Способ очистки подсланцевых сточных вод от нефтепродуктов — SU 1493666 (original) (raw)
",1 ИМП1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТА ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ильство СССР/34, 1980. СИАНЦЕВЫХДУКТОВ ится к биотехоба биохимиа ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(71) Киевский технологический интут пищевой промышленности и Инстут микробиологии и вирусологииим. Д.К.Заболотного(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ П СТОЧНЬЙ ВОД ОТ НЕФТЕП (57) Изобретение отно нологии, касается спо Изобретение относится к биотехнологии и касается способа биохимической очистки воды, содержащей нефтепродукты, и может быть использован на станциях биологической очистки сточных вод,Цель изобретения - повышение качества очистки воды от. нефтепродуктов эа счет введения в сооружения с активным илом культур микроорганизмов, обладающих высокой нефтеокисляющей активностью, хорошей физиологической совместимостью как между отдельными культурами, так и со спонтанной микрофлорой активного Способ очистки воды от нефтепротов заключается в том, что в апп(511 4 С 12 М 1/20, С 02 Р 3/34// (С 12 И 1/20, С 12 К 1:01, С 12 К 1:27) ческой очистки воды, содержащей нефтепродукты и может быть использован.на станциях биологической очисткисточных вод, Цель изобретения - повышение качества очистки воды отнефтепродуктов за счет введения всооружения с активным илом культурмикроорганизмов, обладающих высокойнефтеокисляющей активностью, хорошейфизиологической совместимостью. Способ заключается в том, что в качестве ассоциации используют смесь специально селекционированных штаммовбактерии КЬойососсцв егуСЬгоро 1 двВКПМ В(36 а), КЬойососсив1 цсецв ВКПМ В(25) и М 1 сгососсцв Г 1 ачцв ВКПМ В(53) при следующем соотношении культур: (0,5,5):(0,5-1,5):(0,5-1,5). 6 табл,рате для аэробного культивирования происходит окисление нефтепродуктов активным илом с добавлением углеводородокисляющих микроорганизмов.Согласно изобретению, углеводородокисляющие микроорганизмы вводятся в культуральную жидкость в виде ассоциации, состоящей иэ культур КЬодососсцв егусЬгоро 11 в, КЬойососсцв 1 цгеив и М 1 сгососсцв Г 1 ачив, которые вводят в количестве не менее 1 О млн клеток на 1 г абсолютно сухих веществ активного или при соотношении культур (0,5-1,5):(0,5-1,5):(0,5-1,5).В качестве составных ассоциаций используют чистые культуры КЬодососсцв егугЬгоро 11 в ИМВ 36 а, К,1 иГеив ИМВ 25 и М 1 сгососсив г.1 ачив ИМВ 53, 1493666и эддепонировднные соответственнопоп номерами: В КМ В, В,В.Культуры-деструкторы выделены изнефтесодержащих (подсланевых) сточных вод речных судов,Каждый иэ штдммов получен методомнакопительной культуры, т,е. многократных пассажей на минеральной среде Мюнца с нефтепродуктами подсланцевых вол в качестве единственного источника углерода. Выращивание проводили в колбах на качалках при220 об/мин,объем среды - 100 мл, концентрация нефтепродуктов - 1%.Полученные штаммы имеют следующиесвойства. Куосососсця 1 цГеця шт.25,Грамположительные азробные палочки,неподвижные, часто образуют мицелиальные формы,каталдзоположительные,некислотоустойчивые, В мазках 16 часовой культуры, выросшей на мясопептонном дгаре (МПЛ) и сусло-агаре(СЛ) клетки палочковидные (0,6-1,6 х 25х 3,0-6,0 мки)прямые или слегка изогнутые, расположенные под углом илипдлисддонпдно. С возра"том они распадаются на кокковые клетки, На МПАи СА рост обильный, маслянистый или 30"лиэистый, интенсивно желтого цвета,и, м нердпьной среде, с нефтепрои;тами - грязно-желтого цветаКультура подкисляет среды с дрдбиноэой, глюкозой, маннозой, фруктоэой, сахароэой, мдннитом, сорбитом,глицерином. Усваивают натриевые солилимонной, молочной, уксусной, пировиногрддной и янтарной кислот, Неисиопьэ( т цсллобиозу, дульцит, иноэит, лактоэу, мдльтоэу, раффиноэу,раиноу, о -м тип-Д-глюкозид, салицин, Хорошо рдстет в присутствии5%-ной ГаС 1. Растет при. рН 6,0-9,0,опти: и - 7,0, Не обл;дает нитратреруктдзоь и п-нптрофенолоксиддэ.й.Растет в температур гых пределах4-30 С, оцгпмдльндя температурао23"Ь С. Скорость генерации ок зло 8,1 ч дмм: рдпптся нд огдриэовагц.ых50средах Мюпцд ли Бушнелл-Хадса следующего состава: среда Мюнцд (г/лводопропо гной воды);Гд НО - 0,6;К 1 РО - О, 14; ГдС 1 - 1,0,Среда Бушнелл-Хааса (г/л водопроводной воды):КНРО 4 1,0; КНРО 4 - 1,0 ГНеГОъ - 1,0; М 8804 - 0,21СаС 1- 0,002,В качестве источника углеводоро"да вносится 1% нефтепродуктов подсланевых вод. Пересев - два раза вгод, Размножение производится наэтих же жидких средах,КЬодососсця егугйгоро 11 я шт.36 а.Граммположительные палочки, расположенные единично, иногда палисадовидно, часто Ч-образно, с возрастом распадающиеся на кокковидные элементы,неподвижные, некислотоустойчивые.На МПа и СЛ колонии гладкие, блестящие с ровными краями или слизистые,стекающие, телесной или кремовой окраски, При культивировании на различных средах наряду со слизистымимогут образовываться гладки блестящие или матовые, а также сухие, слегка складчатые колонии. Раэмер клеток3-5 мкм.Культура подкисляет среды с глюкозой, манноэой, фруктозой, сдхарозой, сорбитом или глицерином, Усваивают Га-соли лимонной, молочной, уксусной, янтарной и пировинограднойкислот. Не гидропизует ксантин, крахмал, казеин и желатин, образует уреаэу, каталазу, п-нитрофенолоксидазу,восстанавливает нитраты в нитриты.Усваивает бензойную кислоту. Выдерживает содержание в среде ГаС 1 до 7%.В факторах роста не нуждается. Опотимальндя температура 28 С, содержание Г + Ц в ДНК -61-67 мол,%. Условия хранения, оптимальны среды длякранения, получения производственногои посевного культур такие же, какдля Юос 1 ососсця 1 цгеця шт,25,М 1 сгососсця г 1 ачця шт.53. Клеткишаровидные, 08-1,0 мкм, одиночные исоединены в пары, по три-четыре вряд или неправильные бесформенныекомплексы, Неподвижные, граммположитеьные. Культура окрашена в желтыйцвет, колонии выпуклые, гладкие,блестящие. Хемоорганотрофы, Г 1 етаболизм строго дыхательный. Растетна средах хорошо, ,сваивает минердльный азот и аминокислоты как источникдэотиого питания. Желатнну разжижает1493666 П р и м е р 2. При общих условияхкультивирования, приведенных выше, 5 О очистку осуществляют при концентрации инокулянта 1 О млн клеток на 1 гАСВ ила и различных соотношенияхкультур в ассоциации.Иэ табл.4 видно, что наилучшие 55 показатели очистки воды от нефтепродуктов достигаются при соотношенияхкультур в ассоциации в пределах 0,51,5. Увеличение диапазона колебаниясоотношения культур ассоциации не быстро, молоко свертывает и пептонизирует: индол не продуцирует, нитраты не восстанавливает. Метаболируетглюкозу и лактоэу с образованием кислоты, не усваивает сахарозу, глице 5рин и маннит, крахмал не гидролиэует.Растет при концентрации ИаС 1 до 57.Температурный оптимум 25 С. Содержание Г+Ц в ДНК 68 мол,Х. Условия полу Очения и хранения аналогичны предыдущимиЧувствительность к антибиотикамизучена с использованием бумажныхдисков, содержащих стандартные концентрации пенициллина, тетрациклина,левомицетина, полимиксина, мономицина, олеандомицина, эритромицина, ампициллина, метициллина, стрептомицина, данные представлены в табл.1.Получение инокулянта осуществляется путем смещения отдельно выращенных ассоциантов, Конкретно процессполучения инокулянта для производственных нужд заключается в следующем. 25Культура, хранящаяся на косяке, высевается на жидкую минеральную средуМюнца с 1/ нефтепродуктов подсланцевых вод и выращивается в условияхпериодического культивирования на ЗОкачалках. Затем культура засеваетсяв ферментер на ту же среду с 0,37нефтепродуктов подсланевых вод. Смещение отдельных накопительных культур ассоциантов осуществляли непосредственно перед внесением в аэро-35тенк с соответствующим контролемплотности бактериальной суспенэии.СВ производственных условиях в течение 3 месяцев наблюдения высеваемость40культур из производственной культурыактивного ила практически не менялась,что свидетельствует об устойчивостиих к спонтанной микрофлоре.Максимальная деструктивная актив 45ность по нефтепродуктам подсланевыхвод для каждого штамма приведена втабл,2 - периодическое культивирование, концентрация нефтепродуктов1,0 г/л, продолжительность опыта4-5 сут.Исследования на натуральных сточных водах представлены в табл.3.Периодическое культивирование,исходная концентрация нефтепродуктов, - 0,72 г/л, продолжительностьопыта - 3 сут.1Таким образом, эа счет использования ассоциации селекционированных микроорганизмов с активным илом при,прочих равных условиях достигаетсяновый положительный эффект - болееглубокое окисление нефтепродуктов,т.е. более глубокая очистка.Результаты испытаний способаочистки приведены в табл.3-5.Очистку воды осуществляют приразличной плотности инокулянта клеток чистых культур по отношению кактивному илу,различных соотношенияхкультур в предлагаемой ассоциации.Активный ил, используемый в опытах,отбирают из аэротенков, поддерживаютего концентрацию в культиваторах1,5 г/л + 101.На очистку подают натуральныеподсланцевые воды после отстаивания,основным загрязняющим компонентомкоторых являются нефтепродукты, применяемые на судах (дизельное топливо, масла, смазки и др,) в количестве 80-100 мг/л. Культивирование осуществляют в проточном режиме с коэффициентом разбавления 0,08 ч . Концентрация растворенного кислорода вкультиваторах поддерживается в пределах 0,5-1,5 мг/л, температура очищаемой жидкости 20-22 С, рН 6,8-8,5.П р и м е р 1, При соблюденииприведенных выше общих условиях опыта культивирование осуществляют приразной плотности инокулянта чистыхкультур (5, 10, 15,20 млн клеток на1 г АСИ активного ила) и количественном соотношении культур в ассоциации 1:1:1. Из данных табл.3 видно,что при концентрации клеток 5 млн на1 г АСВ ила показатели очистки привнесении ассоциации близки к полученным с использованием только активного ила. При концентрации клеток10,15,20 млн на 1 г АСВ ила достигнуты примерно одинаковые результатыпо глубине очистки волы от нефтепродуктов,1493666 дает существенного положительного эффекта углубления очистки воды от нефтепродуктов по сравнению с контролем-процессом, осуществляемым по известной технологии, В соотношении 1культур, лежащем в пределах (0,5- 1,5):(0,5-1,5):(0,5-1,5), результаты очистки следует считать оптимальными. 1 ОП р и м е р 3. В аэротенке опытнопромьппленной установки по очистке судовых нефтесодержащих (подсланцевых) вод станции объемом 12 м осуществляется очистка натуральных заг ряэненных вод судов, Подача воды осуществляется с коэффициентом разбавления 0,126 и 0,167 ч-, концентрация нефтепродуктов в поступающей воле 80-100 мг/л, концентрация активного ила 1,5 г АСВ/л, аэрация пневматическая с расходом воздуха 30 м /м обрабатываемой воды, температура культивирования 18-20 С, рН 6,8-8,5.В табл.5 приведены усредненные 25 результаты очистки известным способом, полученные в течение 5 сут наблюдения работы станции в штатном режиме очистки подсланцевых вод и обобщенные на 1,5 мес данныеполученные 30 Тблиц1 Зоп чувствнтелнностн ятаммов к,антибнотикам ее 1- 1. Тетра- понтцик- тролвнан- Ноиомн- Нетио- ции цнл Стрел томнцет я н 15,4 0,8 0 0,319,4 О 18,4 О,5 О О,8 18,7 О 17 1,0 0 2,2 17,4 0 7,4 14,7 17, Э 8 2 16 1 15 4 24,5 36 18,4 аблиц Деструкциа нети инокулатом, состоаяо ие селекционировапимх ятаммов в различиях сочетаниах (Й от искоднога количества, среднее на трех проб) Скорост окислеИиокула о продуктов В ИНВ аа -1 25 53 ов Ароматичес- Смра- ких углево- в дородов я ннамг/г. ч таков 3945 44,2961,34 47,61 59,37 60,43 6912 35,4138, 4455,2341,4752,4856,663,5 6,5,8,32,1123,449,3427112,4138,7 3,2 3,5 5,1 3,8 7,52 20, 1 20,3 179 15,2 18,2 после введения в аэротенк предлагаемой ассоциации в соотношении 1;0,5: :1,5 и концентрацией 10 млн клеток на 1 г АСВ активного ила. Отбор проб очищенной воды на анализ осуществляли на вторые сутки после введения ассоциации культур нефтеокисляющих микроорганизмов,Иэ данных табл.6 видно, что применение способа позволяет увеличить глубину очистки воды от нефтепродуктов в условиях реального производства. формула изобретения Способ очистки подсланцевых сточных вод от нефтепродуктов путем окисления активным илом в присутствии ассоциации углеводородсодержащих микроорганизмов, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества очистки, в качестве ассоциации микроорганизмов, используют штаммы бактерий КЬойососсца егуСЬгоро 118 ВКПМ В, КЬодососсцэ 1 цйецэ ВКПМ ВМдсгососсцэ й 1 ачцэ ВКПМ Впри следующем их соотношении; (0,5"1,5):(Оу 5-1,5):(0,5- 1,5).кисление нефтепродуктов в сточных водах при инокуляцииих илом, ассоциацией бактерий и их смесью Окисленныенефтепродукты, г/и Скоростьокислениямг/г, ч Инокулят Окисленныенефтепродукты, 7 0,2434+0,01 04766+0,01 66,2+6,15 6,6 0,4996+001 69,4+3,52 0,2204+001 6,9 и ассоциациямикроорганизмов 0,0929+0,01 0,6271+0,01 87,1+5,02 8,8 Таблица 4 Влияние концентрации введенного инокулята накачество очистки воды активным илом Исходное Концентрация Концентрацияинокулята/мпнклеток на 1 гАСВ активного содержаниенефтепродуктов, мг/л остаточных нефтепродуктов, мг/л ила 51015) 01Без инокулята Таблица 5 Соотношениекомпонентовв ассоциации 80-1 6,8-8,9 пособ Активный илАссоциациямикроорганизмовАктивньй ил т Остаточныенефтепродукты, г/л 0,5-1:1,51:0,5:1О 5:1:0,51,5:1:0,50,3:1:1,51,6:О,3:1,6Известный с 80-100 80-100 80-100 80-100 80-100 Исходное содержание нефтепродуктов, мг/л 5,7-6,1 0,9-1,4 1015 1,0-1,4 7,3-9,4 Концентрация остаточныхнефтепродуктов, мг/л 1,2-1,4 1,0-1,4 0,9-13 4,9-6,11493666 12 ТаблицабПроверка предлагаемого способа впроизводственных условиях Концентрация остаточныхнефтепродуктов, мг/л,при режимах разбавления Способочистки 0,126 ч 0,167 ч Составитель З.фалунина Редактор М.Товтин Техред А.Кравчук Корректор М.Демчик Заказ 4066/28 Тираж 500 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 ИсходноесодержаниенеФтепродуктов, мг/л Известный 80-100 Предлагаемый 80-100 7,3 1,0 12,61,5