досліджено вплив гумінових препаратів на мікроорганізми Serratia marcescen і Bacillus megaterium. виявлено здатність гумінових препаратів надавати різний вплив на ріст мікроорганізмів активного мулу в залежності від концентрації і стадії росту, а також підібрана концентрація препарату 10 -3 г / л, яка сприяє більш глибокому очищенню стічних вод.

Анотація наукової статті з екологічних біотехнологій, автор наукової роботи - Хісамова А. І., Югина Н. А., Михайлова Е. О., Шулаев М. В.


The humic compound effect on growth of microorganisms Serratia marcescens and Bacillus megaterium was detected. The ability of humic compound to have different effects on the growth of microorganisms in activated sludge depending on concentration and stage of growth was found. It was shown, that the humic compound concentration 10 -3 g / l can be used for intensification of biological treatment of sewage water.


Область наук:
  • екологічні біотехнології
  • Рік видавництва діє до: 2012
    Журнал: Вісник Казанського технологічного університету

    Наукова стаття на тему 'Аналіз впливу гумінових препаратів на ріст мікроорганізмів активного мулу з метою інтенсифікації та оптимізації біологічної очистки стічних вод'

    Текст наукової роботи на тему «Аналіз впливу гумінових препаратів на ріст мікроорганізмів активного мулу з метою інтенсифікації та оптимізації біологічної очистки стічних вод»

    ?УДК 628.3

    А. І. Хісамова, Н. А. Югина, Е. О. Михайлова,

    М. В. Шулаев

    АНАЛІЗ ВПЛИВУ гумінових препаратів НА РОСТ МИКРООРГАНИЗМОВ АКТИВНОГО ИЛА З МЕТОЮ ІНТЕНСИФІКАЦІЇ І ОПТИМІЗАЦІЇ БІОЛОГІЧНОЇ ОЧИСТКИ СТІЧНИХ ВОД

    Ключові слова: біологічно активні речовини, Serratia marcescens, Bacillus megaterium, гуміновий препарат.

    Досліджено вплив гумінових препаратів на мікроорганізми Serratia marcescen і Bacillus megaterium. Виявлено здатність гумінових препаратів надавати різний вплив на ріст мікроорганізмів активного мулу в залежності від концентрації і стадії росту, а також підібрана концентрація препарату 103 г / л, яка сприяє більш глибокому очищенню стічних вод.

    Keywords: biologically active substances, Serratia marcescens, Bacillus megaterium, humic compound.

    The humic compound effect on growth of microorganisms Serratia marcescens and Bacillus megaterium was detected. The ability of humic compound to have different effects on the growth of microorganisms in activated sludge depending on concentration and stage of growth was found. It was shown, that the humic compound concentration 10'3 g / l can be used for intensification of biological treatment of sewage water.

    Вступ

    В даний час метод біологічного очищення стічних вод є найбільш універсальним і широко застосовуваним при обробці стоків. Однак традиційні біологічні очисні споруди працюють з перевантаженням і часто не витримують сучасних вимог до якості очищеної води, а також до стабільності і стійкості роботи. В останні роки в нашій країні і за кордоном ведуться активні пошуки способів інтенсифікації класичних методів біологічної очистки, в тому числі і за допомогою додавання біологічно активних речовин (БАР) в стічні води при очищенні [1, 2].

    Вивчення дії біологічно активних речовин, що використовуються в наднизьких концентраціях, які за своїми властивостями близькі до природних регуляторів росту, становить особливий інтерес для фахівців в галузі біотехнології для вирішення завдань в області захисту навколишнього середовища [3].

    Метою даної роботи став аналіз впливу гумінових препаратів на ріст мікроорганізмів активного мулу з метою інтенсифікації процесу біологічної очистки в аеротенках.

    Гуміновий препарат - суспендованих комплексне гумінових добрив. Його склад включає в себе макро-і мікроелементи, природні стимулятори росту - гумінові і фульвіновие з'єднання. Препарат являє собою пастоподібні речовина темно-коричневого кольору, малотоксичний, IV клас небезпеки. Все це робить гумінові сполуки потенційними стимуляторами біологічної очистки стічних вод [4].

    експериментальна частина

    Для проведення роботи по вивченню впливу біологічно активної речовини - гумінових препаратів були обрані мікроорганізми Serratia marcescens і Bacillus megaterium, оскільки дані мікроорганізми в найбільшій кількості присутні в активному мулі очисних споруд. Для проведення роботи по вивченню впливу біологічно активної речовини

    - гумінових препаратів використовувалася надиловая жид-

    кістка активного мулу біологічних очисних споруд ВАТ «Казаньоргсинтез».

    Безпосередньо вивчення впливу гумінових препаратів здійснювалося на рідкому середовищі. Посівним матеріалом служила 18часовая культура бактерій і надиловой рідини активного мулу. Посів з інокулята здійснювали на рідку середу з гумінових препаратом в кінцевих концентраціях 100, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4 г / л. В якості контролю використовували середовище без препарату. Культивування мікроорганізмів проводили при 28 ° С на вібростенді протягом 48 год. Вибір контрольних точок експерименту обумовлений тим, що 8 год відповідає лаг-фазі росту, 24 ч - експоненційної фазі росту, 32 - початку стаціонарної фази, 48 - періоду відмирання культури.

    Динаміка зростання B. megaterium при внесенні гумінових препаратів в концентраціях

    10-4, 10-рисунку 1.

    10-2, 10-1,

    10 г / л представлена ​​на ри-

    Мал. 1 - Динаміка зростання В. megaterium при внесенні гумінових препаратів в концентраціях 10-4 (-4), 103 (-3), 102 (-2), 101 (-1),

    100 (0) г / л і у відсутності препарату (К)

    Результати досліджень показали, що застосування гумінових препаратів стимулює

    t, ч

    зростання B. megaterium на 8 - 32 год росту в концентраціях 10 \ 10-2 г / л на 16 - 30% і 26 - 48% відносно контролю, відповідно. Внесення в середу гумінових препаратів в концентраціях 10-3 і 10-4 г / л призводило на 8 - 24 год до зниження росту бактерій на 6 - 12 і 25 - 50% відносно контролю, відповідно. У той же час на 32 год росту гуміновий препарат надавав ингибирующее вплив на зростання культури мікроорганізмів в концентраціях 10 ° і 10-4 г / л, а в концентрації 10-3 г / л, навпаки, стимулював зростання мікроорганізмів на 21%. Максимальний стимулюючий ефект на 48 год був показаний для концентрацій 10-2 і 10-3 г / л.

    Далі було проведено дослідження динаміки росту X marcescens при внесенні гумінових препаратів в тих же концентраціях (рис. 2).

    Мал. 2 - Динаміка зростання S. тігсенсеш при внесенні гумінових препаратів концентрацією 10-4 (-4), 10-3 (-3), 10-2 (-2), 10-1 (-1), 100 (0) г / л і в відсутності препарату (к)

    Результати досліджень показали, що застосування гумінових препаратів стимулює зростання бактерій X marcescens на 24 год росту в концентраціях 10-2, 10-3 г / л на 50% і 13% щодо контролю, відповідно. Внесення в середу гумінових препаратів в концентраціях 100, 10-1, і 10-4 г / л призводило на 24 год до зниження росту бактерій на 38, 20 і 15% щодо контролю, відповідно. На 32 - 48 год росту гуміновий препарат надавав ингибирующее вплив на зростання культури мікроорганізмів в концентраціях 10 ° і 10-1 на 8 - 40% і 10% відповідно. Концентрації 10-2 і 10-3 г / л на 32 - 48 год, навпаки, надавали стимулюючий вплив на ріст бактерій (на 36 - 40% і 4 - 38%).

    Таким чином, було показано, що максимальний стимулюючий ефект на зростання мікроорганізмів

    B. megaterium і X marcescens досягається при застосуванні розчинів гумінових препаратів в концентраціях 10-1, 10-2 і 10-3 г / л.

    Отримані дані свідчать про здатність даного препарату надавати різний вплив на ріст бактерій в залежності від концентрації, що може бути використано для інтенсифікації очищення стічних вод. Можна припустити, що стимуляція зростання бактерій пов'язана з впливом даного фізіологічно активного з'єднання на різні процеси життєдіяльності клітини, що вимагало подальшого вивчення впливу гумінових препаратів на ріст і життєдіяльність на біоценоз активного мулу.

    Експериментальні дослідження біологічної очистки стічних вод проводилися на установці, що складається з двох конструкційно ідентично виконаних спрощених фізичних моделей біологічних очисних споруд, змонтованих на одній технологічній рамі. Установка була призначена для проведення порівняльних експериментів:

    - контрольний аеротенк реалізовував традиційний процес біологічного очищення реальних стічних вод;

    - досвідчений аеротенк був представлений для проведення процесу біологічної очистки стічних вод з використанням гумінових препаратів.

    Аеротенк був реактор, куди подавалося повітря і иловая суспензія для очищення стічних вод. Відбиралися проби очищеної води в суміші з мулової суспензією через певні проміжки часу, потім активний мул відокремлювався фільтруванням, і аналізувалося значення ГПК очищеної води. Також здійснювався біологічний аналіз активного мулу на початку і в кінці кожного експерименту [5].

    У першому експерименті в дослідному аеротенках проводився процес очищення стоків в присутності гумінових препаратів в концентрації 10-2 г / л, а в контрольному аеротенках -Традиційна біологічна очистка. Отримані дані показали, що протягом усього експерименту процес з гумінових препаратом поступався за ступенем очищення системі з традиційною біологічним очищенням. В кінці експерименту контрольний аеротенк забезпечував на 17,8% більше глибоку ступінь очищення стічної води, ніж досвідчений (рис. 3).

    ред ч

    Мал. 3 - Динаміка зміни ГПК при внесенні гумінових препаратів концентрацією 10-2 г / дм3 (-2) і у відсутності препарату (К)

    У другому експерименті в дослідному аеротенках проводився процес очищення стоків в присутності гумінових препаратів в концентрації 10-3 г / л, а в контрольному аеротенках -

    традиційна біологічна очистка (рис. 4).

    Мал. 4 - Кінетика зміни ГПК при внесенні гу-Мінова препарату концентрацією 10-3 г / л (-3) і у відсутності препарату (К)

    Встановлено, що в перші три години гуміновий препарат має позитивний ефект на ступінь очищення в порівнянні з традиційною біологічним очищенням, так за 3 години експерименту значення ГПК з 462 мг О2 / дм3снізілось до 132 мг О2 / дм3, в той час як при традиційній біологічного очищення значення ГПК до цього часу склало 192 мг О2 / дм3. До 8 годині експерименту досвідчений аеротенк забезпечував ступінь очищення 95%, а контрольний - 89,2%. В кінці експерименту досвідчений аеротенк забезпечував на 2,6% більше глибоке очищення стічної води, ніж контрольний, а в середньому на 7,1%. Отримані дані дозволяють зро-

    лать висновок, що застосування гумінових препаратів в концентрації 10-3 г / дм3 сприяє більш глибокому очищенню стічних вод.

    Таким чином, показана здатність гумінових препаратів надавати різний вплив на ріст мікроорганізмів активного мулу в залежності від концентрації і стадії росту, що може бути використано для інтенсифікації очищення стічних вод, а також підібрана концентрація препарату 10-3 г / л, яка сприяє більш глибокому очищенню стічних вод.

    література

    1. Н. С. Жмур, Т. Н. Жігарева, А. І. Разумов, Екологія і промисловість, 6, 36 - 40 (2009).

    2. Л. І. Хабибуллина, Е.О. Михайлова, С. В. Ахмадіева, М. В. Шулаев, Вісник Казанського технологічного університету, 7, 192 - 198 (2011).

    3. Е.О. Михайлова, С. В. Ахмадіева, Л. І. Хабибуллина, М. В. Шулаев, Вісник Казанського технологічного університету, 7, 184 - 188 (2011).

    4. Електронні ресурси:

    ЬІр: // ^ '^^. е ^ тееп ^ у stems.ru

    5. С. В. Мазлова. XI Міжнародна конференція молодих вчених «Харчові технології та біотехнології». Збірник тез доповідей (Казань, Росія, 2010). Вид-во Отечество. Казань, 2010. Частина 2. С. 362 - 365.

    © А. І. Хісамова - магістр КНІТУ, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Н. А. Югина - магістр КНІТУ, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Е. О. Михайлова - канд. біол. наук, асистент каф. хімічної кібернетики КНІТУ, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; М. В. Шулаев - д-р техн. наук, проф. каф. хімічної кібернетики КНІТУ; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її..


    Ключові слова: БІОЛОГІЧНО АКТИВНІ РЕЧОВИНИ /гумінових препаратів /SERRATIA MARCESCENS /BACILLUS MEGATERIUM /BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES /HUMIC COMPOUND

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити