Способ биоцидной обработки воды оборотных систем Советский патент 1992 года по МПК C02F1/50 

Изобретение относится к области очистки сточных вод, в частности к биоцидной обработке воды, и может быть использовано в оборотных системах технического водоснабжения промышленных предприятий.

Известен способ обработки воды с применением хлора и хлорсодержащих реагентов - хлорамина, хлорфенола и других, которые предназначены для борьбы с биообрастаниями гидротехнических сооружений, вызванных жизнедеятельностью различных микроорганизмов (Предупреждение коррозии, солеотложений и биологических обрастаний в охлаждающих системах оборотного водоснабжения, заключительный отчет, г Воронеж, 1981, с. 38, 43, 59)

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ бактерицидной обработки водо- оборотных систем гидразин-гидратом в ко- личестве 1-5 мг/л В первые сутки гидразин-гидрат вводят в тщательно очищенную от обрастаний оборотную систему в количестве 5 мг/л

Однако укапанный peo-em соладэет высокой токсичностью и i естсйкосию в водной среде

Целью изобретена является замедление процесса бмообрастаний

Поставленная цель достигается тем что в способе биоцидной обр&Оотки воды оборотных систем, включающем введение реагента, в качестве реагента используют полигексаметиленг/анидин (Г1ГМГ) в дозах 0,2-0,9 мг/л,

Гуанидиновая группа з молекуле ПГМГ создает высокий положительный заряд и обладает биоцидными свойствами.

ПГМГ имеет мол. массу 10 тыс , а элеf H2)6NHCNH }„

ментарное звено его L - «./о - -$ЫН-НС1имеет мол. массу 177 у g ,

Постоянное введение этого вещества в дозах 0,2-0,9 мг/л при обработке води позволяет ингибировать процесс биообрлста- ний в оборотных системах. В ел/чае интенсификации роста микрофлоры полное ее уничтох ение AOCTMI ается путем доб вле1л

ч

%4

Х4 О

ния реагента в дозах 1

104-2

10чмг/л

Дозы 0,2 0,9 мг/л являются оптимальными дозами для ингибировэния процесса биообрастаний. Доза менее 0,2 мг/л не дает положительного эффекта, о чем свидетельствует тот факт, что через 26 дней наблюда- ется цветение оборотной воды.

При превышении дозы ПГМГ выше 0,9 мг/л происходит его частичная сорбция на поверхности взвешенных частиц, имеющихся в обсоотной воде, в связи с чем бактери- цидный эффект падает.

При появлении биообрастаний вновь вводят ПГМГ.

Оптимальными дозами для уничтожения возникших биообрастаний являются до- зы 1 104-2 104 мг/л Введение ПГМГ дозой менее 1 10 мг/л значительно увеличивает время контакта, необходимого для уничтожения водорослей.

Сущность предлагаемого способа обра- ботки заключается в следующем: оборотную систему, свободную от биообрастаний и механических примесей, заполняют водой, и в качестве ингибирующего агента для замедления процесса биообрастания по- стоянно вводят ПГМГ в дозах 0,2-0,9 мг/л.

При наличии биообрастаний в оборотную систему вводят ПГМГ в дозах 1 104- 2 10 мг/л в течение 7 сут, по истечении которых жизнедеятельность микроорганиз- мов прекращается.

Для поддержания процесса на прежнем уровне цикл периодически повторяется.

Конкретные примеры осуществления способа,

Пример 1.В колбы емкостью 250 мл с очищенной сточной водой помещали культуру зеленых водорослей - хлореллу. Затем в опытные колбы добавляли раствор ПГМГ из расчета получения в конечном счете 1 %- ной концентрации (доза реагента 1-10 мг/л). В контрольные колбы добавка ПГМГ не производилась.

Опытные и контрольные колбы, закрытые ватными пробками, выдерживали в лю- миностате от 5 до 25 сут при одинаковом освещении днем и без освещения ночью.

Ежедневно за состоянием водорослей проводили визуальные наблюдения и мик- роскопирование.

Визуально по изменению естественного цвета культуры водорослей отмечалось начало ингибирующего действия ПГМГ.

Под микроскопом определяли исходное количество зеленых водорослей, состояние оболочек и хроматофоров клеток. Исходная концентрация хлореллы составила 2,7 млн. кл./мл.

На второй день в опытных колбах на блюдалось осветление культуры, по сравне нию с контролем, слипание клеток водорослей в хлопья, Счет под микроскопом показал рост хлореллы в контрольных колбах и снижение ее концентрации в опытных

На седьмые сутки отмечали побурение и обесцвечив ание культуры, наступившее из-за разрушения растительных пигментов, что означало гибель водорослей - в опытных колбах и зеленый цвет культуры в контроле, Под микроскопом наблюдали слипание хлореллы в хлопья, нарушение оболочек клеток - лизис и разложение, «

Примеры 2, 3, 4 и 5. Методика аналогична методике, описанной в примере 1. Конкретные данные, подтверждающие эффективность и целесообразность применения способа сведены в табл. 1.

Из табл. 1 видно, что при дозе ПГМГ 0,5 104 мг/л гибель водорослей происходит значительно позднее. Для уничтожения хлореллы требуется более длительный промежуток времени. При дозе 2,5 -10 мг/л наблюдается такой же эффект, как при 2 104 мг/л, однако использование этой дозы не рационально.

Пример 6. Очищенную сточную воду помещали в колбы емкостью 250 мл, куда добавлялся ПГМГ дозой 0,2 мг/л. Опытные и контрольные (без добавления реагента) колбы, закрытые ватными пробками, выдерживалась в люминостате от 5 до 45 сут. Ежедневно за состоянием проб проводили визуальные наблюдения с целью установления момента цветения. Цветение контрольных проб наступило на 14 сут, опытных на 36 сут.

Примеры 7, 8, 9 и 10. Методика аналогична методике, описанной в примере 6. Конкретные данные, подтверждающие эффективность и целесообразность применения способа, сведены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что доза 0,1 мг/л не предотвращает цветения, Доза 1,0 мг/л предотвращает, однако, как было сказано выше, происходит частичная сорбция ПГМГ на поверхности взвешенных частиц, в связи с чем падает бактерицидный эффект, вследствие чего применение этой дозы не рационально (см. пример 11).

Пример 11. Определение бактерицидной активности ПГМГ.

Для определения бактерицидной активности была использована реальная очищенная производственная сточная вода. Общее микробное число очищенной воды составило 9 1010 кол/л. В стерильные колбы наливают очищенную производственную

сточную воду и добавляют реагент с различ- ными дозами. Через определенные промежутки времени выполняют стандартный посев под мясо-пептонный агар (МПА).

Обработанные таким образом пробы помещают в термостат на 20-24 ч при температуре 37°С.

По окончании времени инкубации производят подсчет выросших колоний.

Полученные данные приведены в табл. 3.

Из табл. 3 виДно, что при увеличении дозы вводимого препарата происходит заметное снижение бактерицидной активности, что выражается в значительном увеличении времени, необходимом для обеззараживания воды. Падение обеззараживающего эффекта вызвано тем, что значительная часть препарата при дозе 1 мг/л и выше выпадает в осадок вместе со сфло- кулированными взвешенными частицами.

Таким образом, дозы ПГМГ 1 104- 2 104 мг/л и 0,2-0,9 мг/л являются оптимальными и необходимыми для достижения поставленной цели.

В табл. 4 и 5 представлены конкретные данные, подтверждающие эффективность и целесообразность применения предлагаемого способа обработки воды в сравнении с прототипом.

Из табл. 4 видно, что при дозе ПГМГ 1 104 мг/л по сравнению с прототипом,

время полного уничтожения хлореллы уменьшается с 27 до 7 дней.

Из табл. 5 видно, что по сравнению с прототипом, введение в воду полигексаме- тиленгуанидина позволяет достичь полного обеззараживания воды за значительно более короткое время (15-35 мин вместо 40- 130 мин у прототипа).

Следовательно, по сравнению с прототипом, предлагаемый способ биоцидной обработки воды оборотных систем позволяет увеличить время работы до появления первичных биологических обрастаний в 3-4 раза и сократить время уничтожения возникших обрастаний в 4 раза.

Таким образом, предлагаемый способ, по сравнению с известными, дает возможность предотвратить биообрастания в оборотных системах технического водоснабжения.

Кроме того, применение ПГМГ не вызывает коррозии оборудования, реагент не токсичен, удобен в эксплуатации.

Формула изобретения

Способ биоцидной обработки воды оборотных систем, включающий введение реагента, отличающийся тем, что, с целью замедления процесса биообрастания, в качестве реагента используют полигексамети- ленгуанидин в количестве 0,2-0,9 мг/л.

Использование в оборотных системах технического водоснабжения промышленных предприятий. Сущность изобретения: воду оборотных систем обрабатывают реагентом полигексаметиленгузнидином в количестве 0,2-0,9 MS /л 5 табл

Действие ПП1Г с иол.иасоой 10 тис.на аеленуо водоросль (хлореллу) е исходной коицентрвцией С - 2,7 мям.кл/ил в очищенной сточной шоде

То же

1Ч01

Cierno«вЛе«ЫЙ

1,5-10 2-10 2,5-10ч ..

.It. .It.

Ярко- вленый

миг

Таблица 1

Хлопья1001 бесцветны

осели наклеток

дно обес-сковгуцвеченмлнрова-мо

То х« it.

То яе

Ярхо- влвми)

цвет

Ярко-млений

цмт

Эеленьй

3,7

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

Таблица 5