Дипломная работа на тему: Исследовательская часть. Подбор носителя, культуры микроорганизмов и метода иммобилизации

Введение

Обезвреживание разнообразных органических отходов, жидких стоков производственных предприятий все чаще проводится с помощью микробиологических методов. Наиболее широко применяются микроорганизмы - деструкторы, которые используют кислород воздуха для окисления различных органических соединений. Такие аэробные методы очистки реализуются, в основном, в аэротенках, главные недостатки которых - необходимость перемещения биомассы (активного ила) и удаления избыточных ее количеств. Чтобы избежать этих недостатков и реализовать проточный принцип очистки, применяют иммобилизацию микроорганизмов на различных носителях.

Целью работы был подбор методов и расчет аппарата для очитки сточных вод от фенола и нефтепродуктов. Фенол и его производные (особенно галоген-производные, диоксины) являются крайне токсичными соединениями. Их ПДК составляют тысячные доли миллиграмма на литр. В то же время масштабы выбросов фенола и его производных говорят о необходимости разработки эффективного метода их утилизации. Основными поставщиками фенола в окружающую среду являются ЦБК, предприятия - производители кабельно - проводниковой продукции, фенол- формальдегидных смол, фанеры, пластика. Микроорганизмы-деструкторы были выделены из активного ила очистных сооружений города Перми. Выделение и культивирование бактерий производили на среде Е при 37°С с содержанием фенола 0,1 мг/л.

Поскольку фенол является трудноокисляемым соединением, был предложен биосорбционный метод очистки, позволяющий снизить токсическое действие фенола на микроорганизмы и повысить скорость разложения нефтепродуктов.

Отработаны методы выделения и культивирования микроорганизмов-деструкторов фенола и нефтепродуктов. Иммобилизацию производили сорбционным методом без использования модифицирующих реагентов. Полученный иммобилизованный сорбент обладает повышенной окислительной активностью по сравнению со свободно растущими клетками.

В качестве носителя для иммобилизации был предложен березовый активированный уголь марки БАУ-4, так как он обладает высокой сорбционной емкостью, как по нефтепродуктам, так и по клеткам микроорганизмов. Поскольку размеры частиц активированного угля не превышают 5 мм, для реализации процесса был предложен аппарат с псевдоожиженным слоем.

В результате экспериментов были определены удельные скорости окисления загрязняющих веществ, и они составили 0,2 и 5 г/кг*сут для фенола и нефтепродуктов соответственно. При этом скорость окисления фенола иммобилизованными клетками превосходит аналогичный показатель для активного ила примерно в 1,5 раза.

С использованием полученных кинетических характеристик биосорбента был спроектирован аппарат для очистки производственных сточных вод объемом 15 м3 и производительностью 7000 м3/сут.

Установка для очистки сточных вод состоит из двух колонных аппаратов и циркуляционного насоса. Колонные аппараты разделены на две зоны: аэрационную и биосорбционную, расположенных коаксиально. В аэрационной зоне происходит насыщение подаваемых сточных вод кислородом, а в биосорбционной зоне - очистка вод от загрязнителей в псевдоожиженном слое биосорбента. Циркуляционный насос обеспечивает стабильность кипящего слоя при колебаниях расхода сточных вод, а так же их разбавление.

Данная установка позволяет эффективно удалять из сточных вод фенол и нефтепродукты и может быть использована как для очистки производственных сточных вод, так и в системах оборотного водоснабжения.

Оглавление

- 1. Введение

- Исследовательская часть

- Подбор носителя, культуры микроорганизмов и метода иммобилизации

- Методы иммобилизации клеток микроорганизмов

- Адсорбционная иммобилизация микроорганизмов

- Виды адсорбентов

- Приемы адсорбционной иммобилизации клеток микроорганизмов

- Выделение и культивирование микроорганизмов

- Иммобилизация микроорганизмов

- Разработка лабораторной установки

- Отработка режимов иммобилизации и очистки

- Разработка технологической схемы очистки

- Расчет материальных потоков

- Разработка и расчет промышленного аппарата

- Технологический расчет

- Механические расчеты

- Расчет и подбор вспомогательного оборудования

- Технико-экономические расчеты

- Технологическая схема производства

- Расчет производственной мощности

- Расчет капитальных затрат

- Расчет годовых эксплуатационных затрат

- Проектная калькуляция себестоимости очистки

- Расчет ежегодной экономии на платежах предприятия при снижении выбросов вредных веществ в сточные воды

- Расчет основных технико-экономических показателей

- Безопасность жизнедеятельности

- Анализ опасных и вредных производственных факторов

- Классификация производства

- Мероприятия по безопасному выполнению работ

- Общие мероприятия

- Порядок допуска к выполнению работ

- Организация контроля за состоянием охраны труда

- Применение средств индивидуальной защиты работников

- Расчет заземляющего устройства электропривода насоса