Разработка биотехнологических способов утилизации отходов виноделия

• Автор: Гладченко, Марина Анатольевна
• Шифр специальности: 03.00.23, 05.18.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 192 с. : ил

1. Литературный обзор.

1.1. Образование и состав вторичных продуктов виноделия, пути их использования, воздействие на окружающую среду.

1.2. Общая характеристика хстодов обработки жидких отходов производства.

1.3. Аэробные биологические методы обработки жидких отходов производства.

1.3.1. Аэробная обработка жидких отходов с использованием природных объектов.

1.3.2. Аэробная обработка жидких отходов в искусственно создаю гых системах.

1.4. Анаэробные биологические методы обработки жидких отходов производства.

1.4 1. Стадия гидролиза

1.4.2. Кмслотогенная стадия.

1.4.3. Ацетогенная стадия.

1.4.4. Метаногенная стадия.

1.4.5. Агрегирование биомассы в анаэробных реакторах.
1.4.6. Факторы, влияющие на процесс анаэробной обработки жидких отходов производства
1.4.7. Классификация анаэробных реакторов.
1.5. Анаэробная утилизация жидких отходов бродильных производств.
1.5.1. Анаэробные термофильные процессы.
1.5.2. Анаэробные мезофильные процессы.
1.5.3. Анаэробные психрофильныс процессы
2. Экспериментальная часть.
2.1. Объекты и методы исследования.
2.1.1. Характеристика утилизируемого отхода модельного стока.
2.1.2. Описание лабораторных экспериментальных установок.
2.1.2.1. Одиночные иЛ8Вреакторы.
2.1.2.2. Установка с 2мя последовательными иА5Врсакторамм.
2 1.2.3. Аэробный биофильтр.
2.1.2.4 Рабочие параметры исследуемых реакторов.
2.2. Методы анализа.
2.2.1 Анализ продуктов в газообразной фазе водорода Н2. метана СН. и углекислого газа СО.
2.2.2. Анализ летучих продуктов в жидкой фазе
2.2.3. Определение показателя химического потребления кислорода в жидкой фазе.
2.2.4. Определение биоразлагаемости субстрата винной барды.
2.2.5. Определение концентрации восстанавливающих сахаров.
2.2.6. Определение аммиачного азота в модельном стоке.
2.2.7. Определение аммиачного азота в обработанном стоке.
2.2.8. Определение суммы фенольных веществ,
2.2.9. Определение содержания фосфатов.
2.2 Определение общего количества взвешенных веществ ВВ и сухого веса биомассы СВ,
2.2 Определение содержания беззолыюго вещества биомассы
2.2 Определение количества БВ1 в реакторе
2.2 Определение удельных активностей анаэробного ила, из реактора
2 Определения УМАА анаэробного ила.
2 Определения удельной кислотогенной активности анаэробною ила.
2. Определения удельных ацетогенных активностей анаэробного ила.
2.2 Определение кинетических характеристик анаэробного ила непосредственно в реакторе.
Стр.
2.2 Изучение морфологических и цитологических характеристик анаэробного ила.
3. Результаты и их обсуждение.
3.1. Задачи исследования.
3.2. Анаэробное сбраживание жидких отходов виноделия в мезофильном режиме С.
3.3. Разработка технологии анаэробного сбраживания жидких отходов виноделия в субмезофилъном режиме С.
3.4. Разработка технологии анаэробного сбраживания жидких отходов виноделия в психрофильном режиме 4 1С.
3.5. Разработка многостадийной технологии анаэробного сбраживания жидких отходов виноделия в психрофильном режиме 4 С.
3.6. Разработка технологии аэробной доочистки анаэробно обработанных жидких отходов виноделия.
Выводы.
Список литературы
Лабораторный технологический регламент
Введение


Но и разбавленный сток при сбросе в водоемы не является безопасным, так как приводал к снижению содержания растворенного кислорода в водоеме, а вода в конце концов становится непригодной для технического использования и опасной для живой природы Неочищенные стоки винзаводов, сбрасываемые в овраги и лощины, часто не просачиваются в почву и являются причиной образования неприятного запаха 4 Анализируя данные о компонентном составе стоков, образующихся на заводах бродильных производств в мире, представленные в таблице 3, можно сделать вывод, по стоки предприятий бродильной промышленности относятся к категории особо токсичных и требуют специальной обработки перед сбросом в поверхностные водные объекты. В целом по России только предприятиями, производящими виноматериалы и вино, в городскую канализацию и поверхностные водные объекты сбрасывается в течение года около млн. На ряде предприятий, расположенных в сельской местности, где отсутствуют коммунальная канализация, организована частичная обработка механическая жидких отходов Большинство же заводов первичного виноделия сбрасывает стоки в водоемы без предварительной очистки, что приводит к тяжелым экологическим последствиям 4. Наиболее радикальной мерой, решающей проблемы утилизации может быть внедрение в производство высокоэффективных технологий по переработке к утилизации жидких отходов, которые должны выбираться дифференцированно для различных юимагнческнх зон и категорий заводов. На сегодняшний день применяются разнообразные методы утилизации жидких отходов производства Их можно разделить на три основных группы физические, химические и биологические, каждая из которых имеет как свои достоинства, так и недостатки. Физические методы подразумевают использование различных механических и физических приемов фильтрации, отстаивания, центрифугирования, электролиза, элсктродиализа. Нейтрализация стоков виноделия известью осаждает фенольные вещества и удаляет до органических веществ, делая стоки мснсс токсичными для рыбы. На заводах первичного виноделия этот способ используют, добавляя известковое молоко из расчета кг извести на I м3 стоков 5 от объема стоков. Кроме того, кислые стоки предложено элсктрокоагулировать, а затем нейтрализовать известью и отстаивать 4. Биологические способы. Методы биологической очистки в настоящее время наиболее широко распространены при обработке промышленных стоков. За рубежом это основные методы ири обезвреживание стоков бродильных производств, тогда как в России широкого распространеття они до сих пор не получили. Биологические методы основаны на использовании способности различных видов микроорганизмов минерализовать разнообразные органические загрязнения 4, . Аэробные процессы, в которых микроорганизмы используют кислород, растворяемый в стоках аэрационнымн установками, для окисления ОВ. Анаэробные процессы, в которых микрооргаштзмы без доступа кислорода минерализуют углерод органических соединений с образованием биогаза, содержащего метана и углекислого газа . Из методов обработки различных стоков, в том числе и для заводов первичного виноделия, в России превалируют аэробные биологические методы обработки . Поля фильтрации. Так называемые почвенные методы широко исследованы в США. Сильно разбавленные стоки виноделия, в том числе от переработки вторичного сырья, сбрасываются на поля орошения или на поля фильтрации Этот метод даст удовлетворительные результаты только в том случае, если почва достаточно пористая и обеспечивав быструю фильтрацию и окисление оршпгческих веществ стоков. Наилучшие результаты достигаются при сбросе на песчаные и супесчаные грунты. Тяжелые суглинки и глины для этой цели непригодны, так как они быстро заболачиваются. Очистка в прудах. В сороковые годы XX века в США после запрещения сброса неочищенных различных стоков непосредственно в водоемы, их начали закачивать в глубокие искусственные пруды или лагуны. Но опыт показал, что поверхностные слои почвы на дне прудов или лагун быстро закупориваются твердыми веществами, выпадающими из сточных вод в осадок После этою фильтрация н просачивание стоков в почву прекращается Органические вещества, содержащиеся в стоках, подвергаются анаэробному разложению, что вызывает неприятные запахи Кроме того, в результате инфильтрации в горизонтальном направлении разлагающиеся сточные воды уничтожают растительность вокруг пруда или лагуны 5. Аэрируемые пруды. НьюЙорк США, вырабатывающем коньяки и шампанское.