CS259127B1 - Způsob biologická dekontaminace a detoxikace vod - Google Patents

Abstract

Způsobem lze provádět biologickou dekontaminaci a detoxikaci vod obsahujících jednak kyanidové, nitrilové, kyanatanová, sulfokyanidové a jim podobné sloučeniny, jednak případně obsahující těžké kovy. Poskytuje možnost odstranění nežádoucích, životnímu prostředí škodících prostředků ze zamořených vod. Podstata způsobu spočívá v tom, že se na zamořené nebo škodliviny obsahující vody v množství do 50 mg/1 působí kulturou kmene rodu Pusarium moniliforme, dávkované v možství od 0,01 do 10 g/1 při teplotě 15 - 25 °C a pH 4 - 12 po dobu 2 - 120 hodin. Nato se kultura kmene rodu Pusarium moniliforme po zachycení anebo rozkladu škodlivin a nečistot z vody separuje od vyčištěné vody. Způsobu lze použit k biologickému čištění znečištěných vod, odpadajících z průmyslových výrob, při získávání surovin, zejména drahých kovů ze zdrojů s jejich nízkým obsahem. Dále při řešení havarijních stavii průmyslových zařízení a ekologických problému prostorově omezených oblastí.

Description

Vynález se týká způsobu, kterým lze provádět biologickou dekontaminaci a detoxikaci vod obsahujících jednak kyanidové, nitrilové, kyanatanové, sulfokyanidové a jim podobné sloučeniny, jednak případně obsahujících těžké kovy.

Některé odpadní vody z průmyslových zařízení a některé vody z přírodních zdrojů jsou zamořeny jed^ovatými látkami natolik, že k technickým účelům jsou nepoužitelné, navíc škodí životnímu prostředí. Přitom odstranění těchto jedovatých látek a získat opět čistou vodu k dalšímu použití je nezbytné.

Za tím účelem jsou v současné době, mimo technická řešení, « . navrhována řešení biologická, spočívající v použiti mikroorganismů, které mají schopnost přežívat i za přítomnosti kyanidů, nitridů a sloučenin jim podobných a současně těchto sloučenin využívat jako zdrojů biogenních prvků. Patří sem například mikroorganismy, které nemají větší vliv na další složení roztoků, jako Corynebacterium, Alcaligenes sistolactis nebo Rhodococcus rubropertinatus, případně Nocardia rubropertinata. Nebo také mikroorganismy jako Baoillus subtilis, mající schopnost rozkládat kyanidové, nitrilové a jim podobné sloučeniny.

Řada těchto organismů však bývá·citlivá oligodynamicky na přítomnost těžkých kovů, zejména kovů drahých, jako je stříbro a zlato. Těžkým kovům a radioaktivnímu zamoření mnohem lépe odolávají jiné typy mikroorganismů, zejména nižší houby a řasy. Všechny uváděné mikroorganismy se obtížně separují od vody, a to i v případech jejich kotvení na nosné struktury nebo nosiče. Rovněž jejich příprava k použití pro jejich likvidaci odstavným způsobem je spojena s řadou nezvládnutých problémů a potíží, navíc v odpadních vodách se vyskytují škodliviny snižující odolnost mikroorganismů v proměnlivém množství a koncentracích, což dále snižuje spolehlivost stávajících řešení.

_ o

Tyto dosavadní nedostatky v podstatě odstraňuje způsob biologické dekontaminace a detoxikace vod podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se na zamořené nebo škodliviny obsahující vody v množství do 50 mg/1 působí kulturou kmene rodu Fusarium moniliforme, dávkované v množství od 0,01 do 10 g/1 při teplotě 15 - 25 °C a pH 4 - 12 po dobu 2 - 120 hodin, načež se kultura kmene rodu Fusarium moniliforme po zachycení anebo rozkladu škodlivin a nečistot z vody separuje od vyčištěné vody. K zamořené nebo jedovaté látky obsahující vodě se přidají živiny ve vodném roztoku s obsahem 0,01 - 12 g/1 sušiny. Jako živiny se používají organické sloučeniny, zejména odpadní látky s obsahem škrobu, bílkovin a minerálních solí. Z biomasy, získané separací z vyčištěné vody, se regenerují těžké, zvláště drahé kovy extrakcí, například po předchozí miniralizaci spálením.

Výhodou tohoto způsobu je, že mikrobiologický rozklad kyanidů v odpadních vodách za přítomnosti houby kmene Fusarium moniliforme probíhá oxidačně za účasti vzduš ného kyslíku a mikroorganismů produkujících kyslík, jako řas. Oxidací rovněž podléhají i jiné přítomné rozpuštěné látky, například škodliviny podobné kyanidům, jako jsou kyanatany, nitridy nebo organický uhlík obsahující sloučeniny, jako jsou cukry a organické kyseliny. Tyto sloučeniny se přitom mění na uhličitany nebo oxid uhličitý, vodu a popřípadě dusičnany. Tedy na látky vesměs neškodné nebo vytvářející živná prostředí. Tím se výrazně omezuje spotřeba chemikálií jinak nutných pro oxidaci a zároveň se snižuje zasolování zpracovávané vody, což znamená podstatný ekologický přínos.Navíc se tím vytváří podmínky nezbytné pro spolehlivou funkci .těchto kultur při trvalém průmyslovém nasazení. Živné prostředí lze zvýšit do hmotnosti biomasy přidáním kultury, zejména pro případy, kdy je zvýšený přísun kyanidů a jiných škodlivin určených k biologické likvidaci. Neasimilovatelné škodliviny, jako jsou těžké kovy, se vážou jak na živou, tak i odumřelou biomasu a vytváří snadno zpracovatelné, od vody dělitelné úsady, což příznivě ovlivňuje ovladatelnost a spolehlivost procesu, zvláště při nepřetržitém provozu.

- 3 Kmen rodu Fusarium moniliformě uvedený v přímý styk se zabořenými a jedovatými vodami s obsahem všech škodlivin cca do 50 mg/1 účinně rozkládá kyanidy, nitrily a jim podobné sloučeniny, včetně uhlíkatých sloučenin, například kyseliny citrónové, a to až na dusičnany a uhličitany, popřípadě na oxid uhličitý· Navíc také váže těžké kovy na svou organickou živou hmotu, a to jako kovy nebo hydroxidy anebo oxidy do své živé i odumřelé biomasy, většinou do vlastní organické struktury zabudované organokovové nebo fyzikální struktury, jako jsou klatráty. Tím se zvyšuje obsah popela v biomase Fusaria. Výsledkem je snížení koncentrace jedovatých látek obsažených ve vodě až do jejich úplného odstranění pod mez jejich škodlivosti (-NPK), Konečně odstranění je provedeno odeeparováním biomasy filtrací, sedimentací, sorpcí, srážením, extrakcí, odstředěním a podobnými procesy. Tím se rovněž úplně zregeneruje hlavní složka výchozího roztoku, to je voda, a to ve kvalitě téměř odpovídající přírodnímu stavu. Běžnými zpracovatelskými procesy lze tedy získat jak organický podíl biomasy, tak i po jeho zpracování, například mineralizací nebo extrakcí z popela, všechny zachycené minerální podíly.

Jako příklad se uvádí.

Na sladinkovém agaru kultivovaný kmen rodu Fusarium monilifQrme se rozptýlí v množství 1 g do 1 litru zpracovávané vody s počátečním obsahem 15 mg do 1 litru CN* a 1 mg do 1 litru zlata. Po Uplynutí cca 48 hodin při teplotě 15 - 25 °C a při pH 7 - 7,5 klesne obsah těchto škodlivin pod analytickou mez postřehu - při stanovení kyanidů iontově selektivní elektrodou Crytur a zlatá metodikou atomové absorpční spektrometrie ·

Při trvale obnovovaném dávkování kyanidu a zlata se po době několika týdnů rychlost zneškodňování jedů zrychlí namnožením kultury do optimálních poměrů, úměrných dennímu dávkování škodlivin, Zachycené zlato se získá odstřelováním nebo filtrací biomasy Fusarium inoniliforme a po spálení této biomasy vyplavením z popela. Stejně lze zachytit i cín, nikl, kobalt. Kyanidy se přitom rozkládají až n_a dusičnany a uhličitany.

U dalšího příkladu se z vody zamořené 10 mg do 1 litru uranylacetátem převede octan až na uhličitan, přičemž uran je ve svých sloučeninách zachycen neúplně na kultuře kmene rodu Fusarium moniliforrne. Po separaci kultury Fusarium monilifořme od vody a po spálení takto získané biomasy lze z popela získat metalurgickými nebo chemickými reakcemi zpět uran nebo jeho sloučeniny. Při dávkování živin do roztoku se hmota Fusarium monilifořme přemnoží, čímž je možné na hmotě Fusarium moniliforme zachytit větší množství uranu, i když s menším výtěžkem, například při dočištění. '

U dalšího příkladu se ze zamořené vody, obsahující 3 mg do 1 litru rtuti ve vazbě na dusičnan nebo chlorid za přidání škrobu jako živné látky odstraní rtu£. Odstranění se provede vazbou na biomasu Fusarium moniliforme přímým stykem s vodnou disperzí této houby. Při kolísavém dávkování jedovatě působícího činidla je výhodně vázat nadbytečné množství rtuti amalgamací na disperse mědi, stříbra. Po separaci od vody a při spalování biomasy se rtuí jímá do destilační předlohy.

Vynálezu lze použít k biologickému čistění znečistěných vod odpadajících z průmyslových výrob, při získávání surovin, zejména drahých kovů ze zdrojů s jejich nízkým obsahem, při řešení havarijních stavů průmyslových zařízení, při řešení ekologických problémů prostorově omezených oblastí a podobně.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1· Způsob biologické dekontaminace a detoxikace vod s obsahem kyanidových, nitrilových, kyanatanových, sulfokyanidových a jim podobných sloučenin s případným dalším obsahem těžkých kovů, vyznačený tím, že se na zamořené nebo škodliviny obsahující vody v množství do 50 mg/1 působí kulturou kmene rodu Fusarium moniliforme dávkované v množství od 0,01 do 10 g/1 při teplotě 15 - 25 °C a pH 4 -12 po dobu 2 - 120 hodin, načež se kultura kmene rodu Fusarium moniliforme po zachycení anebo rozkladu škodlivin a nečistot z vody separuje od vyčištěné vody·
2. 2· Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že k zamořené nebo jedovaté látky obsahující vodě se přidají živiny ve vodném roztoku s obsahem 0,01 - 12 g/1 sušiny·
3. 3· Způsob podle bodu 2, vyznačený tím, že jako živiny se používají organické sloučeniny, zejména odpadní látky s obsahem škrobu, bílkovin a minerálních solí.