RU2063386C1

RU2063386C1 - Method of purifying natural and waste water from petroleum products

Info

Publication number: RU2063386C1
Application number: RU93032685A
Authority: RU
Inventors: М.И. Янкевич; И.И. Шамолина; М.Б. Биттеева; Л.Ф. Суржко; В.В. Хадеева; В.И. Яковлев; С.А. Стрельченко; В.Ф. Желтобрюхов; В.И. Терентьев; Н.М. Павловец
Original assignee: Санкт-Петербургский технологический институт; Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна
Priority date: 1993-06-23
Filing date: 1993-06-23
Publication date: 1996-07-10

Abstract

FIELD: water purification. SUBSTANCE: purification of natural and waste water is achieved through using a crimped cord made of two plane bands of polycaproamide filaments with associated yeast of genus Candida. Such a cord with yeast has an affinity to dissolved and strongly emulsified petroleum products. So the method may be applied to remove the petroleum products from natural reservoirs and also, at the aeration stations, to after-purify the industrial wastes containing from 0.2 to 250 mg/l petroleum products. EFFECT: increased removal of petroleum products.

Description

Изобретение относится к биотехнологии очистки природных и сточных вод, загрязненных нефтепродуктами и может быть использовано для удаления нефтепродуктов из природных водоемов, содержащих эмульгированные и растворенные нефтепродукты, а так же на станциях аэрации для доочистки сточных вод промышленных предприятий, содержащих от 0,2 до 250 мг нефтепродуктов в литре воды. The invention relates to biotechnology for the treatment of natural and wastewater contaminated with oil products and can be used to remove oil products from natural reservoirs containing emulsified and dissolved oil products, as well as at aeration stations for the treatment of wastewater from industrial enterprises containing from 0.2 to 250 mg petroleum products in a liter of water.

Известен способ биологической очистки, предусматривающий использование поликапроамидного жгута с иммобилизованными клетками бактерий рода Pseudomonas для очистки сточной воды от анионных поверхностно-активных веществ в аэробных условиях (A. C.N 1623982, кл. C 02 F 3/34, 1991 г.). Недостатком этого способа является низкая концентрация клеток рода Pseudomonas на носителе и невозможность осуществлять таким образом очистку от нефтепродуктов в силу свойств микроорганизмов, обеспечивающих деструкцию только поверхностно-активных веществ. A known method of biological treatment, involving the use of polycaproamide tow with immobilized cells of bacteria of the genus Pseudomonas for the treatment of wastewater from anionic surfactants under aerobic conditions (A. C. N 1623982, class C 02 F 3/34, 1991). The disadvantage of this method is the low concentration of cells of the genus Pseudomonas on the carrier and the inability to carry out thus cleaning from oil due to the properties of microorganisms that ensure the destruction of only surface-active substances.

Описан также способ очистки подсланцевых сточных вод от нефтепродуктов в присутствии ассоциации углеводородокисляющих бактерий, позволяющий достигнуть остаточной концентрации нефтепродуктов м в промышленном аэротенке 1 1,5 мг/л, что не соответствует необходимому для спуска очищенной воды значению ПДК для водоемов рыбохозяйственного назначения 0,05 мг/л (A. C. N 1493666, кл. C 12 N 1/20, 1989 г.). Also described is a method of purification of shale wastewater from oil products in the presence of an association of hydrocarbon-oxidizing bacteria, which allows to achieve a residual concentration of oil products m in an industrial aeration tank of 1.5 mg / l, which does not correspond to the MPC value required for draining purified water for fishery reservoirs of 0.05 mg / l (AC N 1493666, class C 12 N 1/20, 1989).

Наиболее близким из числа технических решений является биотехнологический способ очистки сточных вод от нефтепродуктов иммобилизованными микроорганизмами (активный ил) ("Химия и технология воды", т. 11, N 6, 1989, с. 541). Сущность способа заключается в использовании для очистки активного ила, иммобилизованного на стекловолокне, капроновом "ерше" и поликапроамидном корде (ПКА) волокно, поликапроамидное, текстильно переработанное в "ерш" или корд). Недостатком этого способа являются высокие остаточные концентрации нефтепродуктов (более 2,5 мг/л значительно превышающие ПДК) и степень извлечения не более 99%). The closest technical solution is a biotechnological method for treating wastewater from oil products with immobilized microorganisms (activated sludge) (Chemistry and Water Technology, vol. 11, No. 6, 1989, p. 541). The essence of the method is to use for cleaning activated sludge immobilized on fiberglass, kapron "ruff" and polycaproamide cord (PKA) fiber, polycaproamide, textile processed into a "ruff" or cord). The disadvantage of this method is the high residual concentration of petroleum products (more than 2.5 mg / l significantly exceeding the MPC) and the degree of extraction of not more than 99%).

Техническим результатом заявляемого способа очистки природных и сточных вод является увеличение степени извлечения нефтепродуктов и снижение их остаточных концентраций. Очищенную по этому способу воду можно спускать в рыбохозяйственные водоемы, использовать в оборотном водоснабжении. The technical result of the proposed method for purification of natural and wastewater is to increase the degree of extraction of petroleum products and reduce their residual concentrations. The water purified by this method can be lowered into fishery ponds, used in recycled water supply.

Технический результат достигается путем иммобилизации на носителе - гофрированном жгуте поликапроамидных волокон ассоциации дрожжей рода Candida. The technical result is achieved by immobilization on a carrier - corrugated tow of polycaproamide fibers of the association of Candida yeast.

В заявляемом способе очистки воды от нефтепродуктов использованы специально выведенные и селекционированные штаммы дрожжей рода Candida. In the inventive method for purifying water from petroleum products, specially bred and selected strains of yeast of the genus Candida are used.

Сущностью данного изобретения является то, что очистка природных и сточных вод осуществляется за счет использования гофрированного жгута в виде плоских лент из поликапроамидных волокон с ассоциацией дрожжей рода Candida. Такой жгут с иммобилизованными дрожжами Candida обладает сродством к растворенным и сильно эмульгированным нефтепродуктам, что доказано экспериментально и позволяет увеличить степень извлечения нефтепродуктов и снизить их остаточные концентрации в очищаемой воде. The essence of this invention is that the treatment of natural and wastewater is carried out through the use of corrugated tow in the form of flat ribbons of polycaproamide fibers with the association of yeast of the genus Candida. Such a tow with Candida immobilized yeast has an affinity for dissolved and highly emulsified oil products, which has been experimentally proven and can increase the degree of extraction of oil products and reduce their residual concentrations in the treated water.

Эффективность процесса очистки достигается также за счет высокой сорбционной емкости ПКА-волокон к дрожжевым клеткам до 120 150 мг биомассы на грамм носителя (в прототипе максимальная сорбционная емкость достигает значений 60 110 мг/г), это приводит к активному размножению дрожжей на носителе в процессе очистки, что в свою очередь ведет к увлечению степени извлечения нефтезагрязнений. В уровне техники известно использование капронового жгута для иммобилизации микроорганизмов, деструктирующих ПАВ, и известны дрожжи рода Candida для производства белково-витаминного концентрата (A. C. N 525751, A. C. N 1190641), таким образом, отличительным признаком является совместное применение специально подобранного носителя и определенной микрофлоры, не выявленные при оценке уровня техники. The efficiency of the cleaning process is also achieved due to the high sorption capacity of PKA fibers to yeast cells up to 120 150 mg biomass per gram of carrier (in the prototype, the maximum sorption capacity reaches 60 110 mg / g), this leads to active propagation of yeast on the carrier during the cleaning process , which in turn leads to a fascination with the degree of extraction of oil pollution. It is known in the prior art to use nylon tow for immobilizing surfactant-degrading microorganisms, and Candida yeast for the production of protein-vitamin concentrate (AC N 525751, AC N 1190641) is known, so a distinctive feature is the combined use of a specially selected carrier and a certain microflora, not identified in the assessment of the prior art.

Степень очистки повышается за счет активного взаимодействия нефтезагрязнений с сильно развитой поверхностью носителя и прикрепленной к этой поверхности ассоциации дрожжевых культур. The degree of purification is increased due to the active interaction of oil pollution with a highly developed surface of the carrier and the association of yeast cultures attached to this surface.

Пример. Сточная вода в аэротенке. Example. Sewage in aeration tank.

В аэротенк объемом 10 л помещается загрузка из гофрированных и негофрированных жгутов поликапроамидного волокна с закрепленной на их поверхности культурой клеток дрожжей-нефтедеструкторов. A 10-liter aerotank contains a load of corrugated and non-corrugated bundles of polycaproamide fiber with a culture of yeast-oil-destructive yeast cells fixed to their surface.

Иммобилизацию клеток на волокне осуществляли обработкой 0,2 кг жгута водной суспензией дрожжей рода с концентрацией клеток 0,4 ед оптической плотности при модуле обработки 25 и температуре 26 28^oС в течение 4 часов. Количество клеток, иммобилизованных на жгуте достигало 120 мг/г.Cell immobilization on the fiber was carried out by treating 0.2 kg of tow with an aqueous suspension of a yeast of the genus with a cell concentration of 0.4 units of optical density at a processing module of 25 and a temperature of 26–28 ^° C for 4 hours. The number of cells immobilized on a tourniquet reached 120 mg / g.

После размещения загрузки в аэротенке, туда подавалась сточная вода, содержащая нефтепродукты в концентрации 90 120 мг/л с коэффициентом разбавления 0,4 0,2 ч^-1. В поступающей и очищенной воде определяли содержание нефтепродуктов методом ИК-спектроскопии. Время пребывания сточной воды в установке не более 4, 5 час. Результаты биохимической очистки сточной воды от нефтепродуктов приведены в таблице.After placing the load in the aeration tank, wastewater containing oil products at a concentration of 90 to 120 mg / l with a dilution factor of 0.4 0.2 h ^-1 was supplied there. The content of oil products was determined in the incoming and purified water by IR spectroscopy. The residence time of wastewater in the installation is not more than 4.5 hours. The results of biochemical treatment of wastewater from petroleum products are given in the table.

Пример. Сточная вода в отстойнике. Example. Sewage in a sump.

Во вторичный отстойник очистных сооружений по биологической очистке сточных вод площадью 1000 м² с объемом сточной воды 3000 м³/сутки, содержащей 1 3 мг нефтепродуктов в литре, помещено 4 м² загрузки из иммобилизованных на гофрированном жгуте ПКА клеток рода полученных по вышеприведенному примеру. Еженедельно определяли концентрацию нефтепродуктов на выходе из вторичного отстойника. При анализе очищенной воды наблюдалось постепенное снижение концентрации загрязнителя до величин, не обнаруживаемых методами ИК-спектроскопии, т.е. менее 0,01 мг/л.In the secondary sump of treatment facilities for biological wastewater treatment with an area of 1000 m ² with a volume of wastewater of 3000 m ³ / day, containing 1 3 mg of oil products per liter, 4 m ^{2 of} loads of genus-derived PCA immobilized on a corrugated bundle were received according to the above example. The concentration of oil products at the outlet of the secondary sump was determined weekly. In the analysis of purified water, a gradual decrease in the concentration of the pollutant was observed to values not detected by IR spectroscopy, i.e. less than 0.01 mg / l.

В течение трех месяцев степень очистки составляла 99%
Пример. Природный водоем.Within three months, the degree of purification was 99%
Example. Natural pond.

Природный водоем площадью 100 м², загрязненный нефтепродуктами в количестве 2,5 3,5 мг/г воды. В него помещена плавающая загрузка, состоящая из гофрированных жгутов ПКА с иммобилизованными клетками рода Candida. Загрузка размещена на рамках 1•1 м и составляет 2 кг на одну раму, количество рам 10 штук. В течение месяца определяли изменение концентрации нефтепродуктов в водоеме. Через 30 суток загрязнителя в водоеме не обнаружено. Степень очистки составляла 100% Испытания проводились в Ленинградской области, водоем г. Колпино.Natural body of water with an area of 100 m ² contaminated with oil in an amount of 2.5 to 3.5 mg / g of water. A floating load was placed in it, consisting of corrugated PCA tows with immobilized cells of the genus Candida. The load is placed on a frame of 1 • 1 m and is 2 kg per frame, the number of frames is 10 pieces. Within a month, the change in the concentration of oil products in the pond was determined. After 30 days, no contaminant was found in the pond. The degree of purification was 100%. The tests were carried out in the Leningrad region, the reservoir of Kolpino.

Из приведенных примеров видно, что использование иммобилизованной на гофрированном ПКА жгуте ассоциации культур дрожжей позволяет получить высокую степень очистки как в промышленных стоках, так и природных вод от 99,8% до 100%
Низкие остаточные концентрации нефтепродуктов в воде позволяют спускать очищенную воду в рыбохозяйственные водоемы, использовать воду для оборотного водоснабжения или способствуют восстановлению экологического равновесия природного водоема. ТТТ1It can be seen from the above examples that the use of a yeast culture association immobilized on a corrugated PCA harness allows to obtain a high degree of purification in industrial effluents and natural waters from 99.8% to 100%
Low residual concentrations of petroleum products in the water allow the purified water to be discharged into the fishery ponds, use water for recycled water supply, or help restore the ecological balance of the natural reservoir. TTT1

Claims

A method for purifying natural and waste water from oil products using the association of microorganisms immobilized on polycaproamide fiber, characterized in that as an association of microorganisms, an association of Candida yeast immobilized on corrugated bundles of polycaproamide fibers is used.