Согласно российским и европейским нормативам сточные воды должны быть очищены от тяжелых металлов перед сбросом их в канализацию или водоем. Наиболее распространенным методом очистки является осаждение тяжелых металлов в виде нерастворимых сульфидов. Известны процессы очистки, в которых «осадительный» реагент - сероводород получают микробиологически, путём анаэробной сульфатредукции. При достаточном наличии сульфатов и органики в сточной воде не требуется дополнительного добавления реагентов. Однако надо отметить, что экономичность микробиологического процесса удаления тяжелых металлов зависит от природы субстрата, а именно, от степени усвояемости источника углерода. Природа субстрата влияет на скорость восстановления сульфата и, следовательно, на выход сероводорода. В настоящее время исследованы такие субстраты как: масляная кислота, лактат, метанол, этанол, водород, ацетат и другие. Альтернативным к названным субстратам является глицерин - относительно недорогой продукт, образующийся в больших количествах при изготовлении мыл и моющих средств, при изготовлении биодизеля из рапсового масла.
Некоторые СВБ (Desulfovibrio baarsii, Desulfovibrio sp., Desulfomicrobium sp., Desulfoto- maculum sp.) способны использовать глицерин в качестве углеводородного субстрата в то время как другие СВБ, такие как Desulfovibrio salexigens и Desulfovibrio carbinolicus, на глицерине не растут.
Целью данной работы является изучение процесса анаэробной деградации глицерина консорциумом СВБ в ферментере периодического действия, исследование влияния различных технологических факторов, таких как концентрация питательных веществ, значение pH и температуры, на процесс деградации глицерина и образования биосульфида.
Исследование анаэробного роста СВБ на глицерине проводилось в девяти сериях опытов Rl - RIX (см. тaбл. 1). C целью определения удельной скорости роста СВБ в зависимости от концентрации глицерина CGl и температуры, в каждой серии опытов засевались до 9 ферментеров. Каждая серия опытов отличались друг от друга условиями ферментации: температурой, степенью разбавления и начальной концентрацией сероводорода. Состав базовой питательной среды UniDe4 для анаэробного культивирования и хранения консорциума включал в [г/л]: KH2PO4 - 0,5; NH4Cl - 1,0; CaCl2 2H2O - 0,1; MgSO4 7H2O - 0,1; Na2SO4 - 3,2. Содержание глицерина варьировали в пределах от 0,25 мл/л до 4,0 мл/л. Для подготовки питательной среды UniDe4 использовался глицерин фармацевтического качества (99,5%). Питательная среда UniDe4 готовилась на водопроводной воде без добавления микроэлементов.
Установлено, что удельная скорость роста СВБ имеет в зависимости от концентрации глицерина выраженный максимум. Это связано с тем, что, начиная с концентрации глицерина 1,5 мл/л, происходит сдвиг значения рН из оптимальной области роста в область ингибирования за счёт образования органических кислот. При повышении температуры расширяется оптимальный диапазон концентраций глицерина соответствующий максимальной удельной скорости роста СВБ. Начальная концентрация глицерина более 3 мл/л приводит в ферментационных системах закрытого типа без принятия специальных мер к полной остановке ферментации.
Степень разбавления накопительной культуры Vimp/VwM не должна превышать 1:9, в противном случае, процесс роста СВБ становится нестабильным. Ингибирование роста СВБ за счёт недиссо- циированного сероводорода начинается с 70 мг/л.
Повышение температуры культивирования СВБ от 20°C на 8°C ведет к удвоению скорости роста биомассы. Энергия активизации при этом составляет Ea = 94,655 kJ/mol.
Максимальная удельная скорость роста СВБ находиться в диапазоне от 0,4 до 1,2 молярного соотношения CGl/CSO4.
В исследуемой системе не обнаружен метан, что свидетельствует о том, что СВБ в заданной системе выигрывают у метаногенных бактерий конкуренцию за источники углерода и энергии.Библиографическая ссылка
Хусаинов М.А., Хлебникова И.В., Динкель В.Г., Топоркова А.В., Хлебникова Т.Д. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЛИЦЕРИНА В КАЧЕСТВЕ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕГО СУБСТРАТА ПРИ БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОКОВ С ПОМОЩЬЮ СУЛЬФАТВОССТАНАВЛИВАЮЩИХ БАКТЕРИЙ // Современные наукоемкие технологии. – 2009. – № 6. – С. 12-13;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=26454 (дата обращения: 16.04.2024).