DE2446638C3

DE2446638C3 - Biologisches Verfahren zur Entfernung von Chromaten und Bichromaten aus Industrieabwässern

Info

Publication number: DE2446638C3
Application number: DE2446638A
Authority: DE
Inventors: Vitalij Ivanovitsch Jaroslawskaja Oblastj Romanenko
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-11-20
Filing date: 1974-09-30
Publication date: 1979-01-11
Also published as: IT1034072B; FR2251529B1; AT334834B; GB1475369A; ATA811174A; SU521234A1; DE2446638A1; DE2446638B2; US3941691A; SE7414519L; SE395264B; NL7414618A; FR2251529A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur biologischen Reinigung von Industrieabwässern, die Chromate und Bichromate enthalten, durch Vermischen der Industrieabwässer mit Haushaltsabwässern, anschließende biochemische Reduktion der Chromate und Bichromate unter anaeroben Bedingungen und nachfolgende Abtrennung der gereinigten Wässer.

Das in den Betrieben anfallende Abwasser, das Chromate und Bichromate enthält, ist toxisch und kann nicht ohne vorherige Reinigung in Oberflächengewässer abgelassen werden.

Bekannt ist ein Verfahren zur Reinigung von Grubenabwasser, das gebundenen Sauerstoff in Form von Sulfaten enthält, mit Hilfe von Mikroorganismen. Die Entfernung von SO₄-² erfolgt unter Zuhilfenahme von sulfatreduzierenden Bakterien durch Reduktion unter anaeroben Verhältnissen zu Schwefelwasserstoff, der mit Eisen reagiert und als Sulfid ausfällt Als Kohlenstoff- und Energiequelle für diese Bakterien werden Zersetzungsprodukte von Sägespänen verwendet, die durch eine heterotrophe Mikroflora erzeugt wurden (Journal of Bacteriology, Februar 1969, Seite 594).

Die hier genannten sulfatreduzierenden Bakterien können nicht Chromate und Bichromate reduzieren und deshalb ist die Reinigung von Produktionsabwasser, das Chromate und Bichromate enthält, mit deren Hilfe nicht möglich.

Bekannt ist ferner ein Verfahren zur biochemischen Reinigung von Produktionsabwasser, das gebundenen Sauerstoff in Form anorganischer Verbindungen von sechswertigem Chrom, Chlor bzw. von Gemischen dieser Verbindungen enthält bei dem die genannten Produktionsabwässer mit Haushaltsabwasser, das organische Wirkstoffe aufweist, vermischt und die sauerstoffhaltigen anorganischen Verbindungen von Chrom und Chlor unter anaeroben Verhältnissen mit Hilfe von belebtem Schlamm mit gleichzeitiger Oxydation der organischen Stoffe biochemisch reduziert werden (DE-OS 21 23 093). Ein Nächteil dieses Verfahrens liegt in einer niedrigen Reduktionsgeschwindigkeit Von Chromaten und Bichromaten mit Hilfe von belebtem Schlamm.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Chromate und Bichromate in Industrieabwässern schneller reduziert werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man in das Gemisch der Abwässer zur biochemischen Reduktion der Chromate und Bichromate unter anaeroben Bedingungen Mikroorganismen vom Stamm Bacterium dechromaticans Romanenko B-1167 einbringt

Der erfindungsgemäße Stamm wurde mittels aufeinanderfolgender Überimpfungen auf flüssigem Nährboden gezüchtet, der Kohlenstoff-, Stinkstoff- und Phosphorquellen unter anaeroben Verhältnissen in Gegenwart von Kaliumchromat als Sauerstoffdonator mit nachfolgender Ausscheidung aus der Aussaat auf dem Fleisch-Pepton-Agar unter anaeroben Verhältnissen ohne Chromat enthält Der Stamm weist folgende morphologische Merkmale und physiologische Eigenschäften auf: Kleine Stäbchen. Länge \2 mkm. Breite 0,4 mkm, als Anstriche auf Glasplättchen legen sich reihenmäßig, ab und zu gewinkelt zueinander; bilden keine Sporen (S. 4 DE-OS 24 46 638), nach Gram färben sie sich negativ; unter anaeroben Verhältnissen mit Chromaten wachsen sie in Form von Einzelstäbchen beziehungsweise in Form von kurzen Kettchen, unbeweglich; unter anaeroben Verhältnissen wachsen sie auf Fleisch-Pepton-Agar. die Kolonien sind anfänglich klein in Form von Tautropfen, wäßrig, glänzend mit geraden Kanten, hinterher färben sie sich schwach rosafarben; die Kolonien vergrößern sich in Abmessungen, das Zentrum der Kolonie ist etwas angehoben, in Agarschicht wachsen sie in Form von kleinen Linsen, auf dem Fleisch-Pepton-Agar-Trieb sind die Kolonien klein, die nachher zusammenfließen und einen Strich bilden, Farbschattierung leicht rosafarben, später milchweiß mit schwacher rosaroten Schattierung, der Strich opalesziert, ist flach, pasteartig; Gelatine wird nicht verdünnt, auf Gelatinegrundlage wächst er in Form eines blassen Striches, Wachstum ist langsam, die Farbschattierung schwach rosa, auf Kartoffelgrundlage wächst er in Form von einem knotenartigen Strich, Färbung schwach rosa oder rötlich, wächst langsam, der Strich ist dicht und knotenartig; wächst nicht auf Traubenzucker, Milchzucker und Zellulose; wächst auf Saccharose, Maltose (Malzzucker), Mannit (Mannazukker); zersetzt nicht Stärke, wächst gut auf Äthylalkoholgrundlage mit Bildung von Säure; Milch leicht peptonisiert; Nitrate reduziert nicht; in großen Mengen assimiliert CO2; reduziert Chromate und Bichromate bis Chromhydrooxyd mit einer Geschwindigkeit von 2,1 g Kaliumchromat in drei Tagen pro 1 g der Trockensubstanz der Biomasse.

Der erfindungsgemäße Stamm Bacterium dechromaticans Romanenko B-1167 ist im Institut für Biologie der Binnengewässer der Akademie der Wissenschaften UdSSR, Moskau, unter der Nummer B-1167 am 20. Juni 1973 hinterlegt worden und der Öffentlichkeit zugänglich.

Vorzugsweise wird in das Gemisch von Industrie- und Haushaltsabwasser der Stamm Bacterium dechromaticans Romanenko B-1167 in einer Menge von 3 bis 7 g/l, bezogen auf die Trockensubstanz der Biomasse, eingebracht.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird wie folgt durchgeführt! Betriebsabwasser, das Chromate und Bichromate enthält, gelangt in einen Aufnahme-HomogenisiefUngsbehäitef, wo es homogenisiert Und koiitiiiU-

ierlich dem geschlossenen Sammelbecken (Bioreduktionsbehälter) zugeleitet wird. Haushaltsabwasser gelangt in Absetzbecken, wo sich grobe Suspensionsstoffe absetzen, und wird anschließend im geklärten Zustand dem geschlossenen Sammelbecken (Bioreduktionsbehälter) kontinuierlich zugeleitet Die Menge des in den Bioreduktionsbehälter eingeleiteten Betriebsabwassers und Haushaltsabwassers wird so geregelt, daß die Menge von leicht oxydierenden organischen Stoffen, gemessen in BSB (biochemischem Sauerstoffbedarf), die vom Haushaltsabwasser eingetragen werden, die Menge des gebundenen Sauerstoffs von Chromat bzw. Bichromat der vom Betriebsabwasser eingebracht wird, mindestens das l,2fache übersteigt. Das Fassungsvermögen des Sammelbeckens (Bioreduktionsbehälters) wird ausgehend von der notwendigen Zeit der biologischen Reduktion von Chromat oder Bichromat berechnet Dem geschlossenen Sammelbecken wird kontinuierlich die Kultur Bacterium dechromaticans Romanenko B-H57 aus dem Absetzbecken in einer Menge zugeleitet, die es ermöglicht die Konzentration der angereicherten Kultur im Bioreduktionsbehälter in einem Bereich von 3 — 7 g/l, bezogen auf die Trockensubstanz der Biomasse, einzuhalten. Das Gemisch von Betriebsabwasser und Haushaltsabwasser und der Kultur Bacterium dechromaticans Rumanenko B-1167 wird kontinuierlich ohne Zutritt von Luftsauerstoff mit einem Rührwerk gemischt wonach es kontinuierlich dem Absetzbecken zugeleitet wird, wo sich die Kultur Bacterium dechromaticans Romanenko B-1167 ausscheidet und das von Chromaten und Bichromaten gereinigte und geklärte Wasser abblassen wird. Die Kultur Bacterium dechrornaticjiiF Romanenko B-1167 wird mit einer Pumpe in erforri rlicher Menge kontinuierlich dem Bioreduktionsbehälter zugeleitet

Der Einsatz der Kultur Bacterium dechromaticans Romanenko B-1167 ermöglicht es, die Abwasserreinigung von Chromaten und Bichromaten durch die Steigerung der Geschwindigkeit der Reduzierung von Chromaten und Bichromaten auf das 3—9fache im Vergleich zum bekannten Verfahren zu intensivieren und dadurch die Zeit der Reinigung von Abwasser und den Umfang von Apparaturen zu verringern.

Die biochemische Reduzierung mit Hilfe von Mikroorganismen Bacterium dechromaticans Romanenko B-1167 von Chromaten und Bichromaten verläuft schnell und vollständig bei einer Menge von leichtoxydierenden organischen Stoffen, die durch die BSB-Größe (biochemischen Sauerstoffbedarf) gekennzeichnet wird, und die Menge des gebundenen Sauerstoffes der Chromate und Bichromate im Gemisch mindestens auf das l^fache übersteigt Die Geschwindigkeit der Reduzierung von Chromaten und Bichromaten betrug bis 30 mg (nach Chrom) pro 1 g der Trockensubstanz der Kul'urbiomasse während einer Stunde.

Zur besseren Erläuterung dieser Erfindung werden folgende Beispiele der Realisierung des Verfahrens zur Reinigung von Betriebsabwasser von Chromaten und Bichromaten angeführt

Beispiel 1

Das Kaliumchromat enthaltende Betriebsabwasser gelangt in den Aufnahme-Höniogenisierungsbehälter, aus dem es mit einer Konzentration von 200 mg/1 nach Chrom (250 mg/1 nach Sauerstoff) kontinuierlich mittels einer Pumpe dem Bioreduktionsbehälter in einer Menge von 266 I/h zugeleitet wird.

Haushaltsabwässer gelangt in das Absetzbecken, wo es abgesetzt und geklärt und mit dem biochemischen Sauerstoffbedarf von 180 mg/1 mit einer Pumpe dem Bioreduktionsbehälter in einer Menge von 5MI/h zugeleitet wird. Die Kaliumchromatkonzentration im ίο Gemisch von Betriebs- und Haushaltsabwasser beträgt 83 mg/1, bezogen auf Sauerstoff bei einem biochemischen Sauerstoffbedarf von 120mg/I. Dem Bioreduktionsbehälter wird kontinierlich mit einer Pumpe die angereicherte Kultur Bacterium dechromaticans Romais nenko B-1167 zugeführt Die Konzentration der genannten Kultur im Bioreduktionsbehälter beträgt 4,2 g/l, bezogen auf Trockensubstanz der Biomasse. Die Verweilzeit des Gemisches von Betriebs- und Haushaltsabwasser und der genannten Kultur Bacterium dechromaticans Romanenko B-1167 unter ständigem Rühren mittels mechanischer Rührwerke im Bioreduktionsbehälter ohne Zutritt von Luftsauerstoff, ausgehend von dem Fassungsvermögen des Bioreduktionsbehälters 1,8 m³, beträgt 1,5 Stunden. Während dieser Zeit reduziert sechswertiges Chrom vollständig bis zum dreiwertigen Chrom ir. Form von Chromhydrooxyd. Das Gemisch von Wasser, Kultur und Hydrooxyd wird kontinuierlich aus dem Bioreduktionsbehälter im Selbstlauf in das Absetzbecken abgeleitet, wo es abgesetzt, die genannte Kultur vom Chromhydrooxyd abgetrennt und das vom Kaliumchromat gereinigte Wasser abgelassen wird. Die Geschwindigkeit der Reduzierung von Kaliumchromat (nach Chrom) beträgt 11 mg pro 1 g Trockensubstanz des Kulturmediums pro Stunde.

Beispiel 2

In einen geschlossenen Behälter wird 1 Liter Medium folgender Zusammensetzung eingebracht: NH₄CI 03 g, K₂HPO₄ 03 g, KH₂PO₄ 0,5 g, MgSO₄ · 7 H₂O 0,1 g, NaCl 0,1 g CaCO₃ 0,05 g, FeCI₃ · 6 H₂O 0.05 g, Natriumazetat 0,2 g, Spurenelemente nach Hogland 0,5 ml.

Vitamin B₎₂ 10 mkg, Fleisch-Pepton-Bouillion (FPB) 100 ml, Wasser aus einem Oberflächengewässer gefiltert durch ein Papierfilter bis 1000 ml. 110 mg Kaliumbichromat (nach Chrom), 5 g reine Kultur Bacterium dechromaticans Romanenko B-1167 ohne Zutritt von Luftsauerstoff (unter anaeroben Bedingungen) unter ständigem Rühren mittels eines mechanischen Rührwerkes wird der Inhalt des Behälters während 40 Minuten gehalten. Danach wird das Rührwerk stillgelegt, die Kultur Bacterium dechromaticans Romanenko B-1167 im Behälter abgesetzt und das vom Bichromat gereinigte Wasser im Siphonverfahren abgelassen. Indessen verringert sich die Konzentration von Kaliumbichromat (nach Chrom) bis auf 0. Die Geschwindigkeit der Reduzierung von Kaliumbichromat beträgt 2,1 g Kaliumbichromat in drei Tagen pro 1 g Trockensubstanz der Kulturbiomasse oder 30 mg (nach Chrom) pro 1 g Trockensubstanz der Kulturbiomasse während einer Stunde,

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Reinigung von Industrieabwässern, die Chromate und Bichromate enthalten, durch Vermischen der Industrieabwässer mit Haushaltsabwässern, anschließende biochemische Reduktion der Chromate und Bichromate unter anaeroben Bedingungen und nachfolgende Abtrennung der gereinigten Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß man in das Gemisch der Abwässer zur biochemischen Reduktion der Chromate und Bichromate unter anaeroben Bedingungen Mikroorganismen vom Stamm Bacterium dechromaticans Romanenko B-1167 einbringt

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß man Mikroorganismen vom Stamm Bacterium dechromaticans Romanenko B-1167 in einer Menge von 3 bis 7 g/l, bezogen auf die Trockensubstanz der Biomassen, einbringt.