RU2274611C2 - Method of treating additional water for heat networks - Google Patents
Method of treating additional water for heat networks Download PDFInfo
- Publication number
- RU2274611C2 RU2274611C2 RU2003137238A RU2003137238A RU2274611C2 RU 2274611 C2 RU2274611 C2 RU 2274611C2 RU 2003137238 A RU2003137238 A RU 2003137238A RU 2003137238 A RU2003137238 A RU 2003137238A RU 2274611 C2 RU2274611 C2 RU 2274611C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- thiobacillus
- bacteria
- meq
- carried out
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 96
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 57
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 22
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 241000605268 Thiobacillus thioparus Species 0.000 claims description 18
- 241001509286 Thiobacillus denitrificans Species 0.000 claims description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 14
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- JYYOBHFYCIDXHH-UHFFFAOYSA-N carbonic acid;hydrate Chemical compound O.OC(O)=O JYYOBHFYCIDXHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 abstract description 20
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 abstract description 17
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 abstract description 17
- 241000605118 Thiobacillus Species 0.000 abstract description 11
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 20
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 13
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 10
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 9
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 5
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000006392 deoxygenation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 4
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000002455 scale inhibitor Substances 0.000 description 3
- BAERPNBPLZWCES-UHFFFAOYSA-N (2-hydroxy-1-phosphonoethyl)phosphonic acid Chemical compound OCC(P(O)(O)=O)P(O)(O)=O BAERPNBPLZWCES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-M phosphonate Chemical compound [O-]P(=O)=O UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 2
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical class OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- NKWPZUCBCARRDP-UHFFFAOYSA-L calcium bicarbonate Chemical compound [Ca+2].OC([O-])=O.OC([O-])=O NKWPZUCBCARRDP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000020 calcium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000005262 decarbonization Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012543 microbiological analysis Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- -1 nitrate ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 235000019832 sodium triphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к способам подготовки добавочной воды теплосети с использованием биохимического процесса окисления, основанного на использовании микрорганизмов (бактерий) рода Thiobacillus.The present invention relates to the field of power engineering, in particular to methods for the preparation of additional water to the heating system using a biochemical oxidation process based on the use of microorganisms (bacteria) of the genus Thiobacillus.
Предлагаемое изобретение предназначено для использования в котельных и на тепловых электростанциях.The present invention is intended for use in boiler rooms and thermal power plants.
Известен способ очистки воды от сероводорода в реакторе биохимического окисления путем пропускания исходной воды и воздуха через затопленную зернистую загрузку щебня или гравия. В результате через 1-2 недели на загрузке развиваются тионовые бактерии Thiobacillus thioparus, окисляющие сероводород до серы и сульфатов. В случае необходимости интенсификации развития тионовых бактерий в исходную воду перед реактором биохимического окисления вводят раствор триполифосфата натрия (1).A known method of purifying water from hydrogen sulfide in a biochemical oxidation reactor by passing the source water and air through a flooded granular load of gravel or gravel. As a result, after 1-2 weeks, thionic bacteria Thiobacillus thioparus develop on the load, oxidizing hydrogen sulfide to sulfur and sulfates. If it is necessary to intensify the development of thionic bacteria, a solution of sodium tripolyphosphate is introduced into the source water in front of the biochemical oxidation reactor (1).
Известен также способ очистки промышленных сточных вод от сульфидов путем их бактериального окисления, канализируемого микроорганизмами Thiobacillus ferroxidans (2).There is also a method of purifying industrial wastewater from sulfides by their bacterial oxidation, canalized by microorganisms Thiobacillus ferroxidans (2).
Действие бактерий Thiobacillus thioparus или Thiobacillus ferroxidans в известных способах основано на их способности окислять содержащийся в исходной воде сероводород или сульфиды до серы и сульфатов.The action of the bacteria Thiobacillus thioparus or Thiobacillus ferroxidans in known methods is based on their ability to oxidize hydrogen sulfide or sulfides contained in the source water to sulfur and sulfates.
Известные способы обеспечивают снижение содержания в воде сероводорода, сульфидов и железа двухвалентного.Known methods provide a reduction in the water content of hydrogen sulfide, sulfides and ferrous iron.
Недостатком известных способов (1 и 2) является то, что они могут быть использованы только при наличии в воде свободного сероводорода или сульфидов. Известные способы не позволяют удалять из воды нитрат-ионы.A disadvantage of the known methods (1 and 2) is that they can be used only in the presence of free hydrogen sulfide or sulfides in water. Known methods do not allow the removal of nitrate ions from water.
Известен способ подготовки добавочной воды для тепловых сетей, включающий стадии: коагуляции и осветления; или обезжелезивания; декарбонизации и термической деаэрации воды (3).A known method of preparing additional water for heating networks, including the stage of: coagulation and clarification; or iron removal; decarbonization and thermal deaeration of water (3).
Недостатком способа является сложность и многостадийность процесса.The disadvantage of this method is the complexity and multi-stage process.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ подготовки добавочной воды для тепловых сетей, включающий подкисление исходной воды и удаление из нее растворенного кислорода.The closest in technical essence and the achieved result is a method of preparing additional water for heating networks, including acidification of the source water and removal of dissolved oxygen from it.
Для подкисления используют серную кислоту и подкисление добавочной воды осуществляют с целью снижения карбонатной жесткости воды, обусловленной присутствием в воде бикарбонат-иона. При подкислении бикарбонат-ион заменяется сульфат-ионом и образуется свободная углекислота:Sulfuric acid is used for acidification and acidification of additional water is carried out in order to reduce the carbonate hardness of water due to the presence of a bicarbonate ion in water. During acidification, the bicarbonate ion is replaced by a sulfate ion and free carbon dioxide is formed:
Са(НСО3)2+H2SO4=CaSO4+2CO2+2Н2O.Ca (HCO 3 ) 2 + H 2 SO 4 = CaSO 4 + 2CO 2 + 2H 2 O.
Подачу серной кислоты осуществляют дозатором пропорционально расходу исходной воды. Для исключения возможности попадания кислой воды в водонагревательное оборудование и теплосеть подкисленную воду подвергают катионированию на буферном нерегулируемом фильтре. Удаление растворенного кислорода осуществляют путем вакуумной термической деаэрации (3).The supply of sulfuric acid is carried out by the dispenser in proportion to the flow rate of the source water. To exclude the possibility of acidic water entering the water heating equipment and the heating system, acidified water is subjected to cationization on a fixed buffer filter. The removal of dissolved oxygen is carried out by vacuum thermal deaeration (3).
Недостатком известного способа является сложность и высокая стоимость процесса, обусловленные наличием нескольких стадий, использованием дорогостоящих энергоресурсов для термической деаэрации, высокой стоимостью серной кислоты и катионитов.The disadvantage of this method is the complexity and high cost of the process, due to the presence of several stages, the use of expensive energy for thermal deaeration, the high cost of sulfuric acid and cation exchangers.
Недостатком способа также является использование агрессивной и химически опасной серной кислоты, необходимость и трудность ее систематического дозирования пропорционально расходу исходной воды с коррекцией по качеству обработанной воды.The disadvantage of this method is the use of aggressive and chemically hazardous sulfuric acid, the need and difficulty of its systematic dosing in proportion to the flow rate of the source water with a correction for the quality of the treated water.
Кроме того, известный способ характеризуется наличием вторичных сточных вод, получаемых в результате регенерации катионитовых фильтров.In addition, the known method is characterized by the presence of secondary wastewater resulting from the regeneration of cation exchange filters.
В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа подготовки добавочной воды для тепловых сетей, в котором путем изменения условий известного способа, в частности использования определенных, самих по себе известных веществ, обеспечивается возможность упрощения и удешевления способа.The basis of the invention is the task of improving the method of preparing additional water for heating networks, in which by changing the conditions of the known method, in particular the use of certain known substances in themselves, it is possible to simplify and reduce the cost of the method.
Эта задача решается тем, что в известном способе подготовки добавочной воды для тепловых сетей, включающем подкисление исходной воды и удаление из нее растворенного кислорода, согласно предлагаемому изобретению указанные стадии осуществляют совместно путем контактирования исходной воды с элементной серой в присутствии бактерий Thiobacillus thioparus и/или Thiobacillus denitrificans, и процесс осуществляют при температуре 4-60°С и времени контакта 5-60 минут.This problem is solved in that in the known method of preparing additional water for heating networks, including acidifying the source water and removing dissolved oxygen from it, according to the invention, these stages are carried out together by contacting the source water with elemental sulfur in the presence of bacteria Thiobacillus thioparus and / or Thiobacillus denitrificans, and the process is carried out at a temperature of 4-60 ° C and a contact time of 5-60 minutes.
Поставленная задача решается тем, что процесс осуществляют при дополнительной подаче воздуха.The problem is solved in that the process is carried out with additional air supply.
А также тем, что подачу воздуха регулируют в зависимости от получения необходимого карбонатного индекса воды в пределах 0,5-20 (мг-экв/дм3)2.And also the fact that the air supply is regulated depending on the required carbonate index of water in the range of 0.5-20 (mEq / dm 3 ) 2 .
Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в упрощении и повышении экономичности процесса подготовки подпиточной воды путем совмещения процессов обескислороживания и подкисления воды. При этом серную кислоту получают непосредственно в процессе обескислороживания воды путем окисления серы находящимися в воде растворенными окислителями: кислородом и другими окислителями, например нитратом натрия. Процесс обескислороживания воды и образования серной кислоты протекает в присутствии тионовых бактерий рода Thiobacillus, в частности Thiobacillus thioparus и/или Thiobacillus denitrificans, no следующим реакциям:The technical result achieved by the claimed invention is to simplify and increase the efficiency of the process of preparing makeup water by combining the processes of deoxygenation and acidification of water. In this case, sulfuric acid is obtained directly in the process of deoxygenation of water by oxidizing sulfur with dissolved oxidizing agents in water: oxygen and other oxidizing agents, such as sodium nitrate. The process of deoxygenation of water and the formation of sulfuric acid proceeds in the presence of thionic bacteria of the genus Thiobacillus, in particular Thiobacillus thioparus and / or Thiobacillus denitrificans, with the following reactions:
Снижение карбонатной жесткости воды происходит в результате нейтрализации содержащегося в воде бикарбоната кальция образовавшейся серной кислотой по реакцииThe decrease in carbonate hardness of water occurs as a result of the neutralization of calcium bicarbonate contained in water by sulfuric acid formed by the reaction
Са(НСО3)2+Н2SO4=CaSO4+2СO2+2Н2O.Ca (HCO 3 ) 2 + H 2 SO 4 = CaSO 4 + 2CO 2 + 2H 2 O.
В случае большой жесткости исходной воды и возможной в связи с этим недостаточностью находящихся в воде окислителей (растворенных кислорода и нитрата натрия) для получения серной кислоты биохимическим окислением серы для окисления используют добавочный воздух. Расход воздуха регулируют в зависимости от того, с какой величиной карбонатного индекса необходимо получить обработанную добавочную воду. Карбонатный индекс «Ик» - это предельное значение произведения общей щелочности и кальциевой жесткости воды, выше которого протекает карбонатное накипеобразование с интенсивностью более 0,1 г/м2·ч.In the case of high hardness of the source water and possible in connection with this insufficiency of oxidizing agents (dissolved oxygen and sodium nitrate) in the water, additional air is used to produce sulfuric acid by biochemical oxidation of sulfur for oxidation. The air flow rate is regulated depending on the value of the carbonate index with which it is necessary to obtain treated additional water. The Ik carbonate index is the limit value of the product of total alkalinity and calcium hardness of water, above which carbonate scale formation occurs with an intensity of more than 0.1 g / m 2 · h.
По сравнению с прототипом преимуществом предлагаемого способа является:Compared with the prototype, the advantage of the proposed method is:
- упрощение технологического процесса;- simplification of the process;
- упрощение регулирования процесса;- simplification of process regulation;
- простота и безопасность обслуживания;- simplicity and safety of service;
- исключение использования агрессивной и химически опасной серной кислоты в ее натуральном виде;- the exclusion of the use of aggressive and chemically dangerous sulfuric acid in its natural form;
- снижение себестоимости процесса за счет исключения дорогостоящей стадии термического обескислороживания, исключения использования катионитов, серной кислоты, дозаторов и автоматических систем для ее дозирования;- reducing the cost of the process by eliminating the expensive stage of thermal deoxygenation, eliminating the use of cation exchangers, sulfuric acid, dispensers and automatic systems for dosing;
- исключения вторичных сточных вод, запрещенных к сбросу.- exclusions of secondary wastewater prohibited from discharge.
Следующим преимуществом предлагаемого способа является то, что он позволяет обрабатывать неограниченные объемы воды, используя для этого легкодоступные и дешевые исходные материалы: элементную гранулированную серу и небольшое количество «затравки» выделенной из почвы культуры тионовых бактерий рода Thiobacillus.The next advantage of the proposed method is that it allows you to process unlimited volumes of water using readily available and cheap starting materials: elemental granular sulfur and a small amount of “seed” of a culture of thionic bacteria of the genus Thiobacillus isolated from the soil.
Еще одним преимуществом предлагаемого способа является то, что он позволяет использовать исходную воду с различной степенью жесткости, например, совершенно не умягченную воду с карбонатной жесткостью 4 мг-экв/дм3, или воду, предварительно умягченную Na-катионированием, содержащую растворенный кислород и окислители-нитраты, или воду с высоким карбонатным индексом, доводить ее до необходимого карбонатного индекса с последующей обработкой ингибиторами накипи, например оксиэтилидендифосфоновой кислотой (ОЭДФК).Another advantage of the proposed method is that it allows the use of source water with various degrees of hardness, for example, completely non-softened water with a carbonate hardness of 4 mEq / dm 3 , or water pre-softened with Na-cation, containing dissolved oxygen and oxidizing agents nitrates, or water with a high carbonate index, bring it to the desired carbonate index, followed by treatment with scale inhibitors, such as hydroxyethylidene diphosphonic acid (HEDPA).
Предлагаемый способ осуществляют путем контактирования исходной воды с элементной серой в присутствии тионовых бактерий рода Thiobacillus» в частности, Thiobacillus thioparus и/или Thiobacillus denitrificans и процесс осуществляют при температуре 4-60°С и времени контакта 5-60 минут. Процесс осуществляют при дополнительной подаче воздуха, причем его подачу регулируют в зависимости от получения необходимого карбонатного индекса воды в пределах 0,5-20 (мг-экв/дм3)2.The proposed method is carried out by contacting the source water with elemental sulfur in the presence of thionic bacteria of the genus Thiobacillus "in particular, Thiobacillus thioparus and / or Thiobacillus denitrificans and the process is carried out at a temperature of 4-60 ° C and a contact time of 5-60 minutes. The process is carried out with additional air supply, and its supply is regulated depending on the required carbonate water index in the range of 0.5-20 (mEq / dm 3 ) 2 .
В качестве источника тионовых бактерий рода Thiobacillus, в частности Thiobacillus thioparus и/или Thiobacillus denitrificans, используют небольшое количество (0,5-10,0 кг/м3 серы) влажной почвы или ила, которые являются источником этих бактерий. Из литературных данных известно, что тионовые бактерии рода Thiobacillus, в частности Thiobacillus thioparus и/или Thiobacillus denitrificans, широко распространены в почвах, особенно во влажных и богатых неразложившимися органическими остатками, в ризосферах, а также в илах ("Большой справочник по микробиологии" под общей редакцией проф. Г.Л.Селибера, Госиздат, Высшая школа, Москва, 1962 г., с.188).As a source of thionic bacteria of the genus Thiobacillus, in particular Thiobacillus thioparus and / or Thiobacillus denitrificans, a small amount (0.5-10.0 kg / m 3 sulfur) of moist soil or silt, which are the source of these bacteria, is used. From literature data it is known that thionic bacteria of the genus Thiobacillus, in particular Thiobacillus thioparus and / or Thiobacillus denitrificans, are widespread in soils, especially in moist and rich in undecomposed organic residues, in rhizospheres, as well as in silts ("A Great Guide to Microbiology" general editorship of Prof. G.L.Seliber, State Publishing House, Higher School, Moscow, 1962, p.188).
Процесс подготовки воды осуществляют в фильтре, в котором в качестве «загрузки» используют гранулированную серу крупностью 2-5 мм и небольшое количество (0,5-10,0 кг/м3 серы) влажной почвы или ила, которые являются источником бактерий Thiobacillus thioparus и/или Thiobacillus denitrificans.The water preparation process is carried out in a filter in which granular sulfur with a grain size of 2-5 mm and a small amount (0.5-10.0 kg / m 3 sulfur) of moist soil or sludge, which are the source of Thiobacillus thioparus bacteria, are used as a “load” and / or Thiobacillus denitrificans.
В случае подачи воздуха процесс осуществляют в одну или две стадии путем контактирования исходной воды с элементной серой в присутствии бактерий Thiobacillus thioparus и/или Thiobacillus denitrificans («загрузка») вначале в присутствии воздуха, а затем, после достижения необходимого карбонатного индекса, подачу воздуха прекращают и контактирование осуществляют без подачи дополнительного воздуха для удаления остаточного кислорода и нитратов. При осуществлении способа в одну стадию воду контактируют с одной и той же «загрузкой» в одном насадочном фильтре: вначале с воздухом, а затем без воздуха. При осуществлении способа в две стадии воду контактируют с «загрузкой» вначале в первом по ходу воды насадочном фильтре при дополнительной подаче воздуха, а затем без воздуха - с «загрузкой» во втором по ходу воды насадочном фильтре.In the case of air supply, the process is carried out in one or two stages by contacting the source water with elemental sulfur in the presence of bacteria Thiobacillus thioparus and / or Thiobacillus denitrificans (“loading”), first in the presence of air, and then, after reaching the required carbonate index, the air supply is stopped and contacting is carried out without supplying additional air to remove residual oxygen and nitrates. When implementing the method in one stage, the water is contacted with the same “charge” in one packed filter: first with air, and then without air. When implementing the method in two stages, the water is contacted with the “charge”, first in the first in-line filter nozzle with additional air supply, and then without air, with the “charge” in the second in-line filter nozzle.
С тем, чтобы обеспечить возможность бактериям размножиться (культивироваться) в «загрузке» в количестве, необходимом для протекания реакции окисления серы до серной кислоты, с достаточной скоростью «загрузку» фильтра, содержащую небольшое количество влажной почвы или ила, «заражают» выделенной из почвы или ила культурой бактерий Thiobacillus thioparus и/или Thiobacillus denitrificans. Для чего через «загрузку» фильтра пропускают подлежащую обработке воду. Через 1-3 недели (~20 суток) на загрузке размножаются тионовые бактерии в количестве, достаточном для окисления серы до серной кислоты, о чем свидетельствует снижение карбонатного индекса (или щелочности) обрабатываемой воды. Подготовленный фильтр работоспособен до полного превращения серы в серную кислоту.In order to enable bacteria to multiply (cultivate) in the “load” in the amount necessary for the reaction of oxidation of sulfur to sulfuric acid to occur, with a sufficient speed, the “load” of the filter, containing a small amount of moist soil or silt, “infects” the soil or sludge bacterial culture of Thiobacillus thioparus and / or Thiobacillus denitrificans. Why, through the "loading" of the filter, the water to be treated is passed. After 1-3 weeks (~ 20 days), thionic bacteria multiply in the charge in an amount sufficient to oxidize sulfur to sulfuric acid, as evidenced by a decrease in the carbonate index (or alkalinity) of the treated water. The prepared filter is operational until the complete conversion of sulfur to sulfuric acid.
Процесс подготовки воды осуществляют путем пропускания исходной воды через подготовленный фильтр до достижения необходимой величины карбонатного индекса воды на выходе из фильтра. Конкретная величина карбонатного индекса добавочной воды для тепловых сетей в зависимости от температуры воды допускается в пределах 0,5-4,0 (мг-экв/дм3)2, а при условии последующей обработки воды ингибиторами коррозии (например, фосфонатами) допускается карбонатный индекс поддерживать на уровне 8,0 (мг-экв/дм3)2 (3). В случае необходимости использования более высоких концентраций эффективных ингибиторов коррозии и/или в случае наличия более высоких температур конкретная величина карбонатного индекса может быть увеличена до 20 (мг-экв/дм3)2, как это указано, например, в книге Ф.Ф.Чаусов, Г.А.Раевская «Комплексонный водно-химический режим теплоэнергетических систем низких параметров, R&C, Dynamico).The water preparation process is carried out by passing the source water through the prepared filter to achieve the required value of the carbonate index of the water at the outlet of the filter. The specific value of the carbonate index of additional water for heating networks depending on the water temperature is allowed in the range of 0.5-4.0 (mEq / dm 3 ) 2 , and subject to subsequent treatment of water with corrosion inhibitors (e.g. phosphonates), a carbonate index is allowed maintain at a level of 8.0 (mEq / dm 3 ) 2 (3). If it is necessary to use higher concentrations of effective corrosion inhibitors and / or in the presence of higher temperatures, the specific value of the carbonate index can be increased to 20 (mEq / dm 3 ) 2 , as indicated, for example, in the book of F.F. Chausov, G.A. Raevskaya “Complex water-chemical regime of low-energy heat energy systems, R&C, Dynamico).
Использование тионовых бактерий Thiobacillus thioparus и/или Thiobacillus denitrificans в заявленном способе зависит от наличия или отсутствия соответствующих бактерий в «загрузке» и от наличия или отсутствия в воде нитратов и кислорода. Т.е. при наличии в «загрузке» только бактерий Thiobacillus thioparus и наличии в воде кислорода или при дополнительной подаче воздуха, процесс окисления серы до серной кислоты будет идти в присутствии бактерий Thiobacillus thioparus, а в случае наличия в «загрузке» только бактерий Thiobacillus denitrificans и наличия в воде нитратов процесс окисления серы до серной кислоты будет идти в присутствии бактерий Thiobacillus denitrificans.The use of thionic bacteria Thiobacillus thioparus and / or Thiobacillus denitrificans in the claimed method depends on the presence or absence of the corresponding bacteria in the “load” and on the presence or absence of nitrates and oxygen in the water. Those. if there are only Thiobacillus thioparus bacteria in the “load” and oxygen is present in the water or when air is supplied additionally, the process of sulfur oxidation to sulfuric acid will occur in the presence of Thiobacillus thioparus bacteria, and if only “Thiobacillus denitrificans” bacteria are present in the “load” and if water nitrates, the process of oxidation of sulfur to sulfuric acid will proceed in the presence of bacteria Thiobacillus denitrificans.
При наличии в «загрузке» обоих видов бактерий и при наличии в воде кислорода и нитратов процесс будет идти с использованием обоих видов бактерий, а при наличии в воде кислорода или в случае дополнительной подачи воздуха и отсутствии в воде нитратов процесс будет идти с использованием только бактерий Thiobacillus thioparus, а в случае наличия в воде нитратов, но при отсутствии в воде кислорода и отсутствии дополнительной подачи воздуха процесс будет идти с использованием только бактерий Thiobacillus denitrificans.If both types of bacteria are present in the “load” and if there is oxygen and nitrates in the water, the process will be carried out using both types of bacteria, and if there is oxygen in the water or in case of additional air supply and no nitrates in the water, the process will be carried out using only bacteria Thiobacillus thioparus, and in the case of the presence of nitrates in the water, but in the absence of oxygen in the water and the absence of an additional air supply, the process will be carried out using only Thiobacillus denitrificans bacteria.
О наличии бактерий в почве или иле судят на основании микробиологического анализа влажной почвы или ила.The presence of bacteria in the soil or silt is judged on the basis of a microbiological analysis of moist soil or silt.
Предлагаемый способ поясняется конкретными примерами осуществления способа №1-4. Причем пример №1 приведен на совместное использование бактерий, т.к. «загрузка» содержит оба вида бактерий, а в воде присутствуют кислород и нитраты; примеры №2 и №3 приведены на отдельное использование бактерий Thiobacillus thioparus, т.к. в воде отсутствуют нитраты, а пример №4 приведен на отдельное использование бактерий Thiobacillus denitrificans, т.к. в исходной воде присутствуют нитраты и отсутствует кислород.The proposed method is illustrated by specific examples of the implementation of method No. 1-4. Moreover, example No. 1 is given for the joint use of bacteria, because “Loading” contains both types of bacteria, and oxygen and nitrates are present in the water; examples No. 2 and No. 3 are given for the separate use of bacteria Thiobacillus thioparus, because nitrates are absent in water, and Example No. 4 is given for the separate use of Thiobacillus denitrificans bacteria, because nitrates are present in the feed water and oxygen is absent.
Пример №1. Для практического осуществления способа используют насадочный фильтр, который предварительно загружают гранулированной элементной серой крупностью гранул 2-5 мм и небольшим количеством (0,5-10,0 кг/м3 серы) влажной почвы, взятой в непосредственной близости от открытого склада серы, содержащей тионовые бактерии рода Thiobacillus, в частности Thiobacillus thioparus и Thiobacillus denitrificans в количестве ~ 1·108 КОЕ/мл. Фильтр «заражают» выделенной из почвы культурой тионовых бактерий Thiobacillus thioparus и Thiobacillus denitrificans. Для чего через этот фильтр пропускают подлежащую обработке воду. Через 1-3 недели (~20 суток) на «загрузке» развиваются тионовые бактерии рода Thiobacillus в количестве, достаточном для окисления серы до серной кислоты и обескислороживания воды.Example No. 1. For the practical implementation of the method, a packed filter is used, which is pre-loaded with granular elemental gray particle size of granules of 2-5 mm and a small amount (0.5-10.0 kg / m 3 of sulfur) of moist soil taken in the immediate vicinity of an open sulfur warehouse containing thionic bacteria of the genus Thiobacillus, in particular Thiobacillus thioparus and Thiobacillus denitrificans in the amount of ~ 1 · 10 8 CFU / ml. The filter is “infected” with the thionic bacteria culture Thiobacillus thioparus and Thiobacillus denitrificans isolated from the soil. Why water to be treated is passed through this filter. After 1-3 weeks (~ 20 days) at the “load” thionic bacteria of the genus Thiobacillus develop in an amount sufficient to oxidize sulfur to sulfuric acid and deoxygenate the water.
Na-катионированную добавочную воду водогрейной котельни тепловой сети г. Одессы с содержанием растворенного кислорода 6 мг/дм3, нитратов 12 мг/дм3, щелочностью 4 мг-экв/дм3 пропускают снизу вверх через подготовленный фильтр с линейной скоростью 10 м/час.Обработку осуществляют при температуре 20°С в течение 10 минут. После обработки содержание в воде кислорода составляет 0,005 мг/дм3, нитратов 0,5 мг/дм3, щелочность 3,7 мг-экв/дм3.Na-cationized additional water of the boiler house of the Odessa heating network with a dissolved oxygen content of 6 mg / dm 3 , nitrates 12 mg / dm 3 , alkalinity 4 mEq / dm 3 is passed from the bottom up through the prepared filter with a linear velocity of 10 m / h . Processing is carried out at a temperature of 20 ° C for 10 minutes. After processing, the oxygen content in water is 0.005 mg / dm 3 , nitrates are 0.5 mg / dm 3 , alkalinity is 3.7 mEq / dm 3 .
Пример №2. Фильтр подготавливают к работе так же, как описано в примере №1. Добавочную воду с содержанием растворенного кислорода 6 мг/дм3, бикарбонатионов 4 мг-экв/дм3, ионов кальция 4 мг-экв/дм3 пропускают снизу вверх через подготовленный фильтр. В нижнюю часть фильтра дополнительно дозируют воздух в количестве, обеспечивающем нормативное снижение щелочности, рассчитанное исходя из предельного значения карбонатного индекса «Ик». В нашем случае первоначальная концентрация ионов кальция составляет 4 мг-экв/дм3, бикарбонат-ионов -4 мг-экв/дм3, «Ик» соответственно будет равен 4х4=16 (мг-экв/дм3)2. Допустимый карбонатный индекс, равный 3 (мг-экв/дм3)2. Отсюда остаточная щелочность равна 3:4=0,75 мг-экв/дм3. При достижении щелочности добавочной воды после фильтра, равной 0,75 мг-экв/дм3, подачу воздуха стабилизируют и обработку воды продолжают во втором таком же фильтре, где удаляют остаточный кислород. Остаточная щелочность обработанной воды составляет 0,5 мг-экв/дм3, остаточный кислород 0,005 мг/дм3. Обработанная вода соответствует нормам добавочной воды для тепловых сетей.Example No. 2. The filter is prepared for operation in the same way as described in example No. 1. Additional water with a dissolved oxygen content of 6 mg / dm 3 , bicarbonation 4 mEq / dm 3 , calcium ions 4 mEq / dm 3 is passed from bottom to top through a prepared filter. An additional amount of air is dosed into the lower part of the filter in an amount that provides a normative reduction in alkalinity, calculated on the basis of the limit value of the carbonate index “Ik”. In our case, the initial concentration of calcium ions is 4 mEq / dm 3 , bicarbonate ions -4 mEq / dm 3 , "Ik", respectively, will be 4x4 = 16 (mEq / dm 3 ) 2 . Permissible carbonate index equal to 3 (mEq / dm 3 ) 2 . Hence, the residual alkalinity is 3: 4 = 0.75 mEq / dm 3 . When the alkalinity of the additional water after the filter is 0.75 mEq / dm 3 , the air supply is stabilized and the water treatment is continued in the second filter, where the residual oxygen is removed. The residual alkalinity of the treated water is 0.5 mEq / dm 3 , the residual oxygen is 0.005 mg / dm 3 . The treated water meets the norms of additional water for heating networks.
Пример №3. Фильтр подготавливают к работе так же, как описано в примере №1. Добавочную воду с содержанием растворенного кислорода 6 мг/дм3, бикарбонат-ионов 4 мг-экв/дм3, ионов кальция 4 мг-экв/дм3 обрабатывают аналогично примеру №2 до достижения карбонатного индекса, равного 8 (мг-экв/дм3)2, что соответствует остаточной щелочности, равной 8:4=2 мг-экв/дм3. В обработанную воду вводят фосфонатный ингибитор отложений накипи на основе ОЭДФК в количестве 4 мг/дм3. После обработки вода полностью соответствует нормам добавочной воды для тепловых сетей.Example No. 3. The filter is prepared for operation in the same way as described in example No. 1. Additional water with a dissolved oxygen content of 6 mg / dm 3 , bicarbonate ions 4 mEq / dm 3 , calcium ions 4 mEq / dm 3 is treated analogously to example No. 2 to achieve a carbonate index of 8 (mEq / dm 3 ) 2 , which corresponds to a residual alkalinity of 8: 4 = 2 mEq / dm 3 . In the treated water, a phosphonate scale inhibitor based on HEDPK is introduced in an amount of 4 mg / dm 3 . After treatment, the water fully complies with the norms of additional water for heating networks.
Пример №4. Фильтр подготавливают к работе так же, как описано в примере №1. Добавочную артезианскую воду с содержанием бикарбонат-ионов 2,5 мг-экв/дм3, ионов кальция 9 мг-экв/дм3, (карбонатный индекс равен 2,5х9=22,5(мг-экв/дм3)2), нитратов 65 мг/дм3 обрабатывают аналогично примеру №1 до достижения карбонатного индекса, равного 16,0 (мг-экв/дм3)2, что соответствует остаточной щелочности, равной 16:4=4 мг-экв/дм3. В обработанную воду вводят фосфонатный ингибитор отложений накипи на основе ОЭДФК в количестве 9-10 мг/дм3. После обработки вода полностью соответствует нормам добавочной воды для тепловых сетей.Example No. 4. The filter is prepared for operation in the same way as described in example No. 1. Additional artesian water containing bicarbonate ions 2.5 mEq / dm 3 , calcium ions 9 mEq / dm 3 (carbonate index is 2.5x9 = 22.5 (mEq / dm 3 ) 2 ), nitrates of 65 mg / dm3 are treated analogously to example No. 1 until a carbonate index of 16.0 (mEq / dm 3 ) 2 is reached, which corresponds to a residual alkalinity of 16: 4 = 4 mEq / dm 3 . In the treated water, a phosphonate scale inhibitor based on HEDPK is introduced in an amount of 9-10 mg / dm 3 . After treatment, the water fully complies with the norms of additional water for heating networks.
Источники информацииInformation sources
1. Пособие по проектированию сооружений для очистки и подготовки воды (к СНИП 2.04.02-84), М., 1989 г., НИИ коммунального водоснабжения и очистки воды АКХ, Центральный институт типового проектирования, с.88-92.1. Manual on the design of facilities for water purification and treatment (to SNIP 2.04.02-84), Moscow, 1989, Scientific Research Institute of Public Water Supply and Water Treatment AKH, Central Institute for Standard Design, p.88-92.
2. RU, заявка №2000107673, С 02 F 1/62, 2002.05.27.2. RU, application No.2000107673, C 02 F 1/62, 2002.05.27.
3. Водоподготовка и водно-химический режим тепловых сетей на ТЭЦ. Руководящие указания. Министерство энергетики и электрофикации Украины, ГКД 34.37.502-96, Киев 1995 г., с.8-10, 31, 11, 38.3. Water treatment and water-chemical regime of heating networks at the CHP. Guidelines. Ministry of Energy and Electrification of Ukraine, GKD 34.37.502-96, Kiev 1995, pp. 8-10, 31, 11, 38.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2003098308 | 2003-09-08 | ||
| UA2003098308A UA66254C2 (en) | 2003-09-08 | 2003-09-08 | A process for the treatment of additional water for heat networks |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003137238A RU2003137238A (en) | 2005-06-27 |
| RU2274611C2 true RU2274611C2 (en) | 2006-04-20 |
Family
ID=34518505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003137238A RU2274611C2 (en) | 2003-09-08 | 2003-12-23 | Method of treating additional water for heat networks |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2274611C2 (en) |
| UA (1) | UA66254C2 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1288166A1 (en) * | 1985-05-16 | 1987-02-07 | Ташкентский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Водоснабжения,Канализации,Гидротехнических Сооружений И Инженерной Гидрогеологии | Method for biochemical removal of sulfides from water |
| RU2109692C1 (en) * | 1993-06-10 | 1998-04-27 | Паквес Б.В. | Method for treating sulfide-containing sewage |
-
2003
- 2003-09-08 UA UA2003098308A patent/UA66254C2/en unknown
- 2003-12-23 RU RU2003137238A patent/RU2274611C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1288166A1 (en) * | 1985-05-16 | 1987-02-07 | Ташкентский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Водоснабжения,Канализации,Гидротехнических Сооружений И Инженерной Гидрогеологии | Method for biochemical removal of sulfides from water |
| RU2109692C1 (en) * | 1993-06-10 | 1998-04-27 | Паквес Б.В. | Method for treating sulfide-containing sewage |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Пособие по проектированию сооружений для очистки и подготовки воды (к СНИП 2.04.02-84), М., 1989, НИИ коммунального водоснабжения и очистки воды АКХ, Центральный институт типового проектирования, с.88-92. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003137238A (en) | 2005-06-27 |
| UA66254A (en) | 2004-04-15 |
| UA66254C2 (en) | 2006-08-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5637713B2 (en) | Wastewater treatment method and treatment apparatus | |
| CN105036495B (en) | A kind of ion exchange and the integrated method for removing nitrate nitrogen in eliminating water of denitrification | |
| Huang et al. | Pilot-scale demonstration of the hybrid zero-valent iron process for treating flue-gas-desulfurization wastewater: Part I | |
| Zou et al. | Sulfur disproportionation realizes an organic-free sulfidogenic process for sustainable treatment of acid mine drainage | |
| JP5773541B2 (en) | Biological purification agent of treated water, biological purification system, and biological purification method | |
| Xia et al. | Bioreduction of nitrate in a hydrogen-based membrane biofilm reactor using CO2 for pH control and as carbon source | |
| HU227724B1 (en) | Method for treating waters, soils, sediments and/or sludges | |
| CN114369625A (en) | A method for artificially enhancing sulfur production by biological disproportionation of elemental sulfur and a method for realizing biological removal of heavy metals in wastewater | |
| D'Aquino et al. | Effects of inorganic ions on autotrophic denitrification by Thiobacillus denitrificans and on heterotrophic denitrification by an enrichment culture | |
| Livingston et al. | Detoxification of industrial wastewaters in an extractive membrane bioreactor | |
| RU2174554C2 (en) | Strains of bacterium ufz b 378, ufz b 406 and ufz b 407 reducing sulfate ions to sulfide ions and method of bacterial decontamination of sulfate and metal-containing waters | |
| Ruzhitskaya et al. | Intensifying the processes of wastewater purification from phosphates and organic impurities | |
| RU2274611C2 (en) | Method of treating additional water for heat networks | |
| Saliu et al. | Eco-friendly and sustainability assessment of technologies for nutrient recovery from human urine—a review | |
| NO794004L (en) | METHOD AND APPARATUS FOR ANAEROBIC CONVERSION OF ORGANIC MATERIAL IN Aqueous Medium | |
| Sirén Ehrnström | Recovery of phosphorus from HTC converted municipal sewage sludge | |
| JP2000140893A (en) | Sludge treatment method and apparatus | |
| SU941319A1 (en) | Process for purifying effluents from vanadium | |
| Rulkens | Increasing significance of advanced physical/chemical processes in the development and application of sustainable wastewater treatment systems | |
| RU2274610C2 (en) | Alkaline water neutralization method and water treatment process | |
| EP3000872B1 (en) | Microbiological medium for a microbiological consortium applied in the technology of biological purification of biogas | |
| RU2406559C1 (en) | Method of cleaning hydrocarbon gas of carbon sulphide in presence of carbon dioxide | |
| RU2253626C1 (en) | Method of purification of sewage from ions of ammonium | |
| Ivanivna et al. | METHODS FOR REMOVING OF AMMONIUM NITROGEN FROM WASTEWATER | |
| SU654550A1 (en) | Method of biological purification of waste water from metals |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131224 |