Разработка биотехнологии очистки газовоздушных выбросов пищевых предприятий и предприятий АПК от фенольных соединений

• Автор: Рябкин, Максим Викторович
• Шифр специальности: 05.18.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 184 с. : ил

Введение.

1. Обзор литературы

1.1. Источники загрязнений окружающей среды

1.1.1. Масштаб и актуальность проблемы загрязнения окружающей среды

1.1.2. Аэрозольные загрязнения атмосферы

1.1.3. Загрязнения нефтепродуктами

1.1.4. Краткий анализ основных путей загрязнения соединениями фенольного ряда газовоздушных выбросов агропромышленных

и пищевых производств.

1.1.5. Неприятно пахнущие вещества, их происхождение и химические свойства

1.2. Краткий анализ способов очистки и дезодорации газовоздушных выбросов.

1.3. Теоретические основы процесса микробиологической очистки и дезодорации.

1.4. Класификация микробиологических методов очистки
и дезодорации отходящих газов.
1.4.1. Биофильтрация
1.4.2. Бноабсорбция.
1.5. Промышленные установки микробиологической очистки и дезодорации отходящих газов
1.5.1. Промышленные биофильтры
1.5.2. Промышленные биоабсорберы.
1.6. Использование биотехнологического способа очистки газовоздушных выбросов в СНГ.
2. Экспериментальная часть
2.1. Материалы и методы.
2.1.1. Материалы исследований.
2.1.2. Методы исследований.
2.1.3. Описание экспериментальной установки
2.2. Результаты и обсуждения
2.2.1. Подбор и селекция промышленных штаммов микроорганизмов для биодеградации соединений фенольного ряда.
2.2.1.1. Исследование способности промышленных штаммов микроорганизмов к биодеградации фенола.
2.2.1.2. Выделение микроорганизмов из пробы почв.
2.2.1.3. Выделение микроорганизмов из активного ила
2.2.1.4. Изучение морфологии и идентификация селекшюнированой ассоциации.
2.2.2. Изучение факторов влияющих на кинетику биодеградации
соединений фенольного ряда бактериальной социацией.
2.2.2.1. Исследование влияния элементов минерального питания.
2.2.2.2. Исследование влияния температуры
2.2.2.3. Исследование влияния кислотности среды
2.2.2.4. Исследование влияния количества посевного материала
и удельной нагрузки по субстрату.
2.2.2.5. Моделирование кинетики биодеградации фенола.
2.2.2.6. Исследование влияния концентрации фенола на рост микробной популяции.
2.2.2.7. Исследование кинетических и стихиометрических характеристик.
2.2.2.8. Исследование состава биомассы ассоциации.
2.2.2.9. Выводы.
2.2.3. Исследование гидродинамические и массообменные
характеристики фильтрующего слоя и изучение процесса
биофильтрации.
2.2.3.1. Установление гидродинамических и массообменных
зависимостей фильтрующего слоя.
2.2.3.2. Исследование на биообъекте.
2.2.3.3. Разработка математической модели биофильтра
2.2.3.4. Выводы.
2.2.4. Разработка и исследование опытно промышленого
биофильтра
3. Технологическая часть
3.1. Характеристика конечного продукта процесса.
3.2. Спецификация оборудования
3.3. Характеристика сырья, материалов.
3.4. Описание технологического процесса.
3.5. Нормы технологических режимов
3.5.1. Приготовление раствора компонентов минерального питания
3.5.2. Накопление биомассы микроорганизмов
3.6. Контроль производства
3.7. Охрана окружающей среды
3.8. Перечень производственных инструкций.
4. Экономическое обоснование
4.1. Сравнительный техникоэкономический анализ с известным способом каталического сжигания.
4.1.1. Каталическое сжигание
4.1.2. Биофильтрационная установка
4.2. Сравнение техникоэкономических показателей
5. Выводы.
6. Список литература
7. Приложение.
7.1. Методы расчета биофильтров.
7.2. Инструкция по микробиологическому контролю процессов на биологической установке.
7.3. Чертеж биофильтрационной установки.
7.4. Акт о реализации разработки биофильтрационной
установки
Введение
Актуальность


Ароматические соединения общие органические токсины, присутствующие в промышленных выбросах. Фенолформальдегидные соединения являются самыми токсичными загрязняющими веществами в сточных водах и отходящих газах. Причины фенолобразования в атмосфере это нефтехимические, лакококрасочные, фармацевтические, коксовые заводы, а также удобрения. Допустимый предел фенола в промышленных выбросах I мгл, дальнейшее превышение уровня фенола приводит к экологическому дисбалансу в водной и воздушной среде. Разложение фенола в газовоздушных выбросах необходимо перед выбросом их в окружающую среду. Краткий анализ основных путей загрязнения соединениями фенольного ряда газовоздушных выбросов агропромышленных и пищевых производств. На животноводческих фермах, птицефабриках источником неприятнопахнущих запахов являются экскременты свиней, кур и т. Белок представляет собой не однородное вещество, а конгломерат азотсодержащих органических соединений. При их разложении, протекающих с участием атомов азота, образуются преимущественно аммиак и амины, а из содержащейся в белке серы образуются сернистые соединения, например сероводород, меркаптаны и дисульфиды. Кроме того из чистых соединений образуются спирты, альдегиды, кетоны и карбоновые кислоты. Такого рода вещества и рруппы веществ могут присутствовать в эмиссиях ферм и свинарников, где первичными источниками запахов являются навоз и навозная жижа так, например, при определении карбонильных соединений в растворе от промывки 0 м3 воздуха стойловых помещений обнаружено альдегида и кетона. С помощью газохроматографических и масс спсктромегрических исследований в навозной жиже свинарников обнаружено свободных кислот, спиртов, 7 эфиров, 8 карбонильных соединений, 4 фенольных соединений, а также парафин, индол и скатол. Кроме того на хроматограмме имеется много других пиков одни соответствуют определенным руинам органических веществ, большинство же из них не идентифицированы. С целью определения отдельных компонентов проводились газохроматографические исследования самого воздуха стойловых помещений. Полученные данные обобтцины в работе и приведены в таблице 1. Таблица 1. В работе 1 также приводятся данные о химическом составе воздуха хлева. Основные результаты исследований представлены в таблице 1. Таблица 1. Химический состав воздуха хлева. На предприятиях по переработке живодноводческих отходов и в том числе на мясокомбинатах образуются отходящий газы с очень сильными запахами, содержащие аммиак, амины, меркаптаны, насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты, альдегиды, кетоны, фенолы и другие углеводороды . К отходящему воздуху предъявляются довольно жесткие требования. Таблица 1. Запах Аммиак, мгм5 Меркаптаны, мгм5 Сероводород, мгм5 Альдегиды по пропаналю, мгм Амины по диметиламину, мгм5 Иентанол, мгм5 Валериановая кислота, мгм5 Сульфиды по диметилсульфиду, мгм5 Кетоны по ацетону, мгм Фенол, мгм Микроорганизмы, мгм5 Без запаха 0, 0,1 0, 0. На предприятиях микробиологической промышленности в воздух выбрасывается целая гамма веществ присутствующих в следовых количествах и относящихся к соединениям различной химической природы. В таблице 1. Таблица 1. Результаты группового химического анализа отходящих газов микробиологических производств. Нейтральная Фермен тация 3,2 0. Сушка 1,6 1. Кислотная Фермен тация 7,2 0,4 1,4 ,1 0, 0, 0,7 2. Фенольная Фермен тация 2,3 0. Сушка 0. Основная Фермен тация 3,3 0,7 1,4 ,0 1,3 0. Сушка 0 1. В отходящих газах всех обследованных производств обнаружены одоранты различной химической структуры, относящихся к различным группам органических веществ. Следовательно, в отходящих газах других производств микробиологического синтеза также следует ожидать присутствие представителей нейтральной, кислотной, фенольной и основной групп органических соединений. Неприятно пахнущие вещества, их происхождение и химические свойства. Запах, как проявление определенных признаков воздействия на человека, возможен вследствие летучести химических соединений, тесно связанных с давлением паров вещества, а также их растворимости в воде и растворителях.