SU1150892A1 - Способ биохимической очистки сточных вод от метанола - Google Patents

Abstract

1 .СПОСОБ БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЬК ВОД ОТ МЕТАНОЛА,включающий нейтрализацию последних ортофосфорной кислотой, обогащение источниками азота и последующую обработку микроорганизмами , отличающийс  тем, что, с целью удешевлени  и ускорени  процесса при аналогичйой степени очистки, в качестве микроорганизмов используют Methylomonas metha nica Da. 2.Способ по п. 1, о т л И ч. а ю щ и и с   тем, что нейтрализацию ортофосфорной кислотой осуществл ют . до.рН 6,0-7,0. 3.Способ по пп. 1 и 4, о тли - . чающийс  тем, что обработку сточных вод микроорганизмами ведут при 20-37С..

Description

Изобретение относитс  к способам очистки сточных вод, в частности к микробиологическим способам, и может быть использовано дл  очистки от метанола промысловых сточных вод, образующихс  при добыче и переработке природного сероводородсодержащето газа. Известен способ культивировани  микроорганизмов с использованием в качестве углерода метанола. Показана возможность роста дрожжей разли чных видов на метанолсодержащей среДе . Наиболее близким.по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  биохимический способ очистки сточных вод от метанола. Способ осуществл ют путем культивировани  дрожжевой культуры Hansenula polymorpha на метанолсодержащем стоке, образующемс  при добыче и переработке сероводородсодержащего природного газа, что дает возможност очистить данные сточные воды от метанола . Согласно известному способу, очистку метанолсодержащих сточных вод осуществл ют дрожжами при температуре Зб-Зв С в среде, нейтрализованной ортофосфорной кислотой до уро вн  рН 3,9-4,0 и обогащенной микроэлементами , источниками азота и вита минами. Очистка сточных вод известным способом позвол ет получать воду содержащую следовые количества мета нола. Недостатком метода  вл ютс  зна чительные расходы концентрированной ортофосфорной кислоты, микроэлементо и витаминов, необходимых дл  создани питательной среды, благопри тной дл  развити  метанолутилизирующей культу ры. Так, при суточном объеме промысловых стоков 2000 м требуетс  дл  нейтрализации 3 м концентрированной ортофосфорной кислоты свьше 250 кг микроэлементов, 3,6 кг тиамина и 40 г дестибиотина. К недостаткам известного способа относитс  и низка  скорость разбавлени  - 0,5 л/ч: 5л О,1 ч , что требует значительных объёмов очистных сооружений, так как врем  пребывани  воды в сооружении 10 ч. Целью изобретени   вл етс  удешевление и ускорение процесса очистки при аналогичной степени очистки. Поставленна  цель достигаетс  тем, что сточные воды, содержащие метанол, нейтрализуют ортофосфорной кислотой, обогащают источниками азота и послео дующую обработку осуществл ют микроорганизмами Methylomonas methanica Dj, предпочтительно нейтрализацию сточных вод ведут до значени  рН 6,0-7,0, обработку сточных вод микроорганизмами ведут при температуре 20-37С. Штамм Methylomonas methanica Dj получают селективным путем из реальных метанолсодержащих сточных вод. Дл  реализации способа провод т вьзделение метанолусваивающей культуры . Дл  этого почву, вз тую на территории завода по производству метанола , помещают в вертикальную стекл нную воронку и пропускают через нее промысловую метанолсодержащую сточную воду, первоначально разбавленную питательной средой до концентрации метанола в стоке 1 г/л. Используют минеральную средуj содержащую, г/л: 1,0; MgSO, - 0,5; NaCl - 0,2; FeSO,,03; ,0 ,5; рН - 7,0. Постепенно увеличивают концентрацию метанола в среде до 10,0 г/л, уменьша  разбавление реального стока питательной средой. Увеличение концентрации метанола в стоке производ т при достижении полной утилизации его из стока предвдУ щего разбавлени . На этапе подачи сточной воды, содержащей г/л метанола и отсутствии его в выход щем из колонки стоке, провод т выделение чистой культуры бактерий путем высева содержимого колонки на агаризованную минеральную питательную среду приведенного состава и содержащую 2,0 г/л метанола. В стационарных услови х культура потребл ет метанол в более низких концентраци х, чем при выращивании её при непрерывном протоке. Рост микроорганизмов на среде с 2,0 г/л метанола свидетельствует об утилизации его культурой, поскольку метанол  вл етс  единственным источником углерода. Ввделенную культуру Methylomonas methanica D используют дл  очистки от метанола промысловых сточных вод газодобывающей промьшшенности. , Пример. Способ очистки сточHbix вод от метанола с помощью Mehtylomonas methanica Dj осуществл ют

на ферментере по непрерывному культивированию микроорганизмов емкостью 5 л. Очистке подвергают сточные воды , получаемые при добыче и переработке сероводородсодержащего природного газа, содержащие 50,0 г/л метанола .

Дл  засева ферментера используют биомассу микроорганизмов, выращенную в колбах Эрленмейера на качалке на жидкой синтетической среде, содержащей метанол в концентрации 5,0 г/л. Высев культуры в аппарат непрерывного культивировани  провод т на сточной воде, первоначально разбавленной синтетической средой до концентрации метанола в стоке 10,0 г/л. Постепенно увеличивают концентрацию метанола в сточной воде до 50,0 г/л, уменьша  разбавление ее синтетической средой. Концентрацию ортофосфорной кислоты S сточной воде поддерживают на уровне 0,4 мл/л,рН 6,5. После достижени  концентрации сырой биомассы 35+5 г/л выращивание бактериальной культуры провод т при протоке сточной воды с коэффициентомразбавлени  0,2ч что соответствует времени пребывани  очищаемого стока в сооружении -5ч.

В течение 10 сут. непрерывного вьфащивани  культуры на метанолсодержащем стоке биомасса бактерий стабильно удержитс  на уровне 37+2 г/л, что свидетельствует о высокой степени утилизации метанола микроорганизмами . При этом очищенна  сточна  вода содержит метанол в следовых концентраци х .

Дл  определени  граничных значе- НИИ температурного режима процесса усваивани  метанола и зависимости этого процесса от значени  среды провод т опыты по вьфащиванию микроорганизмов в лабораторных услови х при использовании периодического культивировани .

Как показывает исследование - оптимальной исходной концентрацией, практически полностью утилизируемой Methylomonas methanica D в течение 48 ч в услови х периодического культивировани ,  вл етс  концентраци  метанола 1000 мг/л. На этой концентрации провод т изучение вли ни  рН среды и температуры выращивани  культуры на интенсивность потреблени  метанола . Выбирают период вьфащивани 

культуры в течение 48 ч, потому, что при более длительном культивировании с интенсивным перемешиванием увеличиваетс  веро тность вьтоса большего количества спирта из среды. Результаты опытов по изучению вли ни  рН среды и температуры на скорость потреблени  метанола культурой Methylomonas methanica Dg представлены в таблице .

Из таблицы следует, что оптимальным значением рН среды дл  утилизации метанола  вл етс  нейтральное и слабокислое - рН 6,0-7,0. При рН 5,0 замедл етс  рост и утилизаци  метанола культурой. По истечении 48 ч культивировани  в среде выращивани  остаетс  600 мг/л метанола. Слабощелочное значение среды (рН 8,0) также неблагопри тно дл  полного потреблени  бактериальной культурой метанола в среде вьфащивани  остаточна  концентраци  спирта составл ет 180 мг/л

Вьфащивание культуры при различных температурных режимах показывает что культивирование микроорганизмов при 20-37 С обеспечивает утилизацию метанола бактери ми до следовых коли ,честв или полного отсутстви  метанола в среде. При температурах ниже процесс утилизаци  метанола культурой существенно замедл етс  и за 48ч вьфащивани  бактери ми потребл етс  только 450 мг метанола из 1 г среды. При температурах вьше 37 С культура не растет и не утилизирует метанол и в среде остаетс  практически весь спирт.

Проведенные исследовани  показывают , что оптимальной температурой дл  роста, а значит и потреблени  метанола , поскольку он служит единственным источником питани , культурой Methylomonas methanica Dg,  вл етс  температура 30-32°С. При этой температуре метанол полностью утилизируетс  культурой и максимально накапливаетс  бактериальна  биомасса. ,

Как следует из приведенных данйых, предлагаемый способ микробиологической очистки позвол ет очищать сточные воды, содержащие высокую концентрацию метанола - 5%. При этом-метанол полностью утилизируетс  бактери ми, и в очищенной воде его не содер  тс  или остаютс  следовые концентрации. Использование данного штамма в про5115 мьшшенности позволит освободить сточнзш воду от метанола на локальных очистных сооружени х без предварите льного разбавлени  стоков и таким образом предотвратит попадание высококонцентрированных метанольных стоков в биосферу. Использу  штамм Methylomonas methanica Dg взамен дрожжевой культуры Hansenula polyrnorpha, удешевл ют процесс очистки 1 м промысловых сточньк вод, поскольку, во-первых, значительно уменьшаетс  расход ортофосфорной кислоты, идущей на нейтрализацию стока йе до значени  рН 3,9-4,0, а до рН 6,0-7,0; во-вторых, дл  развити  и утилизации метанола штамму Methylomonas methanica Dg абсолютно не требуютс  дефицитные и дорогие витамины; тиамин и дестибиотин. Проведение очистки сточных вод при оптимальной температуре 30-32 С также будет способствовать уменьшению энергетических расходов. 2 Уменьшение. времени пребывани  сточных вод в очистном аппарате по сравнению с известным способом в 2 раза приведет к уменьшению размеров установки, капитальных затрат на ее строительство, либо соответственно к увеличениюпроизводительности сущестбукщих установок в 2 раза. При очистке сточных вод предла гаемым способом накапливаетс  бактериальна  биомасса, содержаща  более 70% сырого протеина, т.е. больше. чем в дрожжевой культуре, используемой по известному способу. Предлагаемый способ очистки сточных вод от метанола прошел испытани  на опытной установке ВНИИПКнефтехим Дрогобыч). На Оренбургском ПО Оренбурггаздобыча строитс  полупромьш1ленна  установка по очистке от метанола сточных вод, образующихс  при добыче и переработке природного сероводородсодержащего газа.

Claims (3)

1 .СПОСОБ БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ МЕТАНОЛА,включающий нейтрализацию последних ортофосфорной кислотой, обогащение источниками азота' и последующую обработку микроорганизмами, отличающийся тем, что, с целью удешевления и ускорения процесса при аналогичной степе ни очистки, в качестве микроорганизмов используют Methylomonas methanica

D^.

2. Способ по π. 1, отличающийся тем, что нейтрализацию ортофосфорной кислотой осуществляют до .pH 6,0-7,0.

3. Способ по пп. 1 и 4, о тли - чающийся тем, что обработку сточных вод микроорганизмами ведут при 20-37°С.

1 1150892 2