Технология приготовления адсорбента для биологической очистки сточных вод от фенола

3. Описание технологического процесса и технологической схемы производственного объекта

3.1. Стадии и химизм процесса

Блока очистки от фенолов, где проходит:

- стадия охлаждения стока, поступающего с установки очистки от азота аммонийного и сульфидов, с температуры 80 °С до температуры 28÷32 °С промышленной оборотной водой;

- стадия бактериодеструкции фенола;

- стадия озонирования;

Процесс усвоения микроорганизмами органических и неорганических веществ включает в себя:

- сорбцию органического (фенолы, нефтепродукты, азотсодержащие соединения и др.) и неорганического вещества (соли), растворённого кислорода из стока на поверхности клетки;

- диффузию вещества и кислорода через полупроницаемую мембрану клетки;

- метаболизм диффундированных продуктов, в ходе которого за счет получения энергии и синтеза клеточного материала наблюдается прирост биомассы и выделение продуктов биоокисления - диоксида углерода.

Кроме фенолов биокислению подвергаются альдегиды, спирты, нефтепродукты.

Окисление алканов и нафтенов может проходить по цепи реакции:

Предельные углеводороды → спирты → кетосоединения → жирные кислоты → СО₂ + Н₂О

По возрастающей трудности окисления углеродные атомы с разной степенью замещения водорода располагаются в ряд:

=СН˂ -СН₂ ˂ -СН₃˂ -С˗

Спирты окисляются легче алканов, соответствующих им. Первичные спирты до С₁₀ окисляются легко, при числе углеродных атомов 16 окисление незначительно. Окисление спиртов может протекать по реакции:

Первичный спирт → альдегид → кислота → СО₂ + Н₂О

Моно- и дифенолы, крезолы, большинство ароматических соединений расщепляются бактериями сначала до пирокатехина или протокатеховой кислоты, затем до муконовой кислоты,

с последующим ее окислением до углекислого газа и воды:

с последующим окислением промежуточных продуктов до углекислого газа и воды.

Кроме органического вещества для синтеза требуется фосфор (в форме Н₃РО₄), азот – предусмотрено приготовление солевого раствора для обеспечения питания биомассы. Отсутствие или недостаток питательных веществ приводит к ухудшению физических и биохимических свойств биомассы.

3.2. Описание технологического процесса

3.2.2. Блок очистки стоков от фенолов

Очистка стока от фенолов происходит в колоннах биологической очистки К-2/÷4, заполненных коксом (некондиционный отход литейного кокса фракцией – 20÷50 мм), в порах которого закреплена биомасса штаммов бактерий Pseudomonas auruginosa XP-25 (Pseudomonas putida-131). Кокс обеспечивает наличие развитой поверхности контакта загрязненного стока с микроорганизмами. Для протекания процесса бактериодеструкции и для дыхания микроорганизмов в колонны К-2/1÷4 подается воздух и солевой подпиточный раствор.

Уничтожение бактерий, вынесенных с потоком очищенного стока из колонн биоочистки, происходит на блоке озонирования. Также стадия озонирования предназначена для очистки стока от фенолов озоном в период останова узла биологической очистки. Реакция окисления идет многоступенчато по аналогии окислению фенола кислородом.