Биообезвреживание серусодержащих сточных вод в процессах культивирования сероокисляющих микроорганизмов

• Автор: Перушкина, Елена Вячеславовна
• Шифр специальности: 03.00.23, 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 145 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Сравнительный анализ методов очистки сточных вод, 8 содержащих восстановленные соединения серы

1.2 Биологическая очистка серусодержащих сточных вод

1.3 Состав активного ила. Сероокисляющие микроорганизмы в составе акт ивного ила

1.4 Характеристика сероокисляющих микроорганизмов

1.4.1 Фотосинтезирующие серные бактерии

1.4.2 Бесцветные серные бактерии

1.4.2.1 Бесцветные серобактерии

1.4.2.2 Бесцветные сероокисляющие тионовые бактерии

1.4.3 Облигатно гетеротрофные бактерии, способные к окислению восстановленных соединений серы
1.5 Биоокисление соединений серы. Повышение эффективности микробного окисления серы
1.6 Постановка цели и задач исследования
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Исследование процесса очистки серусодержащих сточных вод иммобилизованной биомассой сероокисляющих микроорганизмов
2.2 Исследование процесса биообезвреживания концентрированных гиокольных сточных вод
2.3 Биодеградация низкомолекулярных компонентов полисульфидного каучука тиокола
2.4 Биорегенерация поверхности активного ила, адсорбировавшей низкомолекулярный тиокол
3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ БИООБЕЗВРЕЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД ПРОИЗВОДСТВА СЕРУ С О ДЕРЖАЩЕГ О КАУЧУКА ТИОКОЛА ОАО КАЗАНСКИЙ ЗАВОД СИНТЕТИЧЕСКОГО КАУЧУКА
4 ВЫДЕЛЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ НАКОПИТЕЛЬНЫХ КУЛЬТУР СЕРООКИСЛЯЮЩИХ МИКРООРГАНИЗМОВ
4.1 Характеристика сероокисляющих микробных культур, выделенных из почвы
4.2 Характеристика сероокисляющих микроорганизмов, выделенных из активного ила
4.3 Исследование условий роста и развития ассоциаций сероокисляющих микроорганизмов
4.4 Микробиологические характеристики ассоциаций сероокисляющих микроорганизмов
4.5 Молекулярногенетические характеристики исследуемых ассоциаций
5 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА БИООБЕЗВРЕЖИВАНИЯ СЕРУСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД В АЭРОТЕНКАХ
5.1 Культивирование ассоциаций сероокисляющих
микроорганизмов на серуеодержащей сточной воде
5.2 Иммобилизация ассоциаций сероокисляющих
микроорганизмов на поверхности зернистых материалов
6 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ЛОКАЛЬНОЙ ОЧИСТКИ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ СЕРУСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД
6.1 Периодическое культивирование ассоциации сероокисляющих микроорганизмов на концентрированных сточных водах производства полисульфидных каучуков
6.2 Биофильтрация тиокольных сточных вод в реакторе с плотным слоем загрузки
6.3 Оценка предотвращенного экономического ущерба и платежей за загрязнение окружающей природной среды в результате эффективной локальной биоочистки тиокольных сточных вод
7 БИОРЕГЕНЕРАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ АКТИВНОГО ИЛА, АДСОРБИРОВАВШЕГО НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫЙ ТИОКОЛ ИЗ СТОЧНЫХ ВОД
7.1 Биодеградация низкомолекулярных компонентов полисульфидного каучука тиокола
7.2 Биорегенерация поверхности активного ила, адсорбировавшего иизкомолекулярный тиокол из сточных вод
7.3 Биорегенерация поверхности активного ила в условиях промышленных аэротенков
7.4 Оценка предотвращенного экономического ущерба и платежей за загрязнение окружающей природной среды в результате проведения биологической регенерации поверхности активного
8 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ
СХЕМЫ БИООБЕЗВРЕЖИВАНИЯ СЕРУСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Необходимо уточнить, что термин сернистый, возникший в нефтяной промышленности, описывает отходы, загрязненные сероводородом или солями сульфидов и дисульфидов 2. Специфический состав указанных стоков не позволяет собирать и очищать их вместе с остальными промышленными стоками, поэтому предприятия вынуждены создавать отдельные системы сбора и узлы их очистки. Обезвреживание сернистощелочных сточных вод осуществляется с использованием большого количества химических и физических методов, часть которых включает предварительную нейтрализацию сточных вод кислотой с последующим удалением сероводорода дегазацией. Аппараты с применением физических методов дегазации воды, основанных на изменении температуры воды или парциального давления удаляемого газа 3, несмотря на сравнительно низкую стоимость, простоту оформления и эксплуатации, имеют ряд существенных недостатков. СаСОз и гидросульфидных и сульфидных ионов Ш и , которые не удаляются из воды при аэрации. Для адсорбционной обработки сероводородных вод в производственных условиях наибольшее распространение получили активированный уголь и цеолиты 4. Сообщается 5, что эффект удаления Н после сорбционной обработки торфяными активными углями составил 0 при исходной концентрации в обрабатываемой воде до 0 мгдм3. При использовании адсорбционной очистки основную проблему представляет утилизация газов термической регенерации. Наиболее простой способ сжигание, однако, это приводит к загрязнению воздушной среды диоксидом серы. Другой способ окисление до серы в присутствии катализаторов при высокой температуре С, что представляет непростую задачу. Главным недостатком применения электрохимических методов обработки воды является большой расход электроэнергии, что делает этот метод весьма дорогим. Тем не менее, степень удаления сульфидов и меркаптанов в результате их анодного окисления до элементарной серы, тиосульфатов и сульфатов достигает 6. Однако весьма сложный химический состав сточных сероводородных вод может осложнить происходящие при электролизе процессы. С целью уменьшения объема отработанных щелочей в общем балансе сточных вод и сернистых соединений разработан и внедрен процесс карбонизации концентрированным оксидом углерода 7. Этот метод заключается в насыщении сернистощелочных сточных вод оксидом углерода с последующим сжиганием газообразных продуктов. Недостатками способа являются загрязнение окружающей среды оксидами серы и углерода и необходимость утилизации щелочи. Таким образом, при использовании безрсагентных методов для обезвреживания серусодержащих сточных вод возникает ряд проблем, связанных с выделением в атмосферу токсичных газов, необходимостью утилизации побочных продуктов реакции или высокой стоимостью, вследствие высоких затрат энергии. Сущность реагентных или химических методов удаления из воды сероводорода заключается в добавлении к обрабатываемой воде химических веществ, вступающих в реакцию с Н, в результате которой происходит связывание или перевод его в мснес активные соединения. Однако эти методы требуют дополнительной очистки вод от образующихся соединений. В качестве реагентов при химической обработке сероводородных вод могут использоваться хлор и его производные, гидрат окиси железа и железо, пиролюзит, марганцовокислый калий, кислород и пероксид водорода 4, 8. До недавнего времени в производственных условиях применялся хлор, как наиболее изученный и сравнительно дешевый реагент для одновременного окисления Н и обеззараживания обрабатываемой воды. Несмотря на простоту и компактность установок для хлорирования воды, доступность и дешевизну хлора и его производных, применение метода очистки сточных вод активным хлором весьма ограничено. Это связано с недостаточной глубиной окисления органических примесей до органических кислот даже при применении высоких доз активного хлора, высокой токсичностью хлора и образованием токсичных хлорорганических соединений хлороформа и хлораминов. Методы обработки сероводородных вод с использованием железа 5, не получили распространения изза сложности инженерного оформления и эксплуатации, а также последующей доочистки от сернистого железа и обеззараживания обрабатываемой воды.