Спосіб очистки стічних вод від гексаметилендіаміна

ДЛЯ СЛУЖЕБНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКЗ. ф G О О С О СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК Ш) L ( 5 1 ) 5 С 12 N 1/2Q, С 02 У 3/34 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГННТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ -.--• • ' • ' ' . , - ^ 1 (21) 4388075/31-13 (22) 03.03.88 (71) Институт коллоидной химии и химии воды им. А. В, Думанского (72) П. И. Гвоздяк, Н. Б. Загорнвя, Т. П. Чеховская и В. У. Никоненко (53) 663.15(038.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 722853,*кл. С 02 F 3/34, 1978. Авторское свидетельство СССР № 1244942, кл. С 02 F 3/34, 1984. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ГЕКСАМЕТИЛЕНДИЛМИІІА (57) Способ очистки сточных вод от гексамєтилендиамина. Изобретение относится к биотехнологии, в частности к способам очистки сточных вод от Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к способам биохимической очистки сточных вод от гексамєтилендиамина, и может быть Применено ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД производства "Анид" (пашюн-Ьб) . Целью изобретения является повышение качества очистки сточных вод от гексамєтилендиамина (ГОД). Изобретение заключается в том, что предвзрительно получают накопительную культуру коловраток Not отита ta ansata путем пропускания бактериальной суспензии Arthirobacter sp» 125 (!0 клеток/мл) или сточных вод после микробиологической очистки, содержащих 10 г/л по сырому весу Arthrobacter sp. 125, 40 мг/л азота аммонийного, 60 мг/л бюсфора, 20 мг/л 9-90 --•"•: - - - • . . - . гексамєтилендиамина. Целью изоврете-' ния является повышение качества очистки от этого соединения и предотвращения вторичного загрязнения биомас™ сой бактерии Arthrobacter species 125. Поставленная цель достигается путем применения накопительной культуры коловраток Notoinciata ansata, утилизирующих биомассу бактерий Arthrobactes species в присутствии следов гексамстилендиамина, при этом из 10 г биомассы Arthrobacter sp. получают 1 г биомассы коловраток. Одновременно происходит повышение степени очистки воды по ХПК на 86%, азоту на 90%, Способ позволяет получить воду9 пригодную для оборотного водоснабжения„ 2 табл. 2 ил. ГМД, через колонку с активным илом при D » 0,033 ч" 1 и аэрации 20 л / л / ч . Затем через резервуар с загрузкой из стекловолокна и культурой Notoramata a n s a t a в количестве 1 г/л в течение 1 30 ч при D • 0,033 ч'' пропускаются сточные воды, очищенные от Г Д бакМ териями A r t h r o b a c t e r s p . 125 и содержащие 10 г/л биомассы этих бактерий, при аэрации. После освобождения от бактерий вода направляется в водоем саннтарно-бытоваго назначения, г д е , используется на корм для рыб. В основу способа положена выявленная авторами способность коловраток Notomnata a n s a t a использовать в к а ч е стве пищевого продукта бактерию A r t h r o b a c t e r s p . 125 в присутствии следов ГВД. Впервые показано, что при обра : . щ 549220 Нижний предел концентрати"! е риальных клеток Arthrobactei ъ\ . 1^5 для жизни коловратки около 500 тыс. кл/мл. Notonmata ansata - хишник, постоянный обитатель активных илов очистных сооружений, санитар открытых водоемов, сведений о ее патогенности в литературе не обнаружено. Не токсофобна. ГМД в теле не накапливает, о чем свидетельствуют специальные опыты по химическому определению ГМД в биомассе коловраток, очищающих сточные воды в используемой установке. Способ иллюстрируется следующими примерами. П р и м е р 1. Первая стадия. Для очистки от ГВД используют сточные воды производства "Анид" (найлон-66). К реальной сточной воде, содержащей 4 г/л ГМД, 0,5 г/л адипиновой кислоты, следы ионов Си и I уксусной кислоты, имеющей рН 10,5, прибавляют 2 мл НзРОц на 1 л воды и подают ее в аппарат объемом 20 л с насадкой из стеклоNotonmata ansata имеет удлиненное, волокна. Насадка предварительно бактеверетенообразное тело, подразделенное ризуется культурой Arthrobacter sp. на голову, шею, туловище и ногу. Ку125. Бремя пребывания воды в аппарате тикула тела нежная. Коловрашательный аппарат сдвинут на брюшную сторону. ^о 14 ч. Очищенная вода содержит 10 г/л (по сырому весу) микробных клеток и Ресничные усики длинные. Подбородок имеет следующий состав: азот аммонийхорошо выражен. На конце туловища со ный - 40 мг/л, фосфор - 60 мг/л. ГМД спинной стороны имеется хвостовой 20 мг/л, ХПК - 700 мг 0 а /л, а рН 8,2. вырост. Нога короткая, членистая с двумя пальцами, которыми коловратка -, ,Вторая стадия, а) Получение накопиохватывает волокно (в данном случае тельной культуры коловратки Notommata диаметр волокна 13 мкм). Мастаке вирansata из активного ила № 1 очистных гантного типа. Пальцы согнуты на брюш сооружений картонно-бумажиого комбиную сторону, посередине своей длины ната , г. Обухов. с перехватом. Бугорок последнего чле- ^Q Активный ил № 1 (100 г по сырому Н І Ж а ноги маленький. Хвостовой вырост весу) помещают в проточный аппарат с боков расширенный.Ункусы неодинаобъемом 1 л при 20 °С, рН 7,6, расход ковые: левый с одним мошным булавовоздуха - 1 л/л сточной воды в і ч . видным, тесно к нему прилегающим тонЧерез аппарат пропускают очищенную на ким зубом и тремя рудиментарными зу- ^ первой стадии воду» Бремя пребывания бами: правый ункус с одним менее мощводы в установке 14 ч. ным зубом и тремя рудиментарными. Отбор проб активного ила и количеГлазное пятно большое, красное. Обство простейших и коловраток опредещая длина 300-800, длина пальцев 75, ляют по общепринятым методикам. мастакса 75 мкм. На фиг. 1 показано изменение коли50 Устойчивы к дефициту кислорода, к чественного состава простейших и коорганическим загрязнениям, к большим ловраток активного ила в процессе раколебаниям температуры. Оптимум темботы установки. На оси абсцисс обознапературы 25-28°С. Оптимальнее рН 5,8чено время (сутки), а на оси ординат количество организмов (процент от об7,0. Выносят сильно пониженную кис55 щего числа организмов). ИСХОДНЫЙ аклотность среды до рН 4,2. тивный ил содержит: сапрофитные (криЖивет в бактериально очищенной от вая I), голозойные жгутиковые (криГМД воде с остаточной концентрацией вая 2 ) , свободноплавающие инфузории ГМД до 20 мг/л. ботке активных илов различного происхождения культурой Arthrobacter ер,125 в присутствии следов ГМД происходит вытеснение коловраткой Notommata ansata других видов простейших из биоценозов активных илов (фиг. 1, табл. 1). Установлено, что только коловратка Notommata ansata может выжить и доминировать при добавлении в активный JQ ил бактерий Arthrobacter sp. 3 25 и наличии следов ГМД. Следовательно, коловратки Notommata ansata и бактерии Arthrobacter sp. 125 связаны друг с другом пищевыми отношениями. (5 Коловратки утилизируют биомассу бактерий, при этом из 10 г биомассы Arthrobacter sp. 125 получают 1 г биомассы Notommata ansata. 'Одновременно происходит повышение степени 20 очистки воды по ХПК. Очищенная вода может быть использована для оборотного водоснабжения, а биомасса коловраток является ценным кормом для мальков рыб, 25 1549220 (крнпая 3 ) , брюхоресничные инфузории 30еС при встряхивании на качалке (кривая 4 ) , кругоресничные инфузории (150 об/мин) в течение 48 ч . 'Культу(кривая 5 ) , коловратки (кривая 6 ) , ральную жидкость центрифугируют при Видовой состав организмов активного ' 6000 g. Из осажденной биомассы на | синтетической среде (КрНРСЧ - 0,3 г/л, ила в процессе работы установки сущеMgS04 - 0,1 г/л, ГЩ 20 мг/л) готоственно изменяется. Количество сапвят суспензию, содержащую 10 г клеток рофитных жгутиковых, голозойных жгутив 1 л , которую пропускают через коковых, свободноплавающих инфузорий, лонку емкостью I л , содержащую 100 г брюхорееничных инфузорий и кругорес10 активного ила № 1 при D = 0,033 ч~\ нисных инфузорий постоянно уменьшаетВоздух подают из расчета 20 л/л сточся и к 25 сут их в установке не обнаной воды в час. руживается. В течение всего пе-риода работы установки наблюдается постоянЧерез 2-3 недели работы установки ное увеличение количества коловраток в активном иле преобладают коловрат15 Notoramata ansata и через 25 сут этот ки Nototnmata a n s a t a , количество котовид доминируете?;. рых достигает 1 г/л (по сырому весу). 2) Накопление культуры Notommata б) Накопление коловраток Notommaa n s a t a на реальной сточной воде. ta ansata из активного ила № 2, полученного из Бортнической станции Активный ил № 1 (100 г по сырому аэрации (г. Киев). Видовой состав аквесу) помещают в колонну емкостью 1 л, тивного ила № 2 был аналогичен состакуда подают при D = 0,033 ч~ и расхо--. ву активного ила К 1 . Однако количе° де воздуха 20 л/л сточной воды в 1ч, ственное соотношение видов отличаетполученную после микробиологической ся. Активный ил № 2 помещают в проочистки сточную воду, содержащую точный аппарат (объем I л) и провоArthrobacter s p . 125 10 г/л (по сыродят исследования аналогично описанным му в е с у ) , азот аммонийный - 40 мг/л, выше в пункте "а". . фосфор - 60 мг/л, 20 мг/л ГЩ и имею у XIIK 700 мг 0 5 / л . Через 25 сут щю В этом варианте преимущественное работы установки в активном иле преразвитие также получают коловратки. 30 обладают коловратки Notommata ansata, Через 25 сут работы установки в актив количество которых достигает 1 г/л ном иле № . доминирует вид Notommata 2 (по сырому весу). ansata (табл. 1 ) . Таким образом, при кормлении одним видом пищи (в данном случае кормом 35 служили бактерии Arthrobacter sp. 125) в присутствии следов ГВД все виды простейших как в активном иле № 1, так и в активном иле № 2 вытесняются коловраткой Notommata ansata. Аналогичные эксперименты, проведенные по очистке сточных вод от ГМД с Bacillis subtilis 21/3, па позволяют добиться очистки от микроорганизмовдеструкторов. Эти исследования под45 тверждают данные о том, что только коловраткиNotommata ansata могут использовать как пищевой продукт Arthrobacter sp. !25 в присутствии следов ГИД. • 50 П р и м е р 2. 1) Получение культуры Notommata ansata на синтетической среде. 25 мл бактериальной суспензии (10*10 клеток в 1 мл воды) суточной культуры Arthrobacter sp. 125» ^ выращенной на МПА, вносят в колбу (объем 500 мл) с 200 мл питательной среды, содержащей, г/л: К^НРО,) - 0,3; MgSQi - 0,1, ГМД - 2. Выращивают при 3) Очистка воды от Arthrobacter 125 коловраткой Notommata a n s a t a . Способ реализуется на установке, схема которой приведена на Фиг. 2, Сточные воды производства "Анид" поступают в биореактор 1 при D « = 0,033 ч" , где очищаются от Очищенная вода, содержащая 10 г/л биомассы Arthrobacter sp. 125, поступает в резервуар 2, в котором находится загрузка 3 и коловратка Notommata ansata. Темп прироста биомассы коловратки в сутки равен в среднем 17-25% от исходной ее биомассы. Время пребывания жидкости в резервуаре 30 ч . Незакрепленные (свободноплавающие) коловратки отводятся потоком очищенной жидкости через трубу 4, например, в водоем санитарно-бытового назначения 5, где используется на корм для рыб или через фильтр 6 насосом 7 подается в систему замкнутого водоснабжения. Избавление носителей от избытка биомассы коловратки проводили путем регенерации их. Для этого один раз sp. 8 1549220 в месяц прекращали подачу воды в установку на 30 мин и подавали в резервуар 2 воздух с большой скоростью 200 г/л воды в 1 ч . Затем освобождали резервуар 2 от жидкости. Выживаемость коловратки в предлагаемой системе равна в среднем 5-7 дней. Регуляция подачи воды осуществляется с помошью кранов 8 и 9. Аэрация осуще10 ствляется в биореакторе 1 и резервуаре 2 аэраторами 10 и 11, Результаты очистки даны в табл. 2. Для фильтра используют плотный jc мельничный шелковый газ высоких номеров ( № . 17/64-25/77) ( 5 ) . Очищенная жидкость практически не содержит Arthrobacter s p . 125, показатель Х К снижается с 700 до 100 мг 20 П Ое/л, азот аммонийный уменьшается с 40 до 4 мг/л, таким образом степень очистки сточных вод повышается по Х К на 86%, азоту на 90%, биомасса П A r t h r o b a c t e r sp. 125 утилизируется на 98%. Способ вместе с тем позволяет получить воду, пригодную для оборотного водоснабжения. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ очистки сточных вод от гек" саметилендиамина, предусматривающий введение в сточную воду штамма бактерий A r t h r o b a c t e r s p e c i e s 125» иммобилизованного на носителе, и аэрацию, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества очистки, производят последующую обработку воды культурой коловраток Notommata ansata. Т а б л и ц а 1 Количество организмов от общего числа в процессе получения накопительной культуры Notommata a n s a t a , % Виды организмов Время, сут Исходный активный ил Сапрофитные жгутиковые Голозойные жгутиковые Свободноплавающие инфузории Брюхоресиичные инфузории Круглоресничные инфузории Коловратки 15 20 25 15 17 15 16 4 6 2 4 2 3 0 0 15 21 16 19 15 14 7 8 4 2 0 0 17 15 18 16 ' 17 14 65 4 85 0 100 44 Т аС л и ц а Исходная сточная вода Показатели ГМД, .г/л Arthrobacter species, ХПК, мг 0 й /л Азот аммонийный, мг/л Фосфор, мг/л Notommata ansata, г/л г/л 4 0 1700 0 300 0 2 Вода после очистки _ известным способом Следы 10 700 4 0 60 0 Концентрация Notommata ansata до фильтра составляла равнялась 0. ;-•-• предлагаемым способом 0 0,2 100 4 10 1(0)* 1 г/л, после фильтра 1549220 Сточная Soda Редактор М. Букреева Составитель И. Болотина Техред Л.Олийнык Корректор Н« Ревская Заказ 486/ДСП Тираж 319 Подписное В Н Ш П И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101