Композиція для запобігання кислої мікробіологічної корозії, спосіб обробки води та спосіб утилізації промислових вод, які містять амонійний азот

1. Композиція для запобігання кислій мікробіологічній корозії води, що включає органічний азотовмісний компонет, яка відрізняється тим, що вона додатково включає органічний комплексоутворювач, а як органічний азотовмісний компонент композиція включає інгібітор нітрифікації в наступному співвідношенні компонентів: інгібітор нітрифікації : органічний комплексоутворювач (1-5) : (5-1) розраховано в молях. 2. Композиція за п.1, яка відрізняється тим, що як органічний комплексоутворювач композиція включає: лимонну кислоту, фосфонові кислоти або їх похідні, наприклад оксіетилідендифосфонову кислоту, нітрилотриметилфосфонову кислоту, аміноалканфосфонову кислоту, алкандифосфонову кислоту з кількістю вуглецевих атомів в алкані від 1 до 6; амінокислоти, наприклад амінооцтову кислоту або її похідні, наприклад етилендіамінтетраоцтову кислоту, або їх водорозчинні солі. 3. Композиція за пп.1, 2, яка відрізняється тим, що як інгібітор нітрифікації композиція включає C2 2 (19) 1 3 66669 4 мікробіологічну корозію. компонент композиція включає інгібітор нітрифікаВідомо застосування інгібіторів нітрифікації, ції в наступному співвідношенні компонентів, в % зокрема, 1-карбомоіл-3(5)-метілпіразола, 1мольних: гідроксіметіл-3(5)-метілпіразолу, 4-аміно-1,2,4інгібітор нітрифікації : органічний триазолу, як препаратів селективної дії, які пригнікомплексоутворювач =(1-5):(5-1) чують процеси нітрифікації в ґрунті, запобігаючи, Поставлена задача вирішується тим, що як орцим самим, накопичення в ґрунті окислених форм ганічний комплексоутворювач, композиція вклюазоту [1]. чає: лимонну кислоту, фосфонові кислоти або їх Недоліком відомих інгібіторів нітрифікації є, те, похідні, наприклад оксіетілідендіфосфонову кисщо в разі використання їх у воді вони не запобігалоту, нітрілотриметілфосфонову кислоту, аміноалють накопиченню окислених форм азоту, які сприканфосфонову кислоту, алкандіфосфонову кислочинюють кислу мікробіологічну корозію і, отже, не ту з кількістю вуглеводних атомів в алкані від 1 до проявляють ефективної дії в пригніченні життєдія6; амінокислоти, наприклад амінооцтову кислоту льності кислотостійких форм мікроорганізмів у або її похідні, наприклад етилендіамінтетраоцтову водних середовищах. кислоту, або їх водорозчинні солі. Відома композиція для запобігання кислої мікПоставлена задача вирішується тим, що як інробіологічної корозії води, включаюча органічний гібітор нітрифікації композиція включає інгібітор азотовмісний компонент. нітріфікації триазольного ряду, наприклад, 4Як органічний азотовмісний компонент викоаміно-1,2,4-триазол, і/або піразольного ряду, наристовують хлоргідрат N-феніл-N(вприклад, 3(5)-метілпіразол. діетиламіноетил)-аміду-ді-(n-фторфеніл)Поставлена задача вирішується тим, що викогліколєвої кислоти. ристовують водний розчин композиції з концентКомпозицію використовують у вигляді водного рацією 2-20%мас., переважно 5-10%мас. розчину органічного азотовмісного компонента з Технічний результат запропонованого складу концентрацією 10-50мг/л розчину. композиції заключається в пригніченні життєдіяльПригнічення життєдіяльності кислотостійких ності мікроорганізмів-нітрифікаторів у воді. форм мікроорганізмів досягають періодичним доПеревагою запропонованої композиції є те, що зуванням композиції в воду при її концентрації в воді вона проявляє ефективну селективну дію по 10мг/л через 6 годин і 50мг/л через 24 години. [2]. відношенню до мікроорганізмів-нітрифікаторів при Відома композиція є ефективною тільки по віневеликих рівнях її дозування. дношенню до кислотостійких тіонових і сіркобактеВ порівнянні з композицією-прототипом викорій і не пригнічує життєдіяльності кислотостійких ристання запропонованої композиції забезпечує форм мікроорганізмів-нітрифікаторів (нітрифіцірузниження швидкості кислої мікробіологічної корозії ючих бактерій) роду Nitrosospira, Nitrosococcus, в воді, що містить амонійний азот, аміак і/або карNitrosolobus, Nistrosomonas, і, отже, не зменшує бамід, до нормативної величини - 0,1мм в рік ступінь їх корозійної дії. (0,07-0,12)мм/рік. Мікроорганізми-нітрифікатори в процесі своєї Наступною перевагою запропонованої компожиттєдіяльності підкислюють середовище і утвозиції в порівнянні з композицією-прототипом є рюють сприятливі умови для здійснення окислюзменшення витрат композиції з 10-50мг/л до вальних процесів, створюючи агресивність сере25мг/л і періодичності введення композиції в воду довища і спричинюючи, тим самим, збільшення з двохразового дозування через кожні 6-24 години кислої мікробіологічної корозії. до одноразового дозування в 10-30 діб. Таким чиПричиною збільшення кислої мікробіологічної ном, загальні витрати композиції зменшуються корозії є наявність у воді або попадання в воду більше ніж в 20 разів. аміаку, карбаміду або іншого амоній-іона (амонійДослідно-промисловими випробовуваннями ного азоту). Мікроорганізми-нітрифікатори окисвстановлено, що технічний результат запропонолюють аміак до нітрітів і нітратів, іде процес закисваного складу композиції досягається тільки при лення води з продукуванням протонів і зниженням сумісному поєднанні в заявлених співвідношеннях значення рН води - перша стадія нітрифікації. При інгібітора нітрифікації і органічного комплексоутвокислих значеннях рН значно збільшується швидрювача. кість кислої мікробіологічної корозії. Використання тільки одного або декількох інгіВ основу винаходу поставлено задачу ствобіторів нітрифікації, зокрема, заявлених в запрорення композиції для запобігання кислої мікробіопонованому винаході інгібіторів нітрифікації 4логічної корозії води, в якій, шляхом зміни якісного аміно-1,2,4-триазолу, і/або 3(5)-метілпіразолу, саі кількісного складу відомої композиції, забезпечумих по собі широко відомих для пригнічення нітється можливість пригнічення життєдіяльності мікрифікації в ґрунті (1), в разі їх використання в воді роорганізмів-нітрифікаторів, спричинюючих біохіне забезпечує ефективної дії в пригніченні життємічне окислення аміаку і закислення води, діяльності мікроорганізмів-нітрифікаторів. Це обуобумовлюючого збільшення швидкості кислої мікмовлене тим, що в воді інгібітори нітрифікації легробіологічної корозії. ко взаємодіють з оксидним залізом, яке Поставлена задача вирішується тим, що відознаходиться на поверхні обладнання, утворюючи в ма композиція для запобігання кислої мікробіологірезультаті такої взаємодії комплексні сполуки, що чної корозії води, включаюча органічний азотовмізнижує ефективність дії інгібіторів нітрифікації відсний компонент, згідно з запропонованим носно пригнічення життєдіяльності мікроорганізвинаходом, додатково включає органічний коммів-нітрифікаторів і спричинює необхідність значплексоутворювач, а як органічний азотовмісний ного збільшення витрат інгібіторів. 5 66669 6 З метою забезпечення селективної дії інгібітоВідомий спосіб не вирішує проблеми захирів нітрифікації відносно пригнічення життєдіяльщення води від кислої мікробіологічної корозії, ності мікроорганізмів-нітрифікаторів в воді в заобумовленої закисленням води в результаті житпропонованому винаході інгібітори нітрифікації тєдіяльності кислотостійких форм мікроорганізміввикористовують в поєднанні з органічними комнітрифікаторів у воді, що містить амонійний азот плексоутворювачами. Дослідження показали, що в та продукти його нітріфікації - окислені форми азоводі органічні комплексоутворювачі взаємодіючи з ту - нітріти та нітрати. оксидним залізом, утворюють з ним комплексні Це обумовлено селективною дією відомого інсполуки більш міцні, ніж комплексні сполуки оксигібітора відносно пригнічення життєдіяльності тільдного заліза з інгібіторами нітрифікації, зберігаючи ки тіонових і сіркобактерій, стійких в кислому серепри цьому молекули інгібіторів нітрифікації вільдовищі. ними і забезпечуючи тим самим селективність їх В основу винаходу поставлено задачу удоскодії в воді відносно пригнічення життєдіяльності налення відомого способу обробки води, спричимікроорганізмів-нітрифікаторів. нючої кислу мікробіологічну корозію, в якому, шляКомпозиція включає інгібітор нітрифікації і орхом зміни умов відомого способу, зокрема ганічний комплексоутворювач при співвідношенні використання певної речовини, забезпечується (1-5):(5-1), % мольних. можливість пригнічення життєдіяльності мікроорЯк органічний комплексоутворювач, композиганізмов-нітрифікаторів, спричинюючих біохімічне ція включає: лимонну кислоту, фосфонові кислоти окислення аміаку і закислення води, обумовлююче або їх похідні, наприклад оксіетілідендіфосфонову збільшення швидкості кислої мікробіологічної кокислоту, нітрілотриметілфосфонову кислоту, амірозії. ноалканфосфонову кислоту, алкандіфосфонову Поставлена задача вирішується тим, що у вікислоту з кількістю вуглеводних атомів в алкані від домому способі обробки води, спричинюючу кислу 1 до 6; амінокислоти, наприклад амінооцтову кисмікробіологічну корозію, який включає дозування в лоту або її похідні, наприклад етилендіамінтетраоводу інгібітора кислої мікробіологічної корозії, згідцтову кислоту, або їх водорозчинні солі. но з запропонованим винаходом, як інгібітор кисЯк інгібітор нітрифікації композиція включає інлої мікробіологічної корозії використовують компогібітор нітріфікації триазольного ряду, наприклад, зицію для запобігання кислої мікробіологічної 4-аміно-1,2,4-триазол, і/або піразольного ряду, корозії, включаючу інгібітор нітрифікації і органічнаприклад, 3(5)-метілпіразол. ний комплексоутворювач при співвідношенні (1Для практичного використання приготовляють 5):(5-1), % мольних. водний розчин композиції з концентрацією 2Як органічний комплексоутворювач, компози20%мас., переважно 5-10%мас. ція включає: лимонну кислоту, фосфонові кислоти Винахід пояснюється прикладом №1 приготуабо їх похідні, наприклад оксіетілідендіфосфонову вання композиції. кислоту, нітрілотриметілфосфонову кислоту, аміПриклад №1 ноалканфосфонову кислоту, алкандіфосфонову Для приготування композиції у вигляді водного кислоту з кількістю вуглеводних атомів в алкані від розчину використовують 3(5)метілпіразол, з моле1 до 6; амінокислоти, наприклад амінооцтову кискулярною масою 82,1, випускаємий згідно ТУ 6-21лоту або її похідні, наприклад етилендіамінтетрао19-1-83 у вигляді світлокоричньової або світложоцтову кислоту, або їх водорозчинні солі. втої рідини з пірідіноподібним запахом; лимонну Як інгібітор нітрифікації композиція включає інкислоту, випускаєму згідно з ГОСТом 908-79, з гібітор нітріфікації триазольного ряду, наприклад, молекулярною масою 210,14, і воду. 4-аміно-1,2,4-триазол, і/або піразольного ряду, В ємність для приготування композиції залинаприклад, 3(5)-метілпіразол. вають 1 літр води, далі добавляють 50г Використовують водний розчин композиції з 3(5)метілпіразолу і 120г лимонної кислоти. Переконцентрацією 2-20%мас., переважно 5-10%мас. мішують і отримують водний розчин композиції з Поставлена задача вирішується тим, що коммольним співвідношенням 1:1 і концентрацією позицію дозують у воду періодично -один раз в 10близько 15 % мас. Ефективність композиції дослі30 діб. джують в процесі обробки води, яка спричинює Технічний результат запропонованого способу кислу мікробіологічну корозію, наведеному в прикзаключається в пригніченні життєдіяльності мікроладі №2. організмов-нітрифікаторів у воді. Відомий також спосіб обробки води, спричиСпосіб є ефективним в зниженні кислої мікронюючу кислу мікробіологічну корозію, включаючий біологічної корозії в воді, яка містить аміак, карбадозування в воду інгібітора кислої мікробіологічної мід, амонійний азот і продукти нітрифікації - окискорозії. лені форми азота-нітріти і нітрати. Як інгібітор корозії використовують хлоргідрат В порівнянні зі способом-прототипом викорисN-феніл-N(в-діетиламінозтил)-аміду-ді-(nтання запропонованого способу в воді, яка містить фторфеніл)-гліколєвої кислоти у вигляді його водамонійний азот, забезпечує зниження швидкості ного розчину з концентрацією 10-50мг в літрі розкорозії до нормативної величини 0,1мм в рік (0,07чину. 0,12)мм в рік. Пригнічення життєдіяльності кислотостійких Наступною перевагою запропонованого споформ мікроорганізмів досягають періодичним дособу в порівнянні зі способом-прототипом є знизуванням водного розчину інгібітора в воду при ження витрат композиції, більше ніж в 20 разів, та його концентрації 10-50мг/л з періодичністю дозузручність її використання - один раз в 10-30 діб. вання 6-24 години. (2). Перевагою способу є також збільшення в декі 7 66669 8 лька разів міжремонтного пробігу обладнання за азоту - нітріти і нітрати. рахунок зниження швидкості кислої мікробіологічНедоліком відомого способу є посилена кисла ної корозії. мікробіологічна корозія обладнання, обумовлена Перевагою запропонованого способу є також наявністю в воді мікроорганізмів-нітрифікаторів і збереження в допустимих межах амонійного азоту, великої кількості аміаку, що легко окислюється солі якого стабілізують рівень рН, не мають сильмікроорганізмами-нітрифікаторами до нітрітів і них корозійних властивостей та не утворюють віднітратів, спричинюючих закислення води і посилекладень на поверхні трубопроводів та іншого обне зростання кислотостійких форм мікроорганізладнання. мів-нітрифікаторів. Спосіб включає стадію періодичного дозуванВ основу способу поставлено задачу удосконя в воду композиції для запобігання кислої мікроналення відомого способу утилізації промислових біологічної корозії, включаючу інгібітор нітрифікації вод, в якому, шляхом введення додаткової речоі органічний комплексоутворювач при співвідновини, забезпечується можливість пригнічення житшенні (1-5):(5-1), % мольних. тєдіяльності мікроорганізмів-нітрифікаторів. Як органічний комплексоутворювач, композиЦя задача вирішується тим, що у відомому ція включає: лимонну кислоту, фосфонові кислоти способі утилізації промислових вод, які містять або їх похідні, наприклад оксіетілідендіфосфонову амонійний азот, шляхом їх використання як додаткислоту, нітрілотриметілфосфонову кислоту, амікової води для підживлення систем оборотного ноалканфосфонову кислоту, алкандіфосфонову водопостачання, згідно з запропонованим спосокислоту з кількістю вуглеводних атомів в алкані від бом, підживлення систем оборотного водопоста1 до 6; амінокислоти, наприклад амінооцтову кисчання здійснюють з періодичним дозуванням комлоту або її похідні, наприклад етилендіамінтетраопозиції для запобігання кислої мікробіологічної цтову кислоту, або їх водорозчинні солі. корозії, включаючу інгібітор нітрифікації і органічЯк інгібітор нітрифікації композиція включає інний комплексоутворювач при співвідношенні (1гібітор нітріфікації триазольного ряду, наприклад, 5):(5-1), % мольних. 4-аміно-1,2,4-триазол, і/або піразольного ряду, Як органічний комплексоутворювач, композинаприклад, 3(5)-метілпіразол. ція включає: лимонну кислоту, фосфонові кислоти Використовують водний розчин композиції з або їх похідні, наприклад оксіетілідендіфосфонову концентрацією 2-20%мас., переважно 5-10%мас. кислоту, нітрілотриметілфосфонову кислоту, аміКомпозицію дозують у воду періодично - один ноалканфосфонову кислоту, алкандіфосфонову раз в 10-30 діб. кислоту з кількістю вуглеводних атомів в алкані від Спосіб пояснюється конкретним прикладом 1 до 6; амінокислоти, наприклад амінооцтову кис№2 здійснення способу. лоту або її похідні, наприклад етилендіамінтетраоПриклад №2 цтову кислоту, або їх водорозчинні солі. В оборотну воду, яка містить аміак до 100мг/л, Як інгібітор нітрифікації композиція включає іннітрати 7-100мг/л і нітріти 7-10мг/л періодично догібітор нітріфікації триазольного ряду, наприклад, зують водний розчин композиції, виготовленої по 4-аміно-1,2,4-триазол, і/або піразольного ряду, прикладу №1. В воду додають оптимальну дозу наприклад, 3(5)-метілпіразол. композиції з розрахунку 25г на 1м3 фізичного об'єВикористовують водний розчин композиції з му води. Таку концентрацію підтримують протягом концентрацією 2-20%мас., переважно 5-10%мас. перших 12-24 годин. Далі після 20 діб дозування Поставлена задача вирішується тим, що комкомпозиції повторюють. позицію дозують у воду періодично - один раз в Внаслідок дії композиції швидкість корозії сталі 10-30 діб. знижується з 0,15-0,17мм/рік до 0,07-0,12мм/рік, Поставлена задача вирішується також тим, що рівень рН води підвищується з 6,0 до 7,5-8,2 і стаяк промислові води для підживлення систем обообілізується. Концентрація окислених форм азоту ротного водопостачання використовують напринітритів та нітратів зменшується до 1-5мг/л. клад, стічні води виробництва карбаміду і/або техВідомий спосіб підживлення системи оборотнологічний конденсат виробництва водню або ного водопостачання шляхом введення в систему аміаку, і/або біохімічне очищені стічні води, які додаткової води, спеціально підготовленої для утримують амонійний азот і/або продукти його нітпідживлення системи оборотного водорифікації - окислені форми азоту - нітрити і нітпостачання (3). рати. Недоліком способу є його висока коштовність, Технічний результат способу заключається в обумовлена необхідністю спеціальної підготовки пригніченні життєдіяльності мікроорганізмовводи шляхом її очищення і пом'якшення. нітрифікаторів, які обумовлюють кислу мікробіолоНайбільш близьким за технічною сутністю і гічну корозію води. досягаємим результатом є спосіб утилізації проПеревагою способу утилізації промислових мислових вод, які містять амонійний азот, шляхом вод є зниження кислої мікробіологічної корозії з їх використання як додаткової води для піджив0,17-0,15мм/рік до 0,07-0,13мм/рік. лення систем оборотного водопостачання. (4). Перевагою способу є низькі витрати композиЯк промислові води, що містять амонійний ції та зручність її використання - один раз в 10-30 азот, використовують наприклад, стічні води виродіб. бництва карбаміда і/або технологічний конденсат Ще однією перевагою способу є також зберевиробництва водню або аміаку, і/або біохімічно ження в допустимих межах амонійного азоту, солі очищені стічні води, які містять амонійний азот якого стабілізують рівень рН, не мають сильних і/або продукти його нітрифікації - окислені форми корозійних властивостей та не утворюють відкла 9 66669 10 день на поверхні трубопроводів та іншого обладконцентрацію підтримують протягом перших 12-24 нання. годин. Через 20 діб дозування композиції повтоСпосіб утилізації, включає стадію дозування в рюють з розрахунку 25г на 1м3 фізичного об'єму воду системи оборотного водопостачання однієї води водооборотної системи з підтриманням такої або декількох промислових вод, які містять амоконцентрації протягом перших 12-24 годин. нійний азот, як додаткової води для підживлення Процес застосування композиції відстежують системи оборотного водопостачання, і стадію пеза показниками оборотної води "нітріти, нітрати, ріодичного дозування в воду композиції для запоаміак" і рівень рН. Після дозування композиції бігання кислої мікробіологічної корозії, включаючу вміст нітрітів і нітратів у воді зменшується до інгібітор нітрифікації і органічний комплексоутво0,2мг/л і 0,5мг/л, відповідно, аміаку до 100мг/л., рН рювач при співвідношенні (1-5):(5-1), % мольних. води підвищується з 6 до 8,4. Корозія сталі зменВикористовують водний розчин композиції з шується з 0,15-0,17мм/рік до 0,07-0,12мм/рік. концентрацією 2-20%мас., переважно 5-10% мас. Джерела інформації, прийняті до уваги при іксКомпозицію дозують періодично - один раз в пертизі: 10-30 діб. 1. Ю.А.Бунятян, «Микробиологические аспекСпосіб пояснюється конкретним прикладом ты влияния ингибиторов нитрификации на самооздійснення способу. чищающую способность почвы.», Гигиена насеПриклад №3 лѐнных мест, выпуск 37, Киев 2000г., Мінздрав Для підживлення водооборотної системи в неї Украины, Украинский научный гигиенический центр, вводять додаткову воду - стічні води виробництва с.609-614. карбаміду з вмістом аміаку 100мг/л і карбаміду 2. А.С. СССР №916421, C02F1/50, опубл. 10мг/л. Після вводу такої піждживлюючої промис30.03.82г., Б.№12. (прототип). лової води оборотна вода системи містить аміак і 3. Ф.И. Белан, «Водоподготовка», Госэнергоинітріти по 100мг/л, нітрати 2,5мг/л. В оборотну воздат, М.Л., 1963г. с.164-254. ду періодично дозують водний розчин композиції 4. А.В.Иванов, И.В.Бойко, Б.Н.Шукайло, для запобігання кислої мікробіологічної корозії, яка А.В.Талалай, П.В.Коломиец, «Повышение уровня включає інгібітор нітріфікації - 3(5)метілпіразол і эксплуатации теплообменного оборудования», ж., лимонну кислоту в мольному співвідношенні 1:1,з Оборудование и инструмент для профессионалов, розрахунку 25г на 1м3 фізичного об'єму води. Таку Водоочистка, №10, 2002г. с.46-49. (прототип). Комп’ютерна верстка Н. Лисенко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601