SU1711669A3 - Способ очистки фенолсодержащих сточных вод - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к обработке воды , может быть использовано при очистке сточных вод бумажной, картонной и лесоперерабатывающей отраслей промышленности и позвол ет повысить экономичность процесса при обеспечении высокой степени очистки. Сточные воды подвергают предварительной обработке окислител ми до пороговой концентрации фенолов, не вызывающей ингибировани  метанообразу- ющей микрофлоры, после чего направл ют на биохимическую очистку в анаэробных услови х . При обработке сточных вод, содержащих таннин в концентрации 420 мг/л и характеризующихс  величиной ХПК 1800 мг Ог/л, полного снижени  метаногенной токсичности достигают путем аэрации в течение 48 ч. Повышение экономичности .процесса достигают за счет исключени  необходимости выдел ть из растворов нерастворимые производные фенолов,, а также за счет использовани  на второй стадии очистки биохимической обработки в анаэробных услови х, котора  требует меньшего расхода энергии и позвол ет получать полезный продукт - газ метан. 3 з.п. ф- ы, 2 табл., 5 ил. fe

Description

Изобретение относитс  к обработке воды и может быть использовано при очистке сточных вод бумажной, картонной и лесоперерабатывающей промышленности.

Целью изобретени   вл етс  повышение экономичности процесса при обеспечении высокой степени очистки.

Дл  осуществлени  способа сточные воды подвергают предварительной обработке окислител ми до пороговой концентрации фенолов, не вызывающей ингибировани  метанообразующей микрофлоры, после чего направл ют на биохимическую очистку в анаэробных услови х.

В качестве окислителей могут быть использованы кислород воздуха в нейтральных или щелочных средах, пероксид водорода , озон, а также любой из названных окислителей в присутствии фенолоксидазы или лакказы или микроорганизмы, выдел ющие эти ферменты, в присутствии кислорода.

Пороговую концентрацию фенолов, не вызывающую ингибировани  метанообразующей микрофлоры, определ ют по содержанию в растворе дубильных кислот, способных к адсорбции на полиамиде или белке.

При очистке сточных вод отсоединений, представл ющих собой производные фенолов , содержащие в своих молекулах хлор-, сульфо-, нитрогруппы и некоторые другие заместители, перед окислением осущесУвО

ON

Ч)

СО

л ют биохимическую обработку в анаэробных услови х..

Известны способы очистки сточных вод от фенолов предполагают превращение их в нерастворимые полимеры, которые могут быть удалены фильтрованием, центрифугированием или отстаиванием, и последующую биохимическую очистку в процессе аэрации.

Использование биохимической очистки в анаэробных услови х, котора  дл  сточных вод, характеризующихс  величиной ХПК 1000 мг 02/л,  вл етс  предпочти- тельной, затруднено, поскольку в процессе окислени  фенолов образуютс  соедине- ни , оказывающие токсическое действие на метаногенные бактерии, используемые в анаэробных процессах.

Максимальна  токсичность производных фенолов, образующихс  в процессе полимеризации под действием окислителей , наблюдаетс  дл  молекул рных масс 500-3000, соответствующих дубильным кислотам.

При дальнейшем увеличении степени полимеризации токсичность снова снижаетс . :

Таким образом, сущность предложенного способа, использующего биохимическую очистку в анаэробных услови х, котора  требует меньшего расхода энергии и позвол ет получать полезный продукт - метан, заключаетс  в том, чтобы в процессе предварительной окислительной обработки получить нетоксичные дл  метзнообразую- щей микрофлоры соединени . Эти соединени   вл ютс  производными фенолов с молекул рной массой 3000, но растворимыми в воде.

На фиг. 1 представлена зависимость ме- таногенной токсичности производных фенола от степени их полимеризации; на фиг, 2 и 3 - данные по изменению метаногенной токсичности обрабатываемых растворов; на фиг. 4 - коррел ци  между метаногенной токсичностью растворов и их сродством к белкам; на фиг. 5 - то же, к полиамидам.

Пример 1. Окислению подвергают растворы пирогаллола и таннина концентрации 1 г/л. Окисление осуществл ют в про- цессе аэрации в течение 0-15 мин при рН 7,4;

Метанегенную токсичность обработанных растворов оценивают по активности ила, подверженного воздействию раство- ров в течение 19 сут, относительно контрольного ила, активность которого 0,5 г ХПК/r твёрдых веществ активного или всутг км. В качестве субстрата используют раствор летучей жирной кислоты концентрации 4,2 г (ХПК)/л.

Окисление 1,2,3-тригидроксибензола (пирогаллола) приводит к снижению метаногенной активности на начальной стадии, поскольку в этот момент в процессе окислительной обработки образуютс  токсичные полимеры (фиг. 2).

При окислении таннина (фиг. 3),  вл ющегос  полимером, состо щим из дев ти звеньев, метаногенна  активность возрастает , поскольку дальнейший процесс полимеризации приводит к образованию нетоксичных соединений. . Метаногенна  токсичность сточных вод, а следовательно, и порогова  концентраци , не вызывающа  ингибировани  мета- нообразующей микрофлоры, может быть определена путем установлени  степени сродства производных фенолов, образующихс  в процессе окислительной обработки , к белкам или полиамидам. Дл  этого в контролируемый раствор, полученный в результате окислительной обработки, ввод т белок (глюкозидазу) или полиамид (поливи- нилпирролйдон),, после чего измер ют степень поглощени  раствора в УФ-области при длине волны 340 нм.

П р и м е р 2. Обработке подвергают сточные воды, получаемые в процессе мокрого удалени  коры сосновой древесины после фильтровани  и разбавлени , характеризуемые величиной ХПК 1,8 г Ог/л, рН 10,2, концентрацией таннина 420 мг/л, величиной отношени  таннинэ к общему фенолу 0,75.

Сточные воды аэрируют в течение 0-48 ч. ; ...-.. . : :

На фиг, 5 представлены данные по изменению метаногенной токсичности обрабатываемой воды (график 1), концентрации таннинов, способных к адсорбции1 на пол- ивинилпирролидоне (график 2), и степени поглощени  растворов при длине волны 440 нм (график 3) в зависимости от времени аэрации: а - 0 ч, б - 0,65 ч, в - 3,25 ч, г - 23 ч, д-48ч.

Величина рН обрабатываемой воды повышаетс  через 45 мин аэрации до 9,6, в конце аэрации до 8,2.

Как следует из фиг. 5, изменение токсичности дубильных кислот, образующихс  в процессе аэрации фенолсодержащих сточных вод, соответствует изменению их сродства к поливинилпирролидону, В процессе аэрации в течение 48 ч метаногенна  токсичность обрабатываемой воды .снижаетс  практически до нул , хот  снижени  общей концентрации фенолов, о чем свидетельст- вуют данные по УФ-погло цению растворов,

не происходит. Таким образом, обработанна  вода может быть подвергнута биохимической очистке в анаэробных услови х,

В табл. 1 представлены данные по вли нию различных способов окислительной обработки экстрактов коры березы на снижение величины ХПК, содержани  фенолов и метаногенной токсичности растворов.

Экстракт получают из 18 г высушенной на воздухе коры на 1 л воды при 60°С.

Мётаногенную активность ила измер ют после 14-суточного воздействи  на него обработанных экстрактов, разбавленных в 2,5 раза, относительно контрольного ила.

Активность контрольного ила .720 мг ХПК/г твердых веществ активного ила в сутт ки.

В табл. 2 представлены данные по воздействию необработанных и подвергнутых аэрации в течение 16 ч при рН 11,5 экстрактов коры ели на карповых рыб.

Использование предложенного способ ба очистки сточных вод позвол ет повысить экономичность процесса за счет исключени  необходимости выделени  из раство- ров нерастворимых производных фенолов, а также за счет использовани  на второй стадии очистки биохимической обработки в анаэробных услови х, котора  требует меньшего расхода энергии и позвол ет получать полезный продукт - газ метан.

Claims (4)

1. Формула изобретени 

   t. Способ очистки фенолсодержащих сточных вод, включающий предваритель

   5

   0

   5

   0

   0

   ную обработку и последующую биохимическую очистку, отличающийс  тем, что, с целью повышени  экономичности процесса при обеспечении высокой степени очистки , предварительную обработку осуществл ют путем окислени  фенолов до пороговой концентрации, не вызывающей ингибирова.ни  метанообразующей микрофлоры , а биохимическую очистку провод т в анаэробных услови х.
2. 2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что окисление фенолов осуществл ют кислородом воздуха в нейтральных или щелочных средах и/или пероксидом водорода, или озоном, или одним из указанных окислителей в присутствии фенолоксидазы или лакказы, или микроорганизмами, выдел ющими фенолоксидазу или лакказу.
3. 3.Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и- й с   тем, что пороговую концентрацию фенолов , не вызывающую ингибировани  метанообразующей микрофлоры, определ ют по содержанию в растворе дубильных кислот , способных к адсорбции на полиамиде или белке.
4. 4.Способ по п. 1-3, отличающий- с   тем, что при очистке сточных вод, содержащих замещенные фенолы, перед обработкой окислител ми осуществл ют предварительную биохимическую очистку в анаэробных услови х.

   Та бл и ца 1

   Продолжение табл.1.

   Спуст  14 сут метаногенна  активность отсутствует. Спуст  14 сут метаногенна  активность обнаружена Аналогичные результаты получены при обработке озоном. Под биологическими окислител ми подразумеваютс  микроорганизмы, выдел ющие лакказу или фенолксидазу. Аналогичные результаты получены при использовании этих ферментов непосредственно.

   Таблица 2

   I |

   И «

   Ј г/7Ф

   M0fyЈ-lf 0dDi M JЈfd tfrtHdhJOtrsou чнзиэшз

   9 0C OO O

   -001

   Ш

   699 UAI

   Z zncb

   HHO/7Ј-lf lOdOffUS3Dlf lf/7Hdfa0tf2OU 4H3U3UJJ

   Q OЈ 0O O

   iO

   ннд гр ос/одшэрс/ кпнэТтокгои  наиэшэ

   5Г

   tflaH aHogniroddnutrnHngnifou DH nnhgdoage) # пыдоэош донлнмеш цпЪйс1шнэЬнО){

   § I § I

   §

   о/0{ 9шэонмамош воннэгонощзм

   CM

   сгг

   «5)

   «гг

   nutrnHngn цпЪйс1шн

   I

   §

   -4i

   1

   и Ч

   «sa

   -S

   II

   .«SJ

   сз 1

   § %

   е сз

   .Сч«