SU906950A1 - Способ сгущени микробной биомассы из суспензии активного ила - Google Patents

Description

Изобретение относится к микробиологической, пищевой и другим отраслям промышленности, а более конкретно к технологическим процессам получения микробной биомассы , в частности активного ила.

Известен способ получения микробной биомассы, включающий выращивание микроорганизмов в питательной среде, механическое обезвоживание с применением сепарационного оборудования, физико-химических методов с использованием коагулянтов и флокулянтов, обезвоживание [1].

Однако малые размеры микробных клеток, небольшая разность плотностей клеток и культуральной жидкости приводят к тому, что скорость осаждения, а следовательно, и производительность сепараторов и бактофуг оказывается недопустимо низкой, Кроме того, при таком способе механического обезвоживания не удается достичь высокой степени сгущения биомассы. Подача суспензии с большим содержанием влаги на сушилку приводит к резкому удорожанию готового продукта, а также к большим потерям биомассы. Особые трудности возникают ⁵ при сгущении и сушке поликультур, в ^гчастности микробной биомассы активного ила.

Известен способ сгущения микробной биомассы из суспензии актив¹⁰ ного ила, включающий механическое обезвоживание с применением илоуплотнителей, иловых площадок и дальнейшую сушку в естественных условиях или в специальных сушилках[2]. ^t5 Недостатком этого способа является низкая степень сгущения при механическом обезвоживании суспензии активного ила (50-80 г/л).Подача суспензии активного ила с концентра²⁰ цией биомассы 50-80 г/л на сушилку приводит к резкому удорожанию готового продукта, а также к большим потерям биомассы.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ, по которому добавляют в суспензию активного ила на стадии механического обезвоживания, минеральные вещества и одноклеточные микроорганизмы - дрожжи, способствующие интенсификации процесса коагуляции и являющиеся безвредными для дальнейшего использования готового продукта.

Технология известного способа включает непрерывный отбор суспензии активного ила с очистных сооружений и подачу ее на стадию механического обезвоживания, включающую предварительную коагуляцию минеральными веществами, например солями железа, алюминия или смесью солей алюминия и железа, солями кальция и ;

другими соединениями, присутствие которых устанавливается в зависимости от цели использования готового продукта.

В этом случае минеральный коагу- : лянт выбирается не только с учетом безвредности действия при использовании готового продукта, но и с учетом полезного применения минеральных соединений. При использовании активного ила, например в качестве удобрения, полезно использовать такие вещества как аммофос, известь и другие соединения.

Концентрация добавляемых минераль- , ных соединений составляет от 100мг/л до 15 г/л. Для интенсификации процесса коагуляции в суспензию активного ила, кроме минеральных коагулянтов, добавляют дрожжи в виде отработанной , культуральной жидкости, полученной при разделении дрожжевой суспензии [3].

Недостатком известного способа является низкая степень сгущения при , механическом обезвоживании суспензии активного ила. Концентрация биомассы в суспензии 126 г/л.

Целью изобретения является повышение степени сгущения. '

Указанная цель достигается тем, что согласно способу сгущения микробной биомассы из суспензии активного ила путем введения минерального коагулянта и дрожжей в виде отработан-: ной культуральной жидкости с последующим механическим обезвоживанием, дрожжи вводят в соотношении к актив ному илу 0,3“0,9“1, подкисляют до pH 2-4 и нагревают смесь до 80~90°С

При этом смесь нагревают в течение 1-3 мин.

Природа добавляемой в смесь кислоты не имеет существенного значения, однако предпочтительно добавлять сильные кислоты, например серную, соляную и фосфорную. При добавлении сильных кислот требуется их небольшой расход, что не приводит к заметному разбавлению смеси активный ил отработанная культуральная жидкость.

Интервалы физико-химических параметров являются экспериментально выбранными. Интервал значений pH 2 -. 4 обусловлен тем, что при pH выше 4 коагулирующий эффект биосуспензий выражен слабо, а изменение pH меньше 2 приводит к необоснованно большим расходам кислоты.

Температурный интервал выбран также экспериментально и обусловлен тем, что ниже 80°С коагулирующий эффект биосуспензий выражен слабо, а выше 90°С начинается' испарение жидкой фазы, причем существенное влияние оказывает время нагребания, которое в оптимальном режиме составляет 1-3 мин.

Пример 1. Суспензию активного ила с концентрацией биомассы 11 г/л из вторичных отстойников очистных сооружений подают в отстойник, предварительно добавив в нее отработанную культуральную жидкость в соотношении активный ил - отработанная культуральная жидкость 1:0,3. Концентрация дрожжей в отработанной культуральной жидкости 0,2% АСД (абсолютно сухих дрожжей), а солей 0,4 - 0,15 г/л.

Общая концентрация солей в отработанной культуральной жидкости 0,1 % АСВ (абсолютно сухих веществ).

Дополнительно в смесь активный ил - отработанная культуральная жидкость добавляют серную кислоту для изменения pH смеси с 5,1 до 2,0 и последующего нагревания смеси с 20°0 до 80°С в течение 1 мин.

После двухкратной сепарации концентрация биомассы в суспензии составляет 144 г/л.

П р и м е р 2. Суспензию активного ила с концентрацией биомассы 11 г/л из вторичных'отстойников очистных сооружений подвергают такой же обработке как и в примере 1, за исключением того, что соотношение смеси активный ил - отработанная культуральная жидкость составляет 1:0,6, а pH смеси изменяют с 5,1 до 3,θ и нагревают с 20° С до 85°С в течение· 2 мин.

После двухкратной сепарации концентрация биомассы в суспензии составляет 168 г/л.

ПримерЗ·· Суспензию активного ила с концентрацией биомассы 11 г/л из вторичных отстойников очистных сооружений подвергают такой же технологической обработке как и в примерах 1 и 2, за исключением того, что соотношение смеси активный ил - отработанная культуральная жидкость составляет 1:0,9, изменяют pH смеси с 5,1 до 4,0 и нагревают ее с 20°С до 90®С в течение 3 мин.

После двухкратной сепарации концентрация биомассы в суспензии составляет 147 г/л.

Технико-экономический эффект ^предлагаемого способа состоит в интенсификации процесса механического обезвоживания суспензии активного ила путем повышения концентрации биомассы и сгущаемой суспензии на 25-35? выше, чем в суспензии, сгущаемой по известному способу.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа составля

906950 6 ет не менее 135000 руб в год при получении готового продукта микробной биомассы активного ила 10000 т в год.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к микробио логической, пищевой и другим отрасл м промышленности, а более конкретно к технологическим процессам получени  кмкробной биомасс , в частности активного ила. Известен способ получени  микробной биомассы, включающий выращив ние микроорганизмов в питательной среде, механическое обезвоживание с применением сепарационного оборудовани , физико-химических методов с использованием коагул нтов и {юокул нтов , обезвоживание ГП. Однако малые размеры микробных клеток, небольша  разность плотност клеток и культуральной жидкости привод т к тому, что скорость осаждени , а следовательно, и производительность сепараторов и бактофу оказываетс  недопустимо низкой, Кроме того, при таком способе механического обезвоживани  не удаетс  достичь высокой степени сгущени  биомассы. Подача суспензии с большим содержанием влаги на сушилку приводит к резкому удорожанию готового продукта , а также к большим потер м биомассы . Особые трудности возникают при сгущении и сушКе поликультур, в маетности микробной биомассы активного ила. Известен способ сгущени  микробной биомассы из суспензии активнего ила, включающий механическое обезвоживание с применением илоуплотнителей , иловых площадок и дальнейшую сушку в естественных услови х или в специальных сушилках 2. Недостатком этого способа  вл етс  низка  степень сгущени  при механическом обезвоживании суспензии активного ила (50-80 г/л).Подача суспензии активного ила с концентрацией биомассы 50-80 г/л на сушилку приводит к резкому удорожанию готового продукта, а также к большим потер м биомассы. 3 Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  спо соб, по которому добавл ют в суспен зию активного ила на стадии механического обезвоживани , минеральные вещества и одноклеточные микроорганизмы - дрожжи, способствующие интенсификации процесса коагул ции  вл ющиес  безвредными дл  дальнейшего использовани  готового продукта . Технологи  известного способа включает непрерывный отбор сусаензии активного ила с очистных сооружений и подачу ее на стадию механического обезвоживани , включающую предварительную коагул цию минераль ными веществами, например сол ми же леза, алюмини  или смесью солей алю мини  и железа, сол ми кальци  и другими соединени ми, присутствие которых устанавливаетс  в зависимос ти от цели использовани  готового продукта. В этом случае минеральный коагул нт выбираетс  не только с учетом безвредности действи  при использовании готового продукта, но и с уче том полезного применени  минеральных соединений. При использовании активного ила, например в качестве удобрени , полезно использовать так ве1чества как аммофос, известь и дру гие соединени . Концентраци  дoбaвл e «x минерал ных соединений составл ет от 100мг/ до 15 г/л. Дл  интенсификации проце са коагул ции в суспензию активного ила, кроме минеральных коагул нтов, добавл ют дрожжи в виде отработанно культуральной жидкости, полученной при разделении дрожжевой суспензии t33. Недостатком известного способа  вл етс  низка  степень сгущени  пр механическом обезвоживании суспензии активного ила. Концентраци  био массы в суспензии 126 г/л. Целью изобретени   вл етс  повышение степени сгущени . Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу сгущени  микробной биомассы из суспензии активного ила путем введени  минеральног коагул нта и дрожжей в виде отработ ной культуральной жидкости с последующим механическим обезвоживанием, дрожжи ввод т в соотношении к актив ному илу 0,,9-1, подкисл ют до рН 2-4 и нагревают смесь до SO-90°C При этом смесь нагревают в течение 1-3 мин. Природа добавл емой в смесь кислоты не имеет существенного значени , однако предпочтительно добавл ть сильные кислоты, например серную, сол ную и фосфорную. При добавлении сильных кислот требуетс  их небольшой расход, что не приводит к заметному разбавлению смеси активный ил отработанна  культуральна  жидкость. Интервалы физико-химических параметров  вл ютс  экспериментально выбранными. Интервал значений рН 2 -. Ц обусловлен тем, что при рН выше k коагулирующий эффект биосуспензий выражен слабо, а изменение рН меньше 2 приводит к необоснованно большим расходам кислоты. Температурный интервал выбран также экспериментально и обусловлен тем, что ниже 80°С коагулирующий эффект биосуспензий выражен слабо, а выше 90®С начинаетс  испарение жидкой фазы , причем существенное вли ние оказывает врем  нагре&анм , которое в оптимальном режиме составл ет 1-3 мин. Пример 1. Суспензию активного ила с концентрацией биомассы 11 Г/л из вторичных отстойников очистных сооружении подают в отстой предварительно добавив в нее oтpaбoтaн fyю культуральную жидкость в соотношении активный ил - отработанна  культуральна  жидкость 1:0,3. Концентраци  дрожжей в отработанной культуральной жидкости 0,2% АСД (абсолютно сухих дрожжей), а солей О, - 0,15 г/л. Обща  концентраци  солей в отработанной культуральной жидкости 0,1 % АСВ (абсолютно сухих веществ). Дополнительно в смесь активный ил - отработанна  культуральна  жидкость добавл ют серную кислоту дл  изменени  рН смеси с 5,1 до 2,0 и последующего нагревани  смеси с 20°С до в течение 1 мин. После двухкратной сепарации концентраци  биомассы в суспензии составл ет Й г/л. П р и м е р 2. Суспензию активного ила с концентрацией биомассы 11 г/л из вторичныхотстойников очистных сооружений подвергают такой же обработке как и в примере 1, за исключением того, что соотношение смеси активный ил - отработанна  культуральна  жидкость составл ет 1:0,6, а рН смеси измен ют с до 3,0 и нагревают с 20®С до течение 2 мин. После двухкратной сепарации кон центраци  биомассы в суспензии сос тавл ет 168 г/л. ПримерЗ.- Суспензию активного ила с концентрацией биомассы 11 г/л из вторичных отстойников очистных сооружений подвергают такой же технологической обработке к и в примерах 1 и 2, за исключением того, что соотношение смеси активный ил - отработанна  культуральна жидкость составл ет 1:0,9, измен ю рН смеси с 5,1 до 4,0 и нагревают ее с до 90®С в течение 3 мин. После двухкратной сепарации концентраци  биомассы в суспензии составл ет 147 г/л. Технико-экономический эффект предлагаемого способа состоит в интенсификации процесса механического обезвоживани  суспензии активного ила путем повышени  концентрации биомассы и сгущаемой суспензии на выше, чем в суспензии, сгущаемой по известному способу. Экономический эффект от внедрени  предлагаемого способа составл 06 ет не менее 135000 руб в год при получении готового продукта микробной биомассы активного ила 10000 т в год. Формула изобретени  1.Способ сгущени  микробной биомассы из суспензии активного ила путем введени  минерального коагул нта и дрожжей в виде отработанной культуральной жидкости с последующим механическим обезвоживанием, о тли чающийс  тем, что, с .целью повышени  степени сгущени , дрожжи ввод т в соотношении к активному илу 0,3-0,9-1, подкисл ют до рН 2-k и нагревают смесь до 80-90®С. 2.С пособ по п.1, отличающийс , тем, что, смесь нагревают в течение 1-3 мин. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Малков A.M. Технологи  хлебопекарных и кормовых дрожжей, М., Пищепромиздат, 1962, с. 98.
2. 2.Голубовска  Э.К. Биологические основы очистки воды. М., Высша  школа, 1978, с. 232. Зо Авторское свидетельство СССР по за вке № 2705 72/29-26, кл. С 02 Г Il/Tt, 1979.