PL10964B3 - Sposób biologicznego oczyszczania wód sciekowych, powstajacych przy przeróbce melasy. - Google Patents

Description

Najdluzszy czas trwania patentu do 22 sierpnia 1944 r.Zagadnienie oczyszczania bardzo zanie¬ czyszczonych przez ciala organiczne wód sciekowych przemyslu przerabiajacego me¬ lase (fabryki drozdzy prasowanych, gorzel¬ nie, cukrownie) nie zostalo dotad, jak wia¬ domo, rozwiazane. Dotychczas próbowano oczyszczac scieki melasowe w zbiornikach gnilnych albo zapomoca koksu, z napo¬ wietrzaniem lub bez niego; prowadzono równiez próby sposobem ozywionego mulu.Wszystkie te usilowania nie udawaly sie i nie mogly sie udac ze sciekami, których za¬ nieczyszczenia organiczne, wyrazone w ilo¬ sciach zuzytego nadmanganjanu potasu, wynosza 15.000—20,000 mg na jeden litr, gdy tymczasem odnosna liczba dla scieków miejskich stanowi przecietnie, najwyzej 1000 mg na litr; próby powyzsze musialy zawiesc równiez i wobec tego, ze scieki me¬ lasowe zawieraja ciala bardzo trudne do rozlozenia, W szczególnosci gnicie takich scieków nie moglo doprowadzic do celu, poniewaz zawarte w nich skoncentrowane substancje (alkaloidy, betainy), tylko w najkorzystniejszych warunkach ulegaja dzialaniu zupelnie okreslonych bakteryj, a wysoka zawartosc zwiazków siarkowych wywoluje obfite wytwarzanie sie siarko¬ wodoru oraz innych organicznych i nieor¬ ganicznych zwiazków siarkowych o przy¬ krym zapachu zatruwajacych otaczajace powietrze i odplywajaca wode, oraz hamu-jacyeh wszelkie procesy biologiczne w zbiornikach gnilnych. Wszystkie znane wa¬ dy spbsocil gnilnego'musialy przy sciekach melasowych wielokrotnie sie zwiekszyc, od¬ powiednio do ich prawie dwudziestokrotnie silniejszego zanieczyszczenia. Zawiodly takze sposoby oczyszczania zapomoca tle¬ nu, wskutek odpornosci zawartych w scie¬ kach zanieczyszczen, a takze wobec wyso¬ kich kosztów urzadzen i ich prowadzenia.Wszystkie te trudnosci usuwa sposób stanowiacy istote wynalazku niniejszego.Zanieczyszczenia scieków otrzymywa¬ nych przy przeróbce melasy naleza do na¬ stepujacych glównych grup biochemicz¬ nych. 1. Zwiazki betainowe zawierajace 75% ogólnej ilosci azotu w sciekach. 2. Bialko (w gorzelniach i drozdzow¬ niach przewaznie w postaci mniej lub wie¬ cej zniszczonych komórek drozdzowych), 3. Kwasy roslinne, przewaznie lotne, glównie kwas mrówkowy. 4. Substancje huminowe, same przez sie nieszkodliwe, lecz barwiace wody scie¬ kowe na kolor brunatny. 5. Zwiazki siarkowe, glównie siarczany.W mysl wynalazku, ciala betainowe u- suwa ze scieków dzialalnosc zyciowa tleno*- wych lub beztlenowych drobnoustrojów, rozszczepiajacych betainy, w którym to ce¬ lu, przed wprowadzeniem do zbiornika roz¬ kladowego w pewnego rodzaju przystaw¬ ce wysiewa sie i poddaje rozmnazaniu, przy zachowaniu sprzyjajacych temu wa¬ runków, czysta kulture odpowiednich drobnoustrojów. Podobny rozklad bakte- rjologiczny moze spfowadzic rozpad be¬ tainy, oraz jej pochodnych i produktów przemiany na kwas weglowy, amonjak i kwas mrówkowy. Zwiazki huminowe, wy¬ wolujace przedewszystkiem ciemne zabar¬ wienie wód sciekowych, moga pozostac nierozlozone o ile zabarwienie wody nie podlega szczególnym estetycznym lub in¬ nym wymaganiom. Do farbiarni, pralni i podobnych przemyslów woda taka bylaby nieuzyteczna. Jezeli przy oczyszczeniu cho¬ dzi o jednoczesne odbarwienie wody, to mozna je z latwoscia osiagnac w drodze zupelnego zniszczenia zwiazków humino- wych przez odpowiednie drobnoustroje.Poniewaz mikroby te zgadzaja sie zarówno z drobnoustrojami odtwarzajacemi betaine jak i z rozklada jacemi kwas mrówkowy, to zniszczenie cial huminowych mozna zwia¬ zac w jeden stopien z rozszczepianiem be¬ tainy lub z rozkladem kwasu mrówkowego i jego pochodnych.Ilosc zawartych w melasie cial bialko¬ wych jest przy uporzadkowanej fabrykacji tak nieznaczna, ze zazwyczaj mozna ja po¬ mijac. W razie potrzeby wystepuje prze¬ dewszystkiem mineralizacja cial bialko¬ wych przez rozszczepiajace bialko drobno¬ ustroje, jak np. Bacillus mieoides; Bacillus putrificus; Bacillus mesentericus, Bacillus vulgatus. Poniewaz ciala bialkowe w scie¬ kach przemyslu fermentacyjnego znajduja sie prawie wylacznie pod postacia komó¬ rek drozdzowych, zaleca sie uprzednie wy¬ dzielenie i usuniecie ich ze scieków sposo¬ bem mechanicznym, np. zapomoca malego filtru, umieszczonego w glównym przewo¬ dzie sciekowym. Nastepnie zabija sie ko¬ mórki znanym juz sposobem, np. przez pla- zmolize lub nagrzewanie i wreszcie minera- lizuje sie je, przy pomocy skutecznego, od¬ powiedniego, dodanego w postaci czystej hodowli drobnoustroju, rozszczepiajacego bialko.Zwiazki siarkowe skladaja sie w 90% z siarczanów. Nie przedstawiaja one szcze¬ gólnego niebezpieczenstwa dla pierwszego zbiornika, z powodu ich silnego rozciencze¬ nia, powoduja jednak powazne niedogod¬ nosci w samem urzadzeniu oczyszczajacem, o ile zostana tam przez bakterje odtlenio- ne na siarkowodór. W mysl wynalazku, mozna tego uniknac, zatrzymujac rozklad siarczanów na siarkowodór przez dobór odpowiednich czystych hodowli i wyjalo- — 2 —Wicnie. Poniewaz cdtleniajace dzialanie bakteryj na ciala zawierajace siarke nale¬ zy niewatpliwie uwazac za swoista ceche poszczególnych drobnoustrojów (jak Mi- crospira desulfurisans, Microspira aestua- rji)f to spelnienie tego warunku w grani¬ cach sposobu niniejszego nie nastrecza zadnych trudnosci. Gdyby jednak warunki w pierwszym zbiorniku byly szczególnie niekorzystne, to zaleca sie usuniecie siar¬ czanów juz z melasy i zapobiezenie prze¬ dostawaniu sie siarczanów do scieków, przez odpowiednie urzadzenie przebiegu fabrykacji lub tez stracenie siarczanów ze scieków w postaci soli nierozpuszczalnych przed rozpoczeciem oczyszczania biolo¬ gicznego.Rozpuszczenie betainy mozna, jak juz wspomniano, uskuteczniac zapomoca drob¬ noustrojów tlenowych lub beztlenowych.Odpowiednie drobnoustroje mozna wyod¬ rebnic np. w drodze zaszczepienia do ste¬ zonego roztworu soli betainowej gnija¬ cych buraków cwiklowych lub melasy znajdujacej sie w stanie rozkladu i wytwo¬ rzenie w ten sposób czystej kultury, z któ¬ rej wedlug znanego postepowania przez dalsza hodowle na podlozu pozywki, za¬ wierajacej betaine, wybiera sie gatunki najodpowiedniejsze. Stosownie do warun¬ ków tlenowych lub beztlenowych rozwijaja sie tlenowe lub beztlenowe drobnoustroje, rozkladajace betaine. W ten np. sposób zostala wyodrebniona beztlenowa, roz¬ szczepiajaca betaine, bakterja w postaci laseczki z zaokraglonemi katami. Zaszcze¬ piona kultura rozwija sie w zelatynie ze scieków melasowych w postaci sznura pe¬ relek z iglastemi narostami na pojedyn¬ czych perelkach. Kultura ta nie posiada wlasnosci rozwadniajacych i w normalnej zaprawionej zelatynie nie wytwarza wca¬ le lub bardzo malo kwasu weglowego, jed¬ nak w! zelatynie zawierajacej betaine wy¬ woluje bardzo silne powstawanie gazów.Bakterje tlenowe maja ksztalt cienkich, waskich laseczek, które zrastaja sie czesto¬ kroc koncami w gwiazde tworzac spory; po¬ minawszy ich ksztalt zdaja sie one byc zblizone do grupy bakteryj ciemnych. Przy pomocy bakterj i tlenowej osiaga sie szyb¬ szy rozklad betainy. Szczególnie przy mniej stezonych wodach sciekowych, jak np. scieki drozdzowe, nalezy zalecic prace raczej z takiemi tlenowemi rozszczepiaja- cemi betaine bakterjami, niz z bakterjami beztlenowemi. Warunki pracy sa w ogól¬ nosci te same, tylko przy uzyciu tleno¬ wych, do zbiornika wtlacza sie troche po¬ wietrza. Drobnoustroje tlenowe mozna o- zywiac przez napowietrzanie w czystej wo¬ dzie, w której rozpuszczone sa sole wy¬ dzielajace tlen, albo przez wtlaczanie tle¬ nu lub gazów zawierajacych tlen. Jednak powtórne uzycie jednych i tych samych bakteryj bywa pozyteczne, jezeli one sa zupelnie niezakazone.Drobnoustroje rozkladajace ciala humi- nowe, otrzymuja sie najlatwiej przez za¬ szczepienie do stezonego roztworu pozyw¬ ki przygotowanej z acidum humunicum Merck'a z ziemi lesnej lub ogrodowej. Z powstajacych czystych kultur zostaja wy¬ odrebnione, wedlug sposobów znanych, od¬ powiednie gatunki na stalych pozywkach, zawierajacych próchnice. W ten sposób mozna otrzymac czysta kulture bakcyla, który rosnie w; postaci duzych laseczek z zaokraglonemi rogami, tworzy spory, i od¬ barwia roztwory próchnicowe do odcienia zóltawego/ Do rozkladu kwasów roslinnych, w szczególnosci kwasu mrówkowego, uzywa sie jakikolwiek z drobnoustrojów znanych, np. podany przez Omelanskiego bacterium formicicum. Ciala próchnicowe i mrówczany rozszczepiaja sie zapomoca beztlenowców.Dzialalnosc rozkladowa drobnoustro¬ jów moznaby zawsze wzmocnic przez wy¬ laczne lub czesciowe zastosowanie drobno¬ ustrojów, doprowadzanych do stanu two¬ rzenia zooglei albo przez jednoczesne za- — 3 —stosowanie rodzajów bakteryj sklonnych do tworzenia zooglei. Dzialanie bakteryj mozna tez pobudzic i zwiekszyc przez wy¬ tworzenie w fermentujacych sciekach wiel¬ kich osadów lub przez wprowadzenie do naczyn rozkladowych takich osadów albo innych cial porowatych a obojetnych, jak np. trociny.Jeden ze sposobów wykonania wyja¬ sniono tytulem przykladu na rysunku; wo¬ dy sciekowe uwolnione zapomoca filtrowa¬ nia lub odstawania od towarzyszacych im cial stalych zobojetniaja sie mlekiem wa- piennem i wprowadzaja do zbiornika roz¬ kladowego /. Zbiornik ten, o ile to jest mozliwe, powinien byc wpuszczony w zie¬ mie, posiadac zatwór, w zupelnosci zabez¬ pieczajacy od zakazenia rure wyciagowa, do gazów oraz pojemnosc odpowiadajaca czwartej czesci calkowitej dziennej ilosci wód sciekowych. Do zbiornika / przylega plytki osadnik mniejszy la o dnie wpu- szczonem w postaci leju do otworu do od¬ sysania osadzonych bakteryj. Stad scieki przedostaja sie do drugiego zbiornika roz¬ kladowego // i do przyleglego osadnika Ha. Do scieków w zbiorniku / dodaje sie, stosownie do potrzeby, mniej wiecej raz na tydzien, pewna ilosc bakteryj betainowych, rozmnazanych z czystej hodowli w dosta¬ wionej kadzi ///. Kadz ta ma pojemnosc równa a/6 pojemnosci zbiornika rozklado¬ wego. Przy utrzymaniu najpomyslniejszej temperatury 36°C, mozliwie wysokiej kon¬ centracji scieków i obojetnej lub w kazdym razie slabo alkalicznej reakcji, ciecz zaczy¬ na fermentowac w predkim czasie. Doplyw odbywa sie w sposób ciagly. Betaina roz¬ klada sie najzupelniej w ciagu 2—8 godzin na kwas weglowy, amonjak i kwas mrów¬ kowy. Masa z bakteryj, która osiadla w o- sadniku la, zostaje przepompowana zpo- wrotem do pierwszej cwierci zbiornika roz¬ kladowego. Ciecz uwolniona przewaznie od bakteryj plynie do zbiornika II, gdzie zo¬ staje zmieszana np, z czysta hodowla ba- cterium formicicum Omelanski rozmnozona w przystawce IV. Temperatura w zbiorni¬ ku // moze byc nieco nizsza od temperatu¬ ry w zbiorniku betainowym —¦ inne warun¬ ki — pozostaja te same. Przy dodawaniu nowej czystej hodowli, poleca sie krótko¬ trwale pobudzenie bakteryj przez napo¬ wietrzanie. Dodatek fosforanów dziala w tym zbiorniku przyspieszajaco. Kwas mrówkowy i jego pochodne zostaja calko¬ wicie rozlozone, odplywa zas roztwór we¬ glanów i soli amonowych, który mozna bez dalszych zabiegów doprowadzac do osad¬ nika przedwstepnego. W warunkach bardzo niepomyslnych w upuscie przedwstepnym, a zwlaszcza w braku wody zaleca sie (nie jest to jednak niezbedne) nastepne krótkie przetrzymanie scieków w stawie rybnym, mieszczacym mniej wiecej pieciokrotna ilosc dzienna scieków. Jezeli chodzi o od¬ barwienie wody, to do pierwszego lub dru¬ giego zbiornika rozkladowego mozna wpro¬ wadzic drobnoustrój e rozszczepiaj ace próchnice, poniewaz bakterje te nie prze¬ szkadzaja dzialaniu drobnoustrojów, roz¬ szczepiajacych betaine lub kwas mrów¬ kowy.Praca z kulturami czystemi wymaga, o- czywiscie, zeby scieki, dostajac sie do zbiorników rozkladowych, byly, w miare moznosci, pozbawione zarodków. Dla od¬ cieków przemyslu spirytusowego i droz¬ dzowego osiagnac to tern latwiej, ze prze¬ wazajaca czesc ich odplywa z aparatów destylacyjnych w stanie wyjalowionym, wystarcza przeto wówczas utrzymywanie rur doprowadzajacych w mozliwie czy¬ stym stanie. W przypadkach innych zaleca sie wyjalowienie odcieków przed osiagnie¬ ciem urzadzen rozkladowych, co mozna u- skutecznic bez powazniejszych nakladów w drodze traktowania ich chlorem i na¬ stepnego potraktowania ich antychlorem.Ze stezonych wód sciekowych, powstaja¬ cych przy wyrobie spirytusu, mozna otrzy¬ mywac w sposób oplacajacy sie amdnjak. — 4 —W celu otrzymywania trwalego nawo¬ zu, nadajacego sie do wysiewu i niepochla- niajacego wody, proponowano poddawac fermentacji mieszanine torfu i wywaru melasowego w obecnosci bakteryj rozkla¬ dajacych betaine, doprowadzajac proces do rozkladu zasad azotowych na zwiazki niepochlaniajace wody (patent niemiecki Nr 282 532). Postepowanie to nie przynosi jednak zadnej korzysci przy oczyszczaniu odcieków w przemysle przerabiajacym me¬ lase. PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób biologicznego oczyszczania wód sciekowych otrzymywanych przy prze¬ róbce melasy (z fabryk drozdzy prasowa¬ nych, gorzelni, cukrowni), znamienny tern, ze wody sciekowe uwalnia sie od betainy, jej pochodnych i produktów przemiany, pod wplywem dzialalnosci zyciowej roz¬ szczepiaj acych betaine drobnoustrój ów tlenowych lub beztlenowych, w którym to celu najwlasciwiej posiew czystej hodowli poddaje sie rozmnazaniu w pewnego ro¬ dzaju przystawce,
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tem, ze betaina a takze pochodne i pro¬ dukty jej przemiany, znajdujace sie w wo¬ dzie sciekowej, rozkladaja sie pod wply¬ wem dzialalnosci zyciowej bakteryj tleno¬ wych lub beztlenowych na kwas weglowy, amonjak i kwas mrówkowy, poczem scieki uwalnia sie od kwasów roslinnych, a w szczególnosci kwasu mrówkowego, rozkla¬ dem bakterjologicznym, najwlasciwiej drob¬ noustrojów wyhodowanych w kulturze czy¬ stej i rozmnozonych w przystawce.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tem, ze ciala huminowe niszczy sie przez drobnoustroje rozszczepiajace humi- ne, przyczem dzialanie nadajacych sie do tego drobnoustrojów mozna laczyc z roz¬ szczepianiem betainy lub z rozkladem kwa¬ su mrówkowego.
4. 4. Sposób wedlug zastrz^ 1—3, zna¬ mienny tem, ze zawarte w sciekach ciala bialkowe poddaje sie uprzedniej minerali¬ zacji przez drobnoustroje, rozszczepiajace bialko.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 4 oczyszcza¬ nia odcieków z drozdzowni i gorzelni, zna¬ mienny tem, ze komórki drozdzowe usuwa sie ze scieków zapbmoca mechanicznego oddzielenia i nastepnie zabija np. przez plazmolize lub nagrzewanie, a wreszcie mi- neralizuje je zapomoca drobnoustrojów rozszczepiajacych bialko.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 1—5, zna¬ mienny tem, ze rozklad siarczanów na siarkowodór powstrzymuje sie przez dobór odpowiednich czystych kultur i sposób pra¬ cy wylaczajacy zakazenie. Aktieselskabet Dansk G a e r i n g s - I n d u s t r i. Zastepca: M. Skrzypkowski, * rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 10964* W TRT 1 H I a __t___^_. ~-/a / i \ E*T M Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL