способ очистки сточных вод от цианистых соединений

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ЦИАНИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ, включающий введение нитрифицирующих бактерий, отличающийся тем, что нитрифицирующие бактерии вводят совместно с аммофосом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к очистке промышленных стоков от цианистых соединений с использованием жизнедеятельности микроорганизмов.

Известен способ [1, 2] по которому в технологическом процессе очистки стоков от цианистых соединений используют активный хлор или различные его активные соединения. При этом цианиды и тиоцианаты окисляются до азота и углекислого газа. Степень очистки составляет 95-100% при температуре воды 21-27^оС и 70-80% при температуре воды 1-6^оС. Но использование хлора экологически крайне неблагоприятно из-за большой взрывоопасности складируемого хлора, его канцерогенности и загрязнения стоков ионами хлора.

Известен ряд других химических способов окисления цианистых соединений [3] С целью удаления комплексов железа с цианидами водный раствор нагревают в зоне превращения с полисульфидом аммония, полисульфидом натрия при 110-180^оС. Однако недостатком этого способа являются материальные затраты на электроэнергию для нагревания, которые прямо пропорциональны объему обезвреживаемого потока, что приводит к загрязнению окружающей среды.

Известен способ очистки от цианидов [4] согласно которому растворы обрабатывают перманганатом калия, хлоратом натрия, сульфатом железа и пероксидом водорода. Недостаток этого способа в его дороговизне и экологическом загрязнении стоков ионами хлора, сульфата и другими продуктами распада вводимых реагентов.

Помимо описанных выше химических методов очистки промышленных стоков от цианидов и/или тиоцианатов существуют различные биотехнологические методы с использованием микроорганизмов, утилизирующих исследуемые соединения. Известны гетеротрофные микроорганизмы, способные окислять до 1000 мг/л тиоцианата аммония [5] Но для нормальной жизнедеятельности этой культуры необходимы огромные затраты на органический источник углерода.

Кроме того, известны азотфиксирующие бактерии, использующие азот цианида для азотного питания [6] Недостатками этой культуры являются низкая степень окисления 50-75% и необходимость органического источника питания.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ [7] по которому сточную воду, содержащую свободный цианид, с целью превращения цианида в цианат и получения безвредного потока подвергают обработке серой в виде полисульфида при рН 9,2-10. Затем сточную воду доводят до рН 6,7-7,2 и подвергают обработке культурами бактерий рода Thiobacillus и нитрифицирующими бактериями, которые окисляют аммоний до нитрита, а нитрит до нитрата. Степень очистки при этом составляет 100% Скорость очистки 5,36 мкг/л в сутки при 14^оС и 30,5 мг/л в сутки при 37^оС.

Недостатком этого способа является то, что при превращении цианида в тиоционат за счет иона серы полисульфида в воде остается избыток сульфат-ионов, что влияет на экологическую чистоту воды. Кроме того, очистка при t 6 37^оС показывает на ограниченность применения этого способа в зимних условиях при температуре растворов ниже 6^оС, что часто встречается в конкретных условиях. Помимо этого, необходимо учесть дороговизну технического оборудования, стоимость реакторов, в которых устанавливается рН определенной стадии очистки.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение степени очистки сточных вод от цианистых соединений, снижение материальных затрат и сохранение экологии в широком температурном диапазоне (от 1^оС и выше).

Очистку сточных вод от цианистых соединений осуществляют нитрифицирующими бактериями в присутствии аммофоса. Использование нитрификаторов совместно с аммофосом для очистки сточных вод от цианидов в отличие от прототипа происходит в одну стадию, что значительно упрощает процесс очистки. Кроме того, не требуется строительства реакторов, в которых происходит процесс разрушения цианистых соединений, а весь процесс происходит в прудках, не требуется использования полисульфидов, которые приводят к загрязнению окружающей среды. Введение аммофоса не только не грозит загрязнением окружающей среды, но и, будучи удобрением, стимулирует жизнедеятельность биоценоза на очистных прудках.

Таким образом, очистка промышленных стоков от цианистых соединений позволяет повысить степень очистки с минимальными затратами при экологически благоприятных условиях в широких температурных интервалах.

П р и м е р 1. 1 л раствора с содержанием 40 мг/л CNS^- инокулируют нитрифицирующими бактериями из рода Nitrosomonas c титром 10⁹ Кл/мл в соотношении 1: 10 к объему исходного раствора, добавляют аммофос 20 мг/л. При температуре раствора 21-27^оС cкорость разрушения составляет 10 мг/л в сутки. Содержание ионов СNS^- в обработанном растворе равно нулю. Степень очистки 100%

П р и м е р 2. 1 м³ раствора с содержанием 40 мг/л CNS^- инокулируют нитрификаторами с титром 10⁹ Кл/мл в соотношении 1:10 к объему раствора. При добавлении аммофоса в количестве 20 мг/л скорость окисления роданида при t 1 4^оС равняется 2,5 мг/л в сутки. Степень очистки составляет 100%

П р и м е р 3. 1 м³ раствора с содержанием 40 мг/л CNS^- инокулируют нитрификаторами с титром 10⁹ Кл/мл в соотношении 1:10 к объему раствора. При добавлении 40 мг/л аммофоса при температуре 1-4^оС cкорость равняется 5 мг/л в сутки. Степень разрушения роданида 100%

П р и м е р 4. Сточные воды обогатительной фабрики с содержанием, мг/л: CNS^- 10,65; CN^- 1,14; Pb 0,48; Сu 0,8, и скоростью потока 3-4 тыс. м³/ч. Время пребывания в экологических очистных прудках 3 сут. При добавлении аммофоса в количестве 20 г/м³ содержание обработанной воды следующее при t 21 27^оС, мг/л: СNS^- 0; СN^- 0; Pb 0,40; Сu 0,6. Скорость окисления 10 мг/л в сутки.

П р и м е р 5. Сточная вода обогатительной фабрики с содержанием, мг/л: CNS^- 10,65; СN^- 1,14; Pb 0,48; Cu 0,8, и скоростью потока 3-4 тыс. м³/ч. Время пребывания в биологических очистных прудках 3 сут. При добавлении аммофоса в количестве 40 мг/л при температуре воды 1-4^оС cодержание обработанной воды, мг/л: СNS^- 0-0,001; СN^- 0-0,0005; Pb 0,46; Cu 0,7.

Такая концентрация цианистых соединений допустима по ПДК для рыбного хозяйства. Скорость разрушения 4,5-5 мг/л в сутки.