наращивание осуществл ют в периодическом режиме на сточн водах, прошедших первичную очистку активным клом от основного загрязн щего соедине ния, при этом в них до полнительно вводят сопутствующие с динения в концентрации, соответств щей максимальной для очищаеьтых сто ных вод..

Таким образом, по предлагаемому способу получают микробный ценоэ, имеющий повышенную активность в отношении сопутствующих фенолу органических соединений близкого класса. Ценоз обладает высокой стабильностью

вод углехимического производства, 5

0 5

0

предусматривающий введение в состав активного ила мутантных микроорганизмов и последующее формирование ценозй путем наращивания биомассы на очищаемых сточных водах, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей ценоза. Наращивание биомассы осуществляют в два этапа, при этом на первом этапе процесс ведут в непрерывном режиме, в сточные воды вводят дополнительно сопутствующие соединения в количестве, обеспечивающем их доминирующие концентрации, и процесс ведут; До стабильного их окисления, а на втором этапе наращивание осуществляют в периодическом режиме на сточных водах, прошедших первичную очистку активным клом от основного загрязняющего соедине ния, при этом в них дополнительно вводят сопутствующие соединения в концентрации, соответствующей максимальной для очищаеьтых сточных вод..