CS277618B6 - Spósob odstraňovania hexametyléntetraamínu z odpadových vod - Google Patents

Description

Vynález sa týká odstraňovania hexametyléntetramínu z odpadových vod biologickým rozkladem v kyslom prostředí.

Doterajší stav techniky

Hexametyléntetramín (HMT) je bezfarebná kryštalická zlúčenina používaná pri výrobě plastických látok, dezinfekčných prostriedkov výbušnin. Vo vodě je velmi dobré rozpustný a ako zložka odpadových vod je biologickými spósobmi čistenia velmi ťažko odstranitelný. Cyklická štruktúra molekuly HMT je mimoriadne stabilná a nie je možné ju enzymatickými procesmi rozložit:. Jedinou možnosťou je hydrolýza molekuly HMT v kyslom prostředí. Reakcia prebieha podlá rovnice /1/.

/CH₂/₆N₄ + 4H⁺ + 6 H₂0 = 4 NHj + 6 HCHO /1/

Vznikájúci formaldehyd je už biologicky rozložitelný. Rýchlosť hydrolýzy je pomalá a tým určujúca pre účinnost: odstraňovania HMT. V literatúre sú uvádzané rýchlosti rozkladu HMT — 1 —Ί v rozsahu jednotiek mg.g . h pri pH aktivacnej zmesi od 5 do 6,5. Z tohoto dóvodu je nevyhnutné pri vysokých koncentráciách HMT v odpadových vodách /viac ako lg.1“¹/ urýchliť hydrolýzu. Pre nižšie koncentrácie HMT /stovky mg.I^-1/ však nie je potřebné katalyzovať hydrolýzu vo vodách nežiadúcimi N0₂. V tomto případe je postačujúce udržiavat: pH aktivácie v kyslej oblasti. Najjednoduchším spósobom je prídavok kyselin alebo zmiešavanie s inými kyslými odpadnými vodami. Přidáváním róznych chemických činidiel do vody sa spósobuje zasolenie vody a tým dalšie znečisťovanie životného prostredia. V literatúre je popísaný spósob predčistenia odpadových vod obsahujúcich viazaný formaldehyd tak, že do odpadových vod sa přidávájú dusitany priamym dávkováním alebo vo forme roztoku v množstve minimálně 30 mg dusitanov na 1000 mg viazaného formaldehydu pri hodnote pH 2,5 až 4.’ Pri týchto podmienkach sa rýchlosť hydrolýzy niekolkonásobne zvýši. Zároveň sa spomaluje rýchlost: spátnej syntézy HMT, s ktorou třeba uvažovat: po zvýšení pH.

Podstata vynálezu

Uvedený problém je možné riešit: spósobom odstraňovania hexametyléntetramínu z odpadových vod biologickým rozkladom v kyslom prostředí podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že kyslé prostredie sa udržuje neustálým odoberaním usadeného aktivovaného kalu v množstve najviac 1/10 z celkového objemu aktivácie. Kyslé prostredie v odpadovej vodě sa vytvára nitrifikáciou přítomného NH₄ nitrifikačnými baktériami, ktorých množstvo a aktivita sú závislé od veku kalu, ktorý musí byt: minimálně 10 dní.

Nutnou podmienkou fungovania systému je vytvorenie a udržiavanie kyslého pH nitrifikačnou činnostou. Odpadové vody obsahuj líce HMT obsahujú váčšinou aj vyššie koncentrácie NH₄ a zároveň sa uvolňuje NH₄ z molekul HMT pri samotnéj hydrolýze. Nitrifikácia prebieha podia reakcie /2,3/

NH^·

1,5 0₂

2H⁺ + H₂0 /2/ nhJ ·> N0₃ +

2H⁺ + H₂0 /3/

Z reakcie /2, 3/ a zo stechiometrie reakcie /1/ vyplývá, že z 1 mmol HMT t.j. 140 mg vznikne 72 mg NH₄ a po nitrifikácii 4 mmol H⁺.

Hlavným problémom pri tomto spósobe udržiavania kyslého prostredia a súčasného odstraňovania HMT je aktivita mikroorganizmov. Všetky nitrifikačné baktérie sú značné inhibované kyslým prostředím. Napriek tomu sú známe případy, ked nitrifikácia prebieha aj pri pH nižšom ako 5,4. Špecifické rýchlosti nitrifikácie sú velmi pomalé a z toho dóvodu je potřebné čo najviac zvýšit koncéntráciu nitrifikačných baktérií. Zvýšenie počtu nitrifikačných baktérií sa dosiahlo udržiavaním vyššieho veku kalu.

Výhody riešenia podlá vynálezu spočívajú v prvom radě v umožnění priebehu hydrolýzy HMT a následného biologického rozkladu, pričom sa využívájú zložky znečistenia odpadových vód a nie je potřebné přidávat iné chemické zlúčeniny. Predchádza sa tým zároveň zasoleniu vody. Takisto sa čiastočne rieši problém s odstraňováním přítomného aj hydrolýzou uvolněného NH₄ .

Příklady uskutočnenia vynálezu

Příklad 1

Zloženie použitého substrátu bolo následovně:

HMT = 180 mg.I“¹, cyklohexanol = 400 mg.l“¹, pH = 7,0 ,

KNK₄ /kyselinová neutralizačná kapacita pri pH 4,5/ - 5 mmol.l“¹, NH₄ = 40 mg.l^-1.

Model zmiešovacej aktivácie mal následovně parametre :

objem 4,4 1, doba zdržania odpadovéj vody lOOh, recilkulačný poměr 1. Denne bolo z aktivačněj nádrže odoberané 1/20 objemu, t.j. 220 ml, čím sa udržiaval vek kalu v systéme na 20 dňoch. Po 50 dňoch prevádzky aktivácie boli namerané na odtoku z aktivácie následovně hodnoty: pH 6,2 až 6,3, koncentrácia HMT 118 mg.l“¹.

Takto charakterizovaný aktivačný systém vykazoval 38% účinnost odstraňovania HMT.

Příklad 2

Podmienky boli rovnaké ako v příklade 1 len vek kalu sa zvýšil na 200 dní. pH v odtoku bolo 4,8 ± 0,3 a koncentrácia klesla na 50 mg.!”¹, t.j.účinnost odstraňovania HMT bola vyššia ako 70%.

Priemyslová využitelnost

Spósob podlá vynálezu možno využit pri všetkých typoch odpadných vod s obsahom hexametyléntetramínu, ktoré zároveň neobsahujú inhibitory nitrifikácie.

Claims (1)

1. Spósob odstraňovania hexametyléntetramínu z odpadových vod biologickým rozkladom v kyslom prostředí vyznačujúci sa tým, že kyslé prostredie sa udržuje neustálým odoberaním usadeného aktivovaného kalu v množstve najviac 1/10 z celkového objemu aktivácie.