Islom karimov nomidagi toshkent davlat texnika univyersiteti

16-Ma’ruza
Mavzu: Oqava suvlarni tozalashda mikroorganizmlarni qo‘llash texnologiyasi.


Reja
1. Mikroorganizmlar bilan oqava suvlarni tozalash
2. Mexanik, fizik-kimyoviy va biologik, biokimyoviy usullar bilan oqava suvlarni tozalash
3. Oqava suvlarni sionidlardan tozalashning asosiy usullari

1. Hozirgi zamonning dolzarb muammolaridan biri atrof muhit muhofazasidir. Oqova suvlarini tozalash, zararsizlantirish, sanoat oqova suvlarini qayta ishlatish muammolari atrof muhit muhofazasining ajralmas qismidir. Butun taraqqiy etgan mamlakatlarda tabiiy suv havzalarini ifloslovchi asosiy manbalar maishiy, sanoat va atmosfera oqova suvlaridir.

Yiliga tabiiy suv manbalaridan xo‘jalik-maishiy maqsadlar uchun butun dunyoda 3,5 ming. km³, suv sarflanadi, sanoat-maishiy oqava suvlari bilan ifloslanadigan suvning hajmi 6 ming. km³, tashkil qilib, 1 m³ sanoat–oqava suvi 12-15 m³ toza suvni ifloslashi mumkin, 1 m³ neft 1 mln. m³, suvni ifloslashi mumkin. Sanoat oqava suvlari mayshiy oqava suvlarga nisbatan tabiiy suvlarni ko‘proq ifloslaydi.
Rangli metallar karxonalari, ayniqsa boyitish fabrikalari suvni ko‘p sarflovchi va ko‘p miqdorda oqava suvlar chiqaruvchi karxonalar sanaladi.
Bunda texnalagik joroyonlarda va siklarda ishlatiladigan texnik suv sarfi
Qayta ishlanayotgan rudaning 1 t si uchun 2,5 dan 6 m³ gacha etadi. Boyitish fabrikalarining oqava suvlari yerimaydigan dag‘al va mayda mayin zarachalardan tashqari flotatsiya jarayonida qo‘lanilayotgan organik va noorganik floto reagentlar, o‘ta zaharli turli xil komplekislar va og‘ir metallar ionlarini biriktiradi. Suv havzalariga tashlanayotgan oqava suvlardagi turli xil komponentlarning miqdori ruxsat etiladigan mi’yoriy miqdordan (“PDK”) ko‘p bo‘lmasligi kerak 18.1 jadval.
MHD lari uchun ruxsat etilgan mi’yoriy miqdorga asosan yer yuzasidagi suvlardagi zararli moddalarning miqdori, suvning ishlatilish sohasi oid klassifikatsiyasi ishlab chiqilgan. Shunga qaramasdan boyitish fabrikalarining oqava suvlarining ko‘pchilik ko‘rsatkichlari III kategoriya uchun belgilangan mi’yordan miqdordan oshadi.


18.1 jadval

Ko‘rsatkichlar	Suv katagoriyasi
	I	II	III
pH KMnO4, mg O2/l bo‘yicha oksidlanishMiqdori, mg/l: Dag‘al dispersli moddalar erimaydigan quruq xloridlar Cl sulfatlar S kalsiy Ca magniy Mg Umumiy temir Fe marganets Mn sianidlar Cn Qo‘rg‘oshin Pb Margumush As Mis Cu Simob Hg Rux Zu ftoridlar F bariy Ba gazlar Neft va neft mahsulotlari	6,5-8,5 10 20 500 200 150 150 50 0,5 0,1 0,01 0,1 0,05 0,01 0,005 0,01 1.0 4,0 0,3 0,3	6,0-8,5 15 30 800 300 200 250 100 1,0 0,3 0,02 0,1 0,02 0,1 0,01 0,1 1.0 4,0 0,3 0,3	5,5-9,0 25 50 1200 400 300 300 200 1,5 0,8 0,1 0,1 0,5 3,0 0,02 0,1 1.0 4,0 0,3 0,3

Boyitish fabrikalari oqava suvlarni ochiq suv hovzalarga tashlamaslik usullarini ishlab chiqishga bo‘lgan intilish,bu suvlarni texnalagik jarayonda kayta ishlatish, (aylanma suv ta’minoti) atrof muhit ifloslanishi darajasini salmoqli kamaytirish imkoniyatini beradi. Oqava suvlarni tozalash uchun hozirgi vaqtda turli xil usullar qo‘laniladi:

— mexanik, fizik-kimyoviy va biologik, biokimyoviy usullar qo‘laniladi.
Mexanik usul sanoat oqava suvlarini,boyitish fabrikalari dag‘al qo‘shimchali oqava suvlarini tozalash uchun ishlatiladi. Oqava suvlarni mexanik qayta ishlashning eng sodda usuli tindirish bo‘lib boyitish fabrikalari chiqindi saqlash hovzalarida amalga oshiriladi.Vaqt o‘tishi bilan chiqindi saqlash hovzalaridagi oqava suvlardagi dag‘al zarachalardan tozalanishi bilan birga oqava suvdagi ko‘plab floto reagentlarning–ksantogenatlarning, ditiofosfatlar, sianidlar, fenollar, krezollar va b, miqdori kamayadi.Zarur holatlarda koagulyantlar-oxak, temir sulfat, ommoniy sulfat va boshqalar ishlatiladi.Tozalanish darajasiga qo‘yilgan talabga asosan oqava suvning tarkibi va miqdoriga qo‘yilgan talabni qondiradigan fizik–kimyoviy usullar ishlab chiqilgan. Bu usullarga ekstraksiya usulini flotatsiya usulini, sorbsiyalash, giperfiltratsiyalash, ultrafiltratsiyalash, ionolmashinuv usulari, elektrodializlash va boshqalar kiradi.
Oqava suvlarni biokimyoviy usullarda tozalash koks kimyosi,neftni qayta ishlash, qog‘oz-sellyulozasi, oziq-ovqat, organik moddalar (naftenat kislotasi, qog‘oz, yog‘lash mahsulotlari, sulfokislotalar va b.),ishlab chiqarishdagi ifloslangan suvni tozalashda qo‘laniladi. Bu usul metallurgiya sanoati oqava suvlarini tozalash uchun ham keng qo‘laniladi.
Biokimyoviy usulda oqava suvlarni tozalash ayrim turdagi mikroorganizmlarning xayot faoliyati jarayonida organik birikmalarni Eritish va ammiak, vodorodsulfid, nitritlar va b.larni oksidlash bilan bog‘liq. Biokimyoviy usulda oqava suvlarni tozalashni bir vaqtda turli tezlikda kechayotgan shartli ikkita bosqichga ajratish mumkin:mikroorganizm tanasi yuzasiga oqava suvdagi mayin disspers va Eriydigan organik va noorganik moddalarning adsorbsiyalanishi va kechayotgan biokimyoviy jarayonlar (oksidlanish va qaytarilish) hisobiga mikroorganizmning hujayrasi ichida adsorbsiyalangan moddalarning parchalanishi sodir bo‘ladi. Bu ikki bosqich ham aerob sharoitida va anaerob sharoitida ham sodir bo‘lishi mumkin.
2. Boyitish fabrikalarining sanoat oqava suvlarini biokimyoviy tozalash sutkalik va yillik hajmi katta bo‘lganida uni tozalash uni texnik jihatdan amalga oshirish tabiiy oksidlovchi suv havzalarida amalga oshirish mumkin chunki bu Yerda suv saqlanganida mikroorganizmlar ta’sirida tabiiy tozalanish jaryoni ketadi. Oksidlovchi suv havzalarida mikraskapik mayda o‘simliklar dunyosi juda xilma – xil. Ochiq suv havzalarida biologik oksidlash jarayoni ko‘plab turli xildagi bakteriyalar sodda va yuqori uyushgan ko‘rinishdagi munosabatlar ta’sirida kechadi.Bu havzalardagi bakteriyalar miqdori oqava suv tarkibidagi organik va noorganik moddalar turiga bog‘liq bo‘lib 1 g quruq biomassa tarkibida 106 dan 1014 gacha hujayra bo‘lishi mumkin.
Bu bakterialar turi 5–10 dan hato 100 gacha etishi mumkin. Suv tozalash inshoatlariga ularning ishlash sharoitiga karab geterotrof, va avtotrof mikroorganizmlar joylashtiriladi. Suv tubi cho‘kindi qatlamidan ajratib olingan olingan mikroorganizmlar asosan Bacterium liguefaciens, Bacterium album, Pseudomonas fluorescens va Bacillus brevis turiga mansub bo‘ladi.
Bolchiq (il) tarkibidagi 50 – 80% bakterialar Rseudomonas, turiga ma’nsub bo‘lib ular 20 turdan ortiq organiq moddalarni oksidlash xususiyatiga ega.
Vasterium mikroorganizmlari oqava suvdagi neft mahsulotlari va fenollarni yaxshi o‘zlashtiradi. Uglevodlar, fenollar va spirtlar Vasillus mikroorganizm turi ishtirokida oksidlanadi. Balchiqda oltingugurtni o‘zlashtiruvchi bakterialardan Thiobacterium va Thiotrix, sulfitlarni giposulfidlarni va vodorodsulfidni oksidlash xususiyatiga ega bakterialar mavjud.
MHD laridagi boyitish fabrikalarining chiqit ombor xonalari tatqiqoti shuni ko‘rsatdiki T. Ferrooxidans bakteriasining mavjudligi birinchi navbatda chiqit xonalarning muhitini belgilaydi. Tindirgichlardagi suvda yoz mavsumida T.thioparus va T.denitrificans miqdori 100 marotabagacha oshib 100 huj/ml,ga etishi oksidlanish jarayoning jadlashganidan darak beradi.
Ko‘plab tadqiqotlar shuni ko‘rsatdiki balchiqli cho‘kindilar organik moddalarni va og‘ir metallar ionlarini metallorganik komplekslar–xelatlar holida bog‘lashda to‘g‘ridan to‘g‘ri qatnashadi.Rux gumin va fulvo kislotalari bilan bog‘lanib cho‘kadi, qo‘rg‘oshin–fulvo kislotasi bilan mis esa gumin kislotalaribilan cho‘kadi.
Cho‘kish jarayonlarida muhitning kislarodga to‘yinishi kata ahamiyatga ega. Anaerob zonasida organik moddalarni mikrobiolog parchalanish natijasida quyi malekulyar spirtlar, efirlar va boshqa oraliq mahsulotlar bilan almashinish natijasida og‘ir metallar ionlari bilan eruvchan komplekslar hosil qiladi. Anaerob sharoitida bu vaqtda mis cho‘kmaydi balki eruvchan birikma holatida mikroorganizmlar metabolizmi mahsulotlari bilan eritmada yig‘iladi. Muhitda sulfatredutsirlovchi mikroorganizmlarning ishtiroki metallarni sulfidlar holida cho‘kishiga imkon yaratadi. Ko‘plab boyitish fabrikalarida floto reagent sfatida NaCN, KCN tuzlari mis va ruxni taziqlovchisi sifatida ishlatiladi. Odatda boyitish fabrika oqava suvlarida sianit tuzlarining ishlatilish sababli mis – rux sianitlar komplekslari ayrim holarda Yerkin sianitlar mavjud bo‘ladi. SHuning uchun ham bu oqava suvlarni tozalashda metallardan va sianitlardan tozalash imkoniyatlari ko‘riladi. Sionidlar miqdori 10 – 11 ml/l, oshishi belgilangan mi’yoriy miqdordan (“PDK”) yuqoriligini ko‘rsatadi. Hozirda oqava suvlarni sionidlardan tozalashning mikroorganizmlar ishtirokida amalga oshirilishi keng yo‘lga qo‘yilgan. Bunda 23 dan ortiq Pseudomonas fluorescens Bact album, Bacillus brevis, Bact. Lique faciens kabi aktiv shtamlari ishlatiladi.
Bu mikroorganizmlarning hayot faoliyatida organik uglerodning va azotning bo‘lishi zaruriy shart sharot sanaladi. Mikroorganizmlarning sionidlarni parchalashdagi biokimyoviy jarayonlar–azotning,sionid ionini amoniygacha o‘zgartiradi. Muhitda boshqa engil o‘zlashtiriluvchi azot ma’nbasining borligi mikrobiolagik sionidlar parchalanishining tormizlaydi organik uglerodning borligi zaruriy shartdir. Bu jarayondagi eng yaxshi ko‘rsatkichlar oziqa sifatida saxarozlar va natiriy atsetat tuzlari ishlatilganda kuzatiladi. Sianidlarning mikrobiologik parchalanishi quydagi reaksiyalar shaklida sodir bo‘ladi:

2CN ^- + O₂ ^{mikroorganizmlar} 2CNO (1)



2CNO ^- + 2H₂O ^gidroliz NH₄⁺ + CO₃^{2 -} (2)

Hozirgi vaqtda xrom biriktiruvchi oqava suvlarni biologik tozalash usulari yaratilgan. Bu usullarning asosida havo kislarodi yo‘q bo‘lgan zonada mahsus mkroorganizmlar mikroflorasi ta’sirida Cr⁶⁺qaytarilishi jarayoni yotadi.
Bu holatda kislarodning birdan bir donori xromotlar,akseptiri esa mikroflora organik moddalaridir.
3.Boyitish fabrikalarini oqava suvlarini biokimyoviy tozalash oxirgi yillarda keng qo‘lanilmoqda.Sianidlarning biokimyovaiy parchalanishi faqatgina suniy ko‘llarda kechmaydi.Bu jarayoni jadalashtirish uchun biolagik suniy ko‘llarga sharbtsizlantirilgan lovlagi qoldiqlari (60t),undan keyin sianlarni parchalovchi mikroorganizmlar kiritilib, 20 kun davomida suniy ko‘lga oqava suvi kiritilmaydi. Sun’iy ko‘l qirg‘oqlariga suv o‘simliklarini ko‘paytirish mikroorganizmlar uchun eng arzoni oziqa muhiti vazifasini bajaradi. 12 – 15 kunlik oqava suvi suniy hovzalarida suv osti va qirg‘oq bo‘yi o‘simliklari dunyosi ta’sirida tozalanadi. Tozalanish jarayonini tezlashtirish uchun oqava suvga organik flotoreagentlarining miqdoriga qarab 1,0 – 1,3 mg azot ommoniy sulfat shaklida suvga qo‘shiladi.Sun’iy yoki tabiiy aeratsiyalash natijasida sun’iy suv hovzasida erigan kislarod miqdori 5 – 6 mg/l, oksidlanish –qaytarilish patensiali 24 – 26 mV gacha etadi. Undan tashqari yiliga ikki marta geterotrof mikroorganizmlar manbasi sifatida, fosfor va boshqa mikroelementlar biriktiruvchi gumusli tuproq 1000 m³ suv hisobidagi hajmiga 1 m³dagi tuproq miqdorida kiritiladi. Bu sistema oqava suvni organik flotoragentlarda butkul tozalash imkonini beradi,kislarodga bo‘lgan biologik talab (“BPK”), 3 mg/l kislorodgacha kamayadi. Bunda sionidlarning miqdori 40 - 60% gacha og‘ir metallar ionlari 30 – 40 % gacha kamayadi. Bundan tashqari oqava suvning loyqaligi pasayadi,ko‘pik va hidi yo‘qoladi. Oksidlovchi suv hovzalaridagi oqava suvlarni tozalanish darajasi yilning fasillariga bog‘liq. Yanvar oyidagi sianitlarning tozalanish darajasi 60% ni tashkil qilsa iyul oyida esa bu ko‘rsatkich 100% ga etadi. Umuman olganda suv tozaolash inshoatida tozalanish darajasi juda yuqori bo‘lib sianidlar bo‘yicha 98,5; mis bo‘yicha 96,8 va qo‘rg‘oshin bo‘yicha 85,5% ni tashkil qiladi. Oqava suvni aktiv il yordamida tozalash bu xildagi jarayonlarning eng odatiy ananaviy turlari sanaladi.
Mayshiy oqava suvlarni tozalashda yirik qo‘shimchalar va qumlar filtirlanib tindirishga jo‘natiladi, bunda 60% gacha mua’loh zarachalar tozalanadi.Buyuk Brtaniyaning mayshiy oqava suvi 150-200 mg/l qatiq mua’loh zarachalarni, 150-200 mg/l organik moddalarni 20-40 mg/l ammoniyazotini biriktirishi kislarodga bo‘lgan biologik talabni (“BPK”), oshiradi.Tozalash jarayoni ikki bosqichdan iborat: cho‘kma oqava suvlarini aktiv il va havo bilan aerotorda ma’lum vaqt oralig‘ida (4-24 soatgacha), o‘zaro tasirlashishini taminlash va bunda tozalanish darajasiga qo‘yilgan talabni hisobga olish va ikkinchidan tozalangan suvni aktiv zarralaridan tindirgichlarda tozalash. Tindirgichlardan katta hajimdagi tozalangan suv ajratilib aktiv il yana aerotelga qaytariladi. SHunday qilib butun jarayon yaxlit uzliksizligi taminlanadi. Aktiv zarachalari, ko‘pincha mualloh aralashmalari zarachalari bo‘lib bakteriyalarning flokillashgan aralashmasi ko‘rinishda bo‘ladi.(“VCHIS”).

Aktiv il tarkibida turli xildagi bakterialar mujasamlashgan bo‘lib undagi 3 ta guruhga mansub bakterialar katta qiziqish uyg‘otadi: Uglerod oksidlovchi va flokkuul hosil qiluvchi, uglerod oksidlovchi ipsimon bakterialar, nitrifikatsialovchi bakterialar. Flokul hosil qiluvchilar faqatgina “BPK” degradatsiyalash uchungina emas balki turg‘un flokullar hosil qilishi natijasida tindirgichlardagi jarayonlarni jadalashtiradi.
Nitrifikatorlar (Nitrosomonas va Nitrobacter ) ammoniy azotini nitrat azotigacha o‘zgartiradi.

NH₃+O₂ Nitrosomonas NO ^-₂; NO ^-₂ + O₂ NitrobactepHO ^-₃ (3)

Aerotor stansiyasini loyihalashda birqancha faktorlar hisobga olish kerak. Bulardan eng muximi – ilning nisbatan organik moddalar ortiqcha yuklamasi

chunki bu jarayon tipi va uni suv inshoatida bo‘lish vaqtini belgilab beradi.
R=VG/(MV) = B/(M )
R-organik modda yuklamasi, kg BPK/(kg “VCHIS” sut); V-BPK, g/l; G-sarf, m³/sut; M-VCHIS, g/l; V- aerotor hajmi, m³; –inshoatda bo‘lish vaqti, sut.
Takrorlash uchun savollar.