Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Разработка технологии и аппаратурного оформления процесса биотехнологической очистки подземных фенольных загрязнений

ВАК РФ 03.00.23, Биотехнология

Автореферат диссертации по теме "Разработка технологии и аппаратурного оформления процесса биотехнологической очистки подземных фенольных загрязнений"

На правах рукописи

АЛЕКСЕЕНКО ЭДГАР ИГОРЕВИЧ

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И АППАРАТУРНОГО ОФОРМЛЕНИЯ ПРОЦЕССА БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ПОДЗЕМНЫХ ФЕНОЛЬНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

03.00.23 - Биотехнология 03.00.16 - Экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена на кафедре Экологической и промышленной биотехнологии Московского государственного университета инженерной экологии и в ООО ПКФ «БИГОР»

Научные руководители: кандидат технических наук,

Щеблыкин Игорь Николаевич; кандидат биологических наук, доцент Кустова Надежда Алексеевна.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Винаров Александр Юрьевич; кандидат технических наук, доцент Кузнецов Александр Евгеньевич

Ведущая организация: ООО «Природоохранные эффективные

технологии»

Защита состоится

005 г в часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.204.13 в Российском химико-технологическом университете им. Д.И.Менделеева по адресу: 125047, Москва, Миусская пл., 9, ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в Информационно-библиотечном центре РХТУ им. Д.И.Менделеева.

Автореферат разослан г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ДМ 212.204.13, кандидат технических наук и в- Шакир

2СХЭ&-4 17750

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Промышленные аварийные ситуации, связанные с разливом токсичных химических жидкостей и нефтепродуктов, наиболее опасны, так как сопровождаются распространением вредных веществ одновременно в трёх средах: почве, поверхностных и грунтовых водах, атмосферном воздухе. Процессы самоочищения в естественных условиях весьма длительны и мало эффективны. Наиболее опасными в экологическом отношении являются циклические и ароматические соединения и спирты. К особо опасным веществам относится фенол ввиду его высокой растворимости в воде.

Существующие системы очистки, включающие механические и физико-химические методы, не всегда могут обеспечить достижение ПДК по фенольному индексу в очищенной воде, либо весьма дороги. В мире широко применяется биотехнологический метод, который по сравнению с захоронением в земле и сжиганием более экономичен. Перспективным направлением биологической очистки грунтов, загрязнённых фенолом является биофильтрация промывных вод, где в качестве загрузки биофильтра используют иммобилизованные микроорганизмы.

Таким образом, создание системы очистки, основанной на биотехнологическом методе, обеспечивающим достижение ПДК по фенольному индексу в очищенной воде, является актуальной проблемой.

Пель работы. Целью данной работы является разработка технологии очистки грунта, загрязнённого фенолом, с использованием иммобилизованных фенолокисляющих микроорганизмов и аппаратуры для реализации этого процесса.

Для достижения поставленной цели представляется целесообразным решение следующих задач:

1) выделение культуры микроорганизмов, обладающих высокой фенолокисляющей способностью, определение оптимальных для выбранного штамма параметров культивирования;

2) подбор носителя для иммобилизации клеток выделенного штамма, обладающего требуемыми технологическими характеристиками;

рос. национальная библиотека.

3) исследование кинетики адсорбционной иммобилизации выделенного штамма на носителе;

4) исследование кинетики утилизации фенола иммобилизованным штаммом в водных средах;

5) разработка конструкции биофильтра с использованием иммобилизованных фенолокисляющих микроорганизмов в качестве загрузки;

6) разработка принципиальной технологической схемы очистки загрязнённого фенолом грунта с использованием иммобилизованных фенолокисляющих микроорганизмов.

Научная новизна работы. Из природных источников выделен перспективный бактериальный штамм, обладающий высокой фенолокисляющей способностью, растущий в широком диапазоне температур 1<Н-43°С и рН среды 3,(Ъ-8,5. Подобрана минеральная среда для культивирования штамма, обеспечивающая высокую фенолокисляющую активность. Выделенный штамм идентифицирован и запатентован как «Штамм бактерий А игеоЪасХепит варегс1ае — деструктор фенола» № 2201446 от 02.04.2001.

Выделенный штамм при глубинном культивировании обеспечивает утилизацию растворённого в воде фенола с концентрацией 1000 мг/л до 99,7% в течение суток, а с концентрацией фенола 2000 мг/л - до 98% в течение трёх суток. Определены кинетические характеристики процесса деструкции фенола в водных средах культурой А. яарепНае.

Исследован метод адсорбционной иммобилизации штамма на природных и синтетических носителях.

Разработана технология очистки загрязнённого фенолом грунта, основанная на использовании фенолокисляющего штамма, позволяющая достигать высокой степени очистки без изменения природного рельефа и структуры грунта. На разработанную технологию получен патент РФ «Способ очистки грунта от подземных загрязнений фенолами» № 2225271 от 23.05.2002.

Практическое значение работы. Выделен штамм фенолокисляющих микроорганизмов, позволяющий проводить процесс биотехнологической очистки промывных вод, загрязнённых фенолом. Штамм устойчив в

длительном непрерывном процессе, не нуждается в дополнительных факторах роста и обеспечивает высокую эффективность очистки от фенола в широком диапазоне температур и рН среды. В зависимости от вида носителя иммобилизованная культура может использоваться как при однократных ликвидационных работах, так и в стационарных очистных сооружениях.

Предложена технологическая схема очистки грунта от фенола, путём растворения его в промывных водах с дальнейшим извлечением их из зоны загрязнения для очистки на биофильтре с использованием выделенного фенолокисляющего штамма.

Разработана конструкция биофильтра, в качестве загрузки которого используется иммобилизованный на носителе фенолокисляющий штамм.

Апробация работы. Предложенные в работе технологические и аппаратурные решения заложены в проект очистных сооружений подземных загрязнений, разработанный и внедрённый ООО ПКФ «БИГОР» (г. Москва) для Горьковской железной дороги МПС РФ. Проект был успешно реализован на месте ликвидации последствий железнодорожной аварии в п. Мыслец Шумерлинского р-на Республики Чувашия в период с 2001 по 2003 гг. Основные положения диссертации докладывались на 2-ом Московском международном конгрессе «Биотехнология - состояние и перспективы развития».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, состоящей из 5 глав, выводов, списка цитируемой литературы и приложений. Библиография включает 102 наименования, из них 47 на английском языке. Материал изложен на 140 страницах машинописного текста, иллюстрирован 23 рисунками и 14 таблицами.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. Современные методы очистки грунта от фенольных загрязнений В обзоре литературы рассмотрены современные методы очистки грунта от токсичных загрязнений, в том числе и от фенолов, проведен анализ

эффективности их применения. Рассмотрены системы биологической обработки токсичных загрязнений, существующие конструкции биологических фильтров и сформулированы основные критерии эффективности их работы. На основании литературных данных проведен выбор метода иммобилизации микроорганизмов для создания биофильтра, используемого в процессе очистки промывных вод.

2. Объект и методы исследования Объект исследования. В работе исследовался бактериальный штамм «Ф-6», выделенный методом накопительной культуры из образцов грунта Чувашии, пропитанного нефтепродуктами и фенолом, разлитыми в результате техногенной аварии в 1996г. Штамм идентифицирован по Берджи (1997), как Aureobacterium saperdae. Кроме того, в экспериментах по созданию бактериальных ассоциаций использованы культуры из коллекции ФГУП ГосНИИ «Синтезбелок».

Среды. Для выращивания культуры использовали минеральную среду №10 по Морщаковой с соавт. (1991) следующего состава (г/л): (NH4)2S04 - 3; КН2Р04 - 6,5; MgS04 - 0,7; микроэлементы: FeS04, ZnS04, MnS04 - по 12,5 мг/л; CuS04 - 3 мг/л и 0,05% дрожжевого автолизата; рН среды 6,87,2. В качестве единственного источника углерода в питательную среду вносился фенол в различных концентрациях, указанных по тексту. Культивирование. Культивирование проводили в качалочных колбах объемом 750 мл с 100 мл питательной среды на круговой качалке с частотой вращения платформы 180 об/мин. Температура культивирования 20±2°С. Продолжительность ферментации менялась и указана в тексте. Кинетические характеристики. Рост культуры определяли по изменению оптической плотности культуральной жидкости (при А=640 нм) на фотоэлектроколориметре КФК-3 в кювете с толщиной слоя жидкости 5,05 мм. Кроме того, концентрацию биомассы определяли весовым методом при использовании мембранных фильтров Synpor (Hemapol, Прага) № 6 с размером пор 0 0,40 мкм.

Иммобилизация штамма на носителях. Иммобилизацию штамма проводили адсорбционным методом. Использовались следующие носители: нити полиэтилена высокого давления (ПЭВД), пенополиуретан

марки ППУ-25-3,2, вазопрон, стружка лиственных пород деревьев и верховой торф. Использовали способ нанесения в колонке по Синицыну (1994). Иммобилизованные на носителе микроорганизмы просушивали при комнатной температуре, после чего использовали их в экспериментах. Определение величины адсорбции микроорганизмов. Адсорбцию микроорганизмов на носителе определяли весовым методом. Для определения содержания иммобилизованной биомассы штамм с носителем высушивали до постоянного веса и взвешивали на аналитических весах. Содержание иммобилизованной биомассы рассчитывали как разницу между массой иммобилизованных клеток и массой «чистого» носителя, отнесённую к массе носителя.

Вымывание клеток и субстрата из насадки биофильтра. Вымывание клеток бактерий и субстратов изучали в ходе процесса промывания водопроводной водой насадки аппарата. Воду прокачивали через аппарат со скоростью потока 1 мм/с при помощи насоса. В ходе эксперимента измеряли содержание биомассы в насадке и концентрацию фенола в промывной воде на выходе из аппарата.

Лабораторная установка для исследования процесса биодеструкции растворённого фенола. В качестве насадки биофильтра в установке использовался иммобилизованный фенолокисляющий штамм. Модельная установка состоит из: промывной колонны, пяти биофильтров, пяти емкостей, восьми насосов шестерёнчатых, вентилятора, накопительной ёмкости, сборника очищенной воды, воздушного фильтра, оросителей и устройств для отвода воздуха из под насадки биофильтров. Промывные воды из колонны, содержащие экстрагированный из грунта фенол, поступают в накопительную ёмкость, в которой приготавливается суспензия, содержащая питательные соли, а также клетки А. зарегскге. Из накопительной ёмкости жидкость подаётся последовательно на пять ступеней биофильтра через приёмные ёмкости. После прохождения через слой насадки поток промывной воды разделяется на две части: первая часть направляется на рециркуляцию, а вторая - на следующую ступень очистки. Выходящий с последней ступени поток направляется на орошение грунта в промывной колонне. Таким образом, установка

работает в замкнутом режиме. Загрязнённый парами фенола воздух направляется в воздушный фильтр, где осуществляется биодеструкция конденсата паров фенола с использованием того же штамма А. зарег<1ае. Аналитические методы. 1. Растворённый в воде фенол определяли путём экстракции бутил ацетатом с последующим измерением на флуориметре «Флюорат-02» по аттестованной методике ПНДФ 14.1:2:4. 117- 97.

2. Содержание фенола в грунте определяли по разработанной методике на основе М.С. ИСО 6439-84 «Метод определения фенолов и нефтепродуктов на базе флуориметра «Флюорат-02». Кроме того, содержание фенола в грунте определяли по стандартному методу хромато-масс-спектрометрии в Институте экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН. *

3. Содержание нефтепродуктов в воде определяли путём экстракции гексаном с последующим измерением на флуориметре «Флюорат-02» по аттестованной методике ПНДФ 14.1:2:4.128-98.

4. Содержание нефтепродуктов в грунте определяли по аттестованной методике ПНДФ 16.1.21-98.

5. Микроэлементный состав воды определялся по стандартной методике на масс-спектрометре в Лаборатории Чувашской ГРЭ ВГТП «Волгагеология» Министерства природных ресурсов Чувашской Республики.

6. Влажность грунта определяли весовым методом и рассчитывали как отношение разности масс влажного и сухого грунта к массе влажного грунта, выраженное в процентах.

7. Степень деструкции фенола определяли как отношение разности его начальной и конечной концентрации к начальной концентрации, выраженное в процентах.

8. Скорость деструкции фенола при культивировании свободных клеток штамма рассчитывали как отношение разности начальной и конечной концентраций фенола в культуральной жидкости к длительности ферментации, выраженное в мг/ л ч.

9. Скорость деструкции фенола иммобилизованным штаммом определяли как отношение разности начальной и конечной концентраций фенола в культуральной жидкости к длительности ферментации, выраженное в мг/ч-см3 носителя.

Статистические характеристики процесса биодеструкиии Фенола. Все эксперименты проводились в 3-х статистических повторностях с 3+5 параллельными измерениями внутри одного опыта.

3. Разработка биодеструктора на основе иммобилизованного фенолокисляющего микроорганизма Выделение фенолокисляюших культур из природных источников. В результате железнодорожной аварии произошло крушение грузового поезда, было разрушено 3 вагона с фенолом, 13 вагонов с дизельным топливом. Последующий мониторинг зоны аварии показал, что содержание фенола в грунте составляло от 0,14 г/кг до 1,754 г/кг. Сложившиеся уникальные условия позволили выделить из образцов грунта, отобранных с места аварии, методом накопительной культуры психрофильный бактериальный штамм «Ф-б», обладающий высокой фенолокисляющей способностью по сравнению с известными ранее культурами. Предприняты попытки создания бактериальных ассоциаций на основе штамма «Ф-6» (рисунок 1). Установлено, что культура обладает высокой фенолокисляющей активностью, сопоставимой с характеристиками некоторых ассоциаций, а в некоторых случаях превосходящей их в несколько раз.

Эксперименты по периодическому глубинному культивированию позволили установить, что культура обладает высокой толерантностью к фенолу (рисунок 2). Бактерии активно утилизировали до 2 г/л фенола, а также оказались способны выживать в течение 7 суток в средах, содержащих до 5 г/л фенола.

Штамм бактерий «Ф-6» был идентифицирован по Берджи (1997) и запатентован как АигеоЬааегтт яарегеЬге. В условиях периодического культивирования на средах с 1 г/л фенола определены оптимальные показатели внешних факторов среды. Культура активно развивается при температуре 15+20°С и рН среды 6,8+7,2.

Подбор оптимального режима минерального питания фенолокисляюших бактерий А. ъарегскле 6-204. Проведены эксперименты по оптимизации питательной среды по количеству макроэлементов, изучалось влияние концентрации вносимых источников азота, калия, магния и фосфора на

активность выделенных фенолокисляющих бактерий. Культивирование бактерий А. зарегскге 6-204 проводили на питательных средах с варьируемыми концентрациями макроэлементов.

<М Ф-6,279, 445,279, Ф-6,69-15, 325,206,264,404, Пмазуг, 325,404 142,206 30-10,34-12 274 616,142-

Зшссаж

Ассоциации ^льтур

Рисунок 1. Подбор ассоциаций психрофильных бактериальных культур, утилизирующих фенол.

Концентрация фенола в среде, г/л

— - Зависимость степени утилизации от начальной концентрации фенола в среде; Зависимость степени утилизации от средней концентрации фенола в среде.

Рисунок 2. Зависимость степени утилизации фенола бактериальным штаммом А. зарег&ге 6-204 от начальной и средней концентрации фенола в среде.

Установлено, что культура характеризуется достаточно высокой активностью при использовании питательной среды, содержащей 0,005-Ю,05 г-ион/л калия, 0,005-Ю,05 г-ион/л фосфора и 0,01-Ю,08 г-ион/л магния. Выбор носителя для иммобилизации фенолокисляюших бактерий. Проведены эксперименты по выбору носителя для иммобилизации фенолокисляющих бактерий. В работе использованы как природные, так и синтетические носители. Критерием оценки носителя приняли скорость деструкции растворённого фенола иммобилизованным штаммом.

Иммобилизованный штамм использовали в качестве насадки биофильтров в каскадной установке. В условиях непрерывной ферментации на питательной среде с 1000 мг/л фенола установлено, что культура А. йарегскге 6-204 лучше иммобилизуется на природных носителях (торф, древесная стружка).

Изучение кинетики иммобилизации культуры на носителе. Для определения оптимальной продолжительности иммобилизации А. яарегсЬе 6-204 на древесной стружке и количества иммобилизованных клеток проводили сравнение с кинетикой роста свободной культуры в тех же условиях. Полученные результаты позволяют заключить, что для иммобилизации бактерий на древесной стружке достаточно культивирования в течение 24 ч. При этом на стружке сорбируется до 0,4 г биомассы/г носителя.

Было изучено вымывание клеток и субстратов из насадки. Анализ результатов подтверждает предположение о том, что на носителе в первую очередь сорбируется фенол. Вымывание незакреплённых клеток и остатков питательного субстрата продолжается в течение 6+7 ч промывки носителя водой, после чего вес носителя с биомассой стабилизируется. Биодеструкция фенола в водных средах с использованием иммобилизованного штамма А. зарегс1ае 6-204. Для подтверждения свойств выделенного штамма, иммобилизованного на древесных стружках, был проведен «полный» эксперимент по очистке грунта, загрязнённого фенолом. Для более высокой достоверности результатов было обработано 3 образца кернов буровых скважин, отобранных с места аварии.

Исследование биодеструкции фенола иммобилизованным штаммом проводили на каскадной установке. В течение 60 суток при температуре 20±2°С осуществлялась очистка грунта в замкнутом процессе, состоящая из промывания загрязнённого фунта в колонне и деструкции фенола на каскаде биофильтров. Было установлено, что при обработке в течение 60 суток грунта с исходным содержанием фенолов 0,8-М ,3 г/кг на выходе из установки концентрация фенола в воде не превышала фенольного индекса для питьевой воды (0,25 мг/л), при этом была обеспечена высокая степень очистки грунта от фенолов, составляющая 92+95 %.

4. Математическое моделирование процесса биодеструкции фенола штаммом Aureobacterium saperdae 6-204 Моделирование процесса биодеструкции фенола. При моделировании кинетики утилизации фенола основной является модель удельной скорости роста популяции микроорганизмов Андрюса-Холдейна, а также модели субстратного и конкурентного ингибирования. Для аэробной биодеструкции фенола в работе А.Ю. Винарова (2002) в качестве альтернативных моделей также рассматривались модели субстратного ингибирования и модель Холдейна. Для определения максимальной скорости роста и кинетических констант штамма A. saperdae 6-204 за основу была взята модель Андрюса-Холдейна:

ц_ M.S (1), ч2

K.+S + —

к,

где: fi - удельная скорость роста микроорганизмов, ч"1; fim - максимальная скорость роста микроорганизмов, ч'1; S - концентрация фенольного субстрата, мг/л; Ks - константа насыщения фенолом, мг/л; К, - константа ингибирования фенолом, мг/л.

Определение кинетических констант и оптимальной концентрации углеродного субстрата. Подбор кинетических констант проводился с помощью программы "Mathcad Professional 2000" для ЭВМ по уравнению (1). В качестве входных переменных использовались экспериментально полученные значения ft, К& К„ а также S. Расчёт производился методом

наименьших квадратов, адекватность модели проверяли по критерию Фишера. Результаты расчётов представлены в таблице 1.

Таблица 1

Расчётные значения максимальной скорости роста микроорганизмов и кинетические константы для штамма А. аарегс1ае 6-204

Способ культивирования Ни., ч'1 К$, мг/л К), мг/л

Глубинное культивирование свободных клеток 0,4778 11,8767 83,7226

Иммобилизованная на древесной стружке культура 0,3268 72,9169 211,6576

Уточнённые данные для иммобилизованной культуры 0,4040 662,9254 755,5085

Расчёт интегральной скорости потребления субстрата биоплёнкой. Упрощённая макрокинетическая зависимость потребления субстрата биоплёнкой может бьггь описана преобразованным уравнением Андрюса:

б-)

к,

где: 0, - скорость утилизации субстрата биомассой, гУГВ/чт биомассы; цт - максимальная скорость утилизации субстрата биомассой, гУГВ/чт биомассы; Ь - толщина биоплёнки, мм; сЬс - текущее значение толщины биоплёнки, мм.

Проведён расчёт скорости утилизации субстрата при различных значениях параметров биоплёнки. Показано, что биоплёнка позволяет увеличить критическую концентрацию фенола в жидкости.

5. Разработка технологической схемы очистки грунта от загрязнений фенолом Разработка принципиальной технологической схемы очистки грунта от подземных фенольных загрязнений. Технология очистки подземных загрязнений предусматривает использование в очистных сооружениях биофильтров, аккумулирующих емкостей, скважинных и погружных насосов, а также вентиляторов.

Система очистки включает в себя следующие стадии: 1) извлечение грунтовой воды скважинными насосами непосредственно из зоны загрязнения;

п

2) накопление грунтовой воды в аккумулирующей ёмкости для обогащения её фенолокисляющими микроорганизмами и биогенными добавками;

3) очистку загрязнённой воды от фенола на биофильтре;

4) орошение очищенной водой поверхности земли непосредственно над зоной загрязнения;

5) очистку отработанного воздуха от паров фенола на воздушном фильтре с использованием фенолокисляющих микроорганизмов.

В случае недостаточной степени очистки технологический поток направляется по рециркуляционному контуру в аккумулирующую ёмкость. Изучение процесса десорбции фенола из грунта. Поскольку разрабатываемая технология очистки подземных загрязнений предусматривает процесс десорбции фенола из грунта, то был проведён эксперимент по многоступенчатому экстрагированию фенола из образцов грунта, отобранных с места аварии. Начальное и остаточное содержание фенола в образцах определяли по методике, описанной выше.

Экспериментально установлено, что степень извлечения летучих фенолов из грунта на первой ступени экстрагирования варьировалась в диапазоне 67^72 %. Полученные результаты показывают, что при водном экстрагировании фенола из грунта в среднем за 3 ступени экстракции происходит практически полная десорбция фенола (=100%). Разработка конструкции биофильтра. Биофильтр представляет собой филирующий элемент, заключенный в герметичном твёрдом корпусе. В качестве загрузки в зависимости от условий эксплуатации могут выступать древесная стружка, нетканые материалы, пластмассовые элементы. Насадка укладывается на дренажную решётку на определённой высоте от дна фильтра. В верхней части биофильтра расположена система орошения насадки, которая состоит из разводки трубопроводов с дефлекторными оросителями. С целью интенсификации процесса биодеструкции фенола предусмотрен постоянный приток кислорода. Аэрация насадки осуществляется атмосферным воздухом через воздухозаборное отверстие в крышке биофильтра, а также отверстие в корпусе, расположенное ниже

уровня дренажного устройства, через которое производится соединение с вытяжной линией вентиляторной установки.

При работе биофильтра с помощью погружного насоса загрязнённая вода из аккумулирующей ёмкости через оросители распыляется над насадкой биофильтра. Поток очищаемой воды проходит через насадку, взаимодействуя с биоплёнкой. Микроорганизмы-деструкторы фенола, находящиеся в биоплёнке, потребляют растворённый фенол, очшцая воду.

Содержащиеся в отработанном воздухе пары фенола вентилятором направляются на воздушный фильтр, на фильтрующем элементе которого иммобилизованы микроорганизмы-деструкторы фенола.

6. Внедрение технологии очистки грунтов от фенольных загрязнений Проведение основных инженерно-изыскательских работ непосредственно на месте аварийного разлива загрязняющих веществ. Работы проводились силами ГРЭ ВГГП «Волгагеология» Чувашской Республики и ООО ПКФ «БИГОР» г. Москва.

По предварительной оценке площадь загрязнения на участке аварии к северу от железной дороги равна 5500 м2. Предварительная оценка суммарного содержания фенола в грунте - около 10 тонн. Скорость естественной деградации фенола - 400-500 кг в год. Разработка конструкции биофильтра. Расчёт системы биофильтров для очистки промывных вод, загрязнённых фенолом производился согласно СНиП 2.04.03-85, а также полученным экспериментальным данным. В результате расчёта определили необходимый объём загрузки фильтра -344 м3. Было принято решение сконструировать два биофильтра одинакового объёма. При этом первый биофильтр имел две параллельно работающие одинаковые секции, а второй - четыре последовательно работающие секции. Суммарный объём насадки составил 360 м3, площадь поверхности насадки - 306.000 м2.

Результаты эксплуатации установки. Осенью 2003 года были завершены работы по интенсивной очистке загрязнений под железнодорожным полотном и на прилегающих территориях. В результате работ, проведённых в 2002-2003 годах, было переработано 8,62 т фенола. Концентрации фенола в грунтовых водах в ядре загрязнений снижены с

4,5+16,5 г/л до 0,05-Ю,2 г/л, содержание фенола в грунте снижено с 0,5+1,7 г/кг до 0,07^0,15 г/кг. На системе каскадных биофильтров очищено около 20.000 м3 загрязнённых промывных вод. Ликвидирована угроза массированных разгрузок фенола в реку в период паводка. Многократное снижение концентраций фенола в грунте и грунтовых водах позволяет утверждать о прекращении подавления естественных механизмов самовосстановления биоценоза, что позволило завершить .этап интенсивной очистки и перейти к процессам естественного самоочищения.

В 2004 году осуществлялся мониторинг состояния окружающей среды в ходе процесса самовосстановления. Аналитические данные подтвердили отсутствие аномально высоких концентраций фенола и свидетельствуют о нормальном ходе процесса самоочищения, не требующем дополнительного вмешательства. В соответствии с актом от 15 сентября 2004 г. природный биоценоз на месте аварии и на наиболее сильно поражённых участках можно считать восстановленным.

Экономическое преимущество разработанной технологии очистки грунта представлено в таблице 2.

Таблица 2

Экономические показатели различных методов переработки грунта

Методы переработки загрязнённого грунта Себестоимость переработки 1 м3 грунта, доллары США

Электрокинетическая обработка грунта 145

Механическая обработка и промывка грунта водой 22

Биоактивация грунта 17

Промывка грунта с ПАВ 12

Разработанная технология 10

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Из природных источников выделена бактериальная культура, утилизирующая более 98% фенола в качестве единственного источника углерода, обладающая высокой толерантностью к фенолу (до 2000 мг/л), в отличие от ранее известных штаммов. Определены оптимальные условия культивирования штамма, при которых штамм проявляет наибольшую активность: удельная скорость роста - 0,08+0,12 ч"\ скорость потребления

фенола - 30+45 мг/л ч. Получен патент РФ на пггамм бактерий АигеоЬаМегтт зарегскге 6-204 - деструктор фенола: № 2201446.

2. Показана возможность адсорбционной иммобилизации выделенной культуры на природных и синтетических носителях. Достигаемая максимальная сорбция - до 400 мг/г носителя. Адсорбционная иммобилизация фенолокисляющего микроорганизма на древесной стружке позволяет получить высокоэффективную очистку воды с высокой скоростью деструкции фенола 12+20 мг/ч-см3 носителя.

3. Установлено, что иммобилизованный штамм устойчив в длительном непрерывном процессе (до 120 суток), не нуждается в дополнительных факторах роста и обеспечивает высокую эффективность очистки - до 98 % деструкции растворённого фенола при его концентрации в среде до 2 г/л.

4. Разработана принципиальная технологическая схема, позволяющая без изменения ландшафта, непосредственно на месте загрязнения, с минимальными капитальными и эксплуатационными затратами проводить практически безотходную очистку грунта и грунтовой воды от фенола на биофильтрационной установке.

5. Разработана конструкция биофильтра, позволяющего осуществлять процесс очистки воды, загрязнённой фенолом непосредственно на месте загрязнения с минимальными капитальными и эксплуатационными затратами.

6. Проведена апробация разработанной технологии на очистных сооружениях, спроектированных и построенных ООО ПКФ «БИГОР» для Горьковской железной дороги. Доказана стабильность работы иммобилизованного штамма в длительном непрерывном процессе. Показана возможность ликвидации подземных фенольных загрязнений применением разработанной технологии. Получен патент РФ на способ очистки грунта от подземных фенольных загрязнений: № 2225271.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ 1. Алексеенко Э.И., Фомченко Н.В., Бирюков В.В. Биопрепарат для очистки сложных стоков химической и пищевой промышленности. - В сб. «Инженерная защита окружающей среды». Тезисы докл. Международной конференции и 5 Международного симпозиума молодых учёных, аспирантов и студентов. М., МГУИЭ, с. 28-30,2001г.

2. Алексеенко Э.И., Разживин A.B., Поляков А.Н., Барбот B.C. Биологическая очистка воды, загрязнённой фенолом. В сб. «Инженерная защита окружающей среды». Тезисы докл. Международной конференции и 5 Международного симпозиума молодых учёных, аспирантов и студентов. М., МГУИЭ, с. 6-8,2001г.

3. Э.И. Алексеенко, A.B. Разживин, Н.В. Фомченко, А.Н. Поляков. Разработка технологии биологической очистки промышленных, поверхностных и грунтовых вод, загрязненных фенолами. Биотехнология: состояние и перспективы развития: Материалы 1-го Международного Конгресса. М.: ЗАО «ПИК «Максима», РХТУ им Д.И. Менделеева, 2002.-544с.

4. Э.И. Алексеенко, И.Н. Щеблыкин, B.C. Барбот, И.А. Паньцщн, М.Б. Биттеева, Л.Д. Стехновская, Е.В. Шушеначева, C.B. Копытина, В.Н. Васильев, Ю.А. Лобов, A.B. Разживин, Н.В. Зябрева, Н.В. Коваленко, В.В. Бирюков. Биоремедиация загрязненных грунтов: технологии и установки. -Биотехнология: состояние и перспективы развития: Материалы 1-го Международного Конгресса. М.: ЗАО «ПИК «Максима», РХТУ им Д.И. Менделеева, 2002.-544с.

5. Алексеенко Э.И., Биттеева М.Б., Коваленко Н.В., Барбот B.C., Щеблыкин И.Н., Паныпин И.А. Биологический способ восстановления территории, загрязненной фенолами и нефтепродуктами в результате железнодорожной аварии. // Труды МГУПС 2002г.

6. Алексеенко Э.И., Биттеева М.Б., Зябрева Н.В. «Технология очистки подземных загрязнений. - Материалы 2 Московского международного конгресса: Биотехнология: - состояние и перспективы развития», ч. 2, 2003г., М., с. 49-50

7. Способ очистки грунта от подземных загрязнений фенолами. Патент РФ № 2225271 Алексеенко Э.И., Биттеева М.Б., Щеблыкин И.Н., Васильев В.Н., Паньшин И.А., Зябрева Н.В. и др.

8. Штамм бактерий Aureobacterium saperdae - деструктор фенола. Патент РФ № 2201446, зарегистрирован 02.04.2001г. Алексеенко Э.И., Биттеева М.Б., Щеблыкин И.Н., Бирюков В.В., Зябрева Н.В. и др.

Отпечатано в ООО «Компания Спутник*» ПД № 1-00007 от 25.09.2000 г. Подписано в печать 18.10.05 Тираж 100 экз. Усл. п.л. 1 Печать авторефератов (095) 730-47-74,778-45-60

#«20 2 37

РНБ Русский фонд

2006-4 17750

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Алексеенко, Эдгар Игоревич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ГРУНТА ОТ ФЕНОЛЬНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ.

1.1. Структура фенольных загрязнений окружающей среды.

1.2. Механизмы распространения загрязняющих веществ в окружающей среде.

1.3. Оценка масштабов подземных загрязнений и выбор метода устранения загрязнителей.

1.4. Извлечение и захоронение загрязнённого грунта.

1.5. Извлечение и очистка грунта на специализированных предприятиях.

1.6.Технологии термического обезвреживания.

1.7. Уничтожение загрязнения на месте.

1.7.1. Физико-механическая очистка грунта.

1.7.2. Технологии, основанные на химических и электрохимических методах обезвреживания грунта.

1.7.3. Технологии биологического обезвреживания загрязнённого грунта.

1.7.4. Метод сверхкритической экстракции углекислым газом.

1.8. Фиксация загрязнителей на месте.

1.9. Переработка и захоронение токсичных веществ в земле.

1.10. Альтернатива — «бездействие».

1.11. Системы биологической обработки токсичных загрязнений.

1.12. Иммобилизованные микроорганизмы.

1.13. Методы иммобилизации.

1.13.1. Химические методы иммобилизации клеток.

1.13.2. Физические методы иммобилизации клеток.

1.13.3. Клетки, включённые в матрицу геля.

1.13.4. Адсорбированные клетки микроорганизмов.

1.14. Виды и свойства адсорбентов.

1.15. Приёмы адсорбционной иммобилизации клеток микроорганизмов.

1.16. Выводы.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Объект исследования.

2.2. Культурально-морфологические особенности штамма.

2.3. Среды.

2.4. Хранение культуры.

2.5. Культивирование штамма. • ■ ' " " ----- „

2.6. Иммобилизация штамма на носителях.

2.7. Определение величины адсорбции микроорганизмов.

2.8. Вымывание клеток и субстрата из насадки биофильтра.

2.9. Кинетические характеристики.

2.10. Лабораторная установка для исследования процесса биодеструкции растворённого фенола.

2.11. Лабораторная установка для исследования процесса десорбции фенола из грунта.

2.12. Аналитические методы.

2.13. Статистические характеристики процесса биодеструкции фенола.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА БИОДЕСТРУКТОРА НА ОСНОВЕ ИММОБИЛИЗОВАННЫХ ФЕНОЛОКИСЛЯЮЩИХ МИКРООРГАНИЗМОВ.

3.1. Выделение фенолокисляющих культур из природных источников.

3.2. Подбор оптимального режима минерального питания фенолокисляющих бактерий Л. saperdae 6-204.

3.3. Выбор носителя для иммобилизации фенолокисляющих бактерий.

3.4. Изучение кинетики иммобилизации культуры на носителе.

3.5. Биодеструкция фенола в водных средах с использованием иммобилизованного штамма.

3.6. Выводы.

ГЛАВА 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА БИОДЕСТРУКЦИИ ФЕНОЛА ШТАММОМ A SAPERDAE 6-204.

4.1. Моделирование процесса биодеструкции фенола.

4.2. Определение кинетических констант и оптимальной концентрации углеродного субстрата.

4.3. Расчёт интегральной скорости потребления фенольного субстрата биоплёнкой.

4.4. Выводы.

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ОЧИСТКИ ГРУНТА ОТ ФЕНОЛЬНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ.

5.1. Разработка принципиальной технологической схемы очистки грунта от подземных фенольных загрязнений.

5.2. Изучение процесса десорбции фенола из образцов кернов буровых скважин.

5.2. Разработка конструкции биофильтра.

5.3. Выводы.

ГЛАВА 6. ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ ГРУНТОВ ОТ

ФЕНОЛЬНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ.

6.1. Проведение основных инженерно-изыскательских работ непосредственно на месте аварийного разлива загрязняющих веществ.

6.2. Описание технологической схемы метода биотехнологической очистки грунтов от фенола непосредственно на месте аварии.

6.3. Разработка конструкции биофильтра.

6.4. Результаты эксплуатации установки.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Разработка технологии и аппаратурного оформления процесса биотехнологической очистки подземных фенольных загрязнений"

Промышленное производство неизбежно сопряжено с техногенными аварийными ситуациями, приводящими к выбросам токсичных веществ в окружающую среду. Разливы токсичных жидкостей наиболее опасны, так как сопровождаются распространением вредных веществ одновременно в трёх средах: почве, поверхностных и грунтовых водах, атмосферном воздухе. Процессы самоочищения в естественных условиях очень длительны и мало эффективны, что связано с бедностью микрофлоры, окисляющей токсичные вещества, дефицитом биогенных веществ, низкой температурой окружающей среды.

Проблема полной очистки от растворённых в воде токсических веществ, в частности фенолов, является одной из наиболее важных и одновременно трудно решаемых.

Несмотря на огромное количество отечественных и зарубежных разработок, данную проблему нельзя считать решённой. Причин этому несколько. Во-первых, уникальность загрязнённых объектов по химическому составу, а также условиям образования и существования, требует проведения индивидуальных исследований для каждого конкретного случая, что не всегда возможно. Во-вторых, технология достаточно полной очистки, как правило, диктует соблюдение особых условий, которые трудно выполнимы на практике. В-третьих, многие эффективные способы глубокой очистки сопряжены с большими экономическими и ресурсными затратами, использованием дефицитных реагентов с последующей их регенерацией, утилизацией или захоронением отходов.

Наибольшую сложность представляет ликвидация подземных загрязнений из-за трудной доступности токсиканта. Основными недостатками известных способов очистки таких объектов является низкая интенсивность деградации загрязнения, связанная с использованием аборигенной микрофлоры. Кроме того, зачастую эти способы связаны с изменением природного ландшафта, поскольку поступление промывной воды в грунт осуществляется через инфильтрационную траншею.

Среди веществ-экотоксикантов полиароматические соединения занимают одно из первых мест по урону, наносимому окружающей среде. Все эти вещества имеют в своей структуре бензольное кольцо, которое содержится в природном полимере лигнине, являющимся, наряду с целлюлозой, одним из основных компонентов древесины. Известно, что почвенные микроорганизмы способны разрушать лигнин и размыкать, входящее в его структуру, бензольное кольцо. Вполне возможно, что некоторые из этих микроорганизмов, в процессе селекции могут приобрести способность утилизировать полиароматические соединения в качестве косубстратов или единственных источников углерода и энергии.

Поэтому поиск новых эффективных способов очистки окружающей среды от промышленных выбросов, обеспечивающих ПДК, является по-прежнему актуальным.

Предлагаемая технология решает задачу повышения эффективности очистки грунта от подземных фенольных загрязнений. Предлагаемый способ основан на извлечении грунтовых вод с последующей биодеструкцией загрязнений и дальнейшем экстрагировании загрязнений из грунта очищенной водой. В отличие от ранее известных технологий в качестве микроорганизма-деструктора применяется не аборигенная микрофлора, а штамм бактерий Aureobacterium saperdae 6-204, иммобилизованный на насадке биофильтра. Кроме того, разработанная технология является универсальной, так как может применятся как в единовременных условиях, на пример, при ликвидации аварийных выбросов, так и в стационарных очистных сооружениях промышленных фенольных стоков.

Целью настоящей работы является разработка технологии очистки грунта, загрязнённого фенолом, с использованием иммобилизованных фенолокисляющих микроорганизмов и аппаратуры для реализации этого процесса.

Для достижения поставленной цели представляется целесообразным решение следующих задач:

1) выделение культуры микроорганизмов, обладающих высокой фенолокисляющей способностью, определение оптимальных для выбранного штамма параметров культивирования;

2) подбор носителя для иммобилизации клеток выделенного штамма, обладающего требуемыми технологическими характеристиками;

3) исследование кинетики адсорбционной иммобилизации выделенного штамма на носителе;

4) исследование кинетики утилизации фенола иммобилизованным штаммом в водных средах;

5) разработка конструкции биофильтра с использованием иммобилизованных фенолокисляющих микроорганизмов;

6) разработка принципиальной технологической схемы очистки загрязнённого фенолом грунта с использованием иммобилизованных фенолокисляющих микроорганизмов.

Научная новизна работы

• Из природных источников выделен перспективный бактериальный штамм, обладающий высокой фенолокисляющей способностью, растущий в широком диапазоне температур 10-*-43°С и рН среды 3,0-г-8,5. Подобрана минеральная среда для культивирования штамма, обеспечивающая высокую фенолокисляющую активность. Выделенный штамм идентифицирован и запатентован как «Штамм бактерий Aureobacterium saperdae - деструктор фенола» № 2201446 от

• 02.04.2001 (см. Приложение 1).

Выделенный штамм обеспечивает утилизацию растворённого в воде фенола с концентрацией 1000 мг/л до 99,7% в течение суток, а с концентрацией фенола 2000 мг/л - до 98 % в течение трёх суток. Определены кинетические характеристики процесса деструкции фенола в водных средах культурой A. saperdae.

Исследован метод адсорбционной иммобилизации штамма на природных и синтетических носителях.

• Разработана технология очистки загрязнённого фенолом грунта, основанная на использовании фенолокисляющего штамма, позволяющая достигать высокой степени очистки без изменения природного рельефа и структуры грунта. На разработанную технологию получен патент РФ «Способ очистки грунта от подземных загрязнений фенолами» № 2225271 от 23.05.2002 (см. Приложение 2).

Практическая значимость работы

Выделен штамм фенолокисляющих микроорганизмов, позволяющий проводить процесс биотехнологической очистки промывных вод, загрязнённых фенолом. Штамм устойчив в длительном непрерывном процессе, не нуждается в дополнительных факторах роста и обеспечивает высокую эффективность очистки от фенола в широком диапазоне температур и рН среды. В зависимости от вида носителя иммобилизованная культура может использоваться как при однократных ликвидационных работах, так и в стационарных очистных сооружениях.

Предложена технологическая схема очистки грунта от фенола, путём растворения его в промывных водах с дальнейшим извлечением их из зоны загрязнения для очистки на биофильтре с использованием выделенного фенолокисляющего штамма.

Разработана конструкция биофильтра, в качестве загрузки которого используется иммобилизованный на носителе фенолокисляющий штамм.

Предложенные в работе технологические и аппаратурные решения заложены в проект очистных сооружений подземных загрязнений, разработанный ООО ПКФ «БИГОР» (г. Москва) для Горьковской железной дороги. Проект был успешно реализован на месте ликвидации последствий железнодорожной аварии в п. Мыслец Шумерлинского р-на Республики Чувашия в период с 2001 по 2003 гг. Основные положения диссертации докладывались на 2-ом Московском международном конгрессе «Биотехнология -состояние и перспективы развития».

Основные положения, выносимые на защиту:

• Разработка биодеструктора на основе иммобилизованного фенолокисляющего микроорганизма.

• Математическая модель процесса утилизации фенола выделенным штаммом в водных средах.

• Принципиальная технологическая схема очистки загрязнённого фенолом подземного грунта, основанная на использовании иммобилизованного фенолокисляющего штамма.

• Конструкция биофильтра с использованием иммобилизованного на насадке фенолокисляющего штамма.

Работа выполнялась в МГУИЭ и ФГУП ГосНИИсинтезбелок.

В работе участвовали: сотрудники аналитической лаборатории ФГУП ГосНИИсинтезбелок, проводившие анализы образцов грунтовых вод на содержание микроэлементов; сотрудник института экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН Бродский Ефим Соломонович, любезно оказавший содействие в проведении анализа проб грунта на содержание фенолов и прочих органических соединений по стандартному методу хромато-масс-спектрометрии. Основные публикации выполнены с соавторами Щеблыкиным И.Н., Барботом B.C., Бирюковым В.В., Кустовой Н.А., Биттеевой М.Б. и Зябревой Н.В. Кустова Н.А., Биттеева М.Б. и Зябрева Н.В. осуществляли научное руководство биологической частью работы, в том числе экспериментами по выделению бактериальных штаммов, их культивированию, а также определению оптимальных параметров роста бактерий. Щеблыкин И.Н. и Барбот B.C. участвовали в постановке задачи и оснащении экспериментальной установки, а также при разработке технологических приёмов осуществления процесса очистки грунта. Бирюков В.В., как заведующий кафедрой «Экологическая и промышленная биотехнология» МГУИЭ и заведующий лабораторией ФГУП ГосНИИсинтезбелок, а также Кустова Н.А. принимали участие в обсуждении результатов и в формулировании задач исследования. Зябрева Н.В. принимала участие на всех этапах проведённой работы, также автор выражает признательность сотрудникам фирмы «БИГОР» Барботу А.В. и Зубову Д.В. за оказанную помощь в обработке экспериментальных данных с помощью компьютера.

Структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, состоящей из 5 глав, выводов, списка цитируемой литературы и приложений. Библиография включает 102 наименования, из них 47 на английском языке. Материал изложен на 140 страницах машинописного текста, иллюстрирован 23 рисунками и 14 таблицами.

Заключение Диссертация по теме "Биотехнология", Алексеенко, Эдгар Игоревич

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Из природных источников выделена бактериальная культура, утилизирующая более 98% фенола в качестве единственного источника углерода, обладающая высокой толерантностью к фенолу (до 2000 мг/л), в отличие от ранее известных штаммов. Определены оптимальные условия культивирования штамма, при которых штамм проявляет наибольшую активность: удельная скорость роста - 0,08-^-0,12 ч"1, скорость потребления фенола - 30-М5 мг/л-ч. Получен патент РФ на штамм бактерий Aureobacterium saperdae 6204 - деструктор фенола: № 2201446.

2. Показана возможность адсорбционной иммобилизации выделенной культуры на природных и синтетических носителях. Достигаемая максимальная сорбция - до 400 мг/г носителя. Адсорбционная иммобилизация фенолокисляющего микроорганизма на древесной стружке позволяет получить высокоэффективную очистку воды с высокой скоростью деструкции фенола 12-^-20 мг/ч-см3 носителя.

3. Установлено, что иммобилизованный штамм устойчив в длительном непрерывном процессе (до 120 суток), не нуждается в дополнительных факторах роста и обеспечивает высокую эффективность очистки - до 98 % деструкции растворённого фенола при его концентрации в среде до 2 г/л.

4. Разработана принципиальная технологическая схема, позволяющая без изменения ландшафта, непосредственно на месте загрязнения, с минимальными капитальными и эксплуатационными затратами проводить практически безотходную очистку грунта и грунтовой воды от фенола на биофильтрационной установке.

5. Разработана конструкция биофильтра, позволяющего осуществлять процесс очистки воды, загрязнённой фенолом непосредственно на месте загрязнения с минимальными капитальными и эксплуатационными затратами.

6. Проведена апробация разработанной технологии на очистных сооружениях, спроектированных и построенных ООО ПКФ «БИГОР» для Горьковской железной дороги. Доказана стабильность работы иммобилизованного штамма в длительном непрерывном процессе. Показана возможность ликвидации подземных фенольных загрязнений применением разработанной технологии. Получен патент РФ на способ очистки грунта от подземных фенольных загрязнений: № 2225271.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Алексеенко, Эдгар Игоревич, Москва

1. Ю.Ю. Лурье. Аналитическая химия промышленных сточных вод. -М.; Химия, 1984, 448 с.

2. Пальгунов П.П., Сумароков М.В. П14 Утилизация промышленных отходов. М.: Стройиздат, 1990. -352с.: ил. - (Охрана окружающей природной среды).

3. СанПиН 4630-88 «Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения».

4. Стахов Е.А. Очистка нефтесодержащих сточных вод предприятий хранения и транспорта нефтепродуктов. Л.: Недра, 1983. - 263 с.

5. Л.А. Головлёва, З.И. Финкелыптейн, Б.П. Баскунов. Микробиология, том 64, №2, 1995, с. 197-200.

6. Доусон Г., Мерсер Б. Обезвреживание токсичных отходов/Сокр. пер. с англ. В.А. Овчаренко. — М.: Строй-издат, 1996.— 288 е.: ил. — Пер. изд.: Hazardous Waste Management, John Wiley and Sons, Ync. USA, 1986. — ISBN 5-274-01251-5

7. P. Morgan, R.J. Watkinson. Microbiological methods for the cleanup of soil and ground water contaminated with halogenated organic compounds. — FEMS Microbiology Reviews 63 (1989) 277-300.

8. Trabalka, J. R. 1979. Russian experience. In Proceedings of the environmental decontamination workshop. G. A. Cristy and H. C. Jernigan (eds.), Oak Ridge National Laboratory, CONF-791234, pp. 3-8, December 4-5, 1979.

9. B.M. Бельков. Курсовая: Методы, технологии и концепции утилизации углеродосодержащих промышленных и твёрдых бытовых отходов. Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ).

10. Информационное письмо "Установка по очистке нефтемаслосодержащих грунтов НЭ402 00" II ГП Новосибирский научно-инженерный центр "Экогеология" НРБ МПС России 1997.

11. Рекламный проспект фирмы " WATCO" (Дания) 1998.

12. Lewis C.R., Edwards R. Е., Santora М. A. Incineration of industrial wastes. Chemical Engineering, 1976 v 83 №2 p 115-5-121.

13. Lund H.F. Industrial pollution control handbook. New-York McGraw-Hill, 1971, 570 p.

14. Grosse F. L. Jr. Incineration of hazardous wastes. Toxic Material News, 1981 v 8, N21,p 323.

15. Grosse F.L.Jr. Incineration of hazardous wastes. The handbook of hazardous waste management, ed A. A. Metry -WestPoint Techn. Publishing.-1980 pp. 310-322

16. Гамов В.И., Двинских C.B., Керин A.C. Обработка осадка поверхностного стока. М.; Стройиздат 1991, 427с.

17. Kanury A.M. Introduction to combustion phenomena. New-York Gordon & Breach, 1977, 257 p.

18. Reed I.C., Moore B.L. Ultimate hazardous waste disposal by incineration. Toxic and hazardous waste disposal, 1980 v4, p 163-174 Ann Arbor Science Publishers.

19. Рекламный проспект фирмы 11 LURGI AG " (Германия) 1998.

20. Проспект фиpмы,lMeissner Grundbau", 1997.

21. Gates D.D. Siegust R.L. Clime S.R. Laboratory evaluation of the in Situ chemical oxidation of volatile and semi-voltaic organic compounds using hydrogen peroxide and potassium permanganate II Tennessee, 1994.

22. Киреева H.A. Микробиологические процессы в нефтезагрязнённых почвах. Уфа, БашГУ. 1994, 172с.

23. Peters R.W., Enzien M.Y., Bouillard J.K. Hanford Symp Health Environ 33-rd, Ohio, 1994 v2 p 737-762.

24. Williams G.L., J.E. Rogers and C.J. English. Enzymatic detoxification of hazardous organic chemicals in the environment. AIChE National Summer Meeting, August 19, 1984.

25. Monitoring the biological treatment of antracene- contaminated soil in a rotating drum bioreactor /Banerjee D.K., Fedorak P.M., Hashuimoto A.K., Pickard M.A. //Appl. Microbiol. And Biotechnol. - 1995. - 43, -c.521-528. - Англ.

26. Naphthalene biosorption in soil /water system of low or hihg sorptive ceparty / Whitman B.E., Mihelcic J.K.,Lucking D.R.// Appl. Microbiol, and Biotechnol. -1995. 43, №3. - c.539-544. - Англ.

27. Degradation of polycyclic aromatic hyidrocarbons by pyre strains and by defined strain associations: Inhibition phenomena and cometabolism /• Bouchez M.T., Vandecastcele J.M., Blanchet D.S. // Appl. Microbiol, and

28. Biotechnol. 1995. - 43, №4. - c.156-164. - Англ.

29. Phitochemically enhanced microbiol degradation of enviromental pollutants. Matsumura Fumio, Katayama Arata; The Rogents of the University of Califonia. -1991

30. Isolation and characterization of PAH degrading soil bacteria. Abstr. Keystone Symp. Environ. Biotechnol., Lark Tahol, Calif March 16-22, 1995 / Loyd - Jones Gareth, Hunter David W // J.Cell. Biochem. - 1995. -Suppl. 21a. - c.49. - Англ.

31. Metabolism of benza.antracene by the filamentous fungus Canninghamella elegans / Cerninglia Саге E., Gibson David. Т., Dodage Robert H. // Appl. and Environ. Microbiol. 1994. - 60, №11. - c.3931 -3938. - Англ.

32. Carbon source-dependet ihibition of xyl operan expression of the Pseudomonas putida TOL plasmid/ Holtel Andreas Marques Silvia, Mohler Isabel, Jakubzik Ute // J. Bacteriol. 1994. - 176, №6. - c.1773-17776. -Англ.

33. Brown R.A., Leonard W.C., Leahy M.C.// Pap Int In Situ on site Bioreclam Symp, 3-rd - Ohio Battelle Press 1995, p 185-190.

34. Burke G.K., Rhodes D.K.// Par Int In Situ on -site Bioreclam Symp 3-rd-Ohio Battelle Press 1995, p 527-534.

35. Strong-Gunderson J.M., Palumbo A.V. // Pap Int In situ on-site Bioreclam Symp , 3-rd Ohio Battelle Press 1995 p 33^-40.

36. Кулнчевская И.С., Гузев B.C., Паннков H.C.// Микробиология 1995, т 64, №5, с. 668^-673.

37. Винаров А.Ю., Смирнов В.Н., Рябкин М.В. селекция промышленных штаммов микроорганизмов для биодеградации соединенийфенольного ряда в газовоздушных и водных потоках. М.: Биотехнология 2002 №3, с. 67-79.

38. Головлева JI.A. // Биотехнология защиты окружающей среды Конф. 18, 19 октября 1994 г Пущино, 1993, с. 3.

39. Заборина О.Е., Головлева JI.A. // Биотехнология защиты окружающей среды Конф. 18, 19 октября 1994 г Пущино, 1993, с. 27+28.

40. Головлева Л.А., Финкелынтейн З.И., Баскунов Б.П. и др. //Микробиология 1995 т. 64, №2, с. 197+200.

41. Ягафаров Г.Г., Хметкин Р.Н. // Башкирский химический журнал 1994, вып 1(3), с. 46+47.

42. Королёв В.А., Некрасова М.А. // Труды Научной Конференции: «Новые идеи в инженерной геологии» М.; Издательство МГУ 1996, с. 114.

43. Королёв В.А., Некрасова М.А. //1-я научно-практическая конференция по проблемам охраны геологической среды. Минск БГУ 1995, с. 123.

44. Shaw R.W., Brill Т.В., Clifford A.A. et al // Chemand Erg. 1991, v. 23, p. 26.

45. Skaarup J., binds C., Oemig F. et al // Soil Environ , 1995 №5, p. 1005+1012.

46. Mercer, B. W.; Shuckrow, A. J.; and Ames, L. L. 1970. Fixation of radioactive wastes in soil and salt cores with organic polymers. BNWL-1220, April 1970.

47. Environmental Science. 1980. Groundwater strategies. Environmental Science and Technology, Vol. 14, No. 9, pp. 1030+1035, September 1980.

48. Kochmstedt, P.L.; Hartley, J.N.; and Davis, D.K. 1977. Use of asphalt emulsion sealants to contain radon and radium in uranium tailings. BNWL-2190/US-20, ERDA/Battelle Pacific Northwest Laboratories, Januray 1977.

49. Wallace, A.T. 1976. Land disposal of industrial wastes. In Land treatment and disposal of municipal and industrial wastewaters, ed. R.L. Sands and T. Asano, Ann Arbor Science Publishers.

50. Яковлев C.B., Воронов Ю.В. Биологические фильтры. 2-е издание, переработанное и дополненное - М.: Стройиздат, 1982. - 120с., ил. -(Охрана окружающей природной среды).

51. Хаммер М. Технология обработки природных и сточных вод: Пер. с англ. — М.: Стройиздат, 1979. 400 с, ил.

52. Rich, L.G. 1963. Unit operations of sanitary engineering. New York: Wiley.

53. Metcalf and Eddy, Inc. 1976. Wastewater engineering: treatment, disposal, reuse. 2-nd ed. New York: McGraw-Hill.

54. McKinney, R.E.; and Ooten, R.J. 1969. Concepts of complete mixing activated sludge. In Transactions of the 19th annual conference on sanitaryengineering. Bulletin of Engineering and Architecture No. 60, University of Kansas, Lawrence.

55. Ottinger, R.S.; Blumethal, J.L.; DalPorto, D.F.; Gruber, G.I.; Santy, M.J.; and Shih, C.C. 1973. Recommended methods of reduction, neutralization, recovery or disposal of hazardous waste. EPA-6x/2-73-053, U.S. Environmental Protection Agency.

56. Arthur D. Little, Inc. 1976. Physical, chemical, and biological treatment techniques. U.S. Environmental Protection Agency report No. SW-148c.

57. McKinney, R.E. 1971. Waste treatment lagoon state-of-the-art. EPA Water Pollution Control Research Series No. 17090 EHA 07/71.

58. Скрябин Г.К., Кощеенко К.А. Иммобилизованные клетки микроорганизмов // Биотехнология-М.:Наука,1984. с.70-ь77.

59. Форстер К.Ф., Вейз Д.А. Экологическая биотехнология: перевод с немецкого JL: Химия, 1990.- 282 с.

60. Использование иммобилизованной микрофлоры в очистке сточных вод. 2005 г. ЗАО «СЕДАН».

61. Загорная Н.Б., Никоненко В.У., Чеховская Т.П., Гвоздяк П.И. Биоразрушение ксенобиотиков в сточных водах производства фенолформальдегидных смол //Химия и технология воды 1987.- Т.9, N4. - с.357-359.

62. Дмитриева А.П. Интенсификация биологической очистки сточных вод// Кокс и химия -1987.-N 1.-С.53-56.

63. Molin G., Nilsson I. Degradation of phenol by Pseudomonas putida atcc 11172 in continious culture at different ratios of biofllm surfase to culture volume // Appl. Environ. Microbiology. -1985.-V.50, N 4. -P.946-950.

64. Yucel Tokuz R. Biodegradation and removal of phenols in rotating biological contactors // Water Sci. and Technol.- 1989. V. 21, -P. 17511754.

65. Скирдов И.В., Демидов O.B., Навикайте Д.П. Исследование аэротнков с загрузкой// Труды института ВОДГЕО. Очистка сточных вод иобработка осадков замкнутых систем водного хозяйства, -1985.- С.41-46.

66. Чепанов В.В., Усова А.В., Яковенко Н.И. Ковалентная иммобилизация в полимерных гидрогелях// Иммобилизованные клетки в биотехнологии. Пущино, 1987. - с.114-123.

67. Кощеенко К.А. Живые иммобилизованные клетки как биокатализаторы процессов трансформации и биосинтеза органических соединений. Прикл. биохим. и микробиол. 1981. - т. 18. - №4.

68. Копытина С.В. Разработка технологии очистки сточных вод от нефтяных загрязнений с использованием иммобилизованных микроорганизмов-биодеструкторов. Кандидатская диссертация, М., 2000.

69. Под ред. Егорова Н.С. Промышленная микробиология. М.: Высш. школа. - 1989.- с. 688.

70. Синицин А.П., Райнина Е.И., Лозинский В.И., Спасов С.Д. Иммобилизованные клетки микроорганизмов. М.: Изд-во МГУ. -1994 - с.288.

71. Branyik Т. Polyurethane as immobilization material for phenol degradation. ISEB'97 Meeting bioremediation.1997.

72. Гвоздяк П.И., Дмитриенко Г.Н., Куликов Н.И. Очистка сточных вод прикреплеными микроорганизмами// Химия и технология воды.-1985.-Т.7, N 1.- С.64-68.

73. Куликов Н.И. Интенсификация процессов очистки сточных вод от ксенобиотиков пространственной сукцессией закрепленных микроорганизмов // Материалы 1 Всесоюзной конференции по микробиологии очистки воды: Киев, Наукова думка.-1982.- С.29-31.

74. Дмитриева А.П. Интенсификация биологической очистки сточных вод// Кокс и химия -1987.-N 1.-С.53-56.

75. Илялетдинов А.Н., Алиева P.M. Микробиология и биотехнология очистки промышленных сточных вод. Алма-Ата: Гылым,1990,- 223с.

76. Павленко Н.И., Бега З.Г., Изжеурова В.В, Гвоздяк П.И. Интенсификация биологической очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов// Химия и технология воды.-1989.-Т.11, N 6.- С.541-544.

77. Энциклопедия полимеров. М.: Советская энциклопедия, 1972. -т. 1,2.

78. Chemical marketing reporter. USA 1996. - No. 15

79. Определитель бактерий Берджи. В 2-х т./ Под ред. Дж. Хоулта, Н. Крига и др.- М.: Мир,1997.-432 е., ил.

80. Морщакова Г.Н., Биттеева М.Б., Мурзаков Б.Т., Капотина JI.H. Оптимальная питательная среда для углеводородокисляющих бактерий Acinetobacter. Биотехнология. 1991. - № 6. - с. 67-69.

81. Методика выполнения измерений (МВИ) массовой концентрации нефтепродуктов в пробах природной, питьевой и сточной воды на анализаторе жидкости "Флюорат 02". ПНДФ 14.1:2:4.128-98 - М.: Государственный комитет РФ по охране окружающей среды, 1998. -17 с.

82. Методика выполнения измерений (МВИ) массовой доли нефтепродуктов в пробах почв и грунтов на анализаторе жидкости "ФЛЮОРАТ-02". ПНДФ 16.1.21-98 М.: Государственный комитет РФ по охране окружающей среды, 1998. - 13 с.

83. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения// Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1998. - 72 с.

84. Бирюков В.В., Кантере В.М. Оптимизация периодических процессов микробиологического синтеза. М.: Наука, 1985. - 296 с.

85. Keith D., Wisecaver and Liang-Shih Fan. Biological phenol degradation in a Gas-Liquid-Solid fluidized Bed Reactor. Biotechnology and Bioengineering, Vol. 33, pp. 1029-1038. -1989.

86. Бородич C.A. Эконометрика: Учебное пособие. Мн.: Новое знание, 2001.-408 с.96. de BeerD., Stoodley P., Roe F., Lewandowski Z. Effects of biofilm structure on oxygen distribution and mass transport / Biotech. Bioeng. -1994.-Vol. 43. P. 1131-1138.

87. Lewandowski Z., Lee W.C., Characklis W.G., Little B. Dissolved oxygen and pH microelectrode measurements at water-immersed metal surfaces // Corrosion. 1989. - Vol. 45, №2. P.92-98.

88. С. Дж.Перт Основы культивирования микроорганизмов и клеток. М.: Мир, 1978.-331с., ил.

89. Никоненко В.У., Чеховская Т.П., Федорик С.М. Биологическая деструкция фенола, формальдегида и нефтепродуктов в промышленных сточных водах. Химия и технология воды. - 1993. -т.5, №5.

90. Бирюков В.В., Музыченко JI.A. Лимитирование и ингибирование процессов роста и микробиологического синтеза. Научный центр биологических исследований АН СССР в Пущине, 1976.

91. Варфоломеев С.Д., Калюжный С.В. Биотехнология: Кинетические основы микробиологических процессов: Учеб. пособие для биол. и хим. спец. вузов. М.: Высш. Шк., 1990. - 296 е.: ил.

92. Биотехнология: Учеб. пособие для вузов. В 8 кн. / Под ред. Н.С. Егорова, В.Д. Самуилова. Кн. 7: Иммобилизированные ферменты / И.В. Березин, Н.Л. Клячко, А.В. Левашов и др. М.: Высш. Шк., 1987. 159-е.: ил.