Способ биологической мочки льносоломы

 

3.В.Калугина, Е.M.Êîãàí, В.В.Акалович и В.А.Иалявко (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский институт промыв первичной обработки лубяных волокон

И

{7!} Заявитель (4) СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ИОЧКИ ЛЬНОСОЛОИЫ

Изобретение относится к технологии первичной обработки лубяных куль" тур с целью получения из них прядиль" ного волокна, а именно к технологии биологической мочки льносоломы.

Известен комбинированный аэробно- анаэробный способ биологической моч" ки льносоломы, включакнций мочку соломы в баке с мочильной жидкостью, отжим и промывку.

В начале процесса солому заливают в мочильном баке водой с последующей непрерывной циркуляцией мочильной жидкости по схеме: мочильный .бак - аэратор пленочного типа1f сборник - мочильный бак.

После специальной очистки отработанные мочильные и отжимно-промывные воды сбрасывают в виде сточных вод в естественные водоемы 9 j, Недостатками данного способа являются длительность процесса мочки40-48 ч, а также наличие большого количества сточных вод сильно загряз" ненных органическими веществами„. образующимися в процессе мочки. Не.достатком является также специфичес" кий неприятный запах, присущий моченцовому льноволокну.

Известен также способ биологичес" кой мочки льносоломы, при котором в качестве мочильной жидкости используют смесь свежей воды с регенерированной сточной мочильной жидкостью после ее биохимической очистки в те.чение 18-24 ч с использованием атам" ма дрожжей Frichosporon cutaneum 70 и Фильтрации.

В результате глубокой регенерации мочильная жидкость приобретает буферные свойства, что улучшает условия процесса мочки. Объем, сточных вод уменьшается в два раза, резко снижается расход свежей воды (2).

Однако процесс мочки все же остается длительным - 35-39 ч, а качест» во полученного льноволокна недоста" точно высоким.

922190

80-300

20-34

250-270

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является комбинированный аэробно-анаэробный способ биологической мочки льносоломы, включающий экстракцию льносоломы свежей водой, мочку, отжим и промывку.

Согласно известному способу льносолому, загруженную в бак при плотности 90 кг/м, подвергают экстрак3 ции водой при 35« 1 C е течение 1 ч.

Затем экстрактивную жидкость сливают в канализацию.

После экстракции льносолому зали!

$ вают технологической жидкостью,подвергнутой регенерации в аэраторе пленочного типа, и выдерживают до окончания процесса мочки.

Полученную льносолому отжимают

20 и промывают водой. Отработанную мочильную жидкость и отжимно-промывные воды после очистки сливают в канализацию.

Введение стадии экстракции позволяет интенсифицировать процесс мочки и сократить ее длительность на 6"8 ч, при улучшении качества льноволокна и снижении его неприятного запаха(3).

Однако известный способ биологизо ческои.мочки льносоломы не позволяет интенсифицировать процесс в такой степени, чтобы продолжительность процесса, включая операции по загрузке льносоломы, выгрузке льнотресты, заливу и сливу мочильных камер, составила бы не более 24 ч, т.е. не превышала бы суточный цикл мочки, Известный способ не позволяет также ликвидировать полностью запах мочильной жидкости и получаемого льноволокна.

Кроме того, качество льноволокна недостаточно высокое.

Недостатками известного комбинированного аэробно-анаэробного способа мочки льносоломы с экстракцией стеблей являются значительное увеличение расхода свежей воды до 24,7 м на

1 т льносоломы (12,2 м - на экстрак" цию, 4 м - на мочку, 8 мз - на про3 мывку льностресты, 0,5 м - на промывку баков), а также увеличение до

23,5 N сточных вод на 1 т льносолоЭ мы (10,7 м со стадии экстракции

8,9 м со стадии промывки льнотресты, $$

3,2 N со стадии мочки, 0 5 м со стадии промывки баков, 0,3 м - естест" венные потери).

Цель изобретения - интенсификация процесса, повышение качества волокна, а также ликвидация сброса сточных вод при сокращении расхода свежей воды.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу биологической мочки льносоломы, включающему экстрак» цию льносоломы, мочку, отжим и про" мывку, экстракцию осуществляют очищенной сточной жидкостью со следующими показателями: рН 8,0-8,7 Содержание летучих кислот, мг/л 120-600

Содержание взвешен" ных веществ, мг/л

Содержание сухих веществ, мг/л 2000"3200

Химическое потребление кислорода, мг/л 800-1200

Содержание железа, мг/л

Биологическое потребление кислорода за 5 сут, мг/л 400-500

Содержание общего азота, мг/л 300"200

Содержание аммо нийного азота, мг/л

Активность фермента пектин-транс-элиминазы,ед/мл 0,1-0,5

Содержание пектиноразлагающих микроорганизмов, тые./мл. 9,5-15,0 а мочку осуществляют в смеси регенерированной мочильной жидкости с укаэанной очищенной сточной жидкостью в объемном соотношении (6-8):4.

При этом для промывки используют также очищенную сточную жидкость.

Очистку сточной мочильной жидкости, поступающей со стадий экстракции, мочки и промывки,. осуществляют сначала известным биохимическим способом (2 ), но с сокращением времени культивирования микроорганизмов до 6 - 8 ч вместо 18-20 ч с учетом объема экстрактивных вод, составляющих 45,63 от общего объема сточных вод, а затем дополнительно известным электрохилическим способом (4) при плотности тока 1,0 - 1,5 А/дм и времени обработки 120-150 с.

5 922

После такой очистки сточная мочиль. ная жидкость приобретает свойства, характеризующиеся указанными показателями.

При этом показатели биологического потребления кислорода за пять суток (БПК ) и химического потребления кислорода (ХПК) характеризуют степень остаточной загрязненности очищенной сточной жидкости неоргани- 10 ческими и органическими веществами.

Эти показатели определяют по известной методике f5).

Увеличение величины этих показателей за указанные предельные значе- ts ния приводит к ухудшению качества волокна, также как и увеличение содержания взвешенных веществ и сухого остатка. Показатели:; рН, содержание летучих кислот,.железа, 20 азотистых соединений, пектиноразлагающих микроорганизмов и активность фермента пектин-транс-элиминазы (ПТЭ-активность) определяют активность протекания процесса биологичес" >5 кой мочки. При этом на активность процесса влияет вся совокупность названных показателей.

Активность фермента пектин-транс "элиминазы определяют по количеству 30 окрашенных веществ, образующих при реакции продуктов расщепления пектиновой кислоты (олигалактуронидов) с тиобарбитуровой кислотой (61.

Используемая в данном примере очищенная сточная жидкость имеет следующие показатели: рН 8,5-8,7

Содержание летучих кислот, мг/л 120

Содержание взве-, . шенных веществ, мг/л 80

Содержание сухого остатка, мг/л 2000

Химическое потpe6" ление кислорода,. мг/л

55

800

Количество этих веществ определяют на спектрофотометре СФ-4 по поглощению света при длине волны 548 нм.

Очистка сточных вод и повторное их использование в предлагаемом технологическом процессе позволяет создать замкнутую систему водоснабжения и ликвидировать сброс сточных вод в естественные водоемы при экономии расхода свежей воды, С этой целью 4 преимущественно, промывку льнотрес" ты осуществляют также очищенной сточной жидкостью вместо свежей воды.

Учитывая то обстоятельство, что образующееся количество сточных вод от процесса приготовления льнотресты всегда меньше, чем водопотребление (в связи с потерями, с уносом трестой, испарением, потерями в системе за счет утечек) для поддержания баланса в замкнутую систему, необходимо добавлять на операцию промывки

45-50 об.Ф свежей воды, что состав190 6 ляет 10-153 оТ общего объема жидкос" . ти в системе.

Пример 1. Льносолому, загруженную в мочильную камеру с плотностью 90 кг/м, заливают для экстраги3 рования очищенной сточной жидкостью из расчета 12,2 м на 1. т соломы, 3 экстрагируют 30 мин при 35 1 С. Затем экстрактивную жидкость сливают в усреднительную емкость.

После экстракции льносолому заливают смесью регенерированной технологической мочильной жидкости и очищенной сточной жидкости в объемном соотношении (6-8):4 при жидкостном модуле 10. Иочку проводят flo известному режиму комбинированной аэробно-анаэробной мочки с регенерацией мочиль" ной жидкости в аэраторе пленочного типа и при непрерывной циркуляции мочильной жидкости между мочильным баком, сборным резервуаром и аэратором.

Процесс мочки длится 18-20 ч. Пос" ле мочки тресту отжимают, промывают и сушат по известной технологии. Для промывки используют отработанную очищенную сточную жидкость с добавкой

45-50 о6,3 воды. Отработанную экстрактивную жидкость сливают в усреднительную емкость. Половину отработанной мочильной жидкости сливают в сборный резервуар, а оставшуюся часть мочиль" ной жидкости направляют также в усреднительную емкость, В эту же емкость подают отжимно-промывные воды.

Сточную мочильную жидкость подвергают очистке сначала биохимическим, а затем электрохимическим .методом с применением железных электродов.

После очистки сточную жидкость используют повторно для экстракции, мочки и промывки, как описано.

)00

3200

500

45

C ветло-желтый

Отсутствует

В табл. приведены сопоставительные бйологические и физико-химичес" кие показатели сточной мочильной .жидкости, очищенной одним биохимическим способом, после дополнительной очистки ее электрохимическим способом, и те же показатели для воды., 7

Биологическое потребление кислорода за 5 сут, мг/л 400

Содержание общего азота, мг/л

Содержание азота аммонийного, мг/л 250

Содержание желе" за, мг/л

Содержание пектиноразлагающих микроорганизмов, тыс./мл 15 .

Активность фермента пектин-транс-эли" миназы, ед/мл 0 5

Цвет Светло-желтый

Запах Отсутствует

Пример 2i Процесс осуществ" ляют: аналогично примеру 1, но с использованием очищенной сточной жидкости, имеющей следуащие показатели: рй 8,0-8,4

Содержание летучих кислот, мг/л 600

Содержание взве" шенных веществ, мг/л 300

Содержание сухого остатка, мг/л

Химическое потреблеwe кислорода, мг/л 1200

Биологическое потреб" ление кислорода, за

5 сут, мг/л

Содержание общего азота, мг/л 320

Содержание азота аммонийного, мг/л 270 . Содержание железа, мг/л

Содержание пектиног разлагающих микроорганизмов, тыс,/мл 9,5

Активность фермента пектин"транс"элиминазы, ед/мл

Цвет

Запах

1О

3S

Из данных, приведенных в табл. видно, что в отличие от свежей воды используемой в технологиии Ilo извест" ному способу, очищенная сточная жидкость по предлагаемому способу имеет ряд преимуществ: содержит аммонийный азот, являющийся важным дополнительным элементом питания для микроорганизмов, и железо, которое ускоряет процесс мочки, имеет возбудителей пектинового брожения - пектиноразлагающие микроорганизмы в количестве 9,5-15 тыс/мл, а также обладает активностью фермента пектин"

-транс-элиминазы, проявляющего макси" мальную активность при значениях рН 7,0"8,0.

Все это дает возможность интенсифицировать процесс биологической мочки по предлагаемому способу.

Кроме того, в отличие от сточной жидкости, прошедшей только биохимическую очистку, очищенная дополни" тельно электрохимическим способом жидкость не имеет запаха, светло" желтого цвета и прозрачная.

В табл. 2 приведены сопоставитель" ные показатели процесса экстрагирова» ния с использованием воды и очищен" ной сточной жидкости.

По данным табл, 2 видно, что очищенная сточная жидкость по предлагаемому спОсобу обладает наибольшей экстрагирующей способностью, Извлечение легкорастворимых веществ про" исходит более эффективно. Возможно сокращение времени экстрагирования до 30 мин.

В табл. 3 приведены биохимические и технологические показатели процесса биологической мочки и качества волокна по известным и пред" лагаемому способам.

Как видно из данных табл. 3, re предлагаемому способу процесс пекти" нового брожения заканчивается за

20+2 ч, время экстрагирования льносоломы сокращено до 30 мин (табл.2)

Мочильная жидкость по предлагае" мому способу чище: содержание сухого остатка, взвешенных веществ значительно меньше, накопления летучих . кислот в системе не происходит. Качественные показатели тресты и волокна выше, чем по известному способу крепость на 2 кгс, гибкость на 611 мм. Неприятный запах моченцового льноволокна отсутствует.

9 922

Таким образом, предлагаемый способ биологической мочки льносолоии позволяет сократить продолжительность технологического процесса с 37-48 ч до 2022 ч, т.е. до суточного цикла s мочки, что позволяет повысить произ" водительность цеха промышленного при" готовления тресты почти в два раза.

Кроме того, предлагаемый способ не имеет сброса сточных вод на очистные сооружения, а сточные воды от всех технологических операций после очистки используютая в оборотном водоснабжении. Расход свежей воды сведен до

190 10 минимума и составляет 10-15 об.4 От требуемого количества по известной технологии.

Волокно обладает хорошей делимостью, чистое, мягкое, светло-желтого,,желто-серого цвета, имеет высокие прочностные показатели - 25-37 кгс и хорошую гибкость " 50-76 мм. Как достоинство при прядении отмечено полное отсутствие неприятного запаха, свойственного моченцовому волокну, Качество пряжи из чесанного льна и очеса высокое.

922190

Показатели

Вода

Исходная

После биохимической очистки ююеаее е 4 рН

8,0-8 7

7,0-7,3 6,3-6,7

7 0-7 5

450-1400, 120-940

120-600

Содержание взвешенных веществ, мг/л 45-60

1200-3000 800-3500

80-300

2300-3900 2200-3700

120-130

2000-3000

2400-4300 1800-4000

800-1200

50-60

1200-1550 1000" 1300

400-500

170 "220 450-570

300-320

60-80

300-350

250-270

Содержание железа, мг/л 5" 8

4-25

4-25

20-34

9,5-15,0

100" 120

95-100.0

0,1-0 5

О, 3-0,65

0308

Бурый

Темнобурый

Светло-желтый

Бесцветная

Цвет

Навозный

Слабо-навозный От сут ствует

Нет Запах.

Прозрачная Мутная

Мутная

Прозрачная

Прозрачность

Содержание летучих кислот, мг/л

Содержание сухого остатка, мг/л

Химическое потребление кислорода, мг/и

Биологическое потребление кислорода за

5 сут,мг/л

Содержание общего азота, мг/л

Содержание азота аммонийного,мг/л

Содержание пектино" разлагающих микроорганизамов,тыс/мл

Активность Фермента

ПКЭ, ед/мл

Сточная жидкость

Таблица t

После электрохимической доочистки

922190

Таблица 2

Экстрагирующая жидкость

Показатели

aaaaJ

Температура, OC

Продолжи тел ьность, ч

Сухой остаПотеря веса ток, мг/л ьносоломы, 15- 20

Вода, 347 4822 3750 15,2 2,70

Вода

35+1

298 4522 2920 12,7 2,00

35 »1

По известному .способу

698 4882 4600 13, 1 2,95

3541

По предлагаемому способу

332

4573 3600 12 7 2 68

35 1

0,5

Очищенная биохимическим методом, сточная жидкость

Параметры экстракции

Взвешенные вещества мг/л

xrlK t мг/л

Сахар мг глюко зы/л

922190

Cf

Ch

Ф л

С!

Ю

Ф л

;г

» О

CI

» ч:!

СЪ

С!

РО О

Cf

С7

LA

°

С3 м

СЪ

С!

М\ фЮ

Cf

LA

К) Оъ

LA

1 !

Ю

LA! !

4 t

I

X 1

1 с а

Э

X а

СЭ

CV

° с

1"

tA

EV

» л

С3 О

» О

СР (Ф О

СР

С!

Cf

С3

СЭ

СР

СЭ сч

00 а л

СЭ

CFL

Ф \

CV л

Cf

Ю

МЪ

СР

СЭ

Ф

СЪ

Ю

cs

)л л

С3

Ф Ъ л !

СЭ

ОЪ

Ю О

Cf

Г Ъ

» сО !

СЪ

Ю

Cf

ФЛ

Ю3

С3

Cf

)»»

СЭ

4Р

ФО

Э

СЭ

СЭ

ФО

)ч

»

° l

00 фФ

Ф Ъ

)ч О

CV

-а з

Ф >Х

X O

"У cf х о

4 Ф

I" х о

0t С о

v u

» О

Ш л

Cf

С!

-а л

Ю

С(Ф 1

М\

Ю

СЭ

СЭ сч

С!

LA

CO.

СЭ

)ч

Ю Э

Ol л

Ф

LA

lA

° Ь

LA сО

С3 О

° Ь О

ЪЯ

2l

Z (v

Ф

Ль

I

I ! !

I

I

I

I

t е3 ао (- и о

Y V

Ю

Ю

Ф \

СЭ

Ю . LA

LA

LA

СО

LA!

LA

3.Г\

С3 л

Ф О

Ю

«Ф

1О

Cl

Ю

00 ..)ч

Ю

СЭ

° Ф

)ч

С3

LA

)ч

СФ

Ю

)ч

0l

Ф

lA

Ю

М\! ! !

1

I !

1

1 ! !

I ! ! (! ! ! ! с

f(f W х (.

1- Z

Щ

).v x о )о о

L Y о )с х з

Э М и е

Z D

ftt C

М X ах э о ка о

LJ 4

5

Щ и

v е

=У о

v и

Э

Е

Z х о

З

Iи

4l

CL

I» и х з

У

Ъ

1»

Ю с

X

Щ

М а в с

CN

Q \» сз Z с

l"

4 х

Щ

Z а

c3 Z

Л а

1 !

I

I !

I !

1 Х ! (О о а ! 4 ! 4 х е

I 1

I О

I О.

I A

Ig

I

I

I

I

I M о ! Y

1

I

l

1

1

1 !

l!

t !

I !

I

1

I !

l !

I !

I !

I

ЧЭ I о !в

O I

О 1

)"

v !

I (I

1

I

t

I !

I

Zv )ч вою

X Y Ф

Z CC(О S

f(f X X

4%ХА о х х е йзю азора о r o

С Ol Ю Y

v8хе X ! о 11

I

I СЪ

I )Ч

I 1 !

CD

° »

1

I

I

iI

)

1 )Ч

i1

Ф Ъ

)

I

I!

I

1

I

t () )ч н

1 CV

«:ф

I

I !

I.

I 1

I

1

I

I !

)

1 ! е о и

1 Э

I =Т о

1 0

1 C

I ! .Ф

I I

v о

М

3 ! I»

I X

I М ! ° о о у а3

Ф ъ сО

- ) а ч а

° «)

ГО О

1 1

01

)ч 3

° Сф О

1 а )

)ч

° 00 О LA

I 1

hl O

L х з и ф 4 х х с с о о

4 4 л м

I» I» о о (Y

O IO

I

1

I

f

l

I !

I

I

l

I !

I

f

Ф

) !

1

I

°

I

I

1

1

1 (1

1

1

1

1

1

1

Э

l

I

I !

I

1

1

1

l

1

I

I

I

1

I

I

I

922190

Формула изобретения

t. Дербенев С.И. и др. Технология промышленной биологической мочки лубяного сырья. М., Гизлегпром, 1968, с. 193" 195, 217-227.

2, Авторское свидетельство СССР

И 734278, кл. С 12 К 3/00, 1977, 3. Пути повышения эффективности работы цехов промышленного приготов" ления тресты. Минск, БелНИИНТИ, 1970, с.22-27 (прототип).

4. Кульский Л,А. и др. Очистка сточных вод электрокоагуляцией;

Киев "Будивельник", 1978, с.69.

5. Лурье Ю.Ю. и Рыбникова А.И.

Химический анализ производственных сточных вод. М., "Химия", 1974, с.37» 54.

20-34

6. Сапожникова Е.В. и Тищенко В.П.

3$

Пектиновые вещества и пектолитические ферменты. - Успехи биологической химии,, 1969 т. 10. с.. 164-183.

Составитель Т.Смирнова

Редактор Л.Лукач Техред А, Бабинец Корректор О.Билак

Заказ 2514/36 Тираж 464 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, М"35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал mill ".Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

1. Способ биологической мочки льносоломы, включающий экстракцию льно" соломы, мочку с регенерацией мочипьной жидкости, отжим и промывку, 0 т" л и ч а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса повышения качества волокна, а также ликвидации сброса сточных вод при сокраще- 1в нии расхода воды, экстракцию осуществ. ляют очищенной сточной жидкостно со следующими показателями: рН 8-8 7

Содержание летучих кислот, мг/л 120-600

Содержание взвешенных веществ, мг/л 80"300

Содержание сухого остатка,мг/л 2000-3200

Химическое тютребление кислорода, мг/л 800" 1200

Биологическое потребление кис" лорода за 5 сут, мг/л 400"500

Содержание железа, мг/л

Содержание обще го азота,мг/л 300"320

Содержание аммонийного азота, мг/л 250-270

Активность фермента пектин" транс-элиминазы,ед/мл 0,1-0,5.

l8

Содержание пектиноразлагающих микроорганизмов,тыс/мл 9,5-15,0 а мочку осуществляют в смеси регенерированной мочильной жидкости с указанной очищенной сточной жидкостью в обьемном соотношении (6 - 8):4, 2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что для промывки ис,.пользуют очищенную сточную жидкость.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе