Спосіб очищення промислових стоків від фенолів
Номер патенту: 32143
Опубліковано: 12.05.2008
Автори: Гудзенко Тетяна Василівна, Фабіянська Ірина Валентинівна, Баранов Олександр Опанасович, Драгуновська Ольга Іллівна, Менчук Василь Васильович, Шилов Володимир Іларіонович, Іваниця Володимир Олексійович, Рибаков Станислав Володимирович
Формула / Реферат
1. Спосіб очищення промислових стоків від фенолів, що включає попереднє зменшення концентрації забруднень у промислових стоках механічною стадією очистки, після чого промислові стоки пропускають через біофільтр, у який попередньо вводять консорціум мікроорганізмів, після біофільтра промислові стоки пропускають через сорбційний фільтр, який містить адсорбенти із сильно розвинутою внутрішньою поверхнею, з класу: активовані вугілля, цеоліти, силікагелі, а після сорбційного фільтра очищену воду направляють у збірну ємність, з якої очищену воду повторно використовують для виробничих цілей, який відрізняється тим, що консорціум мікроорганізмів, який попередньо вводять у біофільтр, містить штами бактерій, що руйнують феноли: Achromobacter jophagun, Actinomyces convoluta, Bacillus thermophenolicus, Bacterium phenoli, Bacterium benzoli, Enterobacter (pod), Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas rathonis, Vibrio neocistes.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що механічна стадія очистки зменшення концентрації забруднень у способі очищення промислових стоків стосовно до ванн металопокриттів полягає в тому, що витягнуті з ванн металопокриттів деталі, які містять на поверхні плівку електроліту з іонами металів, фенолу тощо, промивають у ванні-уловлювачі, потім у промивних ваннах (кількість котрих не менше трьох), у яких воду від ванни до ванни направляють в напрямку до ванни металопокриттів для її поповнення, а чисту воду додають для ополіскування деталей у останню ванну промивання, після чого промивну воду, що залишилася від поповнення ванни металопокриттів, направляють у біофільтр, в який попередньо вводять консорціум мікроорганізмів, що руйнують феноли.
3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що механічна стадія очистки зменшення забруднень у способі очищення промислових стоків стосовно до ділянок, де виробляють або використовують феноли: виробництво фенольно-формальдегідних смол, барвників та лікарських речовин на основі фенолів тощо, полягає в тому, що промислові стоки фільтрують через механічний фільтр у вигляді декількох шарів тканих матеріалів або у вигляді шару піску, де затримують змулені частки забруднень, а після механічної фільтрації направляють у біофільтр, в котрий попередньо вводять консорціум мікроорганізмів, що руйнують феноли.
Текст
Корисна модель відноситься до області обробки води, зокрема, до локальної технології очищення промислових стоків від фенолів з використанням мікроорганізмів і може застосовуватися на ділянках гальванопокриттів (оливування, свинцювання), де використовують сполуки фенолів, на ділянках і цехах виробництва феноло-формальдегідних смол, барвників, лікарських речовин, капролактама, фенолоформальдегідних клеїв і лаків, феноло-ацетатних клеїв та ін., де використовуються фенольні сполуки, а також у випадках, коли фенол (широковідома карболова кислота) застосовується як дезинфікуючий засіб. Унаслідок того, що феноли і сполуки фенолів є отруйними речовинами для живих організмів, у тому числі для більшості мікроорганізмів, гранично припустимі концентрації (ГПК) фенолу у воді дуже малі. Наприклад для водоймищ ГПК фенолу дорівнює 0,001мг/л. [Див. Справочник эксперта и изобретателя "Экологические аспекты экспертизы изобретений", авт. Рыбальский Н.Г., Жакетов О.Л., Ульянова А.Е., Шепелев Н.П., - М.: ВНИИПИ. 1989. ч.1]. Для дезінфекції приміщень, інструменту, тощо застосовують водяний розчин фенолу 3-5% концентрації (30-50г/л). Наприклад, доцільне застосування пропонуємого способу для ділянок і цехів з обмеженим водопостачанням при нанесенні металопокриттів у ваннах, які тривалий час працюють без заміни електроліту і які містять різні органічні забруднення крім металів та фенолів: жирові речовини, мастильно-охолоджувальні рідини, пасти, які застосовують при шліфуванні, хонінгуванні, поліруванні деталей та інш. Забруднення попадають у ванни нанесення покриттів на поверхні недостатньо очищених деталей, що у наш час обумовлено високою вартістю енергоресурсів, які необхідні для якісного очищення деталей від забруднень перед нанесенням покриттів. Для якісного очищення деталі необхідно очищати в декількох ваннах з гарячими (70-80°С) лужними розчинамиелектролітами, для нагрівання яких потрібна велика кількість енергоресурсів. Ряд ванн нанесення металопокриттів самі мають властивості очищення поверхні деталей при температурі понад 55°С, наприклад, шляхом подачі на деталі постійного струму зворотної полярності. При цьому позитивно заряджені органічні забруднення з деталей знімаються і з часом накопичуються у великих кількостях у ванні металопокриттів, забруднюючи електроліт. У той же час заміна електроліту - це дорогий захід, вартість якого складається не тільки з вартості нового електроліту, але й витрат на утилізацію забрудненого, що в сукупності, наприклад для ванни оливування ємністю 3м3, коштує понад 30 тисяч доларів США. Також у практиці металопокриттів трапляються позаштатні ситуації, коли забруднення промислових стоків від ванн металопокриттів різко зростає. У багатьох ваннах нанесення таких металопокриттів як олово, свинець та їх сплави, температура електроліту в робочому стані більше 55°С, ємність ванн - від 0,5 до 10м3, розмір поверхні ванни - до 6м2, внаслідок чого випари з ванн дорівнюють 50-100л на добу і більше. Ряд рецептур нанесення металопокриттів на деталі як метали використовують свинець, олово та їхні сплави, при цьому в рецептуру електролітів входять сполуки фенолу у великих концентраціях, наприклад, парафенолсульфокислота в концентрації до 95г/л (див. приклади). Після нанесення металопокриттів деталі обов'язково промивають водою у ваннах промивки для видалення з їхньої поверхні плівки електроліту, котра містить як самі метали, так і феноли та інші забруднення. Кількість промивних вод в діючих системах промивки, згідно технічних умов на готові деталі, дуже велика і дорівнює для однієї ванни металопокриттів десяткам кубометрів на добу. Наприклад, на 1м2 металопокриття по нормах витрачається 2м3 води [Норми наведені з: Мельников Н.С. Справочник по гальванопокрытиям в машиностроении. 2-е изд. - М.: Машиностроение. 1991г. с.337 - додається ксерокопія сторінки]. Проведений авторами аналіз роботи гальванічних ділянок на багатьох заводах показує, що в дійсний період на ряді підприємств України наявні загальнозаводські очисні спорудження не працюють через великі витрати на їхнє функціонування. Унаслідок цього виникла нагальна потреба розробки технологій та установки агрегатів локального водоочищення безпосередньо в цехах і на ділянках, де виконуються роботи з застосуванням матеріалів, що містять фенол. Описувана корисна модель саме і спрямована на рішення задачі локального очищення промислових стоків від фенолів, коли пристрої для очищення стоків установлюються безпосередньо поблизу виконування робіт з фенолами. Досягнутий рівень технологій в галузі очищення промстоків з використанням мікроорганізмів характеризується слідуючими винаходами. Відомий "Спосіб очищення стічних вод від ванадію", авт. св. СРСР №941319, МПК С02F 3/34, опубл. 07.07.82, Бюл. №25, згідно з яким ванадій переводять у нерозчинне з'єднання, при цьому стічні води піддають обробці в анаеробних умовах активним мулом, який містить бактерії, що виділені з пластових вод родовищ нафти. Головний недолік відомого способу в тому, що спосіб недостатньо забезпечує очищення промислових стоків від фенолів, унаслідок того, що використовувані мікроорганізми, які виділені з пластових вод родовищ нафти, не здатні переробляти фенол. Відомий "Спосіб біологічної очистки стічних вод від металів", авт. св. СРСР №1255588, МПК 4 C02F 3/34, опубл. 07.09.1986, Бюл. №33, згідно якого вилучення металів зі стічних вод проводять шляхом їх контактування з міцелієм грибів Aspergillus протягом 24-48 годин при 18-25°С з наступним відділенням біомаси фільтруванням. З метою підвищення ступеня витягу металів використовують попередньо вирощений на мінеральному живильному дводобовому середовищі міцелій грибів Aspergillus, контактування проводять при рН=3,5-6,5, а біомасу після фільтрування висушують. Недоліком відомого способу є те, що періодично потрібні великі кількості мікробіологічного матеріалу, який дуже часто необхідно міняти на новий, при цьому процес контактування з міцелієм грибів Aspergillus є тривалим (до 2-х діб). Головний недолік відомого способу в тому, що спосіб недостатньо забезпечує очищення промислових стоків від фенолів, унаслідок того, що використовувані мікроорганізми не здатні переробляти фенольні з'єднання, які їх отруюють. Відомий "Спосіб біологічного очищення стічних вод, що містять хром", авт. св. №1033448, МПК С02F 3/34, опубл. 07.08.83. Бюл. №29, згідно з яким шестивалентний хром відновлюють мікроорганізми Aeromonas dechromatica КС-11. При великих концентраціях металів у воді мікроорганізми гнітяться, не розмножуються внаслідок того, що іони таких металів як хром є отрутою для всього живого, зокрема, для мікроорганізмів. Головний недолік відомого способу в тому, що спосіб недостатньо забезпечує очищення промислових стоків від фенолів, унаслідок того, що використовувані мікроорганізми не здатні переробляти фенольні з'єднання: вони ними отруюються. Відомий "Спосіб очищення промстоків від продуктів забруднення після нанесення металопокриттів" по патенту України №24718 з пріоритетом від 12.03.2007р., опубл. 10.07.2007, Бюл. №10, МПК (2006) С02F 3/34. Спосіб містить механічну очистку, після якої стічні води зі зменшеною концентрацією забруднень спрямовують в біофільтр, де консорціум мікроорганізмів: Aeromonas dechromatica KC-11, Desulfovibrio desulfuricans, Mikrococcus, Mycobakterium spp, Achromobacter guttatus, Achromobacter peroxydans, Achromobacter suboxydans, Bacterium imperiale, Citrobacter freundii, Flavobacterium diffusum, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas membranoformis, Serratia marcescens, очищує води від органічних забруднень, в тому числі від алкілсульфатів і алкілбензолсульфанатів, після чого воду скидають у каналізацію. Недоліком відомої технології є неприємний запах води після біофільтра, а також потреба в великій кількості чистої води для здійснення промивки деталей. Головний недолік відомого способу в тому, що спосіб недостатньо забезпечує очищення промислових стоків від фенолів, унаслідок того, що використовувані мікроорганізми недостатньо здатні переробляти фенольні з'єднання. Відома "Технологія очищення промстоків від ванн металопокриттів" по патенту України №25644 з пріоритетом від 27.04.2007р., опубл. 10.08.2007, Бюл. №12, МПК (2006) С02F 3/34. Спосіб містить механічну очистку, після якої стічні води зі зменшеною концентрацією забруднень спрямовують в біофільтр, де консорціум мікроорганізмів: Aeromonas dechromatica KC-11, Desulfovibrio desulfuricans, Mikrococcus, Mycobakterium spp, Achromobacter guttatus, Achromobacter peroxydans, Achromobacter suboxydans, Bacterium imperiale, Citrobacter freundii, Flavobacterium diffusum, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas membranoformis, Serratia marcescens, очищує води від органічних забруднень, в тому числі від алкілсульфатів і алкілбензолсульфанатів, після чого воду пропускають через сорбційний фільтр, що містить адсорбенти - пористі тіла із сильно розвинутою внутрішньою поверхнею, з класу: активовані вугілля, цеоліти, силікагелі, а після сорбційного фільтра воду направляють у збірну ємність, з якої насосом доочищену воду повторно використовують, наприклад, подають на ополіскування деталей після промивання в ваннах промивки. Цей патент узятий за найближчий аналог. Головний недолік відомого способу в тому, що спосіб не забезпечує очищення промислових стоків від фенолів унаслідок того, що використовувані мікроорганізми недостатньо здатні переробляти фенольні з'єднання тому, що феноли гнітять перераховані штами мікроорганізмів. Задачею, на рішення якої спрямована пропонована корисна модель, є створення способу очищення промислових стоків від фенолів, а також від металів та органічних забруднень. Технічний результат від використання пропонуємого способу - це повна утилізація фенолів і сполук фенолів консорціумом мікроорганізмів у біофільтрі і доведення ступеня очищення води до необхідної кондиції, що дозволяє використовувати очищену воду для різних виробничих цілей. Ця задача вирішена таким чином. 1. Спосіб очищення промислових стоків від фенолів, згідно якого попередньо зменшують концентрацію забруднень у промислових стоках механічною стадією очистки, після чого промислові стоки пропускають через біофільтр, у який попередньо вводять консорціум мікроорганізмів, а після біофільтра промислові стоки пропускають через сорбційний фільтр, який містить адсорбенти із сильно розвинутою внутрішньою поверхнею, з класу: активовані вугілля, цеоліти, силікагелі тощо, а після сорбційного фільтра воду направляють у збірну ємність, з якої насосом очищену воду повторно використовують для виробничих цілей, який відрізняється тим, що консорціум мікроорганізмів, який попередньо вводять у біофільтр, містить штами бактерій, що руйнують феноли: Achromobacter jophagun, Actinomyces convoluta, Bacillus thermophenolicus, Bacteriun phenoli, Bacterium benzoli, Enterobacter (pod), Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas rathonis, Vibrio neocistes. 2. Спосіб по п. 1, який відрізняється тим, що механічна стадія очистки зменшення концентрації забруднень у способі очищення промислових стоків стосовно до ванн металопокриттів полягає в тому, що витягнуті з ванн металопокриттів деталі, які містять на поверхні плівку електроліту з іонами металів, фенолу тощо, промивають у ванні-уловлювачі, потім у промивних ваннах (кількість котрих не менше трьох), у яких воду від ванни до ванни направляють в напрямку до ванни металопокриттів для її поповнення, а чисту воду додають для ополіскування деталей у останню ванну промивання, а після промивну воду, що залишилася від поповнення ванни металопокриттів, направляють в біофільтр, у який попередньо вводять консорціум мікроорганізмів із штамів бактерій, що руйнують феноли. 3. Спосіб по п. 1, який відрізняється тим, що механічна стадія очистки зменшення забруднень у способі очищення промислових стоків стосовно до ділянок виробництва, де виготовляють або використовують фенолі, наприклад фенольно-формальдегідних смол, барвників, лікарських речовин тощо, полягає в тому, що промислові стоки фільтрують через механічний фільтр у виді декількох шарів тканих матеріалів або у виді шару піску, де затримують змулені частки забруднень, а після фільтрації промстокі направляють у біофільтр, в котрий попередньо вводять консорціум мікроорганізмів, що руйнують феноли. Стосовно до ванн металопокриттів, у яких концентрація іонів металів і фенольних сполук висока, спосіб містить механічну стадію по багаторазовому зменшенню виносу сполук, що містять фенол, із системи промивання деталей в промислові стоки, що забезпечує зниження концентрації фенолів у воді до меж, які не перешкоджають життєдіяльності вищевказаному консорціуму мікроорганізмів. Стосовно до ділянок виробництва фенолів виділенням з кам’яновугільної смоли, а також стосовно до ділянок, де використовуються феноли і сполуки, що утримують фенол, очищення промислових стоків здійснюють попередньо пропускаючи їх через механічний фільтр, у якому змулені частки, а також частково сполуки фенолів затримуються. У цих випадках концентрація фенолів при розведенні водою як правило мала і не перешкоджає розкладанню фенолів вищеописаним консорціумом мікроорганізмів. При малих концентраціях фенолів (до 1г/л) вищеописані мікроорганізми не отруюються, не гнітяться, а навпроти, мають спроможність розмножуватись на живильному середовищі, в якості якого вони використовують органічні забруднення, що містяться в промислових стоках, та самі фенолі. Органічні забруднення і фенолі розкладаються та утилізуються вищенаведеними мікроорганізмами, що забезпечує очищення промислових стоків як від органічних забруднень, так і від фенолів. Такі сполуки фенолів як парафенолсульфонова кислота, свинець фенолсульфоновий, олово фенолсульфонове та інші, які присутні у стічній воді, цілком руйнуються, розкладаються та утилізуються в біофільтрі, якщо в нього заздалегідь запроваджують та розмножують консорціум мікроорганізмів, який містить штами: Achromobacter jophagun, Actinomyces convoluta, Bacillus thermophenolicus, Bacteriun phenoli, Bacteriun benzoli, Enterobacter (pod), Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas rathonis, Vibrio neocistes. Ці штами мікроорганізмів у біофільтрі успішно розкладають феноли, сполуки, що містять фенол, та органічні забруднення. Залишки металів також сорбуються в біофільтрі, унаслідок чого промислові стоки звільняються від усіх забруднень, що містяться в них. Для усунення неприємного запаху води, що виходить з біофільтра, її додатково пропускають через сорбційний фільтр, що містить адсорбенти - пористі тіла із сильно розвинутою внутрішньою поверхнею, з класу: активовані вугілля, цеоліти, силікагелі тощо, а після сорбційного фільтра воду направляють у збірну ємність, з якої насосом очищену від неприємного запаха воду використовують у виробництві. У такий спосіб створюють замкнуту систему руху води, що різко скорочує споживання чистої води з водопроводу. На Фіг.1 зображено схему здійснення способу очищення промислових стоків від фенолів з вказівкою основних агрегатів та технологічного маршруту стосовно до ванн металопокриттів. На Фіг.2 зображено схему здійснення способу очищення промислових стоків від фенолів з вказівкою основних агрегатів та технологічного маршруту стосовно до ділянок виробництва і використання фенолів. Схема, що зображена на Фіг.1, містить ванну металопокриттів 1 з температурою електроліту більш ніж 55°С, ванну-уловлювач 2, промивні ванни 3, 4, 5, біологічний фільтр 6, де розміщені вказані вище мікроорганізми, сорбційний фільтр 7, ємність для збору чистої води 8, насос 9. Схема, що зображена на Фіг.2, містить ділянку 1, відкіля феноли попадають у промислові стоки, механічний фільтр 2, біологічний фільтр 3, де розміщені вказані вище мікроорганізми, сорбційний фільтр 4, ємність для збору чистої води 5, насос 6. Розглянемо, як працює способ очищення промислових стоків від фенолів стосовно до ванн металопокриттів, що зображений на Фіг.1. На першій механічній стадії зменшують концентрацію металів і фенолів у воді механічним способом: витягнуті з ванни 1 деталі занурюють спочатку у ванну-уловлювач 2, потім, по черзі, в промивні ванни 3, 4, 5, у яких здійснюють відносний рух деталей і води для більш швидкого розчинення плівки електроліту на поверхні деталей шляхом барботування або переміщенням самих деталей у воді. Остаточно промиті деталі витягають з ванни 5, над якою проводять ополіскування поверхні витягнутих деталей струменями чистої води, яка з деталей стікає у ванну 5. На другій біологічній стадії способу промислові стоки, які містять богаторазово зменшені концентрації металу, фенолів й органічних забруднень, направляють на біологічне очищення в біологічний фільтр 6, що містить заздалегідь розміщений і розмножений у біофільтрі консорціум мікроорганізмів, що руйнує феноли, який складається із штамів бактерій: Achromobacter jophagun, Actinomyces convoluta, Bacillus thermophenolicus, Bacteriun phenoli, Bacteriun benzoli, Enterobacter (pod), Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas rathonis, Vibrio neocistes. Біологічний фільтр 6 затримує залишки металів, фенолів після механічної стадії очистки, а також органічні забруднення у воді, які є живильним середовищем для мікроорганізмів, що руйнують феноли. Як біологічний фільтр використовують насипний двошаровий фільтр із завантаженням з кварцового піску зернистістю 1,5мм (нижній шар) і бурого кам'яного вугілля (верхній шар). Вищевказані штами мікроорганізмів успішно розкладають залишки фенолів у промислових стоках. Аналіз роботи біофільтра показав, що вищезгадані мікроорганізми розміщаються на вході в біофільтр, де концентрація фенолу підвищена. На виході біофільтра розміщаються мікроорганізми, що розкладають органічні забруднення, і сорбують залишкові концентрації металів і інших забруднень. На третій сорбційній стадії пропонуємого способу очищену біофільтром воду направляють в сорбційний фільтр, що містить адсорбенти - пористі тіла із сильно розвинутою внутрішньою поверхнею, з класу: активовані вугілля, цеоліти, силікагелі. У сорбційному фільтрі, летучі речовини, що обумовлюють неприємний запах стоків, а також залишкові невеликі концентрації фенолів і металів сорбуються на розвинутої поверхні сорбційного матеріалу. Після сорбційного фільтра вода має необхідну чистоту і відсутність неприємного запаху, що дозволяє її повторно використовувати для виробничих цілей, зокрема, для ополіскування деталей. Після сорбційного фільтра воду спрямовують у збірну ємність, з якої насосом очищену від неприємного запаху і залишків забруднень воду подають на ополіскування деталей або використовують для інших виробничих цілей. При цьому споживання води скорочується. Спосіб стосовно до ділянок, що забруднюють промислові стоки фенолами, здійснюють таким чином (Фіг.2). З ділянки 1 промислові стоки зі змістом фенолів надходять у механічний фільтр 2, виконаний у виді тканого матеріалу або шару піску, де зменшується концентрація забруднень, зокрема затримуються всі механічні частки. Частково в піщаному фільтрі затримується і невелика частина фенолів за рахунок сорбційних процесів. З механічного фільтра 2 промислові стоки направляють у біологічний фільтр 3, що містить заздалегідь розміщений і розмножений в ньому консорціум мікроорганізмів, що руйнує феноли і складається із штамів бактерій: Achromobacter jophagun, Actinomyces convoluta, Bacillus thermophenolicus, Bacteriun phenoli, Bacteriun benzoli, Enterobacter (pod), Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas rathonis, Vibrio neocistes. У біофільтрі 3 феноли, унаслідок життєдіяльності вищезгаданих мікроорганізмів, розпадаються на складові частини і поглинаються мікроорганізмами, що розміщені в біофільтрі. Після біофільтра 3 промислові стоки направляють у сорбційний фільтр 4, де поглинаються неприємні запахи і залишки фенолів. Потім із сорбційного фільтра очищені промислові стоки надходять у збірну ємність 5, відкіля насосом 6 подаються для використання у виробництві. Згідно норм допускається направляти промислові стоки з концентрацією фенолів до 1000мг/л на біологічне очищення [См. Справочник эксперта и изобретателя. «Экологические аспекты экспертизы изобретений», авторы Н.Г. Рыбальский, О.Л. Жакетов, А.Е. Ульянова, Н.П. Шепелев, М., ВНИИПИ, 1989]. Пропонований спосіб пояснюється наступними прикладами. Приклад №1 Здійснювали корозійно-стійке свинцювання деталей з електроліту складу, г/л: Свинець фенолсульфоновий 160 Парафенолсульфонова кислота 3 Клей столярний 0,8 Процес осадження свинцю здійснювали при температурі 60°С та катодної щільності струму, рівної 3А/дм2. Концентрація металу - свинцю у свинець-фенолсульфоновій сполуці дорівнювала 35%, а у електроліті дорівнювала 35% х 160г/л = 56г/л. Концентрація фенолу в парафенолсульфонової кислоті становила 29%, в електроліті фенолу було 29% х 30г/л = 8,7г/л. На першій механічній стадії способу очищення води від свинцю і фенолу при свинцюванні деталей площею 10м2 на добу, при розмірі поверхні ванни 2м2 і при температурі електроліту 60°С збиток технологічного електроліту з ванни свинцювання внаслідок випару і унесення бортовими відсмоктувачами складав 50л. З деталями виносилось у систему промивки електроліту: 10м2 х 0,4л/м2 = 4л електроліту. Норма 0,4л/м2 виносу електроліту з деталями з ванни узята з книги "Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник в 2-х томах под ред. М.А. Шлугера - М.: Машиностроение. 1985г. т.1. 1985г. 240с, с.88. Усього збиток електроліту з ванни свинцювання складав: 50+4=54л. Цю ж кількість води доливали у ванну свинцювання 1 з ванниуловлювача 2 для підтримання рівня електроліту в ванні 1 постійним. Концентрації свинцю і парафенолсульфокислоти у ванні-уловлювачі 2 встановлювалися з часом зворотно-пропорційно забраної води з ванни-уловлювача 2 (54л) і прямо-пропорційно обсягу внесеного у ванну-уловлювач 2 електроліту з поверхнею деталей (4л). У такий спосіб концентрації свинцю і фенолу у ванні-уловлювачі 2 згодом встановлювалися на рівні 56г/л х 4л: 54л = 4,148г/л для свинцю, 8,7г/л х 4л: 54л = 0,644г/л для фенолу. Концентрації свинцю і фенолу у першій ванні промивання 3 встановлювалися на рівні 4,148г/л х 4л: 54л = 0,307г/л для свинцю, 0,644г/л х 4л: 54л = 0,0477г/л для фенолу Концентрації свинцю і фенолу у другій ванні промивання 4 встановлювалися на рівні 0,307г/л х 4л: 54л = 0,0227г/л для свинцю, 0,0477г/л х 4л: 54л = 0,0035г/л для фенолу. Концентрації свинцю і фенолу у третій ванні промивання 5 встановлювалися на рівні: 0,0227г/л х 4л: 300л = 0,0003г/л (0,3мг/л) - для свинцю, 0,0035г/л х 4л: 300л = 0,00005г/л (0,05мг/л) - для фенолу. 300л води доливали у третю ванну промивання 5 при ополіскуванні деталей. З цих 300л витрачалось 54л на компенсацію витрат електроліту з ванни свинцювання 1, а інші 246л, що додатково вводились для ополіскування деталей, надходили з ванни 5 у біофільтр 6. У такий спосіб після першої механічної стадії пропонованого способу очищення промислових стоків від фенолу концентрації свинцю і фенолу в останньої промивної ванни 5 залишалися на рівні 0,3мг/л для свинцю та 0,05мг/л для фенолу при рН води 6,8, а концентрація органічних речовин складала 7мг/л. До того ж при промивних операціях залишилися у воді органічні речовини, для уловлювання яких пропонуємим способом передбачено біологічне очищення пропущенням води через біофільтр, у який при свинцюванні 10м2 поверхні деталей надходило у добу 246л води з концентрацією 0,3мг/л, тобто усього 246л х 0,3мг/л = 74мг свинцю і 0,05мг/л х 246л=12,3мг фенолу. У біофільтр також надходило з водою 246л х 7мг/л =1722мг на добу органічних речовин. При механічній стадії очищення вода менше очищається від органічних забруднень (олія й ін.) у порівнянні з розчиненими хімікатами внаслідок того, що органіка (олія) більше знаходиться на поверхні води. На другій біологічній стадії способу промислові стоки, що містили дуже малі концентрації свинцю (0,3мг/л), фенолу (0,05мг/л) й органічних забруднень (7мг/л), спрямовували на біологічне очищення: пропускали через біологічний фільтр 6, який містив консорціум штамів мікроорганізмів: Achromobacter jophagun, Actinomyces convoluta, Bacillus thermophenolicus, Bacteriun phenoli, Bacteriun benzoli, Enterobacter (pod), Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas rathonis, Vibrio neocistes, Швидкість руху води через біофільтр не перевищувала 0,3м/година. Після біофільтра вода не містила органічні сполуки, такі як мастила, поверхнево-активні речовини (ПАР) та інш. (їхня концентрація зменшувалась з 7мг/л до 0,06мг/л.). Концентрація свинцю знижувалася після біологічного фільтра з 0,3мг/л до 0,02мг/л, що менше ГПК для ставків (0,03мг/л.). Концентрація фенолу зменшувалася з 0,05мг/л до 0,0006мг/л, що також менше ГПК для ставків (0,001мг/л). Однак вода мала неприємний запах після біофільтра. На третій сорбційній стадії технології очищену у біофільтрі воду направляли в сорбційний фільтр, що містив 8кг активованого вугілля марки AU Filtrasorb-300 виробництва компанії Calgon Corporation. Після сорбційного фільтра вода не мала неприємного запаху. Концентрація органічних речовин дорівнювала 0,002мг/л, свинцю 0,003мг/л, фенолу -0,0001мг/л. Після сорбційного фільтра вода мала необхідну чистоту і відсутність неприємного запаху, що дозволило її повторно використовувати для виробничих цілей, зокрема, для ополіскування деталей. При цьому споживання води скоротилося. Приклад №2 Для одержання білої жерсті для консервних банок застосовували електроліт складу, г/л: Свинець фенолсульфоновий 160 Парафенолсульфонова кислота 3 Клей столярний 0,8 Процес осадження олова проводили при температурі 50°С і катодної щільності струму 25А/дм2. Очищення промислових стоків на першій і другій стадіях способу здійснювали також як і в прикладі №1. На другій біологічній стадії способу промислові стоки, що містили дуже малі концентрації олова, фенолу й органічних забруднень спрямовували на біологічне очищення: пропускали через біологічний фільтр 6, який містив консорціум штамів мікроорганізмів: Achromobacter jophagun, Actinomyces convoluta, Bacillus thermophenolicus, Bacteriun phenoli, Bacteriun benzoli, Enterobacter (род), Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas rathonis, Vibrio neocistes. Швидкість руху води через біофільтр не перевищувала 0,3м/година. Після біофільтра вода не містила органічні сполуки, такі як мастила, поверхнево-активні речовини (ПАР) та інш. (їхня концентрація зменшувалася до 0,06мг/л.). Концентрації олова і фенолу також знижувалися після біологічного фільтра: для олова - до 0,02мг/л, що менше ГПК; для фенолу - до 0,0005мг/л, що також менше ГПК для ставків (0,001мг/л). Однак вода мала неприємний запах після біофільтра. На третій сорбційній стадії способу очищену у біофільтрі воду направляли в сорбційний фільтр, що містив 8кг активованого вугілля марки AU Filtrasorb - 300 виробництва компанії Calgon Corporation. Після сорбційного фільтра вода не мала неприємного запаху. Концентрація органічних речовин дорівнювала 0,002мг/л, олова 0,004мг/л, фенолу - 0,0001мг/л. Після сорбційного фільтра вода мала необхідну чистоту і відсутність неприємного запаху, що дозволило її повторно використовувати для виробничих цілей, зокрема, для ополіскування деталей. При цьому споживання води скоротилося. Приклад №3 Здійснювали корозійно-стійке свинцево-олов'яне покриття деталей з електроліту складу, г/л: Свинець фенолсульфоновий 120 Олово фенолсульфонове 25 Парафенолсульфонова кислота 85 Желатин 2 Режим осадження: катодна щільність струму - 1,5А/дм2, температура - 40°С. Умови очищення промислових стоків на першій і другій стадіях способу були такі ж, як у прикладі №1. На третій сорбційній стадії способу очищену у біофільтрі воду направляли в сорбційний фільтр, що містив 8кг активованого вугілля марки AU Filtrasorb - 300 виробництва компанії Calgon Corporation. Після сорбційного фільтра вода не мала неприємного запаху. Концентрація органічних речовин дорівнювала 0,002мг/л, свинцю 0,004мг/л, олова - 0,003мг/л, фенолу - 0,0001мг/л. Після сорбційного фільтра вода мала необхідну чистоту і відсутність неприємного запаху, що дозволило її повторно використовувати для виробничих цілей, зокрема, для ополіскування деталей. При цьому споживання води скоротилося. Приклад №4 Здійснювали очистку промислових стоків у випадках, коли фенол (широковідома карболова кислота) застосовувався як дезинфікуючий засіб таким чином. Вимірювали концентрацію фенолу в промислових стоках, що дорівнювала 500мг/л. У випадках, коли концентрація фенолів була понад 500мг/л доводили її до концентрації 500мг/л шляхом розведення очищеною водою, після чого промислові стоки направляли в механічний фільтр для видалення змулених часток і інших механічних забруднень. Першу (механічну) стадію способу очищення промислових стоків від фенолів проводили шляхом їх пропущення через механічний фільтр, який складався із шару кварцового піску товщиною 0,4м. У механічному фільтрі феноли й інші розчинені у воді забруднення майже не затримувалися. У механічному фільтрі затримувалися змулені частки. Після механічного фільтра промислові стоки направляли в біологічний фільтр. На другій (біологічній) стадії способу промстоки, що містили концентрації фенолу 500мг/л та органічних забруднень 15мг/л, пропускали через біологічний фільтр 6, який містив консорціум мікроорганізмів із штамів бактерій: Achromobacter jophagun, Actinomyces convoluta, Bacillus thermophenolicus, Bacteriun phenoli, Bacteriun benzoli, Enterobacter (pod), Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas rathonis, Vibrio neocistes. Швидкість руху води через біофільтр 3 не перевищувала 0,1м/година. При такій малій швидкості консорціум мікроорганізмів устигав цілком розкласти феноли. Після біофільтра вода не містила органічні сполуки. їхня концентрація зменшувалася з 15мг/л до 0,03мг/л. Концентрація фенолу зменшувалася до 0,002мг/л. Вода мала неприємний запах після біофільтра. На третій (сорбційній) стадії технології очищену у біофільтрі 3 воду направляли в сорбційний фільтр 4, що містив 16кг активованого вугілля марки AU Filtrasorb - 300 виробництва компанії Calgon Corporation. Після сорбційного фільтра вода не мала неприємного запаху. Концентрація органічних речовин дорівнювала 0,002мг/л, фенолу - 0,0003мг/л. Після сорбційного фільтра 4 вода мала необхідну чистоту і відсутність неприємного запаху. Потім очищені промислові стоки збирали в ємності 5, відкіля насосом 6 очищену воду повторно використовували для виробничих цілей. Пропонований спосіб не тільки очищає промислові стоки від фенолів, металів і інших забруднень до значень менших ГПК, но і усуває неприємний запах, який створюється у воді після проходження через біофільтр, забезпечує повторне використання очищеної води для виробничих цілей. Багаторазове зниження концентрації фенолу механічним способом стосовно до ванн металопокриттів (процес свинцювання тощо) перед операцією контактування мікроорганізмів з іонами металів і фенолів у воді створює сприятливі умови для розмноження мікроорганізмів у біофільтрі в присутності органічних речовин, які є для мікроорганізмів живильним середовищем. Відпадає необхідність періодичного додавання нових порцій свіжих мікроорганізмів. Внаслідок розмноження мікроорганізмів в біофільтрі при наявності живильного середовища - органічних забруднень, потреба в мікроорганізмах відпадає: досить один раз увести їх у біофільтр. При здійсненні пропонуємого способу у біофільтрі утворюється шлам, що містить мікроорганізми, з'єднання металу й органічні речовини. Один-два рази на рік шлам видаляють з біофільтра, для чого біофільтр промивають. В других ваннах потім осаджують шлам, висушують осад, після чого його прожарюють при температурі більш 800°С з метою одержання нерозчинних у воді оксидів металів, які використовують як пігменти для лакофарбових матеріалів. При цьому всі органічні речовини згоряють. Механічний і сорбційний фільтр також два-три рази на рік очищають від забруднень. Таким чином описаний спосіб є новим по сукупності ознак, викладених у формулі корисної моделі. Також цей спосіб є ефективним для виробництва внаслідок того, що він гарантовано забезпечує очищення промислових стоків до значень, необхідних для повторного використання води у виробничих цілях. При цьому головну роль в запропонованому способі грає запропонований консорціум мікроорганізмів, який розкладає феноли і сполуки, що містять фенол.
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for purification of industrial wastes from phenols
Автори англійськоюIvanytsia Volodymyr Oleksiiovych, Shylov Volodymyr Ilarionovych, Baranov Oleksandr Opanasovych, Hudzenko Tetiana Vasylivna, Drahunovska Olha Illivna, Fabianska Iryna Valentynivna, Menchuk Vasyl Vasyliovych, Rybakov Stanyslav Volodymyrovych
Назва патенту російськоюСпособ очистки промышленных стоков от фенолов
Автори російськоюИваница Владимир Алексеевич, Иваниця Владимир Алексеевич, Шилов Владимир Илларионович, Баранов Александр Афанасьевич, Гудзенко Татьяна Васильевна, Драгуновская Ольга Ильинична, Фабиянская Ирина Валентиновна, Менчук Василий Васильевич, Рыбаков Станислав Владимирович
МПК / Мітки
МПК: C02F 3/34
Мітки: промислових, фенолів, очищення, спосіб, стоків
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/6-32143-sposib-ochishhennya-promislovikh-stokiv-vid-fenoliv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб очищення промислових стоків від фенолів</a>
Попередній патент: Комп`ютеризований мобільний комплекс для оцінки якості покриття автомобільних доріг
Наступний патент: Спосіб інформаційного забезпечення абонентів мобільного зв’язку
Випадковий патент: Гінекологічне дзеркало