Очистка сточных вод

Рост  на плотных средах: круглые колонии  неправильной формы, выпуклые, пастообразные, цвет от грязно-белого до желтого.

Из полученной колонии выделили чистую культуру микроорганизмов. Морфологическую характеристику клеток бактерий изучали на микроскопе МИКМЕД – 2 с цифровой системой. Клетки имели  форму прямых и слабоизогнутых палочек, подвижны.

Способность к спорообразованию осуществляли следующим образом:

суспензию 5-7 – суточной культуры аборигенных микроорганизмов  в количестве 2 мл переносили в стерильную пробирку. Эту пробирку и пробирку с таким же объемом воды и термометром  ставили на водяную баню. Режим  пастеризации проводили в течении 10 минут при 80ºC. По прошествии этого  времени суспензию высевали на поверхность  скошенной среды МПА. Инкубирование  проводили в термостате в течении 3 суток при температуре 28-30ºC [33].

В результате отмечали отсутствие спор; выделенная культура бактерий относится  к неспорообразующим.

Для идентификации также  провели окраску по Граму.

На одном обезжиренном стекле делали мазки разных микроорганизмов: в центре – мазок исследуемой  культуры, слева и справа, соответственно, грамотрицательные микроорганизмы рода Pseudomonas и грамположительные микроорганизмы рода Rhodococcus. Мазки высушивали на воздухе и фиксировали над пламенем горелки.

В течении 1-2 минут, мазки  окрашивали карболовым генциановым  фиолетовым, затем краситель сливали  и обрабатывали раствором Люголя в течении 1-2 минут до почернения. Сливали раствор Люголя и обрабатывали препарат для обесцвечивания – 0,5 – 1,0 минут 96%-ным этиловым спиртом  с добавлением йода (2 мл 10%-го спиртового раствора йода на 100 мл этанола).

Препарат промывали водой  и дополнительно окрашивали водным фуксином в течении 1-2 минут. Краситель  сливали, препарат промывали водой, высушивали и микроскопировали с  иммерсионной системой [33].

Наблюдали красный цвет фуксина, что свидетельствует о  грамотрицательном характере микроорганизмов.

В результате, штаммы бактерий предположительно являются представителями родов Pseudomonas.

Способность выделенных микроорганизмов  использовать нефть в качестве единственного  источника углерода определяли по методу лунки. В стерильной чашке Петри  с твердой питательной средой Раймонда в центре вырезали лунку. В  лунку вносили 2-3 капли нефти. Микроорганизмы высевали радиальными штрихами от лунки  к периферии чашки. Чашки помещали в термостат строго горизонтально, не переворачивая. Через 5-7 суток отметили наличие роста по штриху в сравнении  с контролем – ростом на среде  без нефти [32], что указывает на их принадлежность к нефтеокисляющим бактериям.

 

3.1.2 Наработка суспензии аборигенных микроорганизмов

Наработку суспензии аборигенных нефтеокисляющих микроорганизмов проводили в колбах на 250 мл со средой Маккланга следующего состава:

дистиллированная вода – 1 л;

NaNO3 – 2.0 г;

K2HPO4 – 1.0г;

MnSO4 – 0.013 г;

MgSO4*7H2O – 0.5 г;

ZnSO4 – 0.002 г;

pH среды доводим до 6,8-7,0.

В колбы вносили 1 г нефтезагрязненного грунта, отобранного в районе Туймазинского месторождения (Республика Башкортостан).

В качестве фактора роста использовали дрожжевой автолизат в количестве 0,05мл. В качестве единственного источника углерода и энергии использовали нефть Туймазинского месторождения в количестве 1% масс.

Культивирование микроорганизмов проводили на термостатированной качалке при частоте вращения 100 об/мин при температуре 28 – 30ºC в течение 3 суток.

Наработанную суспензию аборигенных микроорганизмов использовали для дальнейшего исследования биологического разложения нефти.

 

3.2 Биоремедиация нефтезагрязненных грунтов

 

На следующем  этапе работы проводили изучение процесса биодеструкции нефти наработанной суспензией аборигенных микроорганизмов  и известным углеводордокисляющим штаммом Rhodococcus erythropolis АС 1339 Д.

Для этого в 3 контейнера добавили по 99 г почвы и внесли по 1% масс нефти. В первый контейнер внесли наработанную суспензию в количестве 3% масс; во второй – монокультуру Rhodococcus erythropolis AС 1339 Д в количестве 3% масс; третий контейнер служил контролем, без внесения микроорганизмов. Культивирование проводили в течение 5 суток при комнатной температуре. Влажность грунта в контейнерах составляла 60%.

О нефтеокисляющей  способности микроорганизмов судили по убыли нефти. Содержание нефти  определяли весовым методом [33], результаты расчета представлены в таблице 3.1 и на рисунке 3.1.

 

Таблица 3.1 – Расчет количества нефти

Название	Вес пустого бюкса, г	Вес бюкса с нефтью, г	Вес нефти, г
1	14,6981	15,2148	0,5167
2	15,4938	15,5938	0,1
3	15,6315	16,4986	0,8671

 

Рисунок 3.1 – Степень  биодеградации: консорциум – аборигенные  микроорганизмы; RQ – монокультура Rhodococcus erythropolis AC 1339 Д; контроль – без микроорганизмов.

 

Косвенно о степени  биодеструкции судили по приросту нефтеокисляющих  микроорганизмов. Численность микроорганизмов  определяли по методу Коха путем высева на твердую питательную среду  Раймонда [33].

Статистическая обработка  данных проводилась в соответствии с методическими рекомендациями [34].

 

 

Таблица 3.2 – Прирост  численности микроорганизмов, растущих на питательной среде Раймонда

№ №	Серия	Численность микроорганизмов, кл/г абс.сух.почвы
		Начальная	Конечная (через 5 суток)
1 2 3	Аборигенные микроорганизмы Rhodococcus erythropolis AC 1339 Д Контроль	(3 ± 0,1)*106 (1 ± 0,1)*106 (2 ± 0,3)*102	(5 ± 0,5)*107 (1 ± 0,2)*107 (3 ± 1,3)*103

 

Активированные аборигенные  нефтеокисляющие микроорганизмы, разлагают  нефть в среднем на 9-12% эффективнее, чем известный углеводородокисляющий  штамм Rhodococcus erythropolis AС 1339 Д.

 

3.3 Подбор стимуляторов роста  нефтеокисляющих микроорганизмов

 

В качестве стимуляторов роста  аборигенных нефтеокисляющих микроорганизмов, использовали: органический экстракт, полученный из активного ила; активный ил; избыточный активный ил (возраст 1 год); избыточный активный ил (возраст 5 лет).

Получение органического экстракта описано ниже.

Для проведения исследования готовились экстрагенты путем добавления к дистиллированной воде 25%-го гидроксида аммония. Добавления проводились до концентрации 10%-го раствора гидроксида аммония. Для этого в термостойком стакане смешивались навески:

40 мл 25% раствора гидроксида  аммония + 60 мл дистиллированной  воды. Затем, в колбу на 250 мл  вносилась навеска – 10г подготовленной  пробы избыточного ила, туда  же наливали 100 мл 10%-го раствора  гидроксида аммония и ставили  для перемешивания на магнитную  мешалку с подогревом на 30 минут.  Подогрев производили до 60-70°С.

После 30 минут перемешивания  полученную суспензию фильтровали  для отделения иловой воды. Полученный фильтрат нейтрализовали фосфорной кислотой до нейтральной реакции (pH 7,0).

Эксперимент проводили  следующим образом: в 5 контейнеров  добавили по 100 г почвы, вносили по 3% масс. нефти и по 3% масс аборигенных  микроорганизмов (кроме контрольного контейнера).

В первый контейнер прилили 1% масс активного ила; во второй – 1% масс избыточного ила (возраст 1 год); в третий – 1% масс избыточного ила (возраст 5 лет); в четвертый – 1% масс органический экстракт, полученный из активного ила (5 мл).

Контролем служил контейнер  без внесения микроорганизмов.

Культивирование проводили в течение 7 суток при комнатной температуре, поддерживая влажность грунта 60%.

Остаточное содержание нефти определяли методом ИК –  спектрометрии на приборе ИКН  – 025 [35].

Результаты представлены в таблице 3.3.

 

Таблица 3.3 – Содержание нефти, мг/дм3

№	Серия	Концентрация нефти, мг/ дм3
		Начальная	Конечная (через 7 суток)
1 2 3 4 5	Активный ил Избыточный активный ил (1 год) Избыточный активный ил (5 лет) Органический экстракт Контроль	26,7 26,7 26,7 26,7 26,7	4,1 6,9 5,3 2,3 20

 

Степень биодеградации  представлена на рисунке 3.2.

 

Рисунок 3.2 – Степень  разложения нефти: АИ – активный ил; ИАИ 1 год – избыточный активный ил, возраст которого 1 год; ИАИ 5 лет  – избыточный активный ил, возраст  которого 5 лет; ГВ – экстракт гуминовых  веществ; контр – контроль, без  микроорганизмов.

 

Как видно из рисунка, наибольшая степень биодеструкции нефти  достигается при использовании  органического экстракта в качестве стимулятора роста нефтеокисляющих  микроорганизмов.

Вывод: аборигенные нефтеокисляющие  микроорганизмы, выделенные из нефтезагрязненного грунта (Туймазинское месторождение, РБ) могут быть использованы для очистки  нефтезагрязненных почв.

Использование органического  экстракта в качестве фактора  роста повышает степень биодеструкции  нефти. Степень биодеструкции нефти  без гуминового экстракта составляет 86,2%, с гуминовым экстрактом – 91,38%, что повышает эффективность разложения на 5,18%.

 

4. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

 

В данной дипломной работе предлагается усовершенствование существующей системы очистки сточных вод БИО-25 на предприятии ООО «Газпром трансгаз Уфа» (рисунок 1.1) – внедрение коагуляционной камеры с использованием коагулянта «Ферикс-3», с помощью которого можно очистить сточную воду от фосфатов до показателей, позволяющих использовать очищенную воду в оборотном водоснабжении.

 

4.1 Расчет капитальных затрат

 

Капитальные затраты  – это единовременные вложения по созданию основных фондов строящегося  объекта. Исчисление предстоящих капитальных  вложений в объект принято называть определением сметной стоимости (цены) оборудования [36].

Затраты на приобретение оборудования приведены в таблице 4.1.

 

Таблица 4.1 – Стоимость оборудования

Наименование	Марка прибора	Стоимость единицы, руб	Количество, шт	Сумма, руб
1	2	3	4	5
Коагуляционная камера	CO-25\1-V	41600	1	41600

 

Стоимость основных фондов проектируемой коагуляционной камеры CO-25/1-V равна 41600 руб.

Сметная стоимость  оборудования складывается из следующих  элементов [37]:

- отпускных  цен.

- расходов  по доставке оборудования от  завода-изготовителя до приобъектного  склада стройки, включая транспортные  и погрузочно-разгрузочные расходы (принимаются 5 % к отпускной цене оборудования):

41600·0,05=2080 руб.

- расходов  на тару и упаковку (принимаются  1 % к цене оборудования):

41600·0,01=416 руб.

- наценок снабженческих  или сбытовых организаций (принимаются  10% к цене оборудования):

41600*0,1=4160 руб.

- расходов  на комплектацию (принимается 0,5% к цене оборудования):

41600·0,005=208 руб.

- заготовительно-складских  расходов (принимается 1% к цене  оборудования):

41600·0,01=416 руб

- запасных  частей (принимается 2% к цене оборудования):

41600·0,02=832 руб.

- сметная стоимость  работ по монтажу принимается  в размере 15% от стоимости оборудования  в отпускных ценах:

41600* 0,15=6240 руб.

Таким образом, сметная  стоимость нового оборудования составляет:

 

К = Ц + + + + + Рзч + + Рмонт, (4.1)

 

К=41600+2080+416+4160+208+416+832+6240 = 55952 руб.