Изучение возможности использования пивной дробины для удаления никеля из сточных вод
ВВЕДЕНИЕ
В наше время вода является одним из наиболее ценных и необходимых для человека ресурсов. Большое значение вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве и особенно много воды потребляет химическая промышленность, в результате чего образуется большое количество сточных вод, загрязнённых тяжёлыми металлами, такими как никель. Опасность тяжелых металлов заключается в том, что они не разрушаются, а лишь переходят из одной формы в другую, включаясь в состав солей, оксидов, хелатов и др. [1], поэтому разработка способов очистки сточных вод от тяжёлых металлов – это актуальная и практически важная задача. В настоящее время для очистки сточных вод применяют механические, химические, физико-химические и электрохимические методы. Большинство из них являются энергоемкими, для многих необходимо дорогостоящее оборудование и дефицитные реагенты. Сейчас все больше внимания уделяется методам очистки сточных вод, не требующим больших материальных вложений и не оказывающим нег
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 6
1.1 Сточные воды 6
1.2 Способы очистки сточных вод 7
1.3 Дешевые адсорбенты, используемые для очистки сточных вод 8
1.4 Характеристика и способы утилизации пивной дробины 9
1.5 Никель как загрязнитель сточных вод 18
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 22
2.1 Объекты исследования 23
2.1.1 Пивная дробина 23
2.1.2 Модифицированная пивная дробина 23
2.1.3 Модельный раствор сточной воды, содержащий ионы никеля 23
2.2 Методы исследований 23
2.2.1 Измерение массовой концентрации никеля фотометрическим методом с диметилглиоксимом 23
2.2.1.1 Приготовление градуировочных растворов 24
2.2.1.2 Построение градуировочного графика 24
2.2.1.3 Выполнение измерений 26
2.2.2 Определение сорбционной емкости пивной дробины 26
2.2.3 Оптимизация методики получения адсорбента из модифицированной пивной дробины 27
2.3.4 Статистическая обработка результатов исследований 28
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 30
3.1 Влияние модифицирующих реагентов на сорбционные свойства пивной дробины 30
3.2 Влияние концентрации модифицирующего реагента на сорбционные свойства пивной дробины 34
3.3 Влияние температуры воздействия реагента на сорбционные свойства пивной дробины 37
3.4 Влияние времени воздействия реагента на сорбционные свойства пивной дробины 40
3.5 Оптимизация методики получения адсорбента из модифицированной пивной дробиной 42
ВЫВОДЫ 46
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 47
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кораблева А.Н. Введение в экологическую токсикологию. – Д.: Центр экономического образования, 2001. – 308 с.
2. Еремина А.О. Углеродные адсорбенты из отходов переработки древесины для очистки сточных вод / А.О. Еремина, В.В. Головина, М.Ю. Угай, А.В. Рудковский // Успехи современного естествознания. – 2005. – № 8 – С. 29.
3. Волова Т.Г. Экологическая биотехнология. – Новосибирск: Сибирский хронограф, 1997. – 144 с.
4. Справочник по свойствам, методам анализа и очистки воды // под ред. Л.А. Кульского, И.Т. Гороновского, А.М. Когановского, М.А. Шевченко. – Киев: Наукова думка, 1980. – 680 с.
5. Романенко В.Д. Основы гидроэкологии. – Киев: Генеза, 2004. – 662 с.
6. Коростелева Л.А., Кощаев А.Г. Основы экологии микроорганизмов. СПб.: Лань, 2013. – 240 с.
7. Ручай Н.С. Экологическая биотехнология: Учеб. пособие для студентов специальности «Биоэкология». – Минск: БГТУ, 2006. – 312 с.
8. https://www.vo-da.ru/articles/proizvodstvo-stekloplastikovyih-emkostey/obschie-harakteristiki-rezervuarov (дата обращения на сайт - 10.06.2023 г.)
9. Ионова М.Ю. Исследование процесса сорбции нефтепродуктов из водных растворов в динамическом режиме // Безопасность жизнедеятельности. − 2008. − № 7 – С. 28-31.
10. Joseph L., Jun B.-M., Flora J.R.V., Park C.M., Yoon Y. Removal of heavy metals from water sources in the developing world using low-cost materials // A review Chemosphere. – 2019. – Vol. 229. – P. 142-159.
11. Susan E.Bailey, Trudy J.Olin, R.Mark Bricka, D.Dean Adrian A review of potentially low-cost sorbents for heavy metals // Water Research. – 1999. – Vol. 33. – P. 2469-2479.
12. Bhatnagar A., Sillanpää M. Utilization of agro-industrial and municipal waste materials as potential adsorbents for water treatment // Chemical Engineering Journal. – 2010. – Vol. 157. – P. 277-296.
13. Basu H., Iyer S.S., Mahadevan A., Vivek M., Rakesh P., Singhal K. Humic acid coated cellulose derived from rice husk: A novel biosorbent for the removal of Ni and Cr // Journal of Water Process Engineering. – 2019. – Vol. 32.
14. Dobor J., Perényi K., Varga I., Varga M. A new carbon–diatomite earth composite adsorbent for removal of heavy metals from aqueous solutions and a novel application idea // Microporous and Mesoporous Materials. – 2015. – Vol. 217. – P. 63-70.
15. Rajeswari M., Kulkarni K., Shetty V., Srinikethan G. Kinetic and equilibrium modeling of biosorption of nickel (II) and cadmium (II) on brewery sludge // Water Sci Technol. – 2019. – Vol. 79. – P. 888–894.
16. Wierzba S., Rajfur M., Nabrdalik M., Kłos A. Assessment of the influence of counter ions on biosorption of copper cations in brewer's spent grain — Waste product generated during beer brewing process // Microchemical Journal. – 2019. – Vol. 145. – P. 196—203.
17. Li Q., Chai L., Qin
На среде, содержащей пивную дробину, выращивают стрептомицетов - продуцентов гидроксициннамивых кислот. Двухпроцентный раствор белковой фракции пивной дробины используется для приготовления питательной среды для культивирования грамположительных почвенных бактерий – актиномицетов, например, микроорганизмов рода Streptomyces. Предложена питательная среда для производства жидкого кормового биомицина методом глубинной ферментации. В качестве основного компонента такой среды используют фильтрат пивной дробины, что позволяет удешевить производство. Разработан способ производства белковой добавки из пивной дробины и дрожжей, которую рекомендуется использовать в микробиологических процессах, например при получении антибиотиков. Предложено использовать пивную дробину для выделения фенокислот – ароматических веществ, содержащихся в растениях [20].
Пивоваренные предприятия могут использовать пивную дробину в качестве источника энергии. Это позволит покрыть 60 % их потре