CC BY
6
к ВОПРОСУ о возможности ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ для доочистки сточных вод, СОДЕРЖАЩИХ НЕФТЕПРОДУКТЫ
Кандидат биологических наук А. И. Изъюрова Из Института общей и коммунальной гигиены АМН СССР
Нами в лабораторных условиях было проведено исследование возможности использования биологического метода для удаления эмульгированной нефти из сточных вод, имея в виду применение его для доочистки сточных вод, прошедших механическую очистку. Был испытан микробный метод по Н. Т. Путилиной и метод биологической очистки с активным илом.
Микробный метод применялся для окисления нефтяных масел — машинного масла и мазута. Опыты проводились следующим образом: в 3-литровые склянки наливались по 2 л дехлорированной (отстоенной) водопроводной воды, содержащей 2 г нефтяных масел, и добавлялось соответствующее количество биогенных веществ: азота в виде азотнокислого аммония, фосфора и калия в виде двузамещенного фосфорнокислого калия.
Бактериальное заражение обеспечивалось прибавлением к воде культур бактерий, полученных из естественных комплексов микробов, развивающихся в водах, содержащих нефтепродукты. Активность бактерий достигалась длительным культивированием их при аэрации воды в присутствии нефтепродуктов.
Аэрация осуществлялась при помощи водоструйного насоса; расход воздуха был 1 л/мин с колебаниями от 0,7 до 1,3 л/мин. Эффект окисления нефтяных масел определялся через различные промежутки времени по остаточному количеству нефтепродуктов.
Результаты одного из опытов представлены в табл. 1.
Таблица 1
Окисление нефтяных масел при аэрации воды в присутствии специально культивированных микробов
Нефтепродукт Аэраиия (в часах) Температура ьоды Содержание не<| тепродук-тов (в мг/л) Прогеит окисле! ия нефтепродуктов Прозрачность воды (в см) Окис л яе-мост Ь РОД (В МГ/Л Оа)
Машинное масло .... 0 ?2° 1000 _. • 2.2 150.4
» » .... 6 22° 226 77,4 1,8 219,2
24 22° 133 86,7 1,3 278,4
Мазут......... 0 20° 1000 — 4 —
6 20° 504 49.6 3,6 —
> ........ 12 20° 372 62,8 2,7 —
18 20° 274 72,6 1,6 —
Данные, представленные в табл. 1, показывают, что количество нефтяных масел при микробном методе разложения быстро снижается. Из 1 г машинного масла в 1 л воды через 6 часов аэрации оставалось только 226 мг, т. е. окислилось 77,4%, а мазута— 504 мг/л, или 49,6%. Однако при этом отмечалось уменьшение прозрачности и увеличение окисляемости воды за счет увеличения массы бактериальных тел.
Для полной очистки нефтепродуктов и одновременного улучшения качества воды нами применялся другой биологический метод с использованием активного ила, который специально приготовлялся для этой цели.
Активный ил для опытов мы получали путем длительной аэрации (3—5 суток) донных осадков, остающихся от бактериального разложения нефтепродуктов.
В высушенном виде полученный активный ил представляет собой вещество темно-коричневого цвета, напоминающее нефтяные остатки с сильным запахом плесени или водорослей. Опыты по окислению нефти одним и тем же активным илом проводились в течение 2—3 месяцев.
Методика проведения опытов по очистке воды от нефти активным илом была такой же, как и опытов по микробному методу. Активный ил брали в количестве 6% к объему очищаемой воды, т. е. 2,05 г/л. Для опытов использовали туймазинскую нефть, которую вносили в воду в количестве 0,1 и 0,5 г/л. Контроль очистки воды велся по запаху воды, так как количественному определению нефти в эфирной вытяжке мешал неотстоявшийся активный ил, который также растворяется в ней.
Данные об изменении качества воды в процессе окисления нефти активным илом представлены й табл. 2.
Таблица 2
Изменение качества воды, содержащей нефть, при аэрации ее в присутствии активного-
ила
Концентрация (в г/л) Температура ВОДЬ! Аэрация (в часах) Запах (в баллах) Прозрачность (в см)1 Цветность (в градусах) pH Содержание растворенного кислорода (в мг/л) Окисляемость (в мг/л OJ Г,ПК, в мг/л О,)
0,25 18° _ Нефтяной 5 . . . . 19 40 7,5 6 5,3 1,4
18° 3 » 4 ... . 9 — 7,3 0,8 16,6 —
18° 18 Машинного масла 3 . 14 — 7,2 3,2 11,6 —
18° 25 Ароматический 1 . . • • 17 70 7.2 4,9 9,2 2,51
0,3 20° — Нефтяной 5 . . . . 20 30 7,7 5,12 4,9 1,82'
20° 6 » 2 ... . 10 — 7,5 0,8 —
20° 18 Ароматический 3 . . 16 — 7,3 3,7 —
20° 22 » 1 . . • • 17 60 7,3 4,7 11,7 2,4
1 Все определения производились в воде после 15 минут отстоя, ВПК определялось после 2 часов отстоя.
Как видно из данных табл. 2, нефть, взятая в количестве 0,3 г/л, при аэрации в присутствии активного ила почти полностью окисляется за 22 часа, что видно по изменению характера и интенсивности запаха с нефтяного в 5 баллов до ароматического в I балл. Окисление 0,25 г/л нефти происходило примерно за тот же промежуток времени (25 часов).
В процессе окисления нефти санйтарно-химические показатели качества воды сначала ухудшались — снижалась прозрачность и увеличивалась окисляемость, но к концу процесса качество воды вновь возращалось к исходному состоянию, за исключением цветности и окисляемости, которые оставались несколько повышенными.
В опытах с большей концентрацией нефти было установлено, что 0,5 г/л окислялись при 20° за 32 часа, а при 26° — за 20 часов. Стронг и Хатфилд (Е. Strong а. R. Hatfield), проводя очистку сточных вод нефтехимического завода с применением сверхактивного ила, добавляли питательные вещества — азотнокислый аммоний при соотношении 1 : 20 и диаммоний фосфат 1 ■ 75 от величины ВПК.
При очистке сточных вод активным илом большое значение отводится роли фосфора. Так, Гринберг (А. Е. Greenberg), Клейн (G. Klein) и Кауфман (W. J. Kaufman) указывают, что при недостатке фосфора ухудшается качество активного ила, он превращается в труднооседаемый с преобладанием нитчатых форм организмов; замедляетг ся рост активного ила, уменьшается снижение ВПК и усвоение органического азота. Потребность фосфора ими определяется по соотношению к ВПК, как 1 : 238 или 0,44 кг на 100 кг ВПК.
В наших исследованиях расход азота на окисление 1 г нефти в среднем равнялся 80 мг, а фосфора — 8 мг. Для снижения расхода азота, прибавляемого в виде солей к активному илу, мы дополнительно вносили культуру азотобактера (Asotobacter croococcum). В присутствии указанной культуры расход азота снижался до 35 и даже 20 мг на 1 г нефти. Фиксация азота в первых опытах была невелика, но с продолжительностью работы активного ила ее интенсивность возрастала, что имело положительное значение в процессе разложения нефти путем аэрации в присутствии активного нла.
Вывод
Среди методов доочистки сточных вод нефтяной промышленности может иметь перспективу использование биологического метода: аэрация воды в присутствии специально культивированных микробов или активною ила, полученного из нефтепродуктов.
ЛИТЕРАТУРА
Путилина Н. Т. Гиг. л сан., 1952, №12, стр. 8— 11. — S t г о n g Е. R.„. Hatfield R. Ind. Engin. Chem., 1954, v. 46, N. 2, p. 308—316. — G г e e n b e г g A. E., К 1 e i n G., К a u f m a n W. J. Sewage and Ind. Wastes., 1955, v. 27, N. 3, p. 277—282.
Поступила 21/VI 1955 г..
•k Tür
