Интенсивная малоотходная система биодеструкции загрязнений высококонцентрированных стоков

• Автор: Сафронов, Василий Владимирович
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 195 с. : ил.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1.Высококонцентрированные стоки с органическими

загрязнениями как объекты природоохранных мероприятий.

1.1.1. Производственные сточные воды.

1.1.1.1. Сточные воды, образующиеся при переработке

угля и сланцев.

1.1.1.2. Сточные воды нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности

1.1.1.3. Стоки химикофармацевтических производств.

1.1.1.4. Сточные воды пищевой и биотехнологической промышленности.

1.1.2. Накопленные запасы токсичных ксенобиотиков.

1.1.2.1. Пестициды, запрещенные к использованию.

1.1.2.2. Хлорорганические отходы.
1.1.2.3. Запасы химического оружия.
1.2.0сновные особенности и недостатки современных
методов биологической очистки применительно к очистке концентрированных сточных вод.
1.2.1. Системы с активным илом.
1.2.1.1. Аэротенки
1.2.1.2. Окситенки
1.2.1.3. Шахтные аэротенки.
1.2.1.4. Фильтротенки и мембранные биореакторы.
1.2.1.5. Аэротенки, совмещенные с вторичными отстойниками.
1.2.2. Системы с биопленкой.
1.2.2.1. Биофильтры.
1.2.2.2. Погружные биофильтры.
1.2.3. Системы с подпиткой.
1.2.4. Многоступенчатые процессы.
1.2.5. Очистка стоков с помощью специально селекционированных культур бактерий.
1.2.6. Другое методы интенсификации биологической очистки.
1.3.Гибридные биокаталитические системы для минерализации органических загрязнений.
1.3.1. Абиотические процессы в самоочищении природных сред.
1.3.1.1. Гидролитические абиотические процессы.
1.3.1.2. Окислительные процессы абиотической трансформации и каталитическое разложение.
1.3.1.3. Фотохимические и фотокаталитические процессы трансформации.
1.3.2. Гибридные каталитические системы с активированием химических процессов деструкции загрязнений.
1.3.3. Перекись водорода в биохимических процессах деструкции.
1.3.3.1. Перекись водорода как активатор биохимических окислительных процессов.
1.3.3.2. Механизмы устойчивости микроорганизмов к Н2О2.
1.3.3.3. Система биологического окисления с внесением Н2О2 как пример гибридного процесса.
1.4.Техногенные фенолы как объекты биологической деструкции.
1.4.1. Биохимические пути метаболизма фенолов.
1.4.2. Микробиологические аспекты деструкции фенола.
1.4.3. Биохимический метод очистки фенолсодержащих сточных вод в промышленности
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 .Очистка локальных стоков производства антибиотиков.
3.1.1. Биологическое окисление метанольного маточника производства нистатина.
3.1.2. Биологическое окисление отработанного нативного раствора производства бензилпенициллина.
3.2.Исследование модельной системы деструкции фенола.
3.2.1. Адаптация к фенолу.
3.2.2. Биодеструкция фенола в периодическом режиме.
3.2.3. Биодеструкция фенола в проточных условиях.
3.3.Исследование процесса биодеструкции фенола консорциумами микроорганизмов с физиологическими изменениями, индуцированными действием Н2О2.
3.3.1. Адаптация консорциумами микроорганизмов к Н2О2.
3.3.2. Микробиологическая деструкция фенола в присутствии Н2О2 в условиях непрерывного культивирования.
3.3.3. Биодеструкция в периодическом режиме биоокисления с подпиткой субстратом при внесении перекиси водорода.
3.4.Исследование воздействия перекиси водорода на рост дрожжей i ii на сахарозе.
3.4.1. Адаптация дрожжей i ii к росту на
сахарозе при внесении перекиси водорода.
3.4.2. Рост дрожжей i ii в периодическом
режиме культивирования с подпиткой субстратом.
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Концентрация фенолов после биохимической очистки снижается до 0,,5 мгл. Очищенная вода частично замыкается в цикле, частично сбрасывается в водоемы. Другим источником стоков с высокой концентрацией токсичных загрязнений является термическая переработка горючих сланцев. Она проводится с целью производства бытового газа и сланцевой смолы ценного источника получения разнообразных химических продуктов. Характеристика сточных вод, возникающих при переработке сланцев, приведена в таблице 3. Таблица 3. Характеристика сточных вод, возникающих при переработке сланцев 8 . Тип используемых печей Фенол,гл орган. Содержание фенолов в сточных водах, в зависимости от источника их поступления, различается, и поэтому эти сточные воды собираются и перерабатываются раздельно. Концентрированные сточные воды 7 гл подвергаются обесфеноливанию преимущественно экстракционными методами. После этого они вместе с другими производственными и бытовыми стоками передаются на биохимическую очистку 9 . Большое количество сточных вод с высокой концентрацией загрязнений образуется при перегонке, каталитическом крекинге и риформинге нефти. При этом в большом количестве образуются остатки и отходы технологических процессов, не поддающиеся дальнейшей переработке. Таблица 4. Источники поступления и способы удаления переработки промышленных органических отходов нефтеперерабатывающих заводов . Многие стоки нефтехимических производств содержат в большом количестве ароматические углеводороды и их производные. Так, в стоках производства изопропилбензола содержание бензола достигает гл. Примером концентрированных отходов, весьма сложно поддающихся обезвреживанию или переработке, являются сточные воды совместного процесса получения фенола и ацетона кумольным способом, широко распространенного в СНГ и за рубежом. Это производство основано на термическом разложении гидроперекиси изопропилбензола гипериза в присутствии серной кислоты. С6Н5СОНСНз2, ацетофенон С6Н6СОСНз, аметилстирол, окись мезитила, бензойная кислота и другие соединения, которые совместно с гиперизом формируют состав сточных вод . Общее количество побочных продуктов на тонну производимого фенола ацетонкумольным способом составляет до 0, т . Так как эти стоки содержат до гл фенола и 2 гл других органических веществ, то их подвергают обесфеноливанию путем обработки воды серной кислотой и отстаивания выделившегося водного слоя с фенолом. Выделение фенола из водного слоя проводят экстракцией диизопропиловым эфиром или углеводородной фракцией, являющейся побочным продуктом данного процесса. При этом количество фенола снижается до 0,,5 гл 7 . Несмотря на это в стоках остается большое количество токсичных компонентов. Особенно токсичен гипериз. Гипериз обладает сильным антимикробным действием и подавляет рост и активность штаммов деструктров загрязнений, а также микрофлоры биологических очистных сооружений при концентрации в среде 8 мгл . Он чрезвычайно стабилен в воде и крайне трудно подвергается окислению в мягких условиях, в том числе, окислению биологическому. Поэтому перед биохимической очисткой стоки ацетонкумольного производства подвергаются сильному разбавлению другими производственными стоками. При получении синтетических фенолов фенола, пкрезола, резорцина и нафтола сульфурационным методом образуются сульфатные щелока, которые кроме фенолов гл содержат значительное количество неорганических солей. Другие источники менее концентрированы и кроме фенола гл не содержат заметных количеств других соединений. Общие фенольные сточные воды сульфурационного производства фенола после усреднения и фильтрования от шлама обычно содержат гл фенола и имеют ,5 7 . Очистка этих сточных вод производится преимущественно разбавлением технической водой и доочисткой биохимическим окислением. В производстве фенолформальдегидных смол основными отходами являются надсмольные сточные воды, состав которых зависит от рецептуры сырья и технологического режима. Основные загрязнители надсмольных сточных вод следующие, фенол , формальдегид , метанол .