CS259127B1

CS259127B1 - Method of biological decontamination and detoxification of water

Info

Publication number: CS259127B1
Application number: CS868589A
Authority: CS
Inventors: Jiri Bures; Petr Marvan; Ludmila Marvanova; Marta Jamborova
Original assignee: Jiri Bures; Petr Marvan; Ludmila Marvanova; Marta Jamborova
Priority date: 1986-11-24
Filing date: 1986-11-24
Publication date: 1988-10-14
Also published as: CS858986A1

Abstract

Způsobem lze provádět biologickou dekontaminaci a detoxikaci vod obsahujících jednak kyanidové, nitrilové, kyanatanová, sulfokyanidové a jim podobné sloučeniny, jednak případně obsahující těžké kovy. Poskytuje možnost odstranění nežádoucích, životnímu prostředí škodících prostředků ze zamořených vod. Podstata způsobu spočívá v tom, že se na zamořené nebo škodliviny obsahující vody v množství do 50 mg/1 působí kulturou kmene rodu Pusarium moniliforme, dávkované v možství od 0,01 do 10 g/1 při teplotě 15 - 25 °C a pH 4 - 12 po dobu 2 - 120 hodin. Nato se kultura kmene rodu Pusarium moniliforme po zachycení anebo rozkladu škodlivin a nečistot z vody separuje od vyčištěné vody. Způsobu lze použit k biologickému čištění znečištěných vod, odpadajících z průmyslových výrob, při získávání surovin, zejména drahých kovů ze zdrojů s jejich nízkým obsahem. Dále při řešení havarijních stavii průmyslových zařízení a ekologických problému prostorově omezených oblastí.The method can be used for biological decontamination and detoxification of waters containing cyanide, nitrile, cyanate, sulfocyanide and similar compounds, and possibly heavy metals. It provides the possibility of removing undesirable, environmentally harmful substances from contaminated waters. The essence of the method is that contaminated or water containing pollutants in an amount of up to 50 mg/1 is treated with a culture of the Pusarium moniliforme strain, dosed in a quantity of 0.01 to 10 g/1 at a temperature of 15 - 25 °C and pH 4 - 12 for 2 - 120 hours. Then, after capturing or decomposing pollutants and impurities from the water, the culture of the Pusarium moniliforme strain is separated from the purified water. The method can be used for biological purification of polluted waters, waste from industrial production, when obtaining raw materials, especially precious metals from sources with a low content of them. Furthermore, in solving emergency constructions of industrial facilities and ecological problems of spatially limited areas.

Description

Vynález se týká způsobu, kterým lze provádět biologickou dekontaminaci a detoxikaci vod obsahujících jednak kyanidové, nitrilové, kyanatanové, sulfokyanidové a jim podobné sloučeniny, jednak případně obsahujících těžké kovy.The invention relates to a process by which the biological decontamination and detoxification of waters containing, on the one hand, cyanide, nitrile, cyanate, sulfocyanide and the like, optionally containing heavy metals, can be carried out.

Některé odpadní vody z průmyslových zařízení a některé vody z přírodních zdrojů jsou zamořeny jed^ovatými látkami natolik, že k technickým účelům jsou nepoužitelné, navíc škodí životnímu prostředí. Přitom odstranění těchto jedovatých látek a získat opět čistou vodu k dalšímu použití je nezbytné.Some waste water from industrial plants and some water from natural sources are contaminated with poisonous substances so much that they are unusable for technical purposes, and they are also harmful to the environment. The removal of these toxic substances and recovery of clean water for further use is essential.

Za tím účelem jsou v současné době, mimo technická řešení, « . navrhována řešení biologická, spočívající v použiti mikroorganismů, které mají schopnost přežívat i za přítomnosti kyanidů, nitridů a sloučenin jim podobných a současně těchto sloučenin využívat jako zdrojů biogenních prvků. Patří sem například mikroorganismy, které nemají větší vliv na další složení roztoků, jako Corynebacterium, Alcaligenes sistolactis nebo Rhodococcus rubropertinatus, případně Nocardia rubropertinata. Nebo také mikroorganismy jako Baoillus subtilis, mající schopnost rozkládat kyanidové, nitrilové a jim podobné sloučeniny.For this purpose, they are currently outside the technical solutions «. proposed biological solutions based on the use of microorganisms that have the ability to survive even in the presence of cyanides, nitrides and compounds similar to them and at the same time to use these compounds as sources of biogenic elements. These include, for example, microorganisms which do not have a major influence on the further composition of the solutions, such as Corynebacterium, Alcaligenes sistolactis or Rhodococcus rubropertinatus, or Nocardia rubropertinata. Or also microorganisms such as Baoillus subtilis having the ability to decompose cyanide, nitrile and the like.

Řada těchto organismů však bývá·citlivá oligodynamicky na přítomnost těžkých kovů, zejména kovů drahých, jako je stříbro a zlato. Těžkým kovům a radioaktivnímu zamoření mnohem lépe odolávají jiné typy mikroorganismů, zejména nižší houby a řasy. Všechny uváděné mikroorganismy se obtížně separují od vody, a to i v případech jejich kotvení na nosné struktury nebo nosiče. Rovněž jejich příprava k použití pro jejich likvidaci odstavným způsobem je spojena s řadou nezvládnutých problémů a potíží, navíc v odpadních vodách se vyskytují škodliviny snižující odolnost mikroorganismů v proměnlivém množství a koncentracích, což dále snižuje spolehlivost stávajících řešení.However, many of these organisms tend to be oligodynamically sensitive to the presence of heavy metals, especially precious metals such as silver and gold. Heavy metals and radioactive contamination are much more resistant to other types of microorganisms, especially lower fungi and algae. All the microorganisms mentioned are difficult to separate from water, even in the case of their anchoring to support structures or carriers. Also their preparation for use in their disposal is associated with a number of unmanaged problems and problems, moreover, in wastewater there are harmful substances reducing the resistance of microorganisms in varying amounts and concentrations, which further reduces the reliability of existing solutions.

_ o_ o

Tyto dosavadní nedostatky v podstatě odstraňuje způsob biologické dekontaminace a detoxikace vod podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se na zamořené nebo škodliviny obsahující vody v množství do 50 mg/1 působí kulturou kmene rodu Fusarium moniliforme, dávkované v množství od 0,01 do 10 g/1 při teplotě 15 - 25 °C a pH 4 - 12 po dobu 2 - 120 hodin, načež se kultura kmene rodu Fusarium moniliforme po zachycení anebo rozkladu škodlivin a nečistot z vody separuje od vyčištěné vody. K zamořené nebo jedovaté látky obsahující vodě se přidají živiny ve vodném roztoku s obsahem 0,01 - 12 g/1 sušiny. Jako živiny se používají organické sloučeniny, zejména odpadní látky s obsahem škrobu, bílkovin a minerálních solí. Z biomasy, získané separací z vyčištěné vody, se regenerují těžké, zvláště drahé kovy extrakcí, například po předchozí miniralizaci spálením.The prior art method of biological decontamination and detoxification of waters of this invention consists in treating contaminated or pollutant-containing water up to 50 mg / l with a culture of a strain of Fusarium moniliforme, dosed at 0, 01 to 10 g / l at a temperature of 15-25 ° C and a pH of 4-12 for 2 - 120 hours, after which the culture of the Fusarium moniliforme strain is separated from the purified water after catching or decomposing pollutants and impurities from the water. Nutrients in an aqueous solution containing 0.01-12 g / l dry matter are added to the contaminated or poisonous substance containing water. Organic compounds are used as nutrients, in particular waste products containing starch, proteins and mineral salts. From the biomass obtained by separation from purified water, heavy, especially precious metals are recovered by extraction, for example after previous minalization by incineration.

Výhodou tohoto způsobu je, že mikrobiologický rozklad kyanidů v odpadních vodách za přítomnosti houby kmene Fusarium moniliforme probíhá oxidačně za účasti vzduš ného kyslíku a mikroorganismů produkujících kyslík, jako řas. Oxidací rovněž podléhají i jiné přítomné rozpuštěné látky, například škodliviny podobné kyanidům, jako jsou kyanatany, nitridy nebo organický uhlík obsahující sloučeniny, jako jsou cukry a organické kyseliny. Tyto sloučeniny se přitom mění na uhličitany nebo oxid uhličitý, vodu a popřípadě dusičnany. Tedy na látky vesměs neškodné nebo vytvářející živná prostředí. Tím se výrazně omezuje spotřeba chemikálií jinak nutných pro oxidaci a zároveň se snižuje zasolování zpracovávané vody, což znamená podstatný ekologický přínos.Navíc se tím vytváří podmínky nezbytné pro spolehlivou funkci .těchto kultur při trvalém průmyslovém nasazení. Živné prostředí lze zvýšit do hmotnosti biomasy přidáním kultury, zejména pro případy, kdy je zvýšený přísun kyanidů a jiných škodlivin určených k biologické likvidaci. Neasimilovatelné škodliviny, jako jsou těžké kovy, se vážou jak na živou, tak i odumřelou biomasu a vytváří snadno zpracovatelné, od vody dělitelné úsady, což příznivě ovlivňuje ovladatelnost a spolehlivost procesu, zvláště při nepřetržitém provozu.The advantage of this method is that the microbiological decomposition of cyanides in wastewater in the presence of the fungus Fusarium moniliforme proceeds oxidatively with the participation of airborne oxygen and oxygen producing microorganisms such as algae. Other dissolved substances present, for example cyanide-like pollutants, such as cyanates, nitrides or organic carbon-containing compounds, such as sugars and organic acids, are also subject to oxidation. These compounds are converted into carbonates or carbon dioxide, water and optionally nitrates. That is to say, substances that are generally harmless or create nutrient media. This greatly reduces the consumption of chemicals otherwise required for oxidation and at the same time reduces the salinity of the treated water, which represents a significant ecological benefit. In addition, it creates the conditions necessary for the reliable functioning of these cultures in continuous industrial use. The culture medium can be increased to the mass of biomass by the addition of culture, especially in cases where the intake of cyanides and other harmful substances for biological disposal is increased. Non-assimilable pollutants, such as heavy metals, bind to both living and dead biomass and create easy-to-treat, water-separable deposits, favorably affecting process control and reliability, especially during continuous operation.

- 3 Kmen rodu Fusarium moniliformě uvedený v přímý styk se zabořenými a jedovatými vodami s obsahem všech škodlivin cca do 50 mg/1 účinně rozkládá kyanidy, nitrily a jim podobné sloučeniny, včetně uhlíkatých sloučenin, například kyseliny citrónové, a to až na dusičnany a uhličitany, popřípadě na oxid uhličitý· Navíc také váže těžké kovy na svou organickou živou hmotu, a to jako kovy nebo hydroxidy anebo oxidy do své živé i odumřelé biomasy, většinou do vlastní organické struktury zabudované organokovové nebo fyzikální struktury, jako jsou klatráty. Tím se zvyšuje obsah popela v biomase Fusaria. Výsledkem je snížení koncentrace jedovatých látek obsažených ve vodě až do jejich úplného odstranění pod mez jejich škodlivosti (-NPK), Konečně odstranění je provedeno odeeparováním biomasy filtrací, sedimentací, sorpcí, srážením, extrakcí, odstředěním a podobnými procesy. Tím se rovněž úplně zregeneruje hlavní složka výchozího roztoku, to je voda, a to ve kvalitě téměř odpovídající přírodnímu stavu. Běžnými zpracovatelskými procesy lze tedy získat jak organický podíl biomasy, tak i po jeho zpracování, například mineralizací nebo extrakcí z popela, všechny zachycené minerální podíly.- 3 A strain of the genus Fusarium moniliform in direct contact with buried and poisonous waters, containing up to about 50 mg / l of pollutants, effectively breaks down cyanides, nitriles and similar compounds, including carbon compounds such as citric acid, up to nitrates and carbonates In addition, it also binds heavy metals to its organic living matter, such as metals or hydroxides or oxides, in its living and dead biomass, mostly in its own organic structure, built-in organometallic or physical structures such as clathrates. This increases the ash content of the Fusaria biomass. As a result, the concentration of toxic substances contained in the water is reduced until they are completely removed below their harmful limit (-NPK). Finally, the removal is done by removing biomass by filtration, sedimentation, sorption, precipitation, extraction, centrifugation and similar processes. This also completely regenerates the main constituent of the starting solution, that is, the water, in a quality almost corresponding to the natural state. Thus, by means of conventional processing processes, both the organic biomass fraction and after its processing, for example by mineralization or ash extraction, all the retained mineral fractions can be recovered.

Jako příklad se uvádí.An example is given.

Na sladinkovém agaru kultivovaný kmen rodu Fusarium monilifQrme se rozptýlí v množství 1 g do 1 litru zpracovávané vody s počátečním obsahem 15 mg do 1 litru CN* a 1 mg do 1 litru zlata. Po Uplynutí cca 48 hodin při teplotě 15 - 25 °C a při pH 7 - 7,5 klesne obsah těchto škodlivin pod analytickou mez postřehu - při stanovení kyanidů iontově selektivní elektrodou Crytur a zlatá metodikou atomové absorpční spektrometrie ·The cultured Fusarium monilifQrme strain is dispersed on malt agar in an amount of 1 g to 1 liter of treated water with an initial content of 15 mg to 1 liter CN * and 1 mg to 1 liter gold. After about 48 hours at a temperature of 15 - 25 ° C and at a pH of 7 - 7.5, the content of these pollutants drops below the analytical observation limit - when determining cyanides by the ion-selective electrode Crytur and gold by atomic absorption spectrometry.

Při trvale obnovovaném dávkování kyanidu a zlata se po době několika týdnů rychlost zneškodňování jedů zrychlí namnožením kultury do optimálních poměrů, úměrných dennímu dávkování škodlivin, Zachycené zlato se získá odstřelováním nebo filtrací biomasy Fusarium inoniliforme a po spálení této biomasy vyplavením z popela. Stejně lze zachytit i cín, nikl, kobalt. Kyanidy se přitom rozkládají až n_a dusičnany a uhličitany.With continuous renewal of cyanide and gold, after a few weeks, the rate of venom destruction is accelerated by multiplying the culture to optimal proportions proportional to the daily pollutant dosing. Tin, nickel, cobalt can be captured in the same way. Cyanide is yet decompose to n _and nitrates and carbonates.

U dalšího příkladu se z vody zamořené 10 mg do 1 litru uranylacetátem převede octan až na uhličitan, přičemž uran je ve svých sloučeninách zachycen neúplně na kultuře kmene rodu Fusarium moniliforrne. Po separaci kultury Fusarium monilifořme od vody a po spálení takto získané biomasy lze z popela získat metalurgickými nebo chemickými reakcemi zpět uran nebo jeho sloučeniny. Při dávkování živin do roztoku se hmota Fusarium monilifořme přemnoží, čímž je možné na hmotě Fusarium moniliforme zachytit větší množství uranu, i když s menším výtěžkem, například při dočištění. 'In another example, from water contaminated with 10 mg to 1 liter of uranyl acetate, acetate is converted to carbonate, the uranium in its compounds being trapped incompletely on the culture of the Fusarium moniliforrne strain. After separating the culture of Fusarium moniliforme from water and burning the biomass thus obtained, uranium or its compounds can be recovered from the ash by metallurgical or chemical reactions. When dosing nutrients into the solution, the Fusarium moniliforme mass is overgrowth, so that larger amounts of uranium can be retained on the Fusarium moniliforme mass, albeit at a lower yield, for example, after refining. '

U dalšího příkladu se ze zamořené vody, obsahující 3 mg do 1 litru rtuti ve vazbě na dusičnan nebo chlorid za přidání škrobu jako živné látky odstraní rtu£. Odstranění se provede vazbou na biomasu Fusarium moniliforme přímým stykem s vodnou disperzí této houby. Při kolísavém dávkování jedovatě působícího činidla je výhodně vázat nadbytečné množství rtuti amalgamací na disperse mědi, stříbra. Po separaci od vody a při spalování biomasy se rtuí jímá do destilační předlohy.In another example, mercury 6 is removed from the contaminated water containing 3 mg to 1 liter of mercury bound to nitrate or chloride with the addition of starch as nutrient. Removal is performed by binding to Fusarium moniliforme biomass by direct contact with the aqueous dispersion of the fungus. In fluctuating dosages of the poisonous agent, it is advantageous to bind the excess amount of mercury by amalgamation to a copper, silver dispersion. After separation from water and burning biomass, mercury is collected in a distillation receiver.

Vynálezu lze použít k biologickému čistění znečistěných vod odpadajících z průmyslových výrob, při získávání surovin, zejména drahých kovů ze zdrojů s jejich nízkým obsahem, při řešení havarijních stavů průmyslových zařízení, při řešení ekologických problémů prostorově omezených oblastí a podobně.The invention can be used for biological purification of polluted water from industrial production, for obtaining raw materials, especially precious metals from low-content sources, for dealing with emergency conditions of industrial facilities, for solving environmental problems of spatially restricted areas and the like.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Process for biological decontamination and detoxification of waters containing cyanide, nitrile, cyanate, sulfocyanide and similar compounds with possible additional heavy metal content, characterized in that the contaminated or pollutant-containing water in an amount of up to 50 mg / l is treated with a strain of the genus Fusarium moniliforme dosed at 0.01 to 10 g / l at 15 - 25 ° C and pH 4 - 12 for 2 - 120 hours, after which the culture of the Fusarium moniliforme strain is separated from the water after capture or decomposition of pollutants and impurities from purified water ·

Method according to claim 1, characterized in that nutrients in an aqueous solution containing 0.01 - 12 g / l of dry matter are added to the contaminated or poisonous substance containing water.

Process according to Claim 2, characterized in that organic compounds, in particular waste products containing starch, proteins and mineral salts, are used as nutrients.