Способ очистки природных вод от летучих галогенорганических соединений, нефтепродуктов, синтетических поверхностно-активных веществ Советский патент 1991 года по МПК C02F3/04 C02F3/34 C02F3/34 C02F101/30 C02F101/32 C02F101/36 

Изобретение относится к очистке природных.вод и может найти широкое применение в народном хозяйстве при подготовке питьевой воды.

Целью изобретения является упрощение и удешевление процесса при аналогичной степени очистки.

Способ осуществляют следующим образом.

Природную воду из поверхностного или подземного водоисточника, загрязненную летучими галогенорганическими соединения (ЛГС), нефтепродуктами, синтетическими поверхностно-активными веществами

(СПАВ) фильтруют со скоростью 3 м/ч через инертную пористую загрузку крупностью 2- 10 мм. Одновременно производят насыщение воды кислородом воздуха, вводя его в толщу загрузки в противоток воде в количестве 2-5 м /м3воды,

Нэ поверхности зерен загрузки развиваются скопления микроогранизмов, которые в процессе своей жизнедеятельности подвергают ЛГС, нефтепродукты, СПАВ биохимическому окислению, Активная масса, необходиая для очистки, наращивается в течение 2-3 недель.

О

ю

В качестве загрузки используют материалы, имеющие шероховатую поверхность, а также открытые макропоры, что позволяет сохранить фрагменты скоплений микроорганизмов после обратных промывок фильтра. Сохранение микроорганизмов и высокие скорости размножения их приводят к быстрому восстановлению окисли-1 тельной способности фильтра К таким материалам можно отнести керамзит, шун- гйзит, горелые породы, шлаки, кокс, полукокс и т.д.

Введение воздуха в загрузку i противоток воде увеличивает массоперенос кислорода из воздуха а воду. При удельном расходе воздуха 2-5 м /м3 концентрация растворенного кислорода в очищаемой воде составляет 7 мг/л, что близко к пределу насыщения при температуре воды 15-18° С. При гаком содержании растворенного кислорода на поверхности зерен загрузки и в межзерновом пространстве развиваются скопления строго аэробных бактерий в основном рода Pseudomonas, Aclnetobacter, Процесс осуществляют и при введении бактерий этих родов, а соотношении 1:2-1:3. В процессе ct-огй жизнедеятельности строго аэробные бактерии окисляют даже трудно- окисляемые загрязнения, в том ч лсле ЛГС, нефтепродукт1- СПАВ. При расходе воздуха менее 2 м°/м3 его трудно равномерно рас- предепить во всем объег-ле загрузки, что приводит к возникновению анаэробных зон и торможению роста строго аэробных бактерий. Расход воздуха более 5 м /м нецелесообразен по технологическим показателям. Введение воздуха в загрузку способствует также разрыхлению зе, з это приводит к увеличению продолжительности фцльтроцикла (промежутка времени между двумя промывками). Увеличение продолжительности фильтроцикла способствует накоплению микроорганизмов в загрузке и, следовательно, повышению степени очистки.

Крупность загрузки 2-10 мм, Пр крупности менее 2 мм в загрузке образуются воздушные полости, приводящие к возрастанию потери напора и, следовательно, к необходимости частых промывок, При круп- нос ги более 10 мм сокращается поверхность загрузки и количество бактериальной пленки, что способствует снижению степени очистки, Предлагаемый способ очистки природных вод от ЛГС, нефтепродуктов, СПАВ обеспечивает безвредность химического состава обработанной воды.

П р и м е р 1. Природную воду, содержащую, мкг/л: ЛГС - хлороформ 300, четырех- хлористый угперод 15, тр хлорэтилен 36,

бромдихлорметан 38, тетрахлорэтилен 40; нефтепродукты - н-гептан 300, н-нонан 400, н-гексан 350, н-октан 250, бензол 160, толуол 125, фенол 100, м-ксилол 100, м-крезол

100. о-ксилол 100; СПАВ 2 мг/л, фильтруют через керамзит или шунгизит крупностью 5-10 мм со скоростью 3 м/ч, Воздух в загрузку фильтра подают с расходом 5 м3/ч3 воды. В процессе фильтрования биохимиче0 ское окисление указанных загрязнений осу- ществляю бактерии рода Pseodomonas, Acinetobacter, Соотношение этих родов мокроорганизмов составляет 1:2. Эффект очистки составляет ,%:Л ГС - хлороформ 95,

5 четыреххлормстый углерод 95, трихлорэти- лен 95, бромдихлорметан 80, тетрахлорэтилен 95; нефтепродукты - н-гептан 100, н-нонан 100, н-гексан 100, н-октан 100, бензол 99, толуол 96, фенол 80, м-ксилол 84,

0 о-ксилол 84, м-крезол 80; СПАВ - 80.

В очищенной воде содержится, мкг/л: ЛГС - хлороформ 15; четыреххлористый углерод 0,75; трихлорэтилен 1,8; бромдихлорметан 7,6; тетрахлорэтилен 2,0;

Ь нефтепродуктов - н-гептан 0, н-конан 0; н- гексан 0, н-октан 0, бензол 1,6; толуол 5; фенол 20; м-ксилол 16; м-крезол 20,0, о-ксилол 20,0; СПАВ - 0.4.

Эффективность очистки воды методом биологического окисления по сезонам года

0 при максимальном содержании загрязнений представлена в табл. 1.

П р и м е р 2. Природную воду, содержащую, мкг/л: ЛГС - хлороформ 21; четыреххлористый углерод 1,2; трихлорэтилен 4,2;

5 бромдихлорметан 12,0; тетрахлорэтилен 6,1; хлордибромметзн 8,6; нефтепродукты- н-гептан 200, н-нонян 300, н-гексан 250, м- октан 100, бензол 50, толуол 50, фенол 50; СПАВ - 2,0, фильтруют через керамзит или

0 шунгизит крупностью 2-5 мм со скоростью 3 м/ч. Противоточную подачу воздуха осуществляют с расходом 3 м /м воды. В процессе фильтрования биохимическое окисление загрязнений осуществляют бакЬ терии рода Pseudomonas, Acinetobacter, co- отношение которых равно 1:3.

Очищенная вода содержит, мг/л: ЛГС - хлороформ 2.3; четыреххлористый углерод 0,2; трихпорэтилен 0; бромдихлорметан 4;

0 тетрахлорэтилен 0,8; хлордибромметан 3,2; нефтепродукты - н-гептан 0, н-нонан 0. н- гексан 0, н-октан 0, бензол 5,0, толуол 5,0, фенол |QVG; СПАВ - 0.5.

Эффективность очистки воды методом

Ј биологического окисления по сезонам года при минимальном содержании загрязнений представлена в табл. 2.

Равноценный эффект очистки от ЛГС. нефтепродуктов, СПАВ получают при применении и других загрузок крупности 2- 10 мм: горелые породы, аглопорит, шлаки, кокс, полукокс.

Эффективность очистки бактериями родов Pseudomonas и Acinetobacter подтверждается данными, представленными в табл. 3.

Каждый отдельно взятый штамм рода Pseudomonas или любое их сочетание во взаимодействии с Acinetobacter обеспечивает эффект очистки,аналогичный прототипу снижение энергоемкости очистки, ее удешевление.

Единичные штаммы или сочетание штаммов вида Acinetobacter Calcoacetlcus в сочетании с видами и штаммами рода Pseudomonas обеспечивают эффект очистки, аналогичный прототипу, снижают энергоемкость очистки, ее себестоимость.

Соотношения родов Pseudomonas и Acinetobacter 1:2 и 1:3 существенны, поскольку при меньшем соотношении этих микроорганизмов степень очистки снижается по сравнению с прототипом (менее 95%). Большое соотношение представленных микроорганизмов в биопленке обеспечивает эффект очистки, но не целесообразно по техническим показателям (продолжительности фильтроцикла, потерям напора и др.).

В табл. 4 приведены сравнительные данные по предложенному и известному способам.

Технико-экономическая оценка предла- гаемого способа с прототипом приведена применительно к станции водоподготовки производительностью 40 тыс.м3/сут.

Данные представлены в табл. 5.

Формула изобретения 1. Способ очистки природных вод от летучих галогенорганических соединений, нефтепродуктов, синтетических поверхностно-активных веществ, включающий фильтрование в аэробных условиях, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью упрощения и удешевления процесса при аналогичной степени очистки, фильтрование проводят через инертную загрузку с одновременной подачей воздуха противотоком воде, а очи- стку в процессе фильтрования проводят микроорганизмами Pseudomonas и Acinetobacter при соотношении 1-2-1:3.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что в качестве инертной загрузки используют керамзит, шунгизит, аглопорит/оре- лые породы, шлаки, кокс, полукокс крупностью 2-10 мм, а фильтрование через эту загрузку осуществляют в течение 2-3 недель.

3.Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ,о- щ и и с я тем, что воздух подают в количестве 2-5 м3/м3.

Изобретение относится к очистке природных вод и может найти применение в народном хозяйстве при подготовке питьевой воды. Целью изобретения является упрощение и удешевление процесса при аналогичной степени очистки. В способе очистки природных вод от летучих галоге- норганических соединений, нефтепродуктов, синтетических поверхностно-активных веществ, включающем фильтрование в аэробных условиях фильтрование проводят через инертную загрузку с одновременной подачей воздуха противотоком воде, а очистку в процессе фильтрования проводят микроорганизмами Pseudomonas и Acinetohacter при соотношение 1:2 - 1:3. В качестве инертной загрузки используют керамзит, шунгизит, аглопорит, горелые породы, шлаки, кокс, полукокс крупностью 2-10 мм. Фильтрование через эту загрузку осуществляют 2-3 недели, а воздух подают в количестве 2-5 м3/м3. 2 з.п. ф-лы, 5 табл.

Соотноиение ролов микроорганизмов Peeudcmonas и Acinetobacter 1j3. То «е 1:3. То ю 1:2.

и

То :

1:2.

Таблица I

Соотношение родов микроорганизмов Pseudomonas и Acinetobacter 1:3. То же 1:3 То же 1:2„ То же 1:2.

Вид

I

seudomonas aerugincsa

eeudomonaa putidai

seudomonas ccpatia

cinetobacter Calcoaceticus

Род Pseudononas ATCC 10145 - CSSR Штамм k 142, г.Днепропетровск от 1956 Штамм V 14 МИИИГ им.Эрискана о 1987 г. Штамм V 207 МНИИГ им.Зрисмана от 1988 г.

АТСС 12533, -CSSR,198l Штамм У 53 МНИИГ им.Эрисмана от 1987 г. Штамм V 136 МНИИГ им.Эрисмана от 1988 г. Штамм АТСС V 17759 - Hungary, 1979 Штамм If 38 МНИИГ им.Эрисмана от 1987 г. Штамм tf 248 МНИИГ им.Эрисмана от 1988 г.

Род Acinetobacter

Штамм If 5593 - ЧССР,

1977

Штамм Г 5581 - ЧССР,

1977

11тамм Московской горбольницы № 2 от 1983 г.

Штамм ИНИИГ им.Зр сиана № 154 от 1987 г.

ЛГС (хлороформ, четыреххлористый углерод,трихлор- зтилен,тетрахлор- этилен) Нефтепродукты (н-гептан,н-гек- сан, н-октан,и-но- нан,бензол,толуол)

СПАВ

#

Загрузка фильтра - активный уголь,скорость фильтрования 3 м/ч,доза озона 2 мг/л, промывка 2 раза в сутки,регенерация загрузки 1 раз в год. Загрузка фильтра - инертная загрузка, скорость фильтрования 3 м/ч, расход воздуха 3 м3/м3, промывка 1 раз в 2-е суток

ТаблицаЗ

Штамм

Эффект очистки

В сочетании с любым штаммом Acinetobacter Calcoaceticus эффект очистки аналогичен ., данным табл.) и 2

То же

Таблица1

95

95

100

98

80

Сметная стоимость строительства сооТаблица 5