Содержание
Введение 3
Глава 1 Литературный обзор 5
1.1 Способы утилизации активного ила 5
1.2 Применение консорциума микроорганизмов для переработки
активного ила 7
1.3 Микроорганизмы, участвующие в гумусообразовании 8
1.4 Процессы гумусообразования 11
1.5 Структура гуминовых веществ и их влияние на почву и растения .... 16
1.5.1 Строение гуминовых кислот 16
1.5.2 Влияние гуминовых веществ на почву и растения 18
Глава 2 Патентно-информационный поиск 23
Глава 3 Экспериментальная часть 25
3.1 Объекты и материалы исследования 25
3.1.1 Объекты исследования 25
3.1.2 Материалы исследования 26
3.1.3 Методы исследования 26
3.2 Результаты и их обсуждения 29
3.2.1 Определение параметров переработки активного ила в удобрение . 29
3.2.2 Определение выхода свободных гуминовых кислот 35
3.2.3 Выделение, идентификация чистых культур микроорганизмов,
определение их ферментативных активностей и формирование консорциумов 38
3.2.4.Определение параметров роста выделенных культур и их ферментативных активностей 41
3.2.5 Определение биосовместимости выделенных культур микроорганизмов и формирование на их основе консорциума 44
Глава 4 Технологическая часть 46
4.1 Характеристика готовой продукции 46
4.2 Характеристика основного и воспитательного сырья 46
4.3 Описание технологического процесса переработки активного ила для
получения удобрения 47
4.4 Расчет материального баланса 50
Глава 5 Экономическая часть 51
5.1 Производственный план 51
5.2 План материально-технического снабжения 52
5.3 План по труду и заработной плате 53
5.4 Планирование издержек на производство и реализацию продукции ..
5.5 Финансовый план 58
5.6 Основные технико-экономические показатели бизнес-плана 62
Глава 6 Безопасность жизнедеятельности 63
6.1 Безопасность работ по выполнению лабораторных исследований 64
6.2 Оказание первой медицинской помощи пострадавшим 66
6.3 Правила выполнения работ с химической посудой 67
6.4 Правила выполнения работ с реактивами 70
6.5 Общие принципы процедуры микробиологического анализа 71
6.6 Охрана труда и техника безопасности при работе в микробиологической
лаборатории 72
Выводы 74
Список используемой литературы 76
В связи с увеличение населения и промышленного потенциала страны растёт количество отходов. Среди них большим по объему является активный ил, получаемый с городских и промышленных сооружений. Образующийся активный ил накапливается на иловых картах, которые занимают большие площади. Эксплуатация иловых карт приводит к потере ценных земель, загрязнению почвы, накапливанию соединений тяжелых металлов, а так же является благоприятной средой для роста и развития многих патогенных микроорганизмов. В процессе разложения активного ила выделяются ядовитые вещества, что способствует негативному влиянию на биологическую активность почвенных микроорганизмов. В связи с этим возникает необходимость снижения хранения активного ила путем его утилизации. Для переработки активного ила применяются механические, химические и биологические методы. Наиболее современным и актуальным является биологический метод, основанный на применении микроорганизмов [1, 5, 16].
Актуальным решением данной проблемы является формирование микробного консорциума для переработки активного ила и использования его в качестве гуминового удобрения. Переработанный активный ил предлагаемым методом позволит снизить негативное влияние на окружающую среду и может служить как удобрение для сельскохозяйственных культур.
Цель данной работы состоит в разработке эффективного консорциума для гуминового удобрения на основе активного ила.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
1) Выбор метода переработки активного ила в удобрение;
2) Определение параметров выбранного метода для обезвреживания активного ила;
3) Определение выхода свободных гуминовых кислот в активно иле после обработки;
4) Выделение, идентификация чистых культур микроорганизмов, определение их ферментативных активностей;
5) Определение биосовместимости выделенных культур микроорганизмов и формирование на их основе консорциумов для обогащения активного ила полезными веществами;
6) Создание технологической блок-схемы и аппаратурной схемы переработки активного ила в удобрение и обогащение культурами микроорганизмов;
7) Расчет основных технико-экономических показателей.
1) Изучили литературные данные по методам переработки активного ила, выбрали наиболее эффективный, включающий в себя химический и биологический этап обработки активного ила с целью получения удобрения.
2) Определили концентрацию серной кислоты для обработки
активного ила, которая составляет 8 %: максимальное содержание
органического вещества в гидролизованной пробе составляет 6,34%, а в нейтрализованной пробе 5,94%, соответственно содержание гумуса 10,92% и 10,24%.
3) Определили, что при добавлении 8%-ной серной кислоты, выход гуминовых кислот составляет наибольшее значение - 29,69%. Полученный результат превосходит по содержанию гуминовых кислот в черноземе по данным М.М. Кононовой.
4) Выделили чистые культуры микроорганизмов - штаммы N1, N2, N3, F1, F2, F3 и F4. Предположили родовую принадлежность штаммов на основании морфологических свойств и параметров роста. Штаммы N1 и N2 - предположительно относится к роду Nitrosomonas,а штамм N3 - к роду Nitrococcus,штаммы F1 и F2 - к роду Desulfotomaculum,штамм F3 - к роду Desulfococcus,штамм F4 - к роду Clostridium.
5) Определили пероксидазную и полифенолоксидазную активности штаммов: N1, N2, N3, F1, F2, F3 и F4. Штаммы N1, N2, N3, F1 и F2 имеют полифенолоксидазную активность. Штаммы F3 и F4 не обладают данной активностью. Штаммы N1, N2, N3, F1 и F3 имеют пероксидазную активность. Штаммы F2 и F4 не обладают данной активностью. Штамм F4 в дальнейших экспериментах не использовали.
6) Определили биосовместимость выделенных штаммов. Штаммы N1, N2, N3, F1, F2 и F3совместимы между собой. А F1 не совместим со штаммами F2 и F3, штамм F2 не совместим со штаммами F1 и F3, и штамм F3 не совместим со штаммами F1 и F2.
7) На основании биосовместимости были предложены 3 варианта
консорциумов: консорциум №1 (N1, N2, N3, F1, F1), обладает полифенолоксидазной и пероксидазной активностями; консорциум №2 (N1, N2, N3, F1, F2) обладает полифенолоксидазную активностью, пероксидазной не обладает; консорциум №3 (N1, N2, N3, F1, F3) обладает преимущественно пероксидазной активностью, полифенолоксидазной не обладает. Температура роста консорциумов 29-3ГС, рН 6,О-7,0.
8) Разработали технологическую блок-схему и аппаратурную схему по производству гуминовых удобрений. Рассчитали материальный баланс, в результате на 1ОО кг активного ила получается 392,9 кг гуминовых удобрений.
9) Рассчитали основные экономические показатели. Чистая прибыль
составила 1466059 рублей в год, при рентабельности в 15,15 % и окупаемостью в 7,4 года, а товарная продукция 16135931,5 рублей в год.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
