Регистрация / Вход
Прислать материал

Новая технология биологической очистки сточных вод химических производств

Сведения об участнике
ФИО
Гончарова (Новоселова) Анастасия Александровна
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет им.Т.Ф.Горбачева"
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Новые материалы. Производственные технологии и процессы
Раздел области наук
Производственные технологии
Тема
Новая технология биологической очистки сточных вод химических производств
Резюме
Проведены экспериментальные исследования процессов очистки сточных вод с использованием иммобилизованных микроорганизмов активного ила. Разработана и собрана лабораторная установка для проведения экспериментальных исследований, которая представляет собой реактор проточного типа, работающий в режиме рециркуляции. В качестве насадки в реакторе использована (солома) с иммобилизованным на ней активным илом очистных сооружений ОАО «Кокс» г. Кемерово. Результаты показали повышение численности микроорганизмов в ходе эксперимента и снижении концентрации фенола, общего аммиака и ХПК в очищаемой воде, что говорит об эффективности очистки воды с использованием данной установки.
Ключевые слова
биологический метод очистки, сточные воды, иммобилизаторы, стимуляция, микроорганизмы, активный ил, растительные остатки.
Цели и задачи
Цель исследований - разработка эффективного и экономически выгодного
биологического способа очистки сточных вод с использованием естественных ассоциаций
микроорганизмов, иммобилизованных на растительных остатках.
Задачи исследований:
Научно-исследовательские:
1. изучение выживаемости микроорганизмов в контакте с загрязняющими
веществами.
2. выбор и апробация наиболее перспективных иммобилизаторов.
3. определение динамики содержания загрязняющих веществ в воде с
иммобилизованными микроорганизмами.
Практические:
4. эффективная очистка сточных вод химических предприятий от органических
загрязнителей, улучшение экологической ситуации;
5. разработка и сборка лабораторной установки для проведения экспериментальных
исследований, которая представляет собой реактор проточного типа.
6. создание экологически безопасной среды обитания населения города и региона.
Введение

Актуальной проблемой современности является загрязнение воды рек и водоемов промышленным стоками химических предприятий. Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды, которые, в основном, проявляются в изменении физических свойств воды, в частности, появление неприятных запахов, привкусов и т.д. Вода становится непригодной для водопользования. Для очистки сточных вод от различных химических загрязнений, часто используют биологическую очистку, которая основана на способности микроорганизмов использовать в качестве питательных веществ и энергии различные химические соединения. 

 

Методы и материалы

Объектом исследования являются микроорганизмы активного ила производственных очистных сооружений. Образцы активного ила были проанализированы микробиологическими методами. Выращивание микроорганизмов проводили на жидких и агаризованных средах. Способность микроорганизмов расщеплять фенольные соединения определяли на элективных средах, где в качестве единственного источника углерода и энергии добавляли 0,1 % фенол. Проводили дробное внесение фенола (по 0,1 г/л) по мере его потребления микроорганизмами. Для культивирования бактерий-деструкторов фенола использовали минеральную среду следующего состава (г/л): Na2HPO3 – 0,73; KH2PO4 – 0,35; NaHCO3 – 0,25; NH4NO3 – 0,75; MnSO4 – 0,002. Определение количества жизнеспособных клеток в 1 мл культуральной среды с фенолом проводили в течении времени экспозиции при 4ºС, 10ºС, 20ºС, 32ºС один раз в сутки. Для этого готовили серию десятикратных разведений аликвоты суспензии до 10 000 кл/мл. Высевали 0,1 мл культуральной жидкости на поверхность агаризованной питательной среды. Подсчитывали количество выросших колоний. Концентрацию фенола в среде определяли спектрофотометрически (СФ-40) при λ = 272 нм. Калибровочную кривую строили для водного раствора фенола. Для определения ХПК использовали метод окисления бихроматом, согласно ПНД Ф 14.1;2.100-97. Определение аммиака общего проводили согласно ПНД Ф 14.1:2.1-95. ХПК исходной воды составило 2667 мг О2

Описание и обсуждение результатов

Разрабатываемая технология основана на использовании живых объектов, присутствующих в естественных, уже сложившихся биоценозах, для очистки сточных вод путем стимуляции их деятельности. Это позволяет вписываться в природные процессы, не нарушая естественные круговороты веществ, как, например, в случае с генномодифицироваными организмами, поведение которых в окружающей среде недостаточно изучено и может представлять опасность. Нами использован прием биостимуляции, основанный на стимулировании роста природных биоценозов микроорганизмов, естественно сложившихся в загрязненных экосистемах и потенциально способных утилизировать загрязнитель путем создания оптимальных условий для интенсификации. В разработанном способе создаются условия для адаптации естественных ассоциаций микроорганизмов-деструкторов для очистки промышленных стоков. Одним из эффективных приемов стимуляции микроорганизмов для очистки сточных вод, является их иммобилизация на различных носителях. В данной работе в качестве иммобилизатора использовали соломенную резку и опилки, которые являются дополнительным полноценным источником питания для микроорганизмов. Указанные растительные биополимеры смягчают экстремальные условия высоких концентраций загрязняющих веществ, позволяет микроорганизмам адаптироваться к токсичным для них концентрациям веществ. Эксперименты проводили со сточной водой и активным илом предприятия ОАО «Кокс».

Результаты экспериментов:

1. Интенсивное развитие иммобилизованных микроорганизмов-деструкторов в процессе очистки сточной воды позволило за сравнительно короткий промежуток времени добиться высокой степени удаления фенола (100% на 3 сутки в опытах с соломой и 98,7 % в опытах с опилками). Показатель ХПК очищенной сточной воды по вариантам эксперимента снижался на 68,0 – 87,5 % от исходной величины.

2. При действии высоких концентраций фенола на ассоциации микроорганизмов, иммобилизованных на растительных субстратах, снижение количества микробных тел не происходит. Микроорганизмы не только выживают, но и размножаются. Сочетание смеси культур на иммобилизаторе, являющимся одновременно питательным субстратом, наиболее благоприятно для выживания микроорганизмов. 3. Проведенные исследования, приближенные к производственным условиям, показали эффективность очистки промышленных стоков от органических веществ с использованием экспериментальной установки и микроорганизмов, иммобилизованных на растительных материалах.

3. Проведенные исследования, приближенные к производственным условиям, показали эффективность очистки промышленных стоков от органических веществ с использованием экспериментальной установки и микроорганизмов, иммобилизованных на растительных материалах.

Исследования поддержаны грантом программы У.М.Н.И.К.-2012 и отмечены медалью Российской Академии Наук. 

Используемые источники
1. Очистка промышленных сточных вод: — Москва, Новый журнал, 2012 г.- 374 с.
2. Димитриева, Г. Ю. Детоксикация фенола микроорганизмами прибрежной зоны
моря / Г. Ю. Димитриева, Н. К. Христофорова // Микробиология. – 1999. – Т. 68. – № 1. –
С. 107-113.
3. Берестовская, Ю. Ю. Деструкция хлорпроизводных фенола: орто-хлорфенола,
пара-хлорфенола и 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты бактериальным сообществом
анаэробного ила // Микробиология. – 2000. – Т. 69. - № 4. – С. 483-487.
4. Зарипов, С. А. Особенности метаболизма 2,4,6-тринитротолуола у различных
групп микроорганизмов / С. А. Зарипов, А. В. Наумов, Е. С. суворова и др. //
Депонированная рукопись № 2524-В2001. – 27 с.
5. Бабошин, М. А. Деградация полициклических ароматических углеводородов
(ПАУ) аэробными бактериями и ее кинетические аспекты / М. А. Бабошин, Л. А.
Головлева // Микробиология. – 2012. – Т. 81. - № 6. – С. 695.


Information about the project
Surname Name
Goncharova (Novoselova) Anastasiya Aleksandrovna
Project title
New technology of biological wastewater treatment chemical production
Summary of the project
Experimental study of wastewater treatment processes using immobilized microorganisms of activated sludge. Designed and assembled a laboratory facility for experimental research, which is a flow-type reactor working in recirculation mode. As a nozzle in the reactor used (straw) with immobilized therein activated sludge treatment plants JSC "Koks", Kemerovo. The results showed an increase in the number of microorganisms during the experiment and the decrease in the concentration of phenol, ammonia and total COD in the purified water, which demonstrates the effectiveness of water purification with the use of this installation.
Keywords
biological treatment, waste-water, immobilization, stimulation, micro-organisms, activated sludge, plant remains