Изучение возможности снижения уровня техногенного воздействия при выполнении процесса обезжиривания меховой овчины

• Автор: Шалбуев, Дмитрий Валерьевич
• Шифр специальности: 11.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Улан-Удэ
• Количество страниц: 165 с.

РЕФЕРАТ
Диссертация 165 с., 38 рис., 52 табл., 133 источника, 1 прил.
СТОЧНАЯ ВОДА, ОБЕЗЖИРИВАНИЕ, СИНТЕТИЧЕСКИЕ ПОВЕРХНОСТНОАКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА (СПАВ), МИКРООРГАНИЗМЫ, АДАПТАЦИЯ, КОНТАМИНАНТЫ, ХИМИЧЕСКОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ КИСЛОРОДА (ХПК), КОНЦЕНТРАЦИЯ СПАВ, ДЕСТРУКЦИЯ, МОРФОЛОГО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И КУЛЬТУРАЛЬНЫЕ ПРИЗНАКИ.
Объектом исследования являлись синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) разной химической природы и микроорганизмы, выделенные из сточных вод после процесса эмульсионного обезжиривания меховой овчины.
Цель работы - выделить и изучить возможность использования микробных продуцентов со специфическими свойствами в процессе обезжиривания; разработать условия получения стартовой культуры и новые обезжиривающие составы, на основе СПАВ и выделенных микроорганизмов.
В результате исследования разработана ресурсосберегающая, экологически безопасная технология основанная на использовании микроорганизмов с липолитическими свойствами, способных биодеструктировать как жировые вещества (шерстный жир) в присутствии СПАВ, так и сами СПАВ.
Выделены и изучены микроорганизмы способные вовлекать в конструктивный и энергетический обмен как жировые вещества в присутствии СПАВ, так и сам СПАВ.
Предложен новый прокариотический организм со специфическими свойствами и разработаны условия его культивирования.
Разработаны новые обезжиривающие составы, позволяющие сохранить качество обезжиривания меховой овчины, при снижении уровня техногенного воздействия на окружающую среду.
Эффективность предложенного совмещенного метода обезжиривания определяется его минимальным уровнем техногенного воздействия на окружающую среду, при сохранении качества готовой продукции.
Степень внедрения - апробация разработанной технологии была проведена в производственных условиях учебного научно-производственного комплекса (УНГЖ) «ЭКОМ» ВСГТУ.
Содержание
Введение
Глава 1. Современные методы проведения процесса обезжиривания
1.1. Химическая природа животных жиров
1.2. Характеристика основных методов обезжиривания
1.3. Микроорганизмы-деструкторы поверхностно-активных веществ
Глава 2. Организация экспериментов и методы исследования
2.1. Объекты исследования и методика проведения эксперимента
2.2. Методы исследования
Глава 3. Экспериментальная часть
3.1. Изучение коллоидно-химических свойств СПАВ
3.1.1. Определение типа СПАВ
3.1.2. Изучение коллоидно-химических свойств СПАВ
3.1.3. Изучение обезжиривающей способности СПАВ
3.1.4. Изучение влияния типа СПАВ на качество сточных вод после процесса 61 обезжиривания
3.2. Изучение влияния типа СПАВ на количественный и качественный состав
микробиоценоза обезжиривающей ванны
3.2.1. Изучение влияния типа СПАВ на рост и развитие микроорганизмов
3.2.1.1. Изучение морфолого-физиологических и культуральных признаков 82 выделенных микроорганизмов
3.2.2. Выделение микроорганизмов с липолитическими свойствами
3.2.2.1. Изучение влияния типа СПАВ на активность микроорганизмов культуры
3.2.3. Выделение микроорганизмов-деструкторов СПАВ
3.2.3.1. Изучение способности выделенных микроорганизмов утилизировать 125 различные типы СПАВ
3.3. Оптимизация параметров получения стартовой культуры
Глава 4. Технико-экономическое обоснование
4.1. Расчет расхода химических материалов
4.2. Расчет платы за сброс сточных вод в городские канализационные сети
Выводы
Список использованных источников
Приложение
Введение

Актуальность работы. В последнее время, в связи с работами, направленными на интенсификацию технологических процессов, в окружающую среду, и прежде всего в нативные водные объекты, стали поступать различные синтетические химические соединения. Особенностью данных ингредиентов являлось то, что до начала антропогенного воздействия большинство ксенобиотиков поступающих в окружающую среду, в ней отсутствовали. Соответственно, в природных экосистемах не было организмов специализирующихся на данных контаминантах, так как для большинства прокариотов они не могли служить источником питания и энергии, ввиду их сложной химической структуры и токсичности. Все это явилось причиной медленного их разрушения, накопления и аккумулирования в трофических цепях, вызывая нарушения как на физиологическом, так и на генетическом уровнях.
Исключением не являются и предприятия меховой промышленности, которые в последнее десятилетия стали широко применять различные вещества, позволяющие значительно сократить продолжительность технологических процессов, но однако, не учитывая их отрицательного воздействия на сложившиеся экосистемы.
Согласно комплексной системе стандартов, озаглавленной «Нормы допустимых воздействий на экологическую систему озера Байкал», загрязняющие вещества, поступающие в озеро Байкал и его притоки, подразделены на четыре категории: экологически особо опасные; экологически высоко опасные ; экологически опасные и экологически умеренно опасные. Поступление веществ первой категории в нативные водные объекты недопустимо, так как до начала антропогенных воздействий данные вещества в озере отсутствовали. К ним следует отнести, прежде всего, моющие вещества, такие как алкилбензол сульфонат натрия; ОП-7; ОП-Ю и другие синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ). Однако, анализ стоков свидетельствует о нарушении разрешений Госкомэкологии Республики Бурятия по ряду ингредиентам, в том , в том числе и СПАВ, в то время, как данные вещества должны полностью отсутствовать в сточных водах, поступающих в нативные водные объекты.
Одной из причин превышения установленных нормативов СПАВ является то, что в последнее время в Республике Бурятия появилось значительное количество предприятий и цехов по обработке овчины и пушно-мехового сырья. Это связано с тем, что СПАВ применяются практически во всех технологических процессах переработки меховой овчины. Однако, максимальный расход СПАВ до 8 г/дм3, характерен для эмульсионного

и переменном механическом воздействии на SHAKER TYPE, с частотой колебаний 250 в минуту, амплитудой 6 по 2 ч в сутки. Выходными параметрами являлись: общее микробное число (ОМЧ), pH, кислотность, некоторые морфолого-физиологические и культуральные свойства микроорганизмов. В качестве контрольного варианта использовали составы, содержащие соответствующие синтетические среды, без введения микроорганизмов. По окончании данной серии экспериментов определяли липолитическую активность микроорганизмов при различных значениях pH среды.
Полностью исключить использование СПАВ при выполнении обезжиривания не возможно, так как волос меховой овчины наряду с жировыми веществами, содержит минеральные примеси. Кроме того, введение СПАВ в минимальном количестве позволит снизить поверхностное натяжение между жировыми веществами и раствором, что позволит интенсифицировать процесс деструкции данных ингредиентов адаптированными микроорганизмами. В связи с этим, целью третьей серии экспериментов являлось изучение влияния типа СПАВ на липолитическую активность микроорганизмов. Для проведения экспериментов готовили синтетические среды, в состав которых входили следующие компоненты: фосфорнокислый двухзамещенный натрий (1.0 г/дм3); нитрат аммония (1.0 г/дм3); хлорид калия (0.5 г/дм3); хлорид магния (0.1 г/дм3), мясопептонный бульон (100 см3/дм3); шерстный жир (3 г/дм3). В качестве переменных составляющих использовали СПАВ (0.3 и/или 0.5 г/дм3, в зависимости от природы СПАВ). Выходными параметрами служили: общее микробное число (ОМЧ); pH; липолитическая активность; некоторые морфологические особенности, физиологические и культуральные признаки организмов, поверхностное натяжение; концентрация СПАВ и кислотность. Измерение выходных параметров проводили через 0; 48; 96; 144 и 168 ч., за исключением морфологофизиологических, культуральных свойств и концентрации СПАВ, которые определяли в начале и по окончании культивирования.
Параллельно, с изучением липолитических свойств микроорганизмов, определяли способность данных микробных продуцентов деструктировать СПАВ. В связи с этим готовили аналогичные синтетические среды, где в качестве единственного источника углерода используемого для конструктивного и энергетического обмена являлся СПАВ. Культивирование организмов проводили аналогичным образом. Определяли общее микробное число (ОМЧ); концентрацию СПАВ; поверхностное натяжение; pH; прозрачность среды.
Третий этап экспериментальных исследований был направлен на решение задач заключающихся в оптимизации условий получения стартовой культуры, разработки