Файл: белорусский государственный технологический университет.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.12.2023

Просмотров: 1116

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Секция

ТЕХНОЛОГИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

РАЗРАБОТКА ТВЕРДОФАЗНЫХ МЕТОДОВ СИНТЕЗА ФЕРРИТА ВИСМУТА BiFeO3 Феррит висмута BiFeO3 – один из наиболее перспективных мате- риалов, на основании которого разрабатывают новые магнитоэлектри- ческие материалы (мультиферроики). Связь между магнитной и элек- трической подсистемами, предоставляющая возможность с помощью электрического поля управлять магнитными свойствами материала и, наоборот, позволяет говорить о мультиферроиках как о возможных ма- териалах для создания принципиально новых устройств в области ин- формационных и энергосберегающих технологий, устройств магнит- ной памяти, сенсоров магнитного поля и др. Не смотря на то, что синтез и свойства BiFeO3 исследованы достаточно широко, установлено, что получение BiFeO3 и твердых растворов на его основе путем взаимодей- ствия соответствующих оксидов осложняется рядом факторов и не поз- воляет получать однофазные твердые растворы, не содержащие приме- сей Bi25FeO39 и Bi2Fe4O9. В связи с этим целью работы являлась разра- ботка твердофазных методов синтеза BiFeO3 на основе примесных фаз Bi25FeO39 и Bi2Fe4O9, используемых в качестве прекурсоров, и соответ- ствующих оксидов.Первый способ твердофазного синтеза BiFeO3 предполагал взаи-модействие предварительно полученного прекурсора Bi25FeO39 с окси- дом Fe2O3 по реакции Bi25FeO39 + 12Fe2O3 = 25BiFeO3. На основании полученных данных было показано, что предложенный метод позволил уменьшить температуру и время синтеза по сравнению с твердофазным методом синтеза из оксидов Bi2O3 и Fe2O3, и незначительно снизить со- держание примесных фаз с 5 до

КВАСЦЫ КАК КОАГУЛИРУЮЩИЕ АГЕНТЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ ЭМУЛЬСИОННЫХ КАУЧУКОВСпрос на высокомолекулярные соединения постоянно нарастает во всем мире. Каучуки, изготовленные эмульсионной сополимериза- цией, обладают необходимыми свойствами и находят свое применение для изготовления резинотехнических изделий и композиционных со- ставов различного назначения и др. [1, 2]. Однако применяемые в настоящее время для выделения каучука из латекса соли металлов пер- вой группы обладают дешевизной, но их расходные нормы (сотни ки- лограмм для производства одной тонны каучука) плохо сказываются на экологии. Поэтому снижение расхода солевого коагулянта имеет важ- ное практическое значение. Интерес в этом плане представляют квасцы. 4Квасцы – это двойные соли, содержащие в качестве одного из ка- тионов трёхвалентные металлы (Fe3+, Cr3+, Al3+), второй катион – это щелочные металлы (Na+, K+, Cs+, Rb+) или ион аммония NH4+. На месте аниона стоит сульфат-ион SO 2-. Квасцы известны с древних времён как осветлители мутных жид- костей. Это основано на их флокулирующих свойствах. Такое свойство объяснимо с точки зрения атомного состава солей. Квасцы находят ши- рокое применение как протрава при крашении и дублении, в медицине, в косметике, в приготовлении пищи и др. Квасцы не обладают дефи- цитностью, имеют доступную цену и широко используются в различ- ных отраслях промышленности.Целью данной работы – рассмотрение флокулирующего дей- ствия квасцов при производстве эмульсионных каучуков.Объектами исследования послужили алюмокалиевые, хромкали- евые квасцы. Изучение процесса снижения агрегативной устойчивости латекса марки СКС-30 АРК осуществляли по методике, представлен- ной в работе, с употреблением в качестве коагулирующих веществ вод- ных растворов вышеуказанных солей (мас. дол. 0,02 ед). После введе- ния солей в латекс бутадиен-стирольного каучука систему гомогенизи- ровали 3–4 минуты, а затем и при постоянном перемешивании вводили водный раствор серной кислоты с массовой долей 0,02 ед. из расчета 15 кг/т каучука. Систему перемешивали в течение 3–5 минут. Образующуюся крошку каучука извлекали из водной фазы (серума), промывали водой и обезвоживали в сушильном агрегате при 80–85 оС. Полноту коагуля- ции оценивали визуально по прозрачности серума и гравиметрически – по массе выделяемой крошки каучука.Промышленный латекс СКС-30 АРК имел следующие характери- стики: рН = 9,6; поверхностное натяжение  = 57,4 мН/м; содержание сухого остатка 21,2 %; содержание связанного стирола 22,6 %.Проведенными исследованиями установлено, что квасцы могут быть использованы для снижения агрегативной устойчивости латекс- ной дисперсии. Наименьшим расходом на выделение одной тонны ка- учука из латекса обладали хромкалиевые квасцами, 20 кг. Расход алюмокалиевых квасцов, необходимый для полного выделения каучука из латекса составил 40 кг.Квасцы, как сказано выше, обладают катионом с зарядом (+3), из чего можно сделать вывод: процесс коагуляции латекса проводится по концентрационному механизму. Согласно Правилу Шульце-Гарди зна- чения порогов коагуляции для противоионов с зарядами 1, 2 и 3 соот- носятся как 1 : 1/20 : 1/500. Чем выше заряд, тем меньше расход элек- тролита.Интерес к использованию солей, содержащих положительно за- ряженный ион (3+), в технологии выделения эмульсионных каучуков из латекса базируется на том, что расход их в 5-10 раз меньше расхода хлорида натрия, который составляет

МОЛЕКУЛЯРНО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ ДРОЖЖЕЙ, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ РАЗЛИЧНЫХ ЭКОСИСТЕМ АНТАРКТИКИТаксономия и систематика дрожжей до настоящего времени находится в процессе становления, несмотря на то, что первая класси- фикация этих организмов была предложена еще в 1904 году. В совре- менных научных исследованиях наибольшую достоверность в иденти- фикации видов приобрели молекулярно-биологические методы, к кото- рым можно отнести MALDI-TOF масс-спектрометрию и секвенирова- ние участков ДНК.Первичная идентификация видовой принадлежности проводи- лась с использованием масс-спектрометрического профилирования ри- босомальных белков микроорганизмов, находящихся в экспоненциаль- ной стадии роста при поддержке Института биоорганической химии Национальной академии наук Беларуси. Метод основан на ионизации матрично-активированной лазерной десорбции/ионизации с детекцией во время пролетном масс-анализаторе высокого разрешения [1]. Дан- ные после обработки анализировали с использованием системы управ- ления базами данных BioTyper для идентификации микроорганизмов.Полученные параметры достоверности в пределах от 1,700 до 1,999 («желтая область») позволили идентифицировать 7 изолятов до рода, из которых 6 были отнесены к Sporobolomyces roseus (изоляты 4- 1, 4-7, 4-9, 4-10, 4-11 и 7-71) и один к Pseudozyma aphidis (изолят 1-15). Параметр достоверности в пределах от 2,000 до 2,299 («зеленая об- ласть») позволили достоверно идентифицировать до рода и возможна идентификация до вида изолята 1-32 как Pseudozyma aphidis. Одна культура дрожжей попала в диапазон 2,300-3,000 («зеленая область»), что позволило достоверно идентифицировать ее до вида (культура 2-2– Cryptococcus liquefaciens). Остальные результаты параметров досто- верности находились в «красной области» (значения показателей ниже 1,700), поэтому достоверно идентифицировать их не имелось возмож- ности. Основной причиной являлось отсутствие в используемой базе данных таких видов дрожжей и данных о них.Полученные результаты свидетельствовали о необходимости дальнейшей идентификации с использованием амплификации фраг- ментов ДНК с последующим секвенированием. Для идентификации дрожжевых культур проводили амплификацию фрагмента 18S рДНК с использованием праймеров NS1-NS4 (размер фразмента 1100 пн) и межгенные участки окаймленные праймерами ITS1-ITS4, ITS1-LR3 и ITS1-LR5 (размер фрагментов

Секция

ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИКИ

РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ СТЕКОЛ И ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЮМИНЕСЦИРУЮЩИХ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВСтеклокристаллические материалы, соактивированные ионами эрбия и иттербия представляют практический интерес и предназначены для использования в качестве ап-конверсионных люминофоров, осу- ществляющих эффективное преобразование инфракрасного лазерного излучения (

ОЦЕНКА ДЕСТРУКЦИОННОГО ПОТЕНЦИАЛА АНАЭРОБНОГО ГРАНУЛИРОВАННОГО АКТИВНОГО ИЛА ПРИ ВАРЬИРОВАНИИ НАГРУЗКИ


ПО ОРГАНИЧЕСКИМ ВЕЩЕСТВАМ

Анаэробный метод широко используется для очистки сточных вод различных предприятий. Достоинствами этого метода являются: низкое энергопотребление, малый прирост биомассы, генерация био- газа, очистка высокозагрязненных сточных вод, стабильность избыточ- ного активного ила. Использование биореакторов с гранулированным активным илом позволяет значительно интенсифицировать процесс очистки за счет создания экстремально большой сухой массы актив- ного ила. Анаэробные биореакторы с гранулированным активным илом с 2013 года начали эксплуатироваться и в нашей республике, однако достаточного эксплуатационного опыта для обеспечения стабильной их работы пока нет.

Цель исследования – оценить деструкционный потенциал анаэ- робного гранулированного активного ила при варьировании нагрузки по органическим веществам.

Объектами исследования являлись 18 лабораторных анаэробных биореакторов с гранулированным активным илом рабочим объемом 200 см³, из которых 50 см³ занимает гранулированный ил, 150 см³ очи- щаемая вода. Для подпитки микроорганизмов ила органическими ве- ществами использовали модельную сточную воду молокоперерабаты- вающего производства, ее готовили на основе сухой сладкой сыво- ротки с внесением нитрата натрия, поскольку мойка оборудования на предприятиях отрасли происходит с использованием растворов щелочи и азотной кислоты.

Неизменные условия эксперимента – температура 30С, переме- шивание 1 раз в сутки во время подпитки или отбора проб
, коррекция рН щелочным агентом в виде 10% растворов при снижении этого пока- зателя до 6,5 и ниже. В условиях эксперимента варьировались реагент для регулирования рН (гидрокарбоната натрия, водного раствора ам- миака и гидроксида натрия) и нагрузка по органическим веществам (1, 3 и 6 кг ХПК/м³) с изучением каждого из сочетаний. Оценку деструк-

ционного потенциала проводили с использованием показателей эффек- тивности очистки, %, и скорости утилизации органических загрязни- телей сточных вод микроорганизмами активного ила, кг ХПК/(м³∙сут). Для расчета этих показателей использовали результаты анализа жидкости из биореактора по показателю ХПК сразу после внесения мо- дельной сточной воды и через определенные промежутки времени (1,

3, 5, 7 сут).

Во всех биореакторах наблюдалось колебание показателя ХПК вне зависимости от нагрузки. Этот факт связывали с присутствием в системе биореактора биополимерных органических загрязнителей (белков), которые гидролизовались с образованием растворимых ве- ществ при активизации работы микроорганизмов ила. Этим же фактом объясняются в некоторых случаях отрицательные значения эффектив- ности очистки воды. В системе с нормальной нагрузкой по органиче- ским веществам и коррекцией рН аммиаком наблюдался рост ХПК к концу эксперимента. Можно предположить, что это было вызвано накоплением аммонийных солей органических кислот.

На деструкционный потенциал гранулированного активного ила значительное влияние оказывает рН в системе биореактора (на рисунке приведены значения рН в биореакторах на 5-е сутки после начала экс-
перимента).

0,015


Удельная скорость деструкции,

кг/(м³*сут)
0,010

0,005

8,6


9,3

7,0

6,7

6,7


6,4
6,3


0,000

7,1

0 1 2 3 4 5 6 7

7,7

-0,005

-0,010

Нагрузка по органическим вещствам, вносимым с модельной сточной водой, кгХПК/м³

NaHCO3

NH4OH NaOH

Рисунок – Оценка деструкционного потенциала анаэробного ила

Удельная скорость деструкции меньше ожидаемой (в установив- шемся режиме для промышленного биореактора составляет около 0,5 кг ХПК/(м³∙сут) при нагрузке 1 кг ХПК/(м³∙сут)), поскольку в системе биореакторов не было организовано перемешивания и режим подпитки на стадии пуска и исследования не был непрерывным.

УДК 628.35
Студ. И.С. Ильюкевич, А.Р. Свердлова Науч. рук. доц. М.В. Рымовская (кафедра биотехнологии, БГТУ)
1   ...   66   67   68   69   70   71   72   73   ...   137

ИЗУЧЕНИЕ СОСТАВА И СВОЙСТВ АНАЭРОБНОГО ГРАНУЛИРОВАННОГО АКТИВНОГО ИЛА


ИЗ БИОРЕАКТОРОВ, РАБОТАЮЩИХ В ПОЛУНЕПРЕРЫВНОМ РЕЖИМЕ

Анаэробные технологии очистки сточных вод достаточно бурно развиваются в настоящее время, однако пока считаются нестабильным и сложным для контроля процессом вследствие недостатка практиче- ского опыта управления биохимическими процессами спонтанно раз- вивающегося в условиях процесса биоценоза. Системы с гранулирован- ным анаэробным активным илом для очистки сточных вод привлека- тельны для использования по причине высокой концентрации био- массы ила, хорошо удерживаемой в объеме биореактора, такие биоре- акторы используются и в Республике Беларусь.

Цель исследования – изучить состав и свойства анаэробного гра- нулированного активного ила из биореакторов, работающих в полуне- прерывном режиме при варьировании нагрузки по органическим веще- ствам.

Объектами исследования являлись 18 лабораторных анаэробных биореакторов с гранулированным активным илом рабочим объемом 200 см³, из которых 50 см³ занимает гранулированный ил, 150 см³ очи- щаемая вода. Для подпитки микроорганизмов ила органическими ве- ществами использовали модельную сточную воду молокоперерабаты- вающего производства. Биореакторы выдерживали в суховоздушном термостате при 30С, перемешивали содержимое 1 раз в сутки во время подпитки или отбора проб, коррекцию рН осущствляли щелочным агентом в виде 10% растворов при снижении до 6,5 и ниже. В условиях эксперимента использовались три варианта реагентов для регулирова- ния рН в виде 10 % растворов (гидрокарбонат натрия, водный раствор аммиака и гидроксид натрия).

Состав активного ила оценивали визуально (размер, форма, це- лостность гранул, появление биопленок на поверхности раздела жид- кость-газ), биологически очищенную воду микроскопировали и высе- вали на сусло-агар. В результате лабораторных биореакторов в течение разрушения гранул практически не было, цвет и форма не изменялись, поверхность оставалась гладкой, при микроскопировании в отражен- ном свете были видны мелки фрагменты темного цвета.

На этапе пуска биореакторов и затем в некоторых случаях при перегрузке по органическим веществам наблюдали образование на по- верхности раздела фаз биопленки, образованной мицелиальными и дрожжеподобными грибами. Этот факт связали с подкислением и не- достаточно восстановительными условиями содержимого биореактора. Свойства активного ила оценивали по плотности гранул ила относи- тельно жидкости в биореакторе и по биохимической активности ила, последняя оценивалась путем высева в объем плотных питательных сред, содержащих единственный источник углерода – лактозу или ук- сусную кислоту, и имеющих два варианта рН – нейтральный и слабо- кислый. В соответствии со схемой биохимических процессов в сообще- стве анаэробных микроорганизмов (рис.) по накоплению газообразных продуктов метаболизма в объеме плотной среды в первом случае су- дили об активности работы бактерий-гидролитиков и кислотогенов, во втором – метаногенов. Высев жидкости из биореактора делали в пе- риод пуска в условиях недостаточной подпитки (менее 0,1 кгХПК/м³) и через 1 сутки после внесения подпитки (1, 3 и 6 кг ХПК/м³).

Рисунок – Газообразование при утилизации лактозы и уксусной кислоты

Плотность гранул больше, чем плотность жидкости в биореакто- рах, активный ил находится на дне. При наличии газовыделения в био- реакторе и однократном перемешивании наблюдалось всплывание гра- нул (части или всех), при повторном перемешивании они снова опус- кались вниз.

В результате высева содержимого биореактора в период

Смотрите также файлы