PL10930B1 - Sposób biologicznego oczyszczania wód sciekowych. - Google Patents

Description

Ze wszystkich sposobów oczyszczania wód sciekowych najbardziej rozpowszech¬ nilo sie oczyszczanie biologiczne. Jezeli po«- minac stosowanie pól zraszanych lub prze¬ saczanie okresowe przez ziemie jako spo¬ soby nieprzydatne wogóle do oczyszczania odcieków fabrycznych, to pozostaje oczy¬ szczanie badzto sposobem gnilnym, w od¬ powiednich zbiornikach, gdzie rozklad za¬ nieczyszczen uskuteczniaja drobnoustroje beztlenowe, badz zapomoca urzadzen bio¬ logicznych, w których wody sciekowe prze¬ saczaja sie przez sztucznie nasypane ma- terjaly i oczyszczanie zachodzi czesciowo przez pochlanianie, czesciowo zas przy u- dziale drodbnoustrojów i istot nizszych.Na rozklad cial organicznych w urzadze¬ niach biologicznych najwiekszy wplyw wywieraja drobnoustroje beztlenowe. Po¬ za tern nalezy przypomniec sposób oczy¬ szczania wód zapomoca ozywionego mulu, gdzie gnijacy mul przeprowadza sie przez wody sciekowe zapomoca powietrza lub mieszadel. Dzialanie oczyszczajace nalezy przypisac znajdujacym sie w mule drob¬ noustrojom.Oczyszczanie wód sciekowych sposo¬ bem gnilnym ma te wielka wade, ze przy beztlenowem rozszczepianiu skladników or¬ ganicznych powstaja gazy i substancje o przykrym zapachu, którego usuniecie, o ile jest ono wogóle mozliwe, wymaga kosztow¬ nych urzadzen przewietrzajacych. Filtro¬ wanie odbywa sie wprawdzie bezwonnie, ale wymaga wielkich i drogich urzadzen, które przy bardzo zanieczyszczonych wo¬ dach sciekowych niezawsze zapewniaja po¬ zadany stopien oczyszczenia. Zastosowaniemulu ozywionego dostarcza ogromnych ilosci bardzo rzadkiegp mulu, który nalezy znóWu'/poddawac gmciu, co powoduje wszystkie niedogodnosci zwiazane ze spo¬ sobem gnilnym. Dotychczas taki sposób o- kazal sie skuteczny tylko w zastosowaniu do rzadkich scieków miejskich, jednak jest on nader kosztowny.Ogólna wada wszystkich sposobów bio¬ logicznych polega na tern, ze dzialaja one, w zaleznosci od zwykle bardzo niejednoli¬ tego skladu wód sciekowych, przy spól- udziale przypadkowo osiadlych, miesza¬ nych gatunków i rodzajów drobnoustro¬ jów. Sposób ten nie jest korzystny, bo nie • wyzyskuje swoistych zdolnosci rozklado¬ wych poszczególnych drobnoustrojów, bar¬ dzo skutecznych w stosunku do niektórych cial. Zamiast tego przebieg rozkladu odby¬ wa sie wadliwie wskutek oddzialywania calego szeregu mniej lub wiecej nadaja¬ cych sie drobnoustrojów, co z punktu wi¬ dzenia technologicznego malo odbiega od zwyczajnego gnicia. Podczas gdy inne dziedziny technicznej mikrobiologii, np. przemysl fermentacyjny, posluguja sie ze znakomitym wynikiem wlasciwosciami po¬ szczególnych lub celowo wyhodowanych drobnoustrojów, nie da sie tego powiedziec o oczyszczaniu wód sciekowych.W mysl wynalazku szybkie i dokladne oczyszczanie wód sciekowych osiaga sie przez szereg czesciowych, kolejno po so¬ bie nastepujacych dzialan drobnoustro¬ jów, dostosowanych do skladu wód i do glównych grup biochemicznych zawartych w zanieczyszczeniach w ten sposób, ze pro¬ cesy okreslone stopniem biologicznego roz¬ kladu glównych grup biochemicznych mo¬ ga podlegac dalszemu stopniowaniu, gdzie do kazdego z oddzielnych przebiegów cze¬ sciowych zostaja uzyte, odpowiednio wy¬ brane (otrzymane z czystej hodowli) drob¬ noustroje tlenowe lub beztlenowe, dziala* jace przewaznie lub wylacznie.Zaleznie od zanieczyszczen stosuje sie czyste hodowle nastepujacych grup drob¬ noustrojów. 1) Proteolityczne wytwarzajace amo- njak, amonifikujace, azotujace i odazotnia- jace bakterje lub ich mieszaniny. 2) Bakterje lub grzybki (drozdze i ple¬ snie) rozszczepiajace tluszcze. 3) Bakterje lub grzybki rozpuszczajace skrobie, wytwarzajace dekstryne i cukier. 4) Bakterje rozszczepiajace blonnik i pektyne.Zaleznie od natury odcieków okresla sie wzajemne ustosunkowanie rodzajów ilo¬ sci rozmaitych grup, przyczem jednak mozna równiez stosowac rozmaite rodzaje tego samego gatunku w mieszaninie.Hodowla drobnoustrojów odbywa sie znanym sposobem. W tym celu szczepi sie odpowiedniemi drobnoustrojami w naczy¬ niach przeznaczonych do czystych hodo¬ wli, niezbyt skoncentrowana, wyjalowiona wode sciekowa, utrzymujac w niej tempe¬ rature najbardziej sprzyjajaca rozwojowi drobnoustrojów. Celem przeprowadzenia biologicznego oczyszczania wody scieko¬ we, znajdujace sie w otwartych lub za¬ mknietych kadziach, naczyniach lub zbior¬ nikach, miesza sie z odpowiedniemi iloscia¬ mi otrzymanych w ten sposób czystych ho¬ dowli. W celu osiagniecia pomyslniejszego rozejscia sie drobnoustrojów w plynie mozna go utrzymywac w ruchu ustawicz¬ nym lub przerywanym zapomoca miesza¬ del, wtlaczania powietrza lub jakkolwiek inaczej. Bywa niekiedy rzecza pozyteczna doprowadzanie drobnoustrojów, przezna¬ czonych do oczyszczania wód sciekowych, do stanu tworzenia zooglei, lub dodawanie takich rodzajów drobnoustrojów, które sie zblizaja do podobnego stanu napecznienia blon komórkowych. W stanie zooglei blon- ka zewnetrzna pecznieje do kilkakrotnej wielkosci bakterji. Bakterje wytwarzaja sluz, przypominajacy zabi skrzek, ta wla¬ snie galaretowata masa, dzieki swoim wla¬ sciwosciom pochlaniajacym, poteguje dzia- — 2 —lanie oczyszczajace. Galaretowate masy stanowia rodzaj zasobnika, w którym gro¬ madza sie ciala przyswajalne przez drob¬ noustroje a zuzywane natychmiast lub pózniej, przy odradzaniu sie bakteryj. W kazdym razie wazne te substancje dla bak¬ teryj wydziela sie z wód sciekowych.Proces mozna prowadzic sposobem cia¬ glym w drodze kolejnego przepuszczania scieków przez kilka naczyn lub zbiorników, w których odbywa sie rozklad zanieczy¬ szczen. Poza kazdem z tych naczyn lub zbiorników rozkladajacych miesci sie osad¬ nik, w którym z cieczy wydzielaja sie zu¬ zyte hodowle bakteryj. W poszczególnych naczyniach i zbiornikach wytwarza sie jak najpomyslniej sze warunki rozwoju po¬ szczególnych drobnoustrojów. Baczna u- wage nalezy poswiecic utrzymywaniu w cieczy odpowiedniej temperatury i kon¬ centracji jonów wodorowych.Gdyby wody sciekowe byly zbyt ubo¬ gie pod wzgledem tej lub innej pozywki dla drobnoustrojów, to w celu osiagniecia najlepszego skutku biologicznego równo¬ wage odzywcza nalezy przywrócic przez dodanie odpowiednich materjalów, jak so¬ le odzywcze. Zuzyte i usuniete z cieczy bakterje tlenowe mozna ozywic mieszajac je przez pewien czas w naczyniu ze swieza woda zimna w obecnosci soli utleniaja¬ cych, jak np. nadmanganian potasu, przy doplywie powietrza, czystego tlenu lub ga¬ zów zawierajacych tlen. Gdyby bakterje byly wyczerpane tak dalece, ze ozywienie ich bylo niemozliwe, to mozna je po odpo- wiedniem sprasowaniu stosowac jako sztuczny nawóz.Sposób wykonania wyjasniono na przy¬ kladzie, zakladajac, ze odcieki zawieraja jako zanieczyszczenia organiczne, bialko, krochmal, cukier trzcinowy, ciala zawiera¬ jace mocznik i inne, w ilosci 10 g w litrze.W zaleznosci od rodzaju stosowanych drobnoustrojów przebieg oczyszczania wód sciekowych prowadzi sie przy reakcji alka¬ licznej, obojetnej lub kwasnej, a koncen¬ tracja jonów wodorowych musi odpowiaf- dac wartosci PH miedzy 8,6 — 6,2.Zawarta w wodzie sciekowej skrobia rozpada sie pod dzialaniem drobnoustroju szybko i dokladnie na glukoze lub maltoze.W tym celu nadaja sie zwlaszcza: Asper¬ gillus oryzae albo Bazillus subtilis lub me- sentericus. Wody sciekowe poddaje sie przez pewien czas dzialaniu tych drobno¬ ustrojów w temperaturze 37°—40°C, przy jednoczesnem i dokladnem mieszaniu. Przy zastosowaniu jednego tylko z obu tych ga¬ tunków zaleca sie napowietrzanie wody od czasu do czasu. Dla aspergillus wlasciwa jest reakcja kwasna, a dla bakterji reakcja obojetna wody.Po ukonczeniu scukrzania, uzyte w tym celu drobnoustroje zostaja usuniete z wo¬ dy sciekowej lub zabite. Otrzymana przez scukrzanie skrobi glukoza lub maltoza oraz zawarty od poczatku cukier trzcinowy rozklada sie w znany sposób, zapomoca czystych kultur drozdzy, na kwas weglo¬ wy i alkohol. Powstaly kwas weglowy u- latnia sie, albo pozostaje w cieczy pola¬ czony z jakimkolwiek jonem, jako weglan, alkohol zas w tern rozcienczeniu nie przed¬ stawia zadnego niebezpieczenstwa, zresz¬ ta ilosc alkoholu mozna zmniejszyc przez wtlaczanie sprezonego powietrza podczas fermentacji. Na zakonczenie obu tych cze¬ sciowych procesów uwalniajacych wody sciekowe od skrobi i cukru trzcinowego u- suwa sie, mozliwie calkowicie, drozdze znajdujace sie w cieczy. Teraz I mozna przystapic do zmineralizowania pozosta¬ lych zanieczyszczen: bialka i mocznika.W tym celu dodaje sie do odcieków po uprzedniem zobojetnieniu czysta kulture bacillus putrificus lub bacillus vulgaris i pozostawia pod dzialaniem tych drobno¬ ustrojów w temperaturze 35°C, co sprowa¬ dza rozklad ciaJj bialkowych na kwasy a- minowe lub tluszczowe. Wskutek powsta¬ jacych jednoczesnie weglanów i amonja- — 3 —ku, reakcja staje sie alkaliczna. Wówczas do odcieku wprowadza sie obfita ilosc czy¬ stej hodowli bacillus mycoides, który wy¬ woluje dalsze rozszczepienie kwasów ami¬ nowych na amonjak. Dzialaniu tej bakte- rji sprzyja powstala reakcja alkaliczna.Ciecz zawiera wiec teraz, jako zanie¬ czyszczenie, glównie sole amonowe, a przedewszystkiem weglan amonu, jak równiez niewielkie ilosci kwasów tluszczo¬ wych przewaznie kwas mrówkowy. Ten kwas mozna pod wplywem bacillus formi- cus rozszczepic na kwas weglowy, wodór i metan. Wreszcie, sole amonowe utleniaja sie pod dzialaniem czystych kultur Nitro- somonas i Nitrobacter.Rozklad biologiczny poszczególnych zanieczyszczen mozna uskuteczniac rów¬ niez i innemi sposobami przetwarzajac np. cukier i skrobie nie na kwas weglowy i al¬ kohole?rlecz na kwas mlekowy, octowy i maslowy,. Kierunek procesu zalezy od roz¬ maitych okolicznosci, np. od tego, który z produktów przejsciowych zamierza sie w danych warunkach usunac z wody lub zu¬ zytkowac. Bakterje potrzebne do procesu biologicznego mozna z latwoscia wydzielic z warstwy urodzajnej ziemi, z nawozu sta¬ jennego, z mulu, z filtrów biologicznych i t d.Powyzsze zasady postepowania mozna stosowac w polaczeniu z innemi znanemi sposobami biologicznemi, chemicznemi lub koloidalno-chemicznemi. Mozna np. z wo¬ dorotlenku glinu i materjalów podobnych otrzymac mul o wlasnosciach pochlaniaja¬ cych, szczepic na nim odpowiednie czyste hodowle drobnoustrojów i zastosowac do oczyszczania wody na sposób ozywionego mulu. Pomyslne wyniki mozna tez otrzy¬ mac, szczepiac czyste kultury na wyjalo¬ wionych filtrach piaskowych i koksowych.Z powyzszego wynika, ze celem upro¬ szczenia postepowania najkorzystniej pro¬ wadzic proces rozkladu w ten sposób, ze mozliwie wielka ilosc zawartych w wodzie sciekowej rozmaitych cial podstawowych przerabia sie z poczatku na produkt po¬ sredni, podlegajacy nastepnie dalszemu rozkladowi, np. skrobia i cukier na kwas mlekowy. Przy nieodpowiednim doborze drobnoustrojów, skrobia moglaby prze¬ twarzac sie w kwas mlekowy, a cukier trzcinowy — w kwas maslowy, czyli po¬ wstawalyby dwa rozmaite ciala, których rozklad dalszy wymagalby róznych ga¬ tunków bakteryj, co utrudnialoby caly przebieg dzialania. Przy postepowaniu biologicznem ttzeba dazyc do otrzymania takich produktów posrednich, aby nie¬ zbedne do ich rozkladu drobnoustroje da¬ ly sie latwo wynalezc. Nalezy dazyc do celu droga najkrótsza i najpewniejsza.Zwykle sposoby biologiczne osiagaja to, wobec nieodpowiednio ujetej dzialalnosci drobnoustrojów, daleko wolniej i wyma¬ gaja urzadzen znacznie obszerniejszych.W mysl jednej z odmian sposobu ni¬ niejszego odcieki fabryczne i miejskie dziela sie, o ile mozna od samego poczat¬ ku, odpowiednio do glównych biochemicz¬ nych grup zanieczyszczen, które osobno poddaja sie oczyszczajacemu dzialaniu drobnoustrojów. Jezeli przy pewnej fa¬ brykacji otrzymuje sie rozmaite wody sciekowe o zlozonym skladzie, które zbie¬ raja sie oddzielnie na poszczególnych sta¬ cjach, to najwlasciwiej poddac czesciowe te scieki oczyszczaniu biologicznemu, kaz¬ dy zosobna. Poza tern postepowanie pozo¬ staje zasadniczo takie samo. Z tego wzgledu mozliwe jest przeto w pewnych warunkach dodatkowe rozdzielenie zebra¬ nych scieków mieszanych przed przysta¬ pieniem do biologicznego oczyszczania, luh wyodrebnienia tylko pojedynczych glównych grup biochemicznych, co mozna uskuteczniac np. przy sciekach z fabryk drozdzy, przez oddzielanie bialka drozdzo¬ wego. Wprawdzie rozdzielano juz i przed¬ tem wody sciekowe, przed ich biologicz¬ nem oczyszczaniem, lecz chodzilo tu wy- — 4 —lacznie o podzial mechaniczny na tak zwane stale i plynne czesci skladowe. Po¬ dzial ten nie mial jednak nic wspólnego z nastepnem obrabianiem przygodnie zmie¬ szanych, róznorodnych drobnoustrój ów.Bardzo uproszczony sposób zastoso¬ wania wynalazku, na podstawie spostrze¬ zen wynalazcy, nadaje sie do pewnych ce¬ lów, nadzwyczajnie podnoszac wydajnosc ogólnie uzywanych zbiorników gnilnych.Wiadomo, ze korzystnie pracujace zbior¬ niki gnilne posiadaja pewna granice ob¬ ciazenia sciekami. Zbiornik gnilny przera¬ bia tylko pewna okreslona ilosc scieków, przeladowanie wywoluje wadliwy rozklad.Znaleziono, ze wydajnosc podobnych zbiorników mozna podniesc o 50—'100% przez podzial zbiornika na pojedyncze ko¬ mory i dopilnowanie, bez osobnego stoso¬ wania hodowli drobnoustrojów, by wody sciekowe przeplywaly przez kazda z tych komór i aby przytem jak najmniejsza ilosc mulu bakteryjnego przedostawala sie z jednej komory do drugiej. Odpowiednio do postepujacej reakcji, sklad scieków po przebyciu kazdej komory pojedynczej be¬ dzie inny, chemiczne wlasnosci wody w poszczególnych przedzialach — zupelnie rózne i tylko w zupelnie okreslonych ko¬ morach beda powstawaly zjawiska kwa¬ snienia lub tym podobne. Wskutek tego przy starannem zatrzymaniu drobnoustro¬ jów w komorze poprzedniej, w nastepnej komorze wytwarzaja sie zupelnie inne drobnoustroje, dostosowane do zmienione¬ go skladu wód sciekowych i wykonywaja- ce swoja prace predzej i dokladniej, po¬ niewaz w ten sposób staja sie prawie wyT lacznemi czynnikami. Na podstawie takie¬ go podzialu procesu rozkladowego przez podzial zbiornika gnilnego mozna zapo¬ znac sie z czesciowemi okresami rozkladu w glównych jego zarysach. Doswiadczal¬ ne opracowanie tych wyników pozwala prowadzic ten surowy, biologiczny i bio¬ chemiczny podzial procesu rozkladu za- pomoca kultur czystych bakteryj celem o- panowania go w drodze zastapienia hodo¬ wli naturalnej hodowla bezwzglednie czy¬ sta. PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób biologicznego oczyszczania wód sciekowych, znamienny tern, ze od¬ dzialywanie bakterjologiczne rozbija sie, w zaleznosci od charakteru wód, na sze¬ reg czesciowych kolejno nastepujacych po sobie zabiegów, dostosowanych przede- wszystkiem do glównych biochemicznych grup zanieczyszczen i ze w granicach w ten sposób zasilanych zabiegów czescio¬ wych, odpowiednio do stopni biologiczne¬ go odtwarzania glównych grup biochemicz¬ nych, mozna poddawac je dalszemu je¬ szcze podzialowi, przyczem w kazdym z tych zabiegów stosuje sie odpowiednio don dobrane (najwlasciwiej) otrzymane z kultury czystej drobnoustroje tlenowe lub beztlenowe, opanowywujace proces prze¬ waznie lub wylacznie.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. lf znamien¬ ny tern, ze uzywa sie wylacznie lub cze¬ sciowo bakteryj, doprowadzanych do sta¬ nu tworzenia zooglei, albo ze uzywa sie dodatkowo bakteryj sklonnych do tworze¬ nia zooglei.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze stosuje sie go lacznie ze znane- mi sposobami oczyszczania wód scieko¬ wych.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1—3, zna¬ mienny tern, ze wody sciekowe dziela sie o ile mozna od samego poczatku, odpo¬ wiednio do glównych biochemicznych grup zanieczyszczen, które osobno poddaja sie oczyszczajacemu dzialaniu bakterjologicz- nemu albo, ze wychodzac z tego punktu widzenia, uskutecznia sie dalsze rozdzie¬ lenie zebranych scieków mieszanych, lub wyodrebnienie tylko pojedynczych glów¬ nych grup biochemicznych, przed przy- — S — .stapieniem do oczyszczania biologicz¬ nego.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze zwykle zbiorniki gnilne dziela sie celem podniesienia ich wydajnosci na pojedyncze komory bez osobnego stosowa¬ nia czystych kultur bakteryj, przytem na¬ lezy przedsiewziac srodki, aby wody scie¬ kowe przeplywaly przez kazda z tych ko¬ mór i by jak najmniej mulu przechodzilo z jednej komory do drugiej, tak iz w kaz¬ dej komorze stosownie do zmienionych wlasnosci odcieku panuja, dzieki natural¬ nej czystej hodowli, te drobnoustroje, ja¬ kie odpowiadaja danemu stopniowi roz¬ kladu. Aktieselskabet Dansk Gaerings-Industri. Zastepca: M, Skrzypkowski, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego, Worsiawa. PL