ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Седиментационные и адсорбционные свойства микроорганизмов активного ила из "Очистка производственных сточных вод и утилизация осадков" Получение биофлокулянтов щелочным или кислотным гидролизом биомассы микроорганизмов в технологическом отнощении представляет собой несложную задачу. Однако на свойства получаемых в качестве флокулянтов веществ сильно влияют физико-химические параметры гидролиза, pH, температуры, продолжительность обработки. Кроме того, процесс агрегации частиц твердой фазы дисперсных систем зависит также от состояния клеточных оболочек после кислотной или щелочной обработки суспензии клеток. [c.57] Для технической реализации наиболее простым способом является щелочная обработка суспензии микроорганизмов, например дрожжей или активного ила. При выдерживании суспензии микроорганизмов при pH выше 8,5—9,0, температуре около 60—90 °С в течение 1—4 ч в жидкую среду выделяются растворимые белки, которые вместе с клеточными оболочками могут служить достаточно эффективными флокулянтами [45]. При этом имеет важное значение состояние исходной культуры микроорганизмов. Для получения биофлокулянтов следует применять по возможности физиологически активную культуру. [c.57] Щелочную обработку суспензии микроорганизмов можно применять не только для получения биофлокулянта, но и как самостоятельный прием в технологии очистки производственных сточных вод, содержащих клетки микроорганизмов и продукты их метаболизма. Известно, что изоэлектрическая точка некоторых белков соответствует высоким значениям pH, что приводит к их коагуляции и быстрому выпадению в осадок. Наибольший эффект достигается при щелочной обработке сточных вод, содержащих инактивированные клетки. В этом случае буферные свойства осветляемой воды, по-видимому, выражены значительно слабее, чем в присутствии живых клеток и продуктов их мета-болиз.ма. Следует также отметить, что электростатические и поляризационные силы при агрегации живых и мертвых клеток проявляются различно. Как показали тщательно проведенные исследования методом пробного коагулирования, при точном соблюдении временного фактора использование такого простого технологического приема, как подщелачивание, может дать хороший эффект. [c.58] Кислотную обработку суспензии микроорганизмов для получения биофлокулянтов целесообразно проводить в более мягком режиме, чем кислотный гидролиз белка, осуществляемый, например, с использованием соляной кислоты в течение 5—22 ч при температуре кипения раствора или под небольшим давлением [105]. Достаточно продолжительное воздействие таких сильных минеральных кислот, как серная или соляная, может приводить не только к разрушению клеточных оболочек, но и к разложению лабильных аминокислот. [c.58] При глубоком кислотном гидролизе возможно частичное или полное разрушение аминокислот, сопровождаемое образованием значительного количества летучих аминов и карбонильных соединений. Для предотвращения этого выбирают мягкие режимы гидролиза в частности гидролиз проводят в атмосфере инертного газа, добавляя антиоксиданты, тиоспирты и используя сернистую кислоту. Однако для получения биофлокулянтов разрушение клеточных оболочек и макромолекул биополимеров предпочтительнее регулировать изменением количества добавляемой кислоты, температуры и продолжительности обработки. Способы, основанные на усложнении этого приема и добавлении других реагентов, менее приемлемы для практической реализации. Следует отметить, что при использовании минеральных кислот и особенно разбавленной серной кислоты наблюдается коррозионное разрушение аппаратуры, приводящее к загрязнению кислотного гидролизата различными химическими и механическими примесями [105]. [c.58] Возможен и ферментативный гидролиз, который, как известно, протекает в нейтральной, слабокислой или слабощелочной среде при 30—50 °С в течение 5—50 ч. [c.58] На практике в качестве флокулянта выгодно использовать биомассу активного ила для сгущения тех суспензий или очистки промышленных сточных вод, при осветлении которых используются минеральные кислоты. В этом случае подаваемый в качестве флокулянта активный ил подвергается кислотной обработке и, следовательно, более эффективно используется. Кислотная обработка суспензии активного ила, применяемая для сгущения минеральных суспензий, например, фосфоритового концентрата, позволяет повысить эффект от его использования [71]. По-видимому, здесь большую роль играет также усиление взаимодействия между минеральными частицами и микроорганизмами активного ила вследствие снижения pH. [c.58] Химический анализ осадка свидетельствует о высоком содержании полисахаридов, обладающих флокулирующими свойствами, что необходимо учитывать при использовании осадка в качестве флокулянта. [c.59] Большое значение при использовании биофлокулянтов, представленных внутриклеточными биополимерами, имеет их концентрация в растворе. При использовании растворов с малой концентрацией биополимеров происходит сильное разбавление осветляемой суспензии. В связи с этим иногда целесообразно концентрировать растворы биополимеров с применением известных способов, например центрифугирования, ультрафильтра-цИи и обратного осмоса, электрофореза, флотации. [c.59] Вследствие достаточно сложного состава таких многокомпонентных смесей, каковыми являются биомассы и среды для культивирования микроорганизмов, трудно найти какой-либо универсальный метод выделения микробных метаболитов. Решение задачи затруднено тем, что образующиеся соединения мало устойчивы. Тем не менее, указанные выше способы выделения микробных метаболитов и клеточных оболочек позволяют в ряде случаев успешно решить поставленные практические задачи. [c.59] Для отделения клеток микроорганизмов от воды применяют высокоскоростные сепараторы, ленточные и барабанные вакуум-фильтры, фильтр-прессы. В технологии получения биомассы микроорганизмов разделение суспензии клеток микроорганизмов проводят в основном на сепараторах СОС-501 К-3, СОС 501 Т-2, СОС-501 К-01, АИС, АСЭ-Б, АСЭ-3 и др. Наряду с упомянутыми применяют и другие сепараторы разрабатываются сепараторы с системой безразборной мойки производительностью 50— 100 и /ч и более. Техническая характеристика сепараторов, разработанных в НИИхиммаше, приведена в табл. 3.2. [c.59] Разновидностью сопловых сепараторов являются бактофуги с центробежным ускорением 9000 g и более. При одноступенчатом сепарировании с использованием бактофуги удается выделить из суспензии 90 % бактериальных клеток и более, а при двухступенчатом — практически достигается полное выделение бактериальных клеток. [c.59] На режим эксплуатации сепараторов и центрифуг большое влияние оказывают присутствующие в осветляемой жидкости механические примеси (в том числе песок), приводящие к повышенному гидроабразивному износу различных рабочих элеметов, в частности, устройств для вывода концентрата, например, сопел сепараторов и шнеков центрифуг. Кроме того, песок и другие минеральные примеси забивают сопла и межтарелоч-ное пространство сепараторов. [c.60] Для удаления минеральных и металлических примесей из осветляемой жидкости применяют фильтры, гидроциклоны, электромагнитные фильтр-осадители. [c.60] Первый способ основан на извлечении примесей из воды при воздействии вращающегося электромагнитного поля на ферромагнитные частицы, которые, следуя за полем, могут быть выведены из движущегося потока жидкости в застойную зону, а затем удалены в виде накопившегося осадка. [c.61] Второй способ основан на удержании цепочки агрегированных ферромагнитных частиц в периферийных областях зоны вращающегося электромагнитного поля. Поток жидкости пропускают преимущественно через те зоны, где вращающееся действие электромагнитного поля практически не проявляется. [c.61] Оптимальный режим магнитоудержания с использованием вращающегося электромагнитного поля определяют, как правило, на основании модельных экспериментальных исследований. Предварительная очистка жидкостей или суспензий от ферромагнитных примесей позволяет в ряде случаев улучшить работу сепарационного оборудования. [c.61] Проанализируем процесс разделения суспензии в тарельчатом сепараторе (рис. 3.3). Исходная суспензия подается в зону 1. Часть ее проходит через пакет тарелок (зона 2), где происходит эффективное разделение, и только частицы размером менее критического попадают в фугат. Частицы, осаждающиеся в межтарелочном пространстве, под действием центробежных сил отбрасываются в зону выгрузки концентрата 3 и затем с частью суспензии из зоны 1 направляются к разгрузочному устройству. [c.61] Вероятность попадания частиц класса й в зону разгрузки 3 из пакета тарелок определяется как условная вероятность того, что совместно произойдут два события во-первых, частица класса й попадет в межтарелочное пространство во-вторых, частица класса й попадет в осадок в межтарелочном пространстве. Вероятность первого события определяется из соотношения (3.7), вероятность второго Рос с1) в наибольшей степени связана с чистотой и точностью разделения. [c.62] Приведенные выше соображения указывают на целесообразность такого перераспределения потоков осветляемой жидкости в барабане сепаратора, при котором происходит более эффективное выделение частиц твердой фазы в осадок в межтарелочном пространстве. В связи с этим предпринимаются различные попытки улучшить гидродинамические условия сепарирования, в частности, для повышения величины Рос (й). [c.62] Вернуться к основной статье