Способ приготовления питательного субстрата для культивирования хромвосстанавливающих микроорганизмов Советский патент 1984 года по МПК C12N1/00 

11 Изобретеште относится к био.к1Г)-г-ческой очистки про.мыл1леин1)1х вод, в Чсчстиости вод, содержащих хро маты и бихроматЫу- с испольг5овап1 ем микроорганизмов, Известен способ выращивания микро орга П13мов на жидких или )дых iii-i-тательных средах ирг-г активной аэраци их культур путем пропускания воздух; через толщу среды при непрерьнзном ее перемеш1-1вапип5 по которому с сокращения срока выращивания продуцентов,, повьпдения качества экстракто их культур 3 -yT-ieHbiteiin-q: расхода кормо вого сырья в качестве носителя оргапизмов и питательной среды используют вспученный nepjHiT, обоженньй вермикулит njHi керамзит ill. Недостатком дгшпого способа культ вИ1.ювания микроорганизмов является наличие в среде растворенного кислорода, полуг1е И Ого помощи аэра11ИИ так как анаэробные микроорганизмы в этих условиях образуют споры i-;, тем самым, прекращают свою жизнедеятель-ность. Известен способ выращивания микроорганизмов, -например дро;кжей 11родупе ,тов биологически активных веществ, путем кул1 тивирования их на п -1тлтельной среде , содер;йащей стимуляторы роста, где с целью повышения выхода п - одукта в качестве стимулято зов роста используют концентрат сулчьфитго-дрожжевой бра;кки (СДБ) С2. Концентрат СДБ вводят в кскничестве 0,03-0,6% от объема питательной среды. Недостатком дангюго способа является то, что СДБ является вторичным загрязнителем и способствует увеличеПИЮ органической части очищенных вод так как вводится всегда в избытке про тив необходимого для микроорганизмоз количества. Использозание среды в таком виде целесообразно лишь для культивирования микроорганизмов, т.е для получения культургшьной биомассы При очистке же сточнг к вод, например от хроматов и бихроматов, использование такой питлтелгьной среды приведет к загрязне 1ию стоков орга-ническими 1зещ,ества1 И, Наиболее близким к 1- зобротеиию по технической сущности и достигаемому эффекту является способ приготовлеиия питательного субстрата для выра1Л,ива,ния микроорганизмов, предусматриваю-щий его термообработку Li.L , 321 Согллсно этому способу проводят ковде.итрирование исходного материала, его кислотный гидролиз, разделение п 1огидролизировав иегося субстрата по е})рак1гпям и нейтрэ..низацию субстрата, С иелью использования в качестве исходного материала трудногидролизируемогО сырья, например навоза, и ьолучения полноценной питательной среды без )п1я обогатителей перед гидролизом исходньй материал гомогенизируют с одновременным его нагреванием, во время гидролиза создают избыто- ное давление, гидролизат нейтрализуют и из него удаляют образовавшиеся при гидролизе неокисленные продукты, например, воздействием 5льграфиолетовым облуче1П-1ем, подогрев осуществляют преимущестзенно до 60оО-С, а гидролиз ведут в присутствии (;ериой кислоть с избыточным давле П ем 0,25-0,3 МПа; серную кислоту ВНОСЯ перед гидролизом, во время гомогегн- зации и подогревания исходного г-атериала. Недостатками известного способа являются сложность аппаратурного оформления и дл1-ггельность процесса |;1риготовления питательной среды, ис| ользование дефицитной серной кислоты и специальных ультрафиолетовых и флотационных установок, Полл чаемый при этом жидкий субстрат выносится из очис1ных установок совместно с очи:.ценными сточь Ь ми водами, что приводит к болыпому перерасходу его, а также к загрязнению ингредиентами субстрата очищенных стоков, Цель изобретеь-ия - повьпиение актив1 ости микроорганизмов за счет улучшения качества субстрата о Поставленная цель достигается тем, Ч1о согласно способу приготовления питательного субстрата для культивировапия хромвосстанавливаюпр х микроорганизмов, предусматривающему термообработку исходного субстрата, в качестве исходного субстрата используют вспученный перлитовый песок, перед термообработкой смешивают с солью лигносульфоиовой кислоты в соотношении 1:1-1:2, смесь таблетируют, таблетки сущат, а термообработку полученьюго субстрата ведут при 260360°С в течение 0,17-0,6 ч. Способ осуществляется следующим образом Таблетирование необходимо для концентрирования солей лнгносульфоновой кислоты в массе минерального наполн теля и образования органо минеральг{ го субстрата. Предварительная сушка субстрата необходима для сохранения геометрии конечного продукта„ Для определения структурных изменений и выявления температурных пределов образования нерастворимого в воде органо-м 1нерального пористого субстрата бьши сняты дериватограммы, ИК-спектры и проведен химический элементарный ан лиз лигносульфонового связующего. На. фиг.1 показана дериватограмма образца материала, из которой видно что в области температур 80-150°С (с максимумом при 130 С) наблюдается эндотермический процесс, характеризующий удаление воды из образца мат риала, в диапазоне температур 260360°С (с максимумом nppi 330 С) наблю дается экзотермический процесс;характеризующий окисление молекулы ли носульфоната, приводящий к переходу материала из водорастворимого в вод нерастворимое состояние. Приведенный элементарный анализ (табл.1) показывает, что при термоо работке количество углерода возрастае а количество водорода снижается. Состав субстрата в зависимости от температуры обработки приведен в табл.1. Таблица 1 ИК-спектры (фиг.2) показывают,что в диапазоне температур 20-150°С в лигносульфонате никаких структурных изменений практически не происходит Значительные изменения в строении молекулы лигносульфоната происходят после экзотермического процесса в диапазоне температур 260-ЗбО С. Исче зают полосы 1050 и 1200 смсимметри иых колебяний 30, п солях сульфс, и орра: уется сильггая полоса в области 1130 сг-Г, Исчезают полось 52() 1620 смск.петен,х колебаний ароматического кольца, псчеза.т г голос а 3400 cf-f фенолд)1ых и арогчатически.х гидроксилоп. В результате реакции поликонденсации образуется нерастворимый в воде полимер. Из полученных следует, что для образования водостойкого органомшнвралыюго материала на основе вспучс1 ного перлитового песка (ВПП) и лигносульфонатов нeoбxoди o субстрат термообг)аботать при 260360°С. 11 р и м е р 1. 100 г вспученного мерлитового песка (ВПП) смешивали со 100 г йодного раствора лшмюсульфоната (.но-дрож-:-кевой бражки СДБ) ,. получе 1Н:,ю ;ассу табз1етировали и cyiiiiuiii при 100°С, а затем тер ooбpaбaтыв aл l при 200°С. в течение 0,6 U Полученные таблетки при поMGiJieinu в биовосстановитель растворялись, жидкость окрашивалась в корпч евый цвет из-за растворения в ue.ii .иигносульфоната. П р и м ер 2, Тоже, что в примере 1 , но термообработку ве.чи при 260°С в течение 0,6 ч, а 100 г песка смешивали с 200 г сульфот1ата. Ролученшле таблетки не растворялись при помещении их в биовосстановитель, жидкост ц.вет не менялс1. П р и ер 3. Тоже, что в примере 1, но термообработку вели при в течение 0,38 ч. Полученные таблетки не растворялись при помещении их в биовосстановитель, жидкость цвет не ieняJla. И р и м е р 4. Толсе, что в примере 1, но термообработку ведш при 360 С в течение 0,17 ч. Полученные таблетки не растворялись при помещении их в биовосстановитель, лащкость цвет не меняла. Пример 5. Тоже, что в примере 1, но термообработку вели при 400°С в течение 0,17 ч при количестве СДБ 250 мае.ч. Полученные таблетки при помещении в биовосстановитель разрушались, так как лигосульфонатное связующее выгорело при 400°С. Полученные таблетки после термообработки при 260-ЗбО С были помеп ены в биовосстановитель и использованы в качестве субстрата при очистке .сточных вод от шестивалентного хрома биохимическим способом. При этом установлено повьппение активности микроорганизмов и скорости биохимической очистки вод от хроматов при использовании твердого пористого субстрата в 1,8-2 раза в сравнении П094 5

Таблица 2 26 с известным. К тому же по предгтагаемог-гу способу не наблюдалось загрязнения очищенных сточных вод продуктами субстрата, что характеризует улучшение качества пористого субстрата (К 0,88 - 0,90) (табл.2).

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИТАТЕЛЬНОГО СУБСТРАТА ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ХРОМВОССТАНАВХШВАЮЩИХ П KPOOPГAНИЗМОВ, предусматривающий термообработку исходного субстрата, отличающийся тем, что, с целью повышения активности микроорганизмов за счет улучшения качества субстрата, в качестве исходного субстрата, используют вспученный перлитовый песок, при этом его перед термообработкой смешивают с солью лигносульфоновой кислоты в соотношении 1:1-1:2, смесь таблетир тот, таблетки сушат, а термообработку nonv4eHHoro субстрата вес S дут при 260-360°С в течение 0,170,6 ч. (Л W о со 4 ОЭ ГС

По известному спосоНе водобустоек Не водо СДБ:. 100 стоек

В1ТП: 100

СДБ: 1002600,6

0,88 Примечание Таким образом предлагаемьй способ позволяет повысить качество субстрата ва счет увеличения содержания углеро- 4,

6,0 Нет помутнения жидкости Коэффидиент водостойкости (Kg) - отношение предела прочности при сжатии таблетки материала после четырехчасового кипячения в воде к ее первоначальной прочности. 0,8-12,0 Помутнение жидкости6,0 Помутнение жидкостида на 30-35%, а также повысить активность микроорганизмов в 1,8-2 Ораза.

Частота Фиг. 2