Способ сгущения биосуспензий

,В.Д. Гвоздев и Б.С. Ксенофонтов эо ретен с Калининский ордена Трудового Красного Энемни политехнический институт) СПОСОБ СГУЩЕНИЯ БИОСУСПЕНЗИЙ руемый поверхностью микроорга Скорость и величина выноса кл пенную фазу зависят от их раз скорости барботажа, соотношен центрации микроорганизмов, вид центрации добавляемых реагент оптимальных величинах всех эт торов число выделенных клеток ляет через 1 мин. 903, а чере 99, от общего числа клеток. измоток в, ко а ик в, П х фа состав 9 мин. Недостатко шое время фл выделения миНаиболее б сущности и до изобретению биосуспензии ции В псевдоо дисперсного м поверхностноагулянта, со биосуспензии слое, соэдава боль иИзобретение относится к технологическим процессам микробиологической, химической, пищевой и других отраслей промышленности, а более конкретно к процессам сгущения и обезвоживания суспензий и очистки сточных (вод) жидкостей, содержащих тонкодисперсные примеси.Известные способы флотационного сгущения биосуспензйй с применением1 О реагентов включают механическую, пйев- . момеханическую, вакуумную и другие способы флотации с предварительной подачей в биосуспензию реагентов.Известен способ сгущения биосуспен- зий флотацией с применением реагентов 11 .В известном способе выделение и сгущение бактерий и водорослей с пеной проводят при низкой скорости пода.чи барботируемого газа. 8 культуральную жидкость вводят пенообразователь и поверхностный собиратель, адсорбим способа являетсяотационного сгущенияроорганизмов.лиэким по техническойстигаемому результату квляется способ сгущенияпутем аэрации и флотажиженном слое частицатериала в присутствииактивного вещества и коласно которому флотациюведут в псевдоожиженномемом инертным материа 10022лом, причем суспензия последовательно проходит сверху вниз навстречу потоку воздуха через зоны флотации и аэрации с последовательно уменьшающейся порозностью инертного материала, а реагенты распределенно вводят в зону аэрации в виде раствора, находящегося под давлением воздуха не менее 1,1-5,0 атм. Порозность инертного материала в псевдоожиженном слое в 1 О зоне флотации составляет 0,75-0,95, а в зоне аэрации 0,5-07 21Технология известного способа состоит в следующем.Суспензия микроорганизмов подается 1 з в вертикальный аппарат любого сечения, разделенный на две секции для создания зоны аэрации и зоны флотации. Зона аэрации расположена внизу аппарата и представляет собой часть аппарата, ограниченную решетками, между которы- ми находится псевдоожиженный слой инертного материала с порозностью 0,5-0,7Снизу зоны аэрации подается воздух в качестве флотоагента, который последовательно проходит зону аэрации и зону флотации, представляющую собой часть аппарата, расположенную выше зоны аэрации и ограниченную решетками для удержания инертного материала в псевдоожиженном слое. Порозность в зоне флотации составляет 0,75 0,95Воздух в зоне аэрации подвергается диспергированию для получения тонкодисперсных пузырьков, для чего создается псевдоожиженный слой инертного материала с малой порозностью, а следовательно, с большой загрузкой инертного материала.В зоне флотации происходит контактирование пузырьков воздуха с.клетками микроорганизмов.Недостатком способа является невысокая степень сгущения биосуспензии микроорганизмов активного ила. Целью изобретения является повышение степени сгущения биосуспензии микроорганизмов активного ила.Поставленная цель достигается спо-. собом сгущения биосуспензии путем аэрации и флотации в псевдоожиженном слое частиц дисперсного материала в присутствии поверхностно-активного вещества и коагулянта, по которому в качестве дисперсного материала используют в зоне аэрации частицы из ферро 59 4магнетиков, а в зоне флотации - частицы из сегнетодиэлектриков.. Предпочтительно размер частиц ферромагнетиков 5-50 мм, а сегнетодиэлектриков - 10-40 мм.Оптимальные размеры ферромагнитных и сегнетодиэлектрических частиц были определены на основе проведенных экспериментальных исследований, которые показали, что диспергирующая способность ферромагнитных частиц наиболее эФфективна при размерах от 5 до 50 мм. При размерах менее 5 мм и более 50 мм диспергирующая способность ферромаг - нитных частиц резко падает.При размерах сегнетодиэлектрических частиц менее 10 мм и более 40 мм . наблюдается уменьшение флотируемости микроорганизмов, что ведет к уменьшению степени сгущения биомассы и снижению количества выделяемых микроор - ганизмов, В качестве сегнетоэлектрических частиц могут быть использованы частицы из титаната бария сегнетовой соли, а также частицы из электретного материала.В качестве химических реагентов, используют минеральные коагулянты, поверхностно-активные вещества, преимущественно являющиеся продуктами микробиологического синтеза, а также внутриклеточные вещества микроорганизмов, например органические кислоты, белки.Способ осуществляют следующим образом.Суспензия микроорганизмов последо вательно проходит снизу вверх через зоны аэрации и флотации, создаваемые в секционированном псевдожиженном слое, организуемом в вертикальном аппарате любого сечения. 8 зоне аэрации псевдоожиженный слой создают из частиц ферромагнетиков с размерами частиц 5-50 мм и порозностью 0,60- 0,75. Снизу зоны аэрации подают воздух в качестве флотоагента, который последовательно проходит зону аэрации, ограниченную решетками для удержания сегнетоэлектрических частиц размером 10-40 мм и порозностью 0,75- 0,90. Подачу минеральных коагулянтов, в частности кислот, осуществляют в зо. не аэрации непосредственно в слой псевдоожиженных ферромагнитных частиц, в качестве которых используют магнитофорный материал.Введение поверхностно-активных веществ и (или) внутриклеточных веществ5 10022 микроорганизмов проводят в зоне флотации. Дозы добавляемых реагентов составляют: для коагулянтов 0,6- 1,2 кг на 1 т сухой биомассы, для поверхностно-активных веществ 0,01-0,1 вес. Ф 5 от содержания твердой фазы в .биосуспензии.П р и м е р 1 (по прототипу). Биосуспензию микроорганизмов активного ила с концентрацией 134 АСВ (абсолют 10 но сухих веществ) сгущают флотацией в секционированном псевдоожиженном слое полимерных шариков с диаметром 8 мм. При этом порозность слоя в зоне аэрации составляет 0,68, а в зоне флота ции - 0,8, в зоне флотации вводят серную кислоту в количестве 0,9 кг на 1 т сухой биомассы, а в зону флотации - внутриклеточные вещества микроорганизмов, представляющие органичес кие кислоты и белки в количестве 0,05 вес. 3 от содержания микрорганизмов в биосуспензии. Количество по- даваемого воздуха при этом составляет 1,2 м /мин на 1 м сгущаемой суспен зии.В результате Флотационного сгущения в течение 2,5 мин степень сгущения биомассы составила. 2,80, а полнота выделения микроорганизмов из жидкости 78,21.П р и м е р 2. Биосуспензию микроорганизмов активного ила с концентрацией 13 АСВ сгущают Флотацией в секционированном псевдоожиженном слое шарообразных ферромагнитных частиц диаметром 27 мм в зоне аэрации и шарообразных сегнетодиэлектрических частиц диаметром 25 мм в зоне флотации. При, этом порозность в зоне аэрации 0,68, а в .зоне флотации 0,8, Количество и природа вводимых реагентов а также расход воздуха, как в примере 1.В результате флотационного сгущения в течение 2,5 мин степень сгущения биомассы составляет 3,55, а полнота выделения микроорганизмов изжидкости 96 93П р и м е р 3. Биосуспензию микро организмов активного ила с концентрацией 1,33 АСВ сгущали аналогично примеру 2 за исключением того, что размер Ферромагнитных частиц составлял 5 мм, д сегнетодиэлектрических частиц ю 10 мм.В результате флотационного сгущения в течение 2,5 мин степень сгущения биомассы составила 2,95, а полно. 59 6та выделения микроорганизмов из жидкости 82,7 г.ЪП р и м е р 4, Биосуспензию микроорганизмов активного ила с концентрацией 1,3 АСВ сгущали как в примере 2за исключением того, что размер Ферромагнитных частиц составлял 50 мм,а сегнетодиэлектрицеских частиц 40 мм.В результате флотационного сгущения в течение 2,5 мин степень сгуще"ния биомассы составила 3,1, а полнота выделения микроорганизмов из жидкости 83,М.П р и м е р 5. Биосуспензию микроорганизмов активного ила с концентрацией 1,34 АСВ сгущают как в примере 2за исключением того, что вместо сегнетодиэлектрицеских частиц используют частицы из электрета.В результате Флотационного сгущения в течение 2,5 мин ступень сгущения биомассы составляет 3,6, а полнота выделения микроорганизмов из жидкости 94,63Положительный эффект изобретениясостоит в увеличении степени сгущения биомассы в 1,2-1,5 раза и повышении количества выделяемой биомассымикроорганизмов на 1 О.Технико-экономическая эффективность изобретения составляет более150 тыс. руб. в год на технологическую линию сгущения и обезвоживания биомассы микроорганизмов 10 тыс. тонн в год,формула изобретения1. Способ сгущения биосуспензийпутем аэрации и флотации в псевдоожиженном слое цастиц дисперсного материала в присутствии поверхностно-ак -тивного вещества и коагулянта, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения степени сгущения биосуспензии микроорганизмов активного ила, вкачестве дисперсного материала используют в зоне аэрации частицы из Ферромагнетиков, а в зонефлотации - изсегнетодиэлектриков,2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, цто размер частиц ферромагнетиков составляет 5- 50 мм, асегнетодиэлектриков - 10-40 мм.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. коЬ 1 п А.1. 81 оесЬпо 1 е В 1 оепд1966, 8, 1352. Авторское свидетельство СССР позаявке М 2833499, кл. С 02 Г 11/12,13. 09. 79 (прототип) .