RU2185339C2 - Method of biological cleaning of sewage from contaminants - Google Patents
Method of biological cleaning of sewage from contaminants Download PDFInfo
- Publication number
- RU2185339C2 RU2185339C2 RU2000118666/13A RU2000118666A RU2185339C2 RU 2185339 C2 RU2185339 C2 RU 2185339C2 RU 2000118666/13 A RU2000118666/13 A RU 2000118666/13A RU 2000118666 A RU2000118666 A RU 2000118666A RU 2185339 C2 RU2185339 C2 RU 2185339C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- biomass
- cleaning
- wastewater
- sewage
- biological
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к биологической очистке сточных вод, загрязненных органическими веществами, и может быть с успехом реализовано на любых предприятиях (химических, нефтехимических, биотехнологических), нуждающихся в очистке производственных и бытовых сточных вод и заинтересованных в совершенствовании существующих технологий. The invention relates to the biological treatment of wastewater contaminated with organic substances, and can be successfully implemented at any enterprises (chemical, petrochemical, biotechnological) that need treatment of industrial and domestic wastewater and are interested in improving existing technologies.
Известен способ очистки сточных вод, включающий окисление содержащихся в ней фенолов. В качестве окислителей могут быть использованы кислород воздуха в нейтральных или щелочных средах, перексид водорода, озон в присутствии фенолоксидазы или лакказы (авт. св. СССР 1711669, кл. С 02 F 3/30, 19.03.87). A known method of wastewater treatment, including the oxidation of the phenols contained in it. As oxidizing agents, atmospheric oxygen in neutral or alkaline media, hydrogen peroxide, ozone in the presence of phenol oxidase or laccase can be used (ed. St. USSR 1711669, class C 02 F 3/30, 19.03.87).
Указанный способ не обеспечивает эффективной очистки сточной воды и требует использования дорогостоящих ферментов и применения сложного оборудования. The specified method does not provide effective wastewater treatment and requires the use of expensive enzymes and the use of sophisticated equipment.
Известен способ биологической очистки сточных вод, включающий биологическую сорбцию и окисление в биоценозе активного ила путем аэрации смеси сточной воды и активного ила, отделение его от очищенной воды и задержку ила путем многократных последовательных процессов флокуляции частиц ила с помощью биологически активной пленки и их гравитационного осаждения, возврат вспухшего ила на стадию аэрации (авт. св. РФ 2146231, кл. С 02 F 3/34, С 12 N 1/00, 1/20, 13/00). A known method of biological wastewater treatment, including biological sorption and oxidation of activated sludge in the biocenosis by aeration of a mixture of wastewater and activated sludge, its separation from purified water and sludge retention by multiple sequential processes of flocculation of sludge particles using a biologically active film and their gravitational deposition, return of the swollen sludge to the aeration stage (ed. St. RF 2146231, class C 02
Основным недостатком данного метода является то, что он требует значительных затрат электроэнергии. Кроме того, необходимо наличие специалиста-микробиолога для оценки качества используемого ила. The main disadvantage of this method is that it requires significant energy costs. In addition, a specialist microbiologist is required to assess the quality of the sludge used.
Наиболее близким к предлагаемому методу является способ очистки почвы, природных и сточных вод, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, с использованием биопрепаратов, который осуществляется за счет высокой численности жизнеспособных микроорганизмов в биопрепаратах, а также за счет специальных добавок биологически активных веществ (витамины, биотин, фолиевая кислота, никотинамид и т. д.). В качестве биопрепаратов используют отдельные штаммы микроорганизмов или консорциумы микроорганизмов (Rhodococcus maris, Pseudomonas stutzeri, Yarrowia lipolytica). Для сохранения биомассы в активном состоянии необходима предварительная подготовка, включающая обработку.микроорганизмов физиологическими методами. Это достигается следующим образом. За 12 ч до конца процесса наращивания биомассы в питательную среду добавляют NaCl в конечной концентрации 3,5%. За 6 ч до конца процесса культивирования содержание NaCl в питательной среде поднимают до 7%, биомассу сепарируют до плотности микроорганизмов 1•1011 - 5•1012 кл/мл. Далее в полученную биомассу добавляют NaCl до конечной концентрации 10%, специальные добавки биологически активных веществ (витамины) и осмопротектор (бетаин). Биомасса охлаждается и хранится в виде суспензии при температуре (-10)-(-1)oС в специальных термоконтейнерах (авт. св. РФ 2114071, кл. С 02 F 3/34, 22.05.97).Closest to the proposed method is a method for cleaning soil, natural and wastewater contaminated with oil and oil products, using biological products, which is carried out due to the high number of viable microorganisms in biological products, as well as through special additives of biologically active substances (vitamins, biotin, folic acid, nicotinamide, etc.). As biological preparations, individual strains of microorganisms or consortia of microorganisms (Rhodococcus maris, Pseudomonas stutzeri, Yarrowia lipolytica) are used. To preserve the biomass in an active state, preliminary preparation is necessary, including the processing of microorganisms by physiological methods. This is achieved as follows. 12 hours before the end of the biomass growth process, NaCl in a final concentration of 3.5% is added to the nutrient medium. 6 hours before the end of the cultivation process, the NaCl content in the nutrient medium is raised to 7%, the biomass is separated to a density of microorganisms of 1 • 10 11 - 5 • 10 12 cells / ml. Next, NaCl is added to the resulting biomass to a final concentration of 10%, special additives of biologically active substances (vitamins) and osmoprotector (betaine). The biomass is cooled and stored in suspension at a temperature of (-10) - (- 1) o С in special thermal containers (ed. St. RF 2114071, class 02
Недостатком данного метода является то, что, несмотря на высокую эффективность такой очистки, использование ее на практике связано с рядом затруднений:
- значительные временные затраты для приготовления биопрепарата;
- использование дорогостоящего сырья и технологического оборудования.The disadvantage of this method is that, despite the high efficiency of such cleaning, its use in practice is associated with a number of difficulties:
- significant time costs for the preparation of a biological product;
- the use of expensive raw materials and technological equipment.
Задачей изобретения является снижение времени очистки сточных вод при использовании дешевого сырья и доступного для большинства предприятий оборудования. The objective of the invention is to reduce the time of wastewater treatment using cheap raw materials and equipment available for most enterprises.
Поставленная задача достигается тем, что в способе биологической очистки сточных вод от загрязнений (фенолов), включающего внесение предварительно подготовленных биопрепаратов в очищаемую среду при положительных значениях температуры, согласно изобретению, в качестве биопрепарата используют биомассу бактериальной природы Bacillus megaterium, являющуюся отходом производства ферментного препарата мегатерин, в количестве 80÷90 г/л. Целесообразно процесс очистки проводить при рН 7÷9. Рекомендуемое время обработки природных и сточных вод - 30÷40 мин. Ферментный препарат мегатерин (щелочная протеаза) предназначен для применения в качестве биокатализатора при получении подсластителя аспартама. Мегатерин получают путем культивирования микроорганизма Bacillus megaterium на питательной среде, содержащей дрожжи кормовые, муку кукурузную, кальций хлористый, натрия гидроокись. По окончании процесса ферментации целевой препарат выделяют, очищают и сушат, а отход производства - биомассу клеток, отделенную от нативного раствора, подвергают в заводских условиях термической обработке при (135±2)oС в течение (60±1) мин, и применяют в заявляемом способе как биосорбент. (Опытно-промышленный регламент на производство ферментного препарата мегатерин. ОПР 29-94. Утвержден 04.10.94. Вышневолоцкий завод ферментных препаратов). Биомасса представляет собой клетки продуцента, содержащие в основном биополимеры, включающие белки, липиды, а также остаточные количества целевого продукта и неиспользованные компоненты питательной среды (хлористый кальций, кормовые дрожжи).The problem is achieved in that in the method of biological treatment of wastewater from pollution (phenols), including the introduction of pre-prepared biological products in the medium to be cleaned at positive temperatures, according to the invention, the biomass of bacterial nature Bacillus megaterium, which is a waste product of the enzyme preparation megaterin, is used as a biological product , in an amount of 80 ÷ 90 g / l. It is advisable to carry out the cleaning process at
Установлено, что увеличение концентрации биомассы, при равных исходных концентрациях фенола, сопровождается закономерным снижением остаточного содержания фенола в растворе. Лучше всего процесс сорбции проходит при содержании сорбента в растворе, равном 80÷90 г/л. При уменьшении количества биопрепарата ниже 80 г/л процесс очистки проходит недостаточно полно. При использовании большего количества биопрепарата становятся затруднительными процесс перемешивания суспензии и процесс разделения биомассы от сточных вод. Наиболее эффективно процесс очистки проходит в температурном интервале от 0 до 25oС (см. табл.1). Повышение температуры инкубационной среды значительно понижает сорбционную активность препарата. При минусовых температурах образуется смерзшаяся масса, поэтому проведение процесса невозможно. Наиболее полно сорбция проходит в интервале рН 7÷9. Уменьшение или увеличение рН не позволяет более полно концентировать фенолы (см. табл.2). Максимальное количество загрязнений утилизируется в течение 30÷40 минут. Более длительная обработка не дает каких-либо значительных изменений.It was found that an increase in the biomass concentration, with equal initial phenol concentrations, is accompanied by a regular decrease in the residual phenol content in the solution. The sorption process takes place best when the sorbent content in the solution is 80 ÷ 90 g / l. With a decrease in the amount of biological product below 80 g / l, the cleaning process is not complete enough. When using more biologics, the process of mixing the suspension and the process of separating biomass from wastewater become difficult. The most effective cleaning process takes place in the temperature range from 0 to 25 o C (see table 1). An increase in the temperature of the incubation medium significantly reduces the sorption activity of the drug. At subzero temperatures, a frozen mass forms, so the process is impossible. Sorption is most complete in the
Данный способ поясняется графиками результатов проведения процесса, где на фиг. 1 - зависимость интенсивности сорбции от концентрации биопрепарата, на фиг.2 - кинетика процесса сорбции фенолов биомассой. This method is illustrated by graphs of the results of the process, where in FIG. 1 - dependence of the sorption intensity on the concentration of the biological product, figure 2 - kinetics of the process of sorption of phenols by biomass.
Способ осуществляется следующим образом: сухую биомассу Bacillus tegaterium (отход производства ферментного препарата мегатерин), полученную с завода-производителя, обрабатывают 2%-ным раствором NaOH (для удаления гидрофобных загрязнений), затем промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод и высушивают. При использовании сильного раствора щелочи увеличиваются временные затраты на обработку биомассы дистиллированной водой. The method is as follows: the dry biomass of Bacillus tegaterium (waste product of the enzyme preparation megaterin) obtained from the manufacturer is treated with a 2% NaOH solution (to remove hydrophobic contaminants), then washed with distilled water until the washings are neutral and dried. When using a strong alkali solution, the time required to process biomass with distilled water increases.
Навеску биосорбента помещают в водный раствор, содержащий фенол. Смесь выдерживают 30 мин при комнатной температуре. Процесс интенсифицируют с помощью перемешивания. Затем смесь отфильтровывают. Фильтрат используют для дальнейшего анализа. Фенолы, содержащиеся в биомассе, могут быть подвержены дальнейшей деградации методом биоконверсии. За процессом сорбции следят по изменению концентрации фенола в воде. Для определения концентрации фенола фотоколориметрическим методом используют реакцию с диазотированной сульфаниловой кислотой, в результате которой образуются окрашенные комплексы, поглощающие в области 490 нм. A portion of the biosorbent is placed in an aqueous solution containing phenol. The mixture was incubated for 30 minutes at room temperature. The process is intensified by stirring. Then the mixture is filtered. The filtrate is used for further analysis. Phenols contained in biomass may be subject to further degradation by bioconversion. The sorption process is monitored by a change in the concentration of phenol in water. To determine the phenol concentration by the photocolorimetric method, a reaction with diazotized sulfanilic acid is used, as a result of which colored complexes are formed that absorb in the region of 490 nm.
Пример 1. В аэротенк, содержащий обработанную биомассу Bacillus megaterium - отход ферментного препарата мегатерин - в количестве 90 г/л, подают сточные воды, содержащие фенол в концентрации 100 мг/л. Процесс концентрирования фенолов осуществляется при 15oС и рН 8. Процесс интенсифицируют с помощью перемешивания (механическая мешалка) Продолжительность обработки в аэротенке равна 30 мин. После очистки содержание фенола в воде снижается на 41%.Example 1. In an aeration tank containing processed biomass of Bacillus megaterium - waste enzyme preparation megaterin - in an amount of 90 g / l, wastewater containing phenol in a concentration of 100 mg / l is fed. The process of concentration of phenols is carried out at 15 o C and
Пример 2. В аэротенк, содержащий обработанную биомассу Bacillus megaterium - отход ферментного препарата мегатерин - в количестве 90 г/л, подают сточные воды, содержащие фенол в концентрации 100 мг/л. Процесс концентрирования фенолов осуществляется при 40oС и рН 8. Процесс интенсифицируют с помощью перемешивания (механическая мешалка) Продолжительность обработки в аэротенке равна 30 мин. После очистки содержание фенола в воде снижается на 19%.Example 2. In an aeration tank containing processed biomass of Bacillus megaterium - waste enzyme preparation megaterin - in an amount of 90 g / l, wastewater containing phenol in a concentration of 100 mg / l is fed. The process of concentration of phenols is carried out at 40 o C and
Пример 3. В аэротенк, содержащий обработанную биомассу Bacillus megaterium - отход ферментного препарата мегатерин - в количестве 90 г/л, подают сточные воды, содержащие фенол в концентрации 100 мг/л. Процесс концентрирования фенолов осуществляется при 15oС и рН 3. Процесс интенсифицируют с помощью перемешивания (механическая мешалка) Продолжительность обработки в аэротенке равна 30 мин. После очистки содержание фенола в воде снижается на 21%.Example 3. In an aeration tank containing processed biomass of Bacillus megaterium - waste enzyme preparation megaterin - in an amount of 90 g / l, wastewater containing phenol in a concentration of 100 mg / l is fed. The process of concentration of phenols is carried out at 15 o C and
Полученные результаты свидетельствуют о том, что бактериальная масса клеток - отход производства ферментного препарата мегатерин - обладает способностью извлекать из водных растворов фенолы. Такие биосорбенты могут быть достаточно эффективны и конкурировать с неорганическими сорбентами (в частности, с активированными углями). Это ведет к удешевлению процесса утилизации вредных веществ при сохранении высокой степени очистки сточных вод и решению проблемы создания безотходных технологий. The results obtained indicate that the bacterial mass of cells - a waste product of the enzyme preparation megaterin - has the ability to extract phenols from aqueous solutions. Such biosorbents can be quite effective and compete with inorganic sorbents (in particular, with activated carbons). This leads to a cheaper process for the disposal of harmful substances while maintaining a high degree of wastewater treatment and solving the problem of creating waste-free technologies.
Данный способ возможно реализовать на любых предприятиях, нуждающихся в очистке сточных вод и заинтересованных в совершенствовании существующих технологий. This method can be implemented at any enterprises that need wastewater treatment and are interested in improving existing technologies.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000118666/13A RU2185339C2 (en) | 2000-07-12 | 2000-07-12 | Method of biological cleaning of sewage from contaminants |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000118666/13A RU2185339C2 (en) | 2000-07-12 | 2000-07-12 | Method of biological cleaning of sewage from contaminants |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2185339C2 true RU2185339C2 (en) | 2002-07-20 |
| RU2000118666A RU2000118666A (en) | 2002-08-27 |
Family
ID=20237834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000118666/13A RU2185339C2 (en) | 2000-07-12 | 2000-07-12 | Method of biological cleaning of sewage from contaminants |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2185339C2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2484131C2 (en) * | 2011-07-13 | 2013-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "БИОЛЭНД" | Biopreparation for treatment of water, industrial drains and soil from pesticides resistant to decomposition and method of its application |
| CN107699513A (en) * | 2017-09-13 | 2018-02-16 | 博元生态修复（北京）有限公司 | A kind of special degradation bacteria of black and odorous water and its application |
| RU2688725C2 (en) * | 2017-10-13 | 2019-05-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Пущинский научный центр биологических исследований Российской академии наук" (ФИЦ ПНЦБИ РАН) | Consortium of microorganisms for cleaning waters surface and sediments of the baltic sea from oil and oil products |
| RU2699627C2 (en) * | 2017-12-08 | 2019-09-06 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" | Method for intensifying biological waste water treatment processes using activated sludge as nutrient medium for em-biopreparations |
-
2000
- 2000-07-12 RU RU2000118666/13A patent/RU2185339C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| МОСИЧЕВ М.С. и др. Общая технология микробиологических производств. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982, с.75-79. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2484131C2 (en) * | 2011-07-13 | 2013-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "БИОЛЭНД" | Biopreparation for treatment of water, industrial drains and soil from pesticides resistant to decomposition and method of its application |
| CN107699513A (en) * | 2017-09-13 | 2018-02-16 | 博元生态修复（北京）有限公司 | A kind of special degradation bacteria of black and odorous water and its application |
| CN107699513B (en) * | 2017-09-13 | 2020-08-21 | 博元生态修复（北京）有限公司 | Black and odorous water body degrading bacterium and application thereof |
| RU2688725C2 (en) * | 2017-10-13 | 2019-05-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Пущинский научный центр биологических исследований Российской академии наук" (ФИЦ ПНЦБИ РАН) | Consortium of microorganisms for cleaning waters surface and sediments of the baltic sea from oil and oil products |
| RU2699627C2 (en) * | 2017-12-08 | 2019-09-06 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" | Method for intensifying biological waste water treatment processes using activated sludge as nutrient medium for em-biopreparations |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2698353B1 (en) | Wastewater treatment using microbial strains | |
| US3915853A (en) | Sewage treatment | |
| JP5926251B2 (en) | Method and composition for rapid treatment of wastewater | |
| Bettmann et al. | Continuous degradation of phenol (s) by Pseudomonas putida P8 entrapped in polyacrylamidehydrazide | |
| US3801499A (en) | Sewage treatment | |
| KR20160018572A (en) | Microbial-based waste water treatment compositions and methods of use thereof | |
| Odeyemi et al. | Lipolytic activity of some strains of Klebsiella, Pseudomonas and Staphylococcus spp. from restaurant wastewater and receiving stream | |
| Ragunathan et al. | Biological treatment of a pulp and paper industry effluent by Pleurotus spp. | |
| JP2005538826A (en) | Digestion method of sludge in water purification | |
| Yesiladalı et al. | Bioremediation of textile azo dyes by Trichophyton rubrum LSK-27 | |
| Shah et al. | Optimization of environmental parameters on decolorization of remazol black B using mixed culture | |
| Wanyonyi et al. | Enzymatic decolorization of malachite green dye by a newly isolated Bacillus cereus strain wwcp1 | |
| RU2185339C2 (en) | Method of biological cleaning of sewage from contaminants | |
| KR19990065800A (en) | Wastewater Treatment Microorganisms and Microbial Agents | |
| KR100478470B1 (en) | High concentration organic waste water purifying microorganism agent and its production method | |
| Selvam et al. | Decolourization of azo dyes and dye industry effluents by lignin degrading fungus Trametes versicolor | |
| JP3450719B2 (en) | Biological treatment method and apparatus for organic wastewater | |
| RU2476385C1 (en) | Method of sewage water purification from phenol compounds | |
| CN108017143A (en) | It is a kind of to aid in Phenol-degrading Bacteria Strains to carry out the biodegradable application of synergy to high concentration phenol using polyurethane sponge | |
| US6923912B1 (en) | Method of wastewater treatment utilizing white rot and brown rot fungi | |
| JP2004510451A (en) | Enzyme product production process and composition, and use of enzyme products in the treatment of domestic and industrial wastewaters rich in fat, protein, and / or carbohydrate content | |
| Godjevargova et al. | Biodegradation of phenol by Trichosporon cutaneum cells covalently bound to polyamide granules | |
| Ambujom et al. | Phenol degradation by a stable aerobic consortium and its bacterial isolates | |
| Patel et al. | Challenges of Distillery Effluent Treatment and its Bioremediation Using Microorganism: A Review. | |
| Kandasamy et al. | Biodegradation of cyanide and starch by individual bacterial strains and mixed bacterial consortium isolated from cassava sago wastewater |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050713 |