Эколого-биотехнологические аспекты очистки шахтных вод от буроугольных взвешенных веществ

• Автор: Исаев, Олег Николаевич
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 106 с. : ил.

Содержание.

ВВЕДЕНИЕ. 4 стр

1.0 Эколого биотехнологические сведения об углеотходах в угольной промышленности. 9 стр

1.1. Общая характеристика углеотходов в угольной

промышленности. 9 стр

1.2. Геотсхнолошческий процесс формирования шахтных вод в

горных выработках угольных предприятий. стр

1.2.1 .Основные сведенья о составе шахтных вод. стр

1.3. Основные сведения о влиянии взвешенных веществ на окружающую среду. стр

1.4. Эколого биотехнологические направления утилизации стр

углеотходов.

1.5. Цель и задачи исследований. стр
ВЫВОДЫ. стр
2.0 Биотехнологические принципы очистки шахтных вод от буроугольных взвешенных веществ. стр
2.1. Биологическая природа процесса. стр
2.1.1 .Микробиология. стр
2.1.2. Фактор температуры. стр
2 Фактор среды. стр
2.2. биотехнологические особенности процесса очистки шахтных
вод от взвешенных углеотходов. стр
2.2.1. Общие принципы. стр
2.2.2. Гомогенный прием. стр
2.2.3. Гетерогенный прием. стр
.4. Фактор аэрации. стр.
ВЫВОДЫ стр.
3.0Лабораторные исследования биотехнологического
процесса разрушения буроугольных веществ в шахтных
водах.
3.1. Требования к аппаратурному оформлению лабораторных установок.
3.1.1. Лабораторная установка для гомогенного процесса.
3.1.2. Лабораторная установка для гетерогенного процесса.
3.2. Характеристика объектов исследований.
3.3. Методика лабораторных экспериментов
3.3.1. Получение рабочего объема бактериальной суспензии.
3.3.2. Контроль параметров протекания процесса биоразрушения буроугольных веществ в шахтных водах.
3.3.3. Статистическая обработка результатов экспериментов.
3.3.4. Результаты лабораторных исследований.
3.4. Изучение процесса биотехнологического разрушения
углистого вещества при контакте с буроугольным субстратом.
3.4.1. Определение константы скорости роста микробной популяции и динамики изменения концентрации взвешенных веществ.
3.4.2. Изучение динамики изменения средних значений выхода гумусового вещества в аппаратах гомогенного и гетерогенного типов при непрерывном режиме водопритока.
ВЫВОДЫ.
4.0.0.ытнаи оценка эффективности биотехнологии разрушения буроугольных отходов в шахтных водах.
4.1. Объект исследований.
4.2. Результаты экспериментов.
4.3. Анализ результатов опытных экспериментов.
4.4. Экономическая оценка биотехнологии очистки шахтных вод
от взвешенных буроугольных отходов.
стр.
стр.
стр.
стр.
стр.
стр.
стр.
стр.
стр.
ВЫВОДЫ.
5.0. Биотехнологический регламент реализации очистки шахтных вод от взвешенных буроугольных веществ.
5.1. Методика расчета параметров.
5.2. Пример расчета параметров биотехнологического регламента очистки шахтных вод от взвешенных буроугольных отходов.
ВЫВОДЫ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Список используемых литературных исгочт тиков.
стр.
стр.
стр.
Введение.
Актуальность


В связи с этим приходится решать задачу, связанную с возможностью предварительной очистки откачиваемых вод от взвешенных веществ непосредственно в подземных условиях угольных шахт. Однако существующие способы очистки воды в шахтных условиях на базе использования стационарных отстойников с наклонными камерами осветления и эрлифтовых установок требуют значительных капитальных вложений и поэтому не нашли широкого применения. Вместе с тем известно, что углистое вещество представляет собой углеводородное соединение, которое по свидетельству отдельных исследований может быть использовано в качестве основного источника питания для определенных видов микроорганизмов. Данное обстоятельство послужило основой для разработки направлений биоконвсрсии углеотходов для получения газообразных энергоносителей и биотехнологического восстановления почв, загрязненных отходами в районах действующих угольных предприятий. Конечным продуктом утилизации углеотходов при этом являются метан, водород и гумусовое вещество соответственно. Развитие прикладной микробиологии доказывает высокую эффективность биотехнологических процессов при реализации цикличных и непрерывных режимов. В этой связи следует отметить тот факт, что экологические параметры угольных шахт практически полностью отвечают требованиям реализации биотехнологического способа очистки шахтных вод от взвешенных веществ. Сущность биотехнологического способа заключается в свойстве определенных видов микроорганизмов осуществлять процесс деструкции сложных углеводородных соединений до простых веществ с последующим синтезом из них веществ, которые не противоречат составу самой природы. Поэтому разработка биотехнологии уменьшения углистых веществ в жидких отходах угольной промышленности является актуальной научной задачей. Нель работы повышения эффективности природоохранных мероприятий в угольной промышленности на основе биотехнологии очистки шахтных вод от буроугольных взвешенных веществ. Научные положения, выносимые на защиту и их новизна. Выполнено обоснование эколого биотехнологических решений очистки шахтных вод от буроугольных взвешенных веществ на основе использования смешанной культуры, включающих в себя АгоЮЬасШг сЬгоососсиш, ВасНиэ тецаегшт и МеЛуЬатиБ Шспоэропит микроорганизмов, которым соответствуют геотсхнологические условия горных выработок угольных шахт по показателям Т С, среды и химический состав водопритока. Установлено, что при протекании биотехнологического процесса очистки воды наблюдается эффект иммобилизации клеток на поверхности буроугольных отходов вследствие наличия разницы потенциалов между ними. Динамика изменения среды при этом носит затухающий колебательный характер от 7,0 до 6,0 с установившимся значением 6,5. С, воды 7,0 6,0 , что соответствует типичным горизонтам буроугольных шахт, при реализации непрерывного режима водопритока. Биотехнология очистки шахтных вод от буроугольных взвешенных веществ включает четыре основные фазы протекания процесса первая фаза гидролиз буроугольного вещества до образования органических соединений сложного состава вторая фаза мстанообразованис, обусловленная биоконвертированием гидролизного продукта в биогаз, включающий в себя метан, водород и частично оксид углерода с накоплением биомассы консорциума микроорганизмов третья фаза метаноокисление, включающая в себя последовательный процесс по схеме метан метанол формальдегид муравьиная кислота углекислый газ с приростом биомассы при этом четвертая фаза автолиза, характеризуется естественным распадом биомассы консорциума микроорганизмов и формированием гумусового вещества. Экологическая значимость биотехнологического процесса очистки шахтных вод от буроугольных взвешенных веществ заключается в получении из них гумусового вещества. Достоверность научных исследований обусловлена проведением теоретических, лабораторных и опытных исследований с учетом экологоэкономической оценки процесса на базе установления надежности полученных результатов по общепринятым статистических методах обработки полученных данных, на основе критериальной оценки константы скорости развития бактерий в реальных подземных условиях угольных шахт.