Способ определения параметров биоразлагаемости поверхностно-активных веществ Советский патент 1988 года по МПК C02F3/02 G01N33/18 C02F3/02 C02F101/30 

11

Изобретение относится к комм наль иои гигиене, в частности к очисткг сточных вод, и предназначено для определения способности поверхностно- акгивных веществ (ПАВ) подвергаться биохимическому окислению под действием профитиой микрофлоры активного ила в аэробных условиях.

Цель изобретеиия - повышение дос- товерносги результатов.

Согласно способу определения параметров биоразлагаемости ПАВ под действием сапрофитной микрофлоры активного или в аэробных условиях модельных аэротенков-отстойннков параметры биоразлагаемости определяют по константам биохимических реак1Д1Й распада; ILAB на неадаптированном активном иле, причем различают кон- сташы скоростей двух биохимических процессов - адаптации и разложения на активном иле. В качестве объекта испытаний выбирают ПАВ - оксиэтили- рованный изононилфенол 10 мол. о.э. данные по биоразлагаемости которых наиболее противоречивы (в зависимости от способа и условий определения процент их биораспада колеблется от 32 до 9П).

Пример 1. Подготавливают к работе четыре аэротенка-отстойника для чего в них загружают неадаптированный активный ил, устанавливают одинаковую концентрацию и идентичность качественного состава активного ила. Ь аэротенки непрерывно подают синтетическую сточную жидкость, содержап1ую в 1 л ,мг : натрий уксуснокис- лый 50,0; калий фосфорнокислый одно- замещенный 25,0; натрий углекислый 50,0; кальций хлористый 7,5; магний сернокислый 5,0; аммоний фосфорнокислый двузамещенный 25,0; пептон - из расчега до ХПК синтетической сточной жидкости 230120 мг . Расход воздуха устанавливают по содержанию растворенного кислорода в аэро1енках-отстойниках в количестве не менее 5 мг/дм , что соответствует при npHMeiieitHvi обычной фильтросной пластины примерному расходу воздуха 2 дм /ьп1Н. Кжедневно контролируют следующие характеристики выходящей сточной жидкости: химическое потребление кислорода (ХПК), содержание нитраюи, аммонийного азота. Кроме того, определяют концентрацию ак

0

тивного ида, его чодыиимь и гидробиологический состав. При идентичности указанных параметров считают, что аэротенки готовы к испытаниям. Из четырех аэротенков один оставляют контрольным, в него на время всего эксперимента подают только синтетическую сточную жидкость без добавления ПАВ. В остальные три азротенка начинают подавать синтетическую сточную воду с испытуемым ПАВ, концентрацию которого ежедневно увеличивают соответственно на 2,0; 1,0; 0,67 мг/дм из расчета, чтобы через 10, 20 и 30 дней концентрация испытуемого ПАВ в сточной воде, подаваемой в азротенк, достигла 20 мг/дм . После достижения концентрации 20 мг/дм последнюю не меняют в течение 5-6 дней. Ежедневно при зтом анализируют изменение концентрации ПАВ в очищенной воде, ХПК, содержания нитритов, нитратов, азота аммонийного, гидробиологического состава активного ила, зольности.

Результаты по изменению концентрации ПАВ представлено) в табл. 1 .

По числовым значениям концентраций ПАВ на входе и выходе аэротенка, приведенным в табл. 1, определяют степень распада за каждый день и строят зависимость

( - 1 г

Ьо

f(),

,-fZ

где Т - сутки,

используя уравнение вида I

Параметры первичного биораспада ПАВ определяют по константам скоростей биохимических реакций адаптации (-Лд) активного ила к ПАВ и распада ( Ар) ПАВ на адаптированном активном иле из экспоненциальной зависимости

Со

l()

где С

I -Л

Р

и С - концентрации ПАВ соответственно в поступающей и очищенной сточной жидкости, мг/л; основание натуральных логарифмов; константы скоростей биохимических реакций адапгации и разложения, время начала испыта- HHJi.

Q И

Константы скоростей ,, и Ар определяют как угловые коэффициенты зависимостей

f (),

0

При этом значения и ) „ полу- чгиот усреднением данных по снижению концентрации ПАВ с первого дня испытаний на неадаптированном иле и они характеризуют экологические снойства ПАВ: Лд - способность активного ила разлагать молекулы ПАВ без перестройки ферментной системы и скорость перестройки ферментной системы активного ила к новому источнику загрязнений (ПАВ), а Лр - способность ПАВ разлагаться адаптированным активным илом. Например, алкилсульфаты и по- лиэтиленгликолевые эфиры кзононилфе- нола имеют различные значения констант скоростей АО и X , что позволяет достоверно (за счет обработки всех данных с первого дня испытаний на неадаптироваином иле предлагае- ьым способом) отнести их к двум различным классам ПАВ: алкилсульфаты к биологически мягким, изононилфеио лы оксиэтилорованные к биологически жестким.

Результаты сравнительных определений параметров биоразлагаемости представлены в табл, 2.

Предлагаемый способ позволяет достоверно оценить параметры биоразлагаемости ПАВ и принять меры предосторожности при сбросе его в открытые водоемы и на биологические очистные сооружения, соответствующие их реальной опасности для окружаю- щей среды, В соответствии с величиной константы биохимической реакции адаптации () по способности к трансформации в воде открытых водоемов и очистных биохимических соору - жений делятся на четыре класса: малостабильные, I класс, Ад О, 693

(1/сут); стабильные, 2 класс,

О ,, 100; высокостабильные, 3 класс. О, ,020; чрезвычайно стабильные, 4 класс, 0,, Соответственно классу стабильности,

к ПАВ применяются меры предосторожности.

Формула изобретения

Способ определения параметров

биоразлагаемости поверхностно-активных веществ, включающий обработку сапрофитной микрофлорой активного ила в аэробных условиях модельных

аэротенков-отстойников, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов, используют неадаптированный активный ил, а определение параметров осу

ществляют по константам скоростей биохимических реакций адаптации активного ила к поверхностно-активным веществам и распада последних на адаптированном активном иле из

зависимости

5

0

где С д и С

Р

+ р) Лр

5

концентрация поверхностно-активных веществ соответственно в поступающей и очищенной сточной жидкости, мг/л;

константы скоростей биохимических реакций адаптации активного ила к поверхностно- активным веществам и распада последних; время с начала испытаний.

Таблица

Изобретение относится к коммунальной гигиене, в частности к очистке сточных вод, и предназначено для определения способности поверхностно-активных веществ (ПАВ) подвергаться биохимическому окислению под действием сапрофитной микрофлоры активного ила в аэробных условиях. Цель изобретения - повышение достоверности результатов определения параметров биоразлагаемости ПАВ. Согласно способу определения параметров биоразлагаемости ПАВ под действием сапрофитной микрофлоры активного или в аэробных условиях модельных аэротенков -отстойников параметры биоразлагаемости определяют по кон- стантам скоростей биохимических реакций адаптации активного или к ПАВ и распада последних на адаптированном , активном иле, определяемым из экспоненциальной зависимости L/r - )--. с, и Сг конР центрация ПАВ соответственно в поступающей и очищенной сточной жидкости, мг/л; -Ад и А р - константы скоростей биохимических реакций адаптации активного или к ПАВ и распада последних; Z время с начала испытаний. 2 табл. i сл

родолжиельностьначала спытаний, ут

1 2

3

4

5 8

9 10

11

12 15

16 17

18 19

20 21

22 23

25 26

28 30

31

32 33

34

Концентрация ПАВ,мг/л,в аэротенке

3

Иск

Т

очиц.

2,0

4,03,6

6,0

8,07,0

10,09,0

16,012,2

18,013,4

20,013,2

20,013,0

20,012,0

20,09,5

20,08,0

ИС.

,.

ис.

1,0 2,0

3,0

4,0

5,0 8,0

1,5

3,2

5,2

9,0

10,05,0

11,07,4

12,0

15,07,4

16,06,3 17,0

18,09,0 19,0

20,05,6

20,04,8

20,04,0

20,03,2

20,03,8

0,67 1,34

2,01 2,68

3,35 5,36

6,03 6,70

7,37

8,04 10,05

10,72 11,39

12,06 12,73

13,40 14,07

14,74 15,41

16,08

16,75 17,42

18,76 20,0

20,0

20,0 20,0

2,

2,

3,

3,

3,

3,

2, 2,

1, 0, 1,0

,.

i

ис. .

0,67 1,34

2,01 2,68

3,35 5,36

6,03 6,70

7,37

8,04 10,05

10,72 11,39

12,06 12,73

13,40 14,07

14,74 15,41

16,08

16,75 17,42

18,76 20,0

20,0

20,0 20,0

1,А

2,

2,8

3,0

3,2

3,1

3,0

2,8 2,6

1,6 0,8 1,0

10 38t8 Биологическижесткая

80t5

95t4

Промежуточнаягруппа

Биологическимягкая

Таблица

0,03010,005 G,22tO,02

Высокое а- бильные, 3 класс

0,03610,005 0,22tO,02 То же

0,032iO,005 0,2810,05