Способ биологической очистки сточных вод от органических соединений Советский патент 1988 года по МПК C02F3/34 C02F3/34 C02F101/30 C02F103/36 

Изобретение относится к способам микробиологической очистки.сточных вод от органических соединений и может быть использовано для очистки сточных вод химической и нефтеперерабатывающей промышленностей.

Цель изобретения - повьшение степени очистки от органических соединений „.

Способ осуществляют следующим образом.

Сточные воды подвергают, очистке от opraHj-гческих соединений мшсроср- ганизмами-деструкторами Pseudoraonas species 134, закрепленными на носителе в биореакторе, в котором в качестве носится используют кордовые нити,, поверхность которых обрабаты- в ают водным раствором силикатов ще- лочных металлов в концентра1.лии 0,5- 1%; и массовое соотношение носитель; микроорганизмы к объему биореактора составляет (0,5-1,0 : (1,0-2,0). Выбирают носитель с максимальной проч ностью, С этой целью через колонки (биореактор) на протяжении 16 мес пропускают сточные воды, содержащие .26 г/л фенола. Туда же подают воздух со скоростью 20 л/л сточной воды в ч, В течение этого времени изучают состояние носителя в каждой колонке. Кордовые нити не нарушены.

Кордовые нити обрабатьшают 1%-ным

водным раствором.силикатов (жидким

стеклом)с Иммобилизацию выполняют перемешиванием на качалке в течение 30 мин 100 мл суспензии микроорганизмов-деструкторов фенола Pseudomb- nas species 134 с-носителями (весом 1 00 мг) . Измеряют D -исходную оптическую плотность суспензии и Dp-равновесную оптическую плотность, О ко- лкчестве закрепленных микроорганиз-. мов судят по изменению разности (De-Dp), Обработка силикатами увеличивает количество иммобилизованных клеток на кордовых нитях на 20-25%. Количество же микроорганизмов, иммобилизованных на других носителях, от обработки их силикатами изменяется несущественно - на 1-8%, Для оп ределения способности обработанных кордовых нитей удерживать микроорганизмы изучают десорбцию последних. Десорбцию вьгполняют перемешиванием в течение АО мин 20 мл О,1 М раствора NaCl со 00 мг носителя с иммобилизованными на нем ранее клетками.

0

0

5 Q 5

г

0 5 Q

По истечении 40 мин определяют оптическую плотность смьшной жидкости. Удерживание микроорганизмов на обработанных силикатами кордовых нитях несколько вьше, чем на необработанных.

В табл. 1 приведены результаты определения оптической плотности культуральной жидкости после введения микроорганизмов к обработанньм нитям.

Оптимальная доза силикатов для обработки кордовых нитей определена как 0,5-1,0%. Дозы выше 2% токсичны для микроорганизмов, о чем сввдетель- ствуют результаты высевов суспензии микроорганизмов и культуральной жидкости с различным содержанием силикатов .

В качалочные колбы вносят от 1 до 2 г/л загрузки, обработанной в т.ече- ние 30 мин 1%-ным раствором силикатов В каждую из колб добавляют по 100 мл одинаковой мутности суспензии микроорганизмов-деструкторов фенола. Через 2 ч туда же .вносят по 100 мг фенола, В динамике измеряют изменение оптической плотности суспензии микроорганизмов и количество разрушенного фенола. Наилучшая утилизация фенола обеспечивается в колбах, содержащих 0,5-1,0% кордовых нитей. Увеличение веса загрузки не способствует значительному увеличению степени очистки от фенола. Уменьшение же веса загрузки резко снижает глубину очистки. Данные представлены в табл. 2.

Количество мшсроорганизмов-дест- рукторов вносят из расчета 10 г/л (по сырому весу), Уменьшение этого количества нежелательно, в этом случае процент иммобилизованных микроорганизмов резко падает. При увеличении же количества микроорганизмов от i О до 20 г/л процент закрепленных клеток повьш1ается только в первые часы взаимодействия микроорганизмов с носителем, однако существенного влияния на процесс очистки не ока- зьшает. Установлено, что добавление биомассы свыше 20 г/л приводит к вымыванию избытка ее из биореактора. Поэтому за оптимальную величину загрузки микроорганизмов принята доза 10-20 г/л или 1-2% от объема биореактора.

Пример 1, Очищают сточные воды, которые содержат 2 г/л гексаме тилендиамина (ШД), Деструктор ГМД Bacillus subtil is 21/3 выращивают на агаризованном рыбном гидролизате, В 10 качалочных колб емкостью 200 мл вносят по 100 мл водопроводной воды и по 1 г кордовой нити, в 5 опытных колбах нити обрабатьшают, для чего вносят 0,5 мл силиката натрия. В контрольных колбах нити не обрабатывают. Колбы ставят на 30 мин на качалку при 150 об/мин, при 28 с. Затем жидкость заменяют на свежую (100 мл), и, покачав колбы, сливают. Все колбы заполняют жидкой синтетической средой следующего состава, . г/л: (NH4)S04 1,0; 0,7; KHjPO 0,3; MgS04 0,1, куда вносят микроорганизмы. После второго встряхивания на качалке в каждую из колб добавляют по 200 мг ГМД. Убыль ГМД в среде определяют по общепринятой методике, Серез сутки отмечают снижение в опытных колбах количества ГМД на 59%, в контрольных на 43%,

Пример 2, Отличается от примера 1 тем, что обработанные 0,5%-ным водным раствором силикатов кордовые нити помещают в условия непрерьшного культивирования - колонки емкостью 1 л, которые заполняют синтетической средой с микроорганизмами (состав аналогичен примеру 1), Первые 2 ч жидкость рецирку лируют при подаче кислорода со скоростью 2 л/л сточной воды в 1 ч. Затем пропускают сточные воды (при D 0,033 ч ), содержащие 1 г/л ГМД, и регистрируют убыль ГМД. Обработка силикатами носителя увеличивает степень очистки в два и более раз. Через 24 ч работы установки отмечают снижение в оггытной колонке количества ГМД на 87%, а в контрольной - на 72%,

Пример 3, Дпя очистки берут сточные воды, содержащие 3,6% метанола.

Деструктор метанола Micrococcus varlans выpaщив aют-нa агаризованном рыбном гидролизате, а затем в ферментере. Получают 10 г биомассы (по

сырому весу), Кордовые нити диаметром 2 мм крепят на рамы на расстоянии 1 см друг от друга. Ширина рамы 1,4 м, высота 2 м. Рамы изготовляют из деревянных брусков (50x50 мм) или металлических труб (диаметром 50 мм) На всех четырех углах рам выступают штыри длиной 5 см, которые препятст вуют слипанию рам между собой. Рамы с закрепленными нитками устанавливают в две последовательно соединенные емкости - биореакторы.

Биореакторы заполняют водопроводной водой с 0,5%-ным содержанием силиката натрия. Для промьюания носителя от избытка силиката через 0,5 ч воду сливают и заливают свежую, которую тут же выливают. Биореакторы

заполняют свежей водопроводной водой, куда вводят растворы солей, г/л: (NH4)iS04 1,0; Кг.11Р04-ЗЙгр 0, 7; KHjPO, 0,3; MgS04-7H20 О,Г. В каждый биореактор вносят по 5 кг биомассы

деструктора (по сырому весу), Воду рециркулируют 24 ч. Воздух подают со скоростью 5 м /м . ч. Затем подают сточные воды со скоростью D 0,033 ч . Через 7 сут установка выходит на режим. Степень очистки от метанола составляет 99,8%,

Сравнительные с прототипом данные представлены в табл, 3-5,

35

Формула изобретения

. Способ биологической очистки сточных вод от органических соединений микроорганизмами-деструкторами,

закрепленными на носителе в биореакторе, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки, в качестве носителя используют кордовые нити, обработанные водным

раствором силикатов щелочных металлов, при массовом соотношении носи-, телымикроорганизмы к объему реактора (0,5-1) : (1-2) соответственно.

2, Способ поп, 1, отличающийся тем, что используют кордовые нити, обработанные водньм раствором силикатов щелочных металлов в концентрации О,5-1,0%.

Таблица ,1

ч... . J .

Таблица 2

Изобретение относится к способам микробиологической очистки сточных вод от органических соединений и может быть использовано в химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Целью изобретения является повышение степени очистки сточных вод от органических соединений. Способ очистки осуществляют микроорганизмами-деструкторами, закрепленными на носителе-кордовых нитях, обработанных водным раствором силикатов щелочных металлов предпочтительно в концентрации 0,5-1,0% при массо- вом соотношении носитель , микроорганизмы к объему реактора (0,5-1);: : (1-2) соответственно. Эффект очистки по ХПК 93-97%. 1 з.п. ф-лы, 5 табл. $

Стеклоткань

(известная) 2000 380 81

Кордовые нити

Известный

Предлагаемый

2000100

95

Таблица 4

95

98

93

97

Кордовые ПредлагаСоставитель Г. Лебедева Редактор С. Патрушева Техред А.Кравчук Корректор С. Шекмар

Заказ 5093/26

Тираж 854

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-33, Раушская наб,, д. 4/5

Таблица 5

волокон, края нарушены

Подписное