Technologický návrh biofilmového reaktoru s nanovlákenným nosičem pro čištění průmyslových odpadních vod.
Title Alternative:Technological Design of Biofilm Reactor with Nanofibre Carrier for the Treatment of Industrial Wastewaters.
Loading...
Date
2009
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Technická Univerzita v Liberci
Abstract
Diplomová práce se zabývá aplikací technologie cíleně připravených mikroorganismů se schopností vytvářet přirozený biofilm pro čištění odpadních vod. Využívá se přirozené imobilizace speciálních biodegradérů xenobiotik ve formě biofilmu na povrchu pevného nosiče ve fluidním loži. Přirozená imobilizace zvyšuje rezistenci mikoorganismů (užití bakterií rodu Rhodococcus) k přítomnosti toxických látek a extrémních fyziologických podmínek. Laboratorní ověřování dané technologie probíhá na reálné odpadní vodě z výroby s obsahem anilinum DPG, CN- a dalších doprovodných organických látek a extrémně vysokou solností. Prvořadým cílem práce je reprodukovat dané podmínky biologického čištění z plnoprovozní aplikace podniku Lučební závody Draslovka a.s. Kolín a užít jich v laboratorních experimentech. Za těchto podmínek ověřit základní technologické parametry a identifikovat limitní stavy technologie (minimální doba zdržení, maximální a minimální teplota, koncentrace kontaminantů, pH, ORP, potřebné živiny, salinita, rozpuštěný kyslík), a to při zachování efektivnosti celého procesu. K hodnocení účinnosti procesu se užívá CHSK, jako hledisko látkového zatížení (zejména koncentrace organických látek), dále pak optická densita a obrazová analýza biofilmu pro stanovení růstu a vývoje biomasy (jak dispergované, tak také imobilizované na nosiči). Další myšlenkou práce je stávající komerční technologii AnoxKaldnes optimalizovat, respektive vytvořit alternativní přístup za využití polymerních nanovlákenných nosičů, které poskytují mnohé výrazné výhody, jakými je především jejich velký aktivní měrný povrch, vyšší resistence vůči vnějšímu toxickému působení, vysoká odolnost k fyzikálně-chemickým parametrům prostředí a zejména rychlost zapracování nosiče. Vývoj tohoto typu technologie představuje parciální a paralelní řešení jak mikrobiologické a materiálové stránky problematiky, tak chemickobioinženýrské řešení, proto vývoj tohoto typu nosiče probíhá ve spolupráci Technické univerzity v Liberci - fakulty mechatroniky, fakulty textilní, Vysoké školy chemicko technologické v Praze - Ústav kvasné chemie a bioinženýrství a firmy AQUATEST.
This diploma work is concerned with a new modular technology for wastewater treatment applying tailor-made microorganisms with ability to create natural biofilm. The technology utilizes the natural immobilization of special xenobiotics biodegraders in the form of a natural biofilm on the carrier in the fluid bed. Natural immobilization increases the resistance of microorganisms to toxic compounds and extreme physiological conditions. The evaluation of this technology was performed in laboratory research with real wastewater containing aniline, DPG, cyanides, accompanying organic compounds and extremely high salinity. The first aim of this work is to simulate the existing conditions of biological treatment from fully operational application in the company ``Lučební závody Draslovka a.s. Kolín{\crq}q and use them in laboratory experiments. To verify the basic technological characteristics and identify the limits of the given technology (minimal residence time, maximum and minimum temperature, concentration of contaminants, pH, oxidation reduction potential, required nutrients, salinity, dissolved oxygen), whilst maintaining the effectiveness of the process. For an evaluation of the effectiveness of the process we used COD (chemical oxygen demand) in terms of the amount of substance (especially concentration of organic materials), optical density and image analysis of biofilm for the determination of the growth and development of the biomass (dispersed and immobilized on the carrier). The further objective of this work is to optimize the existing commercial technology AnoxKaldnes, to create an alternative approach to the use of polymeric nano-fibrous carriers which offer many benefits above all their large active specific surface, higher resistance of a created biofilm against external toxic incidence, high tolerance to physico-chemical parameters environment and the of rate of the carrier colonization (AnoxKaldnes and nano-fibrous carrier). The development of a modern and original technology (nano-fibrous carrier) represents a partial and parallel solution for microbiology and material engineering, and also bioengineering. Therefore the development of this type of carrier is underway in cooperation with the Technical University of Liberec- Faculty of Mechatronics, Informatics and Interdisciplinary Studies; Faculty of textile engineering; The Institute of Chemical Technology Prague (ICT, VŠCHT in Czech) - Department of Fermentation Chemistry and Bioengineering and the company AQUATEST.
This diploma work is concerned with a new modular technology for wastewater treatment applying tailor-made microorganisms with ability to create natural biofilm. The technology utilizes the natural immobilization of special xenobiotics biodegraders in the form of a natural biofilm on the carrier in the fluid bed. Natural immobilization increases the resistance of microorganisms to toxic compounds and extreme physiological conditions. The evaluation of this technology was performed in laboratory research with real wastewater containing aniline, DPG, cyanides, accompanying organic compounds and extremely high salinity. The first aim of this work is to simulate the existing conditions of biological treatment from fully operational application in the company ``Lučební závody Draslovka a.s. Kolín{\crq}q and use them in laboratory experiments. To verify the basic technological characteristics and identify the limits of the given technology (minimal residence time, maximum and minimum temperature, concentration of contaminants, pH, oxidation reduction potential, required nutrients, salinity, dissolved oxygen), whilst maintaining the effectiveness of the process. For an evaluation of the effectiveness of the process we used COD (chemical oxygen demand) in terms of the amount of substance (especially concentration of organic materials), optical density and image analysis of biofilm for the determination of the growth and development of the biomass (dispersed and immobilized on the carrier). The further objective of this work is to optimize the existing commercial technology AnoxKaldnes, to create an alternative approach to the use of polymeric nano-fibrous carriers which offer many benefits above all their large active specific surface, higher resistance of a created biofilm against external toxic incidence, high tolerance to physico-chemical parameters environment and the of rate of the carrier colonization (AnoxKaldnes and nano-fibrous carrier). The development of a modern and original technology (nano-fibrous carrier) represents a partial and parallel solution for microbiology and material engineering, and also bioengineering. Therefore the development of this type of carrier is underway in cooperation with the Technical University of Liberec- Faculty of Mechatronics, Informatics and Interdisciplinary Studies; Faculty of textile engineering; The Institute of Chemical Technology Prague (ICT, VŠCHT in Czech) - Department of Fermentation Chemistry and Bioengineering and the company AQUATEST.
Description
katedra: NTI; rozsah: 104
Subject(s)
biodegradace, imobilizace mikroorganismů, nosiče biomasy, nanovlákenná technologie, průmyslové odpadní vody, biodegradation, immobilization microorganisms, carrier of biomass, nano-fibrous technology, industrial wastewaters