Закономерности роста биопленки и адсорбции двухкомпонентного субстрата в биосорбционном процессе очистки сточных вод

• Автор: Ипполитов, Константин Геннадьевич
• Шифр специальности: 03.00.23, 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 137 с. : ил

Оглавление
Введение
Глава 1. Литературный обзор
1.1. Адсорбционный метод очистки сточных вод

1.1.1. Общие сведения

1.1.2. Основные закономерности адсорбции из бинарных
РАСТВОРОВ
1.2. Адсорбция и биологическое окисление фенола в растворах
1.2.1. Физико-химические свойства фенола. Особенности
адсорбции фенола на активном угле
1.2.2. Особенности процесса биологической деструкции фенола
1.3. Адсорбция и биологическое окисление синтетических 18 поверхностно-активных веществ в растворах
1.3.1. Свойства, классификация и коллоидно-химические
СВОЙСТВА водных растворов синтетических поверхностноактивных веществ (ПАВ)
1.3.2. Особенности процесса адсорбции синтетических ПАВ на 22 активированном угле
1.3.3. Биологическая деструкция синтетических ПАВ
1.4. Биосорбционный метод - УСПЕШНОЕ СОЧЕТАНИЕ
БИОЛОГИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ И ФИЗИЧЕСКОЙ АДСОРБЦИИ в процессе извлечения загрязнений из СТОЧНОЙ воды
1.4.1. Рост БИОПЛЕНКИ НА ТВЕРДОМ НОСИТЕЛЕ
Постановка задачи исследования
Глава 2. Исследование кш нлики адсорбции и десорбции фенола и 46 полиэтиленоксида (ПЭО) на активированном угле

2.1. Методика получения и анализ кинетических зависимостей.
Построение изотерм адсорбции фенола, ПЭО
2.2. Кинетика адсорбции и десорбции фенола
2.3. Кинетика адсорбции и десорбции ПЭО
2.4. Кинетика адсорбции фенола в смеси с ПЭО
Глава 3. Исследование закономерностей развития биопленки и 71 особенностей образования внеклеточных полимерных веществ ШТАММОМ ЯрИ'ищотопая хр. Ы
3.1. Условия инокулирования и дальнейшего культивирования 72 штамма ЗрЫщотопаБ эр. Ы
3.2. Описание лабораторной установки
3.3. Описание устройства и принципов работы системного 75 комплекса конфокального лазерного сканирующего электронного микроскопа (СГУМ)
3.3.1. Методика получения серий изображений биопленки
3.3.2. Методика получения изображений внеклеточных 79 полимерных веществ в составе биопленки

3.3.3. Обработка полученных изображений

3.4. Закономерности развития биопленки и влияние скорости потока на ее рост в проточном канале
3.4.1. Инициирование роста биопленки
3.4.2. Обработка полученных результатов

3.4.3. Результаты анализа изображений при различных скоростях потока жидкости в проточном канале
3.4.4. Закономерности образования внеклеточных полимерных
ВЕЩЕСТВ
3.4.5. Выводы
3.5. Математическое моделирование роста биопленки в
проточном канале
Глава 4. Исследование динамики удаления фенола и
ПОЛИЭТИЛЕНОКСИДА ИЗ МОДЕЛЬНОГО БИНАРНОГО РАСТВОРА В
БИОСОРБЦИОННОМ РЕАКТОРЕ ЭРЛИФТНОГО ГИЛА
4.1. Описание экспериментальной установки и методики 110 ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.2. Динамика удаления смеси фенола и ПЭО из модельного 115 раствора
4.3. Оценка состояния активного угля в биосорбере
Выводы
Список использованной литературы

Таким образом, далее в /94/ был сделан справедливый вывод о том, что для эффективного применения методов регенерации необходимо и целесообразно использовать в биосорбционных установках адсорбенты с преимущественно мезопористой структурой, а процесс биорегенерации (в варианте последовательного процесса) следует проводить через достаточно короткие промежутки времени, не допуская транспорта значительного количества молекул в микропоры. Поскольку скорость диффузии в пространстве микропор существенно меньше, чем в мезопорах, то адсорбционное равновесие на поверхности мезопор устанавливается быстрее /94/.
В работе /95/ справедливо выделено три основных варианта применения биосорбционной очистки, напрямую связанные с вопросом целесообразности и конечного результата проведения процесса очистки: очистка воды от
органических соединений, легко подвергающихся биологической окислительной деструкции и достаточно хорошо адсорбирующихся активным углем; очистка воды от легко окисляющихся биологически, но не адсорбирующихся из водных растворов веществ, и очистка сточных вод от хорошо адсорбирующихся, но устойчивых к биохимической деструкции загрязнений.
В случае с ПАВ мы имеем дело с серьезной проблемой - биологически резистентные ПАВ, требующие для их удаления длительного контакта с микроорганизмами-деструкторами, могут эффективно удаляться в биосорбере только в начальный период времени, до наступления адсорбционного равновесия. В дальнейшем же необходимо проведение длительного периодического процесса, т.к. реализация механизма удаления ПАВ, предполагающего участие внеклеточных ферментов, и протекающего в соответствии с гипотезой о принципиальном изменении конфигурации и свойств адсорбированных молекул ПАВ под действием адсорбционных сил, требует значительных ресурсов времени и затруднительна ввиду невысокой величины удельной адсорбции ПАВ.
В /69/ отмечается, что в пористой структуре угля во время диффузии биорезистентного субстрата под воздействием экзоферментов, иммобилизованных там же, происходит его ферментативная трансформация в