Ви є тут

Розробка біотехнології очистки стічних вод харчових виробництв із застосуванням сполук заліза

Автор: 
Красінько Вікторія Олегівна
Тип роботи: 
Дис. канд. наук
Рік: 
2004
Артикул:
0404U001124
129 грн
Додати в кошик

Вміст

РОЗДІЛ 2
Матеріали та методи досліджень
2.1. Об'єкти дослiджень
Дослiдження впливу додавання залiза на процес анаеробного очищення стiчних вод проводили при використанні модельних стiчних вод, наближених за складом до стокiв м'ясокомбінатiв ?43, 73?, якi мiстили, г/л: пептон - 3,0; крохмаль - 20,0 ; KH2PO4 - 1,0; K2HPO4 - 1,0; CaCO3 - 0,3; NH4Cl - 1,0; вода водопровідна - до 1 л (контроль). Для пiдвищення якостi проведення процесу очищення в стiчні води вносили тривалентне залiзо у виглядi хлориду чи гідроксиду в молярному спiввiдношеннi N:Fe = 1:1.
Вивчення впливу присутностi залiза (III) на процес анаеробного очищення висококонцентрованих стiчних вод проводили при анаеробнiй обробцi води, яка мiстила пiдвищену кiлькість бiлкового компоненту - пептону - 19 г/л.
Вивчення впливу внесення залiза (III) на процес анаеробного очищення стiчних вод, що характеризуються високим вмiстом сульфатiв, проводили при анаеробнiй обробцi модельної води з внесенням 2,5 г/л сульфату амонiю.
Вивчення впливу присутностi залiза (III) на процес метаногенезу при очищенні стiчних вод з високим вмiстом жирiв та жирних кислот проводили при анаеробнiй обробцi води, до складу якої вводили соняшникову олiю в кiлькостi 36 г/л.
При вивченнi бiологiчної природи впливу солей тривалентного залiза на метанове бродіння жировмісних стічних вод єдиним джерелом вуглецю в середовищi була олеїнова кислота в контролi та олеат залiза(III) в дослiдi. Їх вносили до середовища у виглядi емульсiї в концентрацiї 12,5 г/л. Вихiдними реагентами для отримання олеату залiза були олеїнова кислота i гiдрокарбонат залiза, який в свою чергу отримували в результатi реакцiї обмiну мiж сульфатом залiза i гiдрокарбонатом натрiю.
При дослідженні процесу аеробного очищення стічних вод використовували рідинну частину модельних стічних вод м'ясокомбінатів, що пройшли попередньо стадію термофільного анаеробного мікробіологічного очищення (метанове бродіння).
При очищеннi стiчних вод активний мул прискорює процес природної мiнералiзацiї компонентів стічних вод. У всiх варiантах експериментiв активний мул, відібраний з комунальних очисних споруд с. Бортничі (Київська обл.), вносили у кiлькостi 30% до об'єму метантенка ?43?. Мул являв собою полiдисперсну систему, що мала вигляд чорно-коричневих пластівців, якi швидко осаджувались. Пластівці мулу мали рiзноманiтну форму та розмiр вiд 3 до 150 мкм.

2.2. Апаратура та обладнання
Анаеробне очищення модельних стічних вод проводили в лабораторних метантенках об'ємом 2 л, що термостатувались при температурі (55?1)oC (рис. 2.1). В процесі метаногенезу утворений в анаеробному біореакторі (1) біогаз потрапляв у газгольдер (2), з якого витискував воду, що надходила до мірної склянки (3). Об'єм води, що витиснулась, був відповідний об'єму утвореного біогазу. Значення pH стоків, що зброджувались, підтримували на рівні 6,5 - 7,5 та контролювали за допомогою лабораторного pH-метра ЭВ-74.
Стічну воду після анаеробної обробки відділяли від твердої фази методом декантації або центрифугування та передавали на аеробну стадію.
Рис. 2.1 Схема лабораторної установки для дослідження метанового бродіння:
1 - анаеробний біореактор; 2 - газгольдер; 3 - мірна склянка.
Аеробне доочищення стічних вод здійснювали в лабораторних аеротенках об'ємом 1 або 4 л (рис. 2.2) при температурі 18-20°С або 30°С. Аерацію, інтенсивність якої становила 0,1 л повітря/л?хв., та одночасне перемішування середовища проводили за допомогою мікрокомпресорів. Значення pH підтримували на рівні 6,5 - 7,5. Модельна стічна вода займала 50% від робочого об'єму аеротенка. У контрольний та дослідний варіанти вносили інокулят залізобактерій в кількості 20% від об'єму аеротенка. Інші 30% об'єму заповнювали водопровідною водою.
Контрольним варіантом в експерименті по вивченню процесу аеробного очищення стічних вод була обробка стічних вод, що не містили заліза. В дослідному варіанті використовували стічні води, в які на стадії анаеробної обробки додавали солі тривалентного заліза в кількості 3,1 г Fe3+/л.
Рис. 2.2 Фото лабораторної установки для дослідження аеробного очищення стічних вод
2.3. Мікробіологічні методи досліджень
Об'єктами досліджень були метаногенні та сульфатовідновлювальні бактерії, а також нітрифікуючі, амоній- та залізоокислювальні бактерії.
Зразки для сканувальної електронної мікроскопії фіксували глутаральдегідом (2,5% в 0,1 М фосфатному буфері, рН 7,2), обробляли OsO4 (1% в 0,1 М фосфатному буфері), дегідратували послідовною обробкою клітин 30, 50, 70 і 100%-ним розчином етанолу, напилювали золотом та досліджували на JSM - 35CF мікроскопі (Japan).
2.3.1. Визначення концентрації метаноутворювальних бактерій. Наявнiсть метаноутворювальних бактерiй визначали за їх здатністю до флуоресценції. Здатність метаногенних бактерiй світитися у променях ультрафiолетового свiтла зумовлена присутнiстю флуоресцентних факторiв: F420, який є переносником електронiв та F430 - коферменту метілкоензим-М-редуктази. Визначення кiлькостi метаногенiв проводили за допомогою флуоресцентного мiкроскопу ЛОМО.
Зразки для мiкроскопiювання вiдбирали один раз на двi доби, фiксували додаванням 4%-го розчину формалiну (1:1) та зберiгали при температурi to = +5oC. Перед виконанням мiкробiологiчних дослiджень проби автоматичним дозатором наносили в об'ємi 0,1 мл на дiлянку знежиреного предметного скла площею 1 см2. Облiк клiтин метаногенних бактерiй, що здатні до флуоресценції, проводили в п'яти полях зору [30, 98].
2.3.2. Визначення концентрації сульфатовідновлювальних бактерій. Концентрацiю сульфатовідновлювальних бактерiй визначали методом граничних розведень при глибинному висiвi проб на модифiковане середовище Постгейта "В" [30], яке мiстило, г/л: NaCl - 1,0; KH2PO4- 0,5; NH4Cl - 1,0; CaSO4?2H2O - 1,0; MgSO4?7 H2O - 2,0; аскорбiнов