Биоразложение оксианионов, таких как перхлорат, на ионнообменных смолах - RU2005141763A

Реферат

1. Способ снижения содержания перхлората в насыщенной перхлоратом ионообменной смоле, включающий стадии:

a. получения насыщенной перхлоратом ионообменной смолы, и

b. непосредственного контактирования насыщенной перхлоратом ионообменной смолы с жидким продуктом разрушающего перхлорат микроорганизма, приводящего к превращению содержащегося в смоле перхлората в неперхлоратные продукты реакции и образованию обработанной ионообменной смолы с пониженным содержанием перхлората по сравнению с насыщенной перхлоратом ионообменной смолой.

2. Способ по п.1, в котором жидкий продукт разрушающего перхлорат микроорганизма является жидкой суспензией, содержащей культивированные разрушающие перхлорат микроорганизмы.

3. Способ по п.1, в котором жидкий продукт разрушающего перхлорат микроорганизма является надосадочной жидкостью культур разрушающего перхлорат микроорганизма.

4. Способ по п.1, в котором неперхлоратные продукты реакции содержат кислород и, по крайней мере, один член из группы, состоящей из хлорида, хлорита, гипохлорита и хлората.

5. Способ по п.1, дополнительно включающий стадию:

c. регенерации обработанной ионообменной смолы.

6. Способ по п.5, представляющий собой способ безопасного удаления насыщенной перхлоратом ионообменной смолы, дополнительно включающий стадию:

d. удаления регенерированной обработанной смолы.

7. Способ по п.5, представляющий собой способ регенерации насыщенной перхлоратом ионообменной смолы дополнительно включающий стадию:

e. рецеклирования регенерированной обработанной ионообменной смолы в зону водообработки.

8. Способ по пп.1, 6 или 7, в котором контактирование на стадии b проводят в анаэробных условиях.

9. Способ по п.8, в котором разрушающий перхлорат микроорганизм выбирают из группы, состоящей из смешанной культуры, обнаруженной в анаэробных осадках, городских сточных вод смешанной культуры, обнаруженной в активном иле, Vibrio dechloroticans Cuznesove, штамм GR-1, Wohanella succinogenes, Ideonella dechloratoms, и Xcinebacter thermotoleranticus.

10. Способ по п.5, в котором регенерация на стадии c включает промывку обработанной ионообменной смолы.

11. Способ по п.5, в котором регенерация на стадии c включает стерилизацию обработанной ионообменной смолы.

12. Способ по п.1, в котором условия на стадии b включают присутствие добавленного субстрата для разрушающего перхлорат микроорганизма.

13. Способ по п.12, в котором добавленный субстрат выбирают из низшего спирта, сахара или использованного активного ила.

14. Способ удаления перхлоратного загрязнения из содержащей перхлорат сырьевой воды, включающий

a. контактирование сырьевой воды, содержащей перхлорат, с анионообменной смолой, обладающей сродством к перхлорату, удаляя в результате перхлорат из сырьевой воды, и получая продукт воды с пониженным содержанием перхлората и насыщенную перхлоратом ионообменную смолу,

b. отделение продукта воды с пониженным содержанием перхлората от насыщенной перхлоратом ионообменной смолы, и

c. непосредственное контактирование насыщенной перхлоратом ионообменной смолы с жидким продуктом разрушающего перхлорат микроорганизма, превращая в результате содержащийся в смоле перхлорат в неперхлоратные продукты реакции, и получая обработанную ионообменную смолу с пониженным содержанием перхлората по сравнению с насыщенной перхлоратом ионообменной смолы.

15. Способ по п.14, в котором жидкий продукт разрушающего перхлорат микроорганизма является жидкой суспензией, содержащей культивированные разрушающие перхлорат микроорганизмы.

16. Способ по п.14, в котором жидкий продукт разрушающего перхлорат микроорганизма является надосадочной жидкостью культуры, разрушающего перхлорат микроорганизма.

17. Способ по п.14, в котором неперхлоратные продукты реакции содержат кислород и, по крайней мере, один член из группы, состоящей из хлорида, хлорита и гипохлорита.

18. Способ по п.14, дополнительно включающий стадию:

d. регенерации обработанной ионообменной смолы.

19. Способ по п.18, дополнительно включающий стадию:

e. удаления регенерированной обработанной смолы.

20. Способ по п.18, дополнительно включающий стадию:

f. рециклирования регерерированной обработанной ионообменной смолы на стадию a для контактирования с сырьевой водой, содержащей перхлорат.

21. Способ по п.20, в котором извлечение на стадии d включает промывку обработанной ионообменной смолы.

22. Способ по п.20, в котором регенерация на стадии d включает стерилизацию обработанной ионообменной смолы.

23. Способ по п.14, в котором условия на стадии c включают присутствие питательного вещества для разрушающего перхлорат микроорганизма.

24. Способ по п.23, в котором питательное вещество выбирается из низшего спирта, сахара и источников углерода.

25. Способ удаления перхлоратного загрязнения из сырьевой воды, содержащей перхлорат и, по крайней мере, один член из ряда, включающего нитрат и сульфат, включающий

a. контактирование сырьевой воды с первой анионообменной смолой, обладающей сродством к перхлорату, нитрату и сульфату, удаляя в результате перхлорат, нитрат и сульфат из сырьевой воды, и получая продукт воды с пониженным содержанием перхлората, нитрата и сульфата, и первую ионообменную смолу, насыщенную перхлоратом, нитратом и сульфатом,

b. отделение продукта воды с пониженным содержанием перхлората, нитрата и сульфата от первой ионообменной смолы, насыщенной перхлоратом, нитратом и сульфатом,

c. контактирование первой ионообменной смолы, насыщенной перхлоратом, нитратом и сульфатом, с рассолом, удаляя в результате ионы перхлората, нитрата и сульфата из смолы в рассол, с получением отработанного рассола, содержащего перхлорат, нитрат и сульфат, и вводением хлорид-ионов в первую ионообменную смолу с получением первой регенерированной смолы,

d. отделение отработанного рассола, загрязненного перхлоратом, нитратом и сульфатом, от регенерированной первой смолы,

e. контактирование отделенного отработанного рассола со второй анионообменной смолой, обладающей сродством к перхлорату, с удалением в результате перхлората из отработанного рассола, и получением отработанного рассола с пониженным содержанием перхлората, и вторую ионообменную смолу, насыщенную перхлоратом, и

f. непосредственное контактирование второй анионообменной смолы, насыщенной перхлоратом, с жидким продуктом, разрушающего перхлорат микроорганизма, превращая таким образом содержащийся в смоле перхлорат в неперхлоратные продукты реакции, и получая обработанную ионообменную смолу с пониженным содержанием перхлората по сравнению с насыщенной перхлоратом ионообменной смолой.

26. Способ по п.25, в котором жидкий продукт, разрушающего перхлорат микроорганизма, является жидкой суспензией, содержащей культивированные микроорганизмы, разрушающие перхлорат.

27. Способ по п.25, в котором жидкий продукт, разрушающего перхлорат микроорганизма, является надосадочной жидкостью культуры, разрушающего перхлорат микроорганизма.

28. Способ по п.25, в котором неперхлоратные продукты реакции содержат кислород и, по крайней мере, один член из группы, состоящей из хлорида, хлорита и гипохлорита.

29. Способ по п.25, дополнительно включающий стадию:

g. сброса обработанного отработанного рассола.

30. Способ по п.25, дополнительно включающий стадию:

h. рециклирования регенерированной обработанной первой ионообменной смолы на стадию a для контактирования с сырьевой водой, содержащей перхлорат.

31. Система для снижения содержания перхлората в насыщенной перхлоратом анионообменной смоле, включающая первую реакционную зону, включающую жидкий продукт разрушающего перхлорат микроорганизма, содержащий растущий штамм разрушающего перхлорат микроорганизма, водную среду, питательное вещество для штамма микроорганизма, вторую реакционную зону, включающую насыщенную перхлоратом анионообменную смолу, средство для извлечения жидкого продукта разрушающего перхлорат микроорганизма из культуры в первой реакционной зоне, средство для введения извлеченного жидкого продукта разрушающего перхлорат микроорганизма во вторую реакционную зону, и контактирования указанного жидкого продукта с насыщенной перхлоратом анионообменной смолой, причем в указанной второй реакционной зоне создаются условия, при которых жидкий продукт разрушающего перхлорат микроорганизма взаимодействует с перхлоратом, содержащимся в насыщенной перхлоратом анионообменной смоле, превращая перхлорат в неперхлоратные продукты реакции, получая в результате анионообменную смолу с пониженным содержанием перхлората, и средство для извлечения анионообменной смолы с пониженным содержанием перхлората из второй реакционной зоны.

32. Система для снижения содержания перхлората в воде, загрязненной перхлоратом, включающая первую реакционную зону, включающую жидкий продукт разрушающего перхлорат микроорганизма, содержащий штамм разрушающего перхлорат микроорганизма, вводный субстрат, и питательное вещество для бактериального штамма, средство для извлечения жидкого продукта, разрушающего перхлорат микроорганизма, из первой реакционной зоны, вторую реакционную зону, включающую анионообменную смолу, обладающую сродством к перхлорату, присутствующему в загрязненной перхлоратом воде, средство для приведения указанной загрязненной перхлоратом воды в указанной второй реакционной зоне в контакт с анионообменной смолой при условиях, позволяющих смоле удалять перхлорат из воды, загрязненной перхлоратом, образуя в результате продукт воды пониженным содержанием перхлората и насыщенную перхлоратом ионообменную смолу, средство для отделения полученного продукта воды пониженным содержанием перхлората от насыщенной перхлоратом ионообменной смолы, средство для контактирования насыщенной перхлоратом анионообменной смолы, полученной во второй реакционной зоне, с жидким продуктом разрушающего перхлорат микроорганизма, извлеченного из первой реакционной зоны, где жидкий продукт разрушающего перхлорат микроорганизма реагирует с перхлоратом, присутствующим в насыщенной перхлоратом анионообменной смоле, превращая перхлорат в, по крайней мере, один член из ряда, включающего хлорид, гипохлорит и хлорит, получая таким образом анионообменную смолу с пониженным содержанием перхлората, и средство для регенерации анионообменной смолы с пониженным содержанием перхлората.

33. Система для снижения содержания перхлората в загрязненной перхлоратом воде, которая дополнительно содержит, по крайней мере, один член из ряда, включающего сульфат и нитрат, включающая первую реакционную зону, содержащую культуру жидкого продукта, разрушающего перхлорат микроорганизма, содержащую штамм разрушающего перхлорат микроорганизма, водный субстрат, питательное вещество для бактериального штамма, средство для извлечения жидкого продукта разрушающего перхлорат микроорганизма из первой реакционной зоны, вторую реакционную зону, содержащую первую анионообменную смолу, обладающую сродством к перхлорату, нитрату и сульфату, присутствующих в подаваемой загрязненной перхлоратом воде, средство для приведения указанной воды, загрязненной перхлоратом, в указанной второй реакционной зоне в контакт с первой анионообменной смолой, удаляющей перхлорат и любой нитрат и сульфат из загрязненной перхлоратом воды, получая таким образом продукт воды с пониженным содержанием перхлората, нитрата и сульфата, и насыщенную перхлоратом, нитратом и сульфатом ионообменную смолу, средство для отделения продукта воды с пониженным содержанием перхлората, сульфата и нитрата от насыщенной перхлоратом, нитратом и сульфатом первой ионообменной смолы, средство для контактирования насыщенной перхлоратом первой анионообменной смолы, полученной во второй реакционной зоне, с солевым рассолом, вытесняя в результате сульфат, нитрат и перхлорат из насыщенной первой ионообменной смолы и получая отработанный рассол содержащий сульфат, нитрат и перхлорат, и регенерированную первую смолу с пониженным содержанием сульфата, нитрата и перхлората, и средство для отделения рассола, содержащего сульфат, нитрат и перхлорат, от регенерированной первой смолы, третью реакционную зону, содержащую вторую анионообменную смолу, обладающую более высоким сродством к перхлорату, чем к нитрату и сульфату, средство для приведения отработанного рассола, содержащего сульфат, нитрат и перхлорат, в указанной третьей реакционной зоне в контакт со второй анионообменной смолой, удаляя в результате главным образом перхлорат из загрязненного перхлоратом отработанного рассола и получая отработанный рассол с пониженным содержанием перхлората, и содержащую перхлорат вторую ионообменную смолу, средство для контактирования содержащей перхлорат второй ионообменной смолы, образовавшейся в третьей реакционной зоне, с жидким продуктом разрушающего перхлорат микроорганизма, извлеченного из первой реакционной зоны, путем взаимодействия с перхлоратом, содержащимся в насыщенной перхлоратом второй ионообменной смоле, превращая перхлорат, по крайней мере, в один член из ряда, включающего хлорид, гипохлорит и хлорит, получая в результате вторую ионообменную смолу с пониженным содержанием перхлората, и средство для регенерации второй анионообменной смолы с пониженным содержанием перхлората.

34. Ионообменная смола для удаления перхлоратного загрязнения из загрязненной перхлоратом воды, содержащая твердую, в виде частиц, пористую полимерную структуру, имеющую поверхность с множеством насыщенных хлоридом анионообменных фрагментов, реагирующих с указанным перхлоратным загрязнением, причем указанная, в виде частиц, пористая структура имеет адсорбированную на ее поверхности пленку разрушающих перхлорат микроорганизмов.