Исследования
ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ
В. А. Блинов д.м.н., профессор, зав. кафедрой биотехнологии, органической и биологической химии
А. Б. Иванов ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова».
Проблема очистки сточных вод промышленных и сельскохозяйственных
предприятий
носит многоплановый характер. Это, в первую очередь, комплекс мер, направленных на очистку воды до
состояния, в котором она может быть направлена в замкнутый цикл данного предприятия. Во - вторых,
снижение концентрации вредных примесей до норм, предусмотренных ПДК для сброса сточных вод в
хозяйственные водоемы. И, наконец, концентрирование и извлечение из воды определенных компонентов, в
частности, тяжелых и редкоземельных металлов, с последующей их регенерацией.
Помимо классических стандартных методов очистки сточных вод, в настоящее время во всем мире проводятся работы по применению различных микроорганизмов, микробной биомассы, активного ила очистных сооружений и других биосорбентов. Однако они не находят широкого применения, так как не решены сопутствующие проблемы, связанные с их промышленным получением.
В связи с этим, представляло интерес изучение возможности использования эффективных микроорганизмов препарата «ТАМИР» для извлечения ионов отдельных металлов, в частности, Fe3+ и Cu2+, из промышленных сточных вод.
Исходя из поставленной цели, были выдвинуты следующие задачи:
-
Испытание влияния эффективных микроорганизмов на содержание ионов меди в модельных водных системах.
-
Испытание влияния ЭМ - препарата на содержание ионов железа в модельных водных системах.
-
Испытание влияния ЭМ - препарата на содержание ионов железа в сточных системах.
-
Исследование сорбционной способности опоки, насыщенной ЭМ - препаратом, на реальных сточных водах.
Характеристика сточной воды.
В анализе использовалась сточная вода промышленных предприятий, взятая из общего стока Сторожевского очистного сооружения Саратовской области.
Таблица 1 Общая характеристика сточной воды
|
Название показателя |
Количество, мг/л |
|
Окисляемость |
27,2 |
|
БПК-5 |
28,4 |
|
рН |
7,55 |
|
Аммоний |
34,164 |
|
Нитраты |
0,182 |
|
СПАВ |
0,35 |
|
Хлориды |
98,14 |
|
Сульфаты |
347,5 |
|
Нефтепродукты |
1,342 |
|
Фосфаты |
0,84 |
|
Железо |
1,119 (ПДК> в 3 раза) |
|
Взвешенные вещества |
744 |
|
Сухой остаток |
742 |
Схема исследований
|
№п/п |
Серии наблюдения |
|
1. |
Испытание влияния эффективных микроорганизмов на содержание ионов меди в модельных водных системах. Контроль -модельные растворы соли меди (CuSО4).Опыт:-модельные растворы соли меди +ЭМ -препарат. |
|
2. |
Испытание влияния ЭМ - препарата на содержание ионов железа в модельных водных системах. Контроль: -модельные растворы соли железа (FeCl3). Опыт: -модельные растворы соли железа +ЭМ препарат. |
|
3. |
Испытание влияния ЭМ - препарата на содержание ионов железа в сточных водах. Контроль: -исходная сточная вода. Опыт: -исходная сточная вода + ЭМ - препарат. |
|
4. |
Исследования сорбционной способности опоки, насыщенной ЭМ - препаратом, на реальных сточных водах. Контроль: -модельный раствор соли железа (Fe Cl3). Опыт: -модельный раствор соли железа +дистиллированная вода + опока; -модельный раствор соли железа +дистиллированная вода + опока, иммобилизированная ЭМ - препаратом. Контроль: -исходная сточная вода. Опыт: -исходная сточная вода + чистая опока; -исходная сточная вода + опока, насыщенная ЭМ - препаратом. |
Представляло интерес изучить минимальные действующие концентрации ЭМ препарата и динамику протекания реакции.
При анализе реальных сточных вод используются стандартные методики определения содержания ионов металлов в соответствии с ГОСТ. Поэтому нами были выбраны фотометрические методы определения ионов Fe3+ и Cu2+ через окрашенные роданидные и аммиачные комплексные соединения.
Исходные концентрации ионов железа (lll) составляют 0,40; 1,00; 2,00; 3,00; 4,00мг/л; ионов меди (ll) - 0,06; 0,10; 0,20; 0,30; 0,40; 0,50 мг/л.
Предварительными опытами установлено, что оптимально действующей концентрацией ЭМ- препарата в диапазоне заданных концентраций ионов металлов является 0,65 мл/л стандартного раствора. Добавление большего объема ЭМ - препарата уже не оказывало влияния на концентрацию металлов и могло привести к разбавлению раствора, что сказывалось бы на оптической плотности. Во время всего эксперимента контролировалась рН растворов, колеблющаяся около 5.
Максимум уменьшения концентрации ионов железа и меди достигается на 3-4 час экспозиции и составляет для обоих металлов в среднем 55% .
Более длительная инкубация ЭМ (до 24 часов) не изменяла концентраций металлов.
Следующим этапом работы являлось испытание сорбционной способности опоки, насыщенной ЭМ- препаратом. Предварительные опыты с модельными растворами ионов железа и меди на чистой опоке показали, что опока способна поглотить до 80 % ионов железа и меди. В опытах на опоке, иммобилизированной ЭМ - препаратом (физическая иммобилизация микроорганизмов составила 80%), удалось дoбиться практически полной очистки сточных вод от ионов Fe3+. Ионов меди в исследуемой воде не было.
Результаты опытов представлены в таблице.
|
Концентрация Fe 3+ мг/л
|
Контроль: исходная сточная вода. |
Сточная вода, прошедшая через опоку. |
Сточная вода, прошедшая через опоку, насыщенную ЭМ-препаратом. |
|
1,119 |
0,18 |
0,001 |