Способ биохимической очистки сточных вод от красителей Советский патент 1982 года по МПК C02F3/34 C02F3/34 C02F101/30 C02F103/30 

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод и может быть использовано при очистке стоко содержащих красящие вещества, на за водах медпрепаратов, текстильных и некоторых других химических предпри тиях. Известен способ биологической очистки окрашенных вод, основанный на окислении низких концентраций красителей микрофлорой активного ила tl. Наиболее близким по технической сущности является способ очистки окрашенных вод текстильных производств на активированных углях, зафиксированных в колоннах, с последующей регенерацией углей, насыщенных красителями, сапрофитной микрофлорой активного ила, источником которой служат вторичные очистные сооружения городских станций Til. При очистке окрашенных сточных вод (концентрация красителя .до 150 мг/л) указанным способом сток проходит через сорбент (активированный уголь), закрепленный в колонне, в нисходящем направлении до исчерпания сорбционной емкости Далее сорбент регенерируют путем циркуляции восходящим током аэробно культуры, в результате чего происходит процесс биоокисления извлеченной органики и реактивация сорбента « Для активации процесса регенерации сорбента необходима допел- нительная аэрация микробной культуры и использование дорогостоящих питательных сред (мясо-пептонный бульон, углеводы, аминокисло ы). Снижение ХПК (химическое потребление кислорода;) при данном способе очистки составляет 6-., Недостатком известного способа является невозможность получения эффекта очистки от загрязнений по гюкaзaтjeлю бихроматной окисляемости более чем на 581 при однраременнон обесцвечивании. Кроме того известный способ не пригоден для очистки сточных вод от биорезистент HUX красящих веществ, в том числе галогенсодержащих азокрасителей., которые не окисляются микрофлорой активного ила и не сорбируются на активированных углях. Разделение во времени процессов насыщения угля (сорбента) и последующей регенерации его усложняет технологию очистк Цель изобретения - повышение сте пени очистки, упрощение процесса и возможность очистки высококонцентри рованных сточных вод от биорезистентных красителей. Указанная цель достигается тем, что очистку сточных вод от красителей осуществляют иммобилизованными на носителе бактериями - деструкторами PS. fluorescens 2, предпочтительно на неподвижном носителе след щего состава, об.;: древесный уголь марки БАУ 25-27 створки мидий k8-k песок морской остальное. Штамм PS,fluorescens 2 выделен из специфического источника - актив ного ила Люблинской станции аэрации (г. Москва) и получен в результате стабилизирующего направленного отбо ра в проточных условиях на мо йельны установках. Использование иммобилизованных на .носителе клеток бактерий повышает их окислительную активность по сравнению со свободными клетками, что улучшает показатели очистки. По морфологии бактерии представл ют Собой прямые палочки, размеры 0, мкм, подвижные по типу монотрихов, располагаются одиночно, грамотрицательные, неспорообразующи Бактерии образуют каталазы, окси дазы, дегидрогеназы, денитрификация ярко выражена. Штамм отнесен к Ps. fluorescens биотипу III по признака отсутствия лецитиназ и неспособност к образованию левана из сахарозы. Не патогенен. Данные бактерии способны утилизи ровать стойкие органические азокрасители, в том числе кислотный черный С, галогенсодержащий краситель активный алый 10-52, а также биорезистентные красящие вещества, котор вырабатываются микроорганизмами продуцентами биологически активных веществ и загрязняют стоки заводов медггрепаоатов. Полное разрушение молекулы красителя в минеральной среде происходит только в кометаболических (соокислительных) условиях при использовании дополнител ьных биогенных субстратов, например глюкозы, дрожжевого экстракта. Штамм PS . fluorescens 2 осуществляет деструкцию красителя кислотного черного С в минеральной среде в концентрациях до 75 мг/л за 2 ч в условиях соокисления 0,5 глюкозы (периодическое культивирование, , рН 7,0-7,2, дополнительная аэрация отсутствует). В аналогичных условиях штамм осуществляет 98-100 -ное окисление галогенсодержащего красителя активного алого 10-52 в концентрации 25 уг/л за 24 ч. Штамм освобождает от биорезистентных красящих веществ сточные воды антибиотических производств, в частности производства рифампицина, за 2k ч без введения дополнительных субстратов для соокисления, ввиду наличия последних в реальных сточных водах (остатки культуральной жидкости и др.). Способ осуществляют следующим образом. Очистку окрашенных сточных вод, цветность которых по хромкобальтовой шкале составляет 2900-3000°(заводы медпрепаратов), либо с содержанием красителей до 150 мг/л (заводы тонкого органического синтеза) проводят в биореакторе непрерывного действия. Обработке подвергают восходящий водоток. Загрузку вносят в биореактор на 2/3 объема. Иммобилизации на загрузке подвергают бактерии Ps.fBUo res cens 2 после предварительной расплодки в минеральной среде в течение 16-18 ч. Полученная культура вносится в биог реактор, заполненный минеральной средой, в количестве 8 об.. Иммобилизацию на носителе осуществляют в процессе периодического культивирования в течение 2h-k8 ч при . Затем осуществляют дозированную подачу окрашенных сточных вод. Необходимым условием проведения микробной очистки является соблюдение температурного режима в пределах 30-32 0, рН поступающих вод 7,5-8,0 и периода обработки сточных вод

ч. Очистку осуществляют без ополнительной аэрации.

Пример 1. Микробную очисту окрашенных сточных вод антибиотиеских производств на примере произ- s водЬтва рифампицина осуществляют следующим образом.

Поступающие воды обрабатывают в биореакторе колонного типа, загруженном на 2/3 объема носителем еле- ю дующего состава, об.: древесный уголь марки БАУ 25-27, створки мидий +8-52, песок морской 23-25.

В качестве бактерий используют штамм Ps.Ouorescens 2. Для рас- is плодки культуру выращивают на среде следующего состава: 1 мл фосфатного буферного раствора рН , 0,023 г сульфата магния; 0,027 г хлорида кальция; 0,0003 г хлорного железа; 20 1000 мл дистиллированной воды. С этой целью в минеральную среду, разлитую в емкости, вносят агаровую культуру до получения оптической плотности 0,06-0,08. Культивирование 25 проводят в течение 16-18 ч без дополнительной аэрации. Полученную культуру в количестве 8 обД вносят в биореактор с загрузкой, заполненный минеральной средой указанного зо состава. После 2 -часового культивирования на обработку восходящим током подают концентрированные до красителям сточные воды, прошедшие биологическую очистку. Цветность посту- 35 пающих вод 2900°, ХПК - 1035 мг .

Для интенсификации процесса микробной очистки в обрабатываемые воды вносят минеральные добавки (аммофос из расчета 5 мг/л в пересчете на 40 фосфор).

микробную очистку осуществляют в непрерывном режиме при соблюдении следующих условий: период обработки -45 lO ч, 30°С, рН поступающих вод 8,0, ополнительная аэрация отсутствует. Срок наблюдения 6 мес.

Пример 2. Микробную очистку крашенных сточных вод завода тонко- у го органического синтеза на примере ильтрата активного алого 10-52 существляют следующим образом.

Подготовка биореактора к работе и иммобилизация бактерий Ps.fbaorescens 2 аналогична указанным в примере 1.

Очистка фильтрата красителя предусматривает наличие пускового периода, в течение которого осуществяют дозированную подачу на обработку фильтрата с возрастающим содержанием красителя: 25, 50, 100, 150 мг/л с интервалом 2 сут до установления стабильного режима очистки.

Для создания оптимальных условий для деструкции красителя в фильтрат, поступающий на обработку, вносят минеральные добавки (аммофос из расчета 5 мг/л в пересчете на фосфор) и дрожжевой экстракт в количестве 0,05%. Дальнейшую обработку „сточных вод ведут аналогично примеру 1. Срок наблюдения 6 мес.

Результаты обоих примеров представлены в таблице.

Способ предусматривает использование иммобилизованных клеток бактерий, что повышает их окислительную активность и позволяет осуществлять очистку сточных вод в условиях проточного культивирования с содержанием красителей до 150 мг/л, а также стоков антибиотических производств, цветность которых составляет 2900 с эффектом очистки по красящему веществу 100 и по ХПК 81-93 по сравнению с известными способами очистки, которые используют при очистке сто- ков с содержанием красителей до. 50 мг/л (эффект очистки по ХПК 4658%). Кроме того, использование бактерий с высокой окислительной активностью, иммобилизованных на неподвижном носителе при одноразовой инокуляции, упрощает процесс очистки, так как позволяет проводить его в непрерывном режиме (без выделения периода регенерации) и без дополнительной аэрации.

Экономический эффект от применения способа заключается в эффективной очистке сточных вод от красящих веществ, что предотвращает вредное воздействие их на биоту при поступлении в водоемы. 9 Формула изобретения 1 .Способбиохимической очистки сточных вод от красителей микроорганизмами j отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки, упрощения процесса и возможности очистки высококонцентрированных сточных вод от биорезистентных красителей, в качестве микроорганизмов используют иммобилизованные на носителе бактерии - деструкторы Ps.fJuorescens 2. 2. Способ по п,1, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что в качестве носи810теля используют со.став содержащий, обД: древесный уголь марки БАУ 2527j створки мидий 6-52; песок морской остальное. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Ротмистров М.Н., Гвоздяк П.И, Ставская С,С. Микробиология очистки воды. Киев, Наукова думка, 1978, с. 267. 2.NoveE approarch removes coior from textiЕе dyciriR Wastes, Water and Wastes Engineering, 8.9, 1971, E-18.