ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Биофлокулянты из "Очистка производственных сточных вод и утилизация осадков" В связи с резким развитием биотехнологических методов возможно производство флокулянтов микробиологическим способом. Поскольку имеются и постоянно возобновляются источники получения флокулянтов, например в виде гидролизатов отходов растительного сырья, этот способ может стать конкурентоспособным со способом производства синтетических полиэлектролитов. Однако биофлокулянты, получаемые культивированием микроорганизмов или в результате физико-химической обработки биомассы микроорганизмов, по своим свойствам заметно уступают синтетическим водорастворимым полимерам. [c.30] В качестве биофлокулянтов, например в виде клеток микроорганизмов и их продуктов метаболизма, могут быть использованы избыточный активный ил, образующийся при биологической очистке производственных сточных вод в различных отраслях промышленности, в частности в химической, микробиологической, пищевой. [c.30] Нами изучен механизм воздействия биофлокулянтов (дрожжей, бактерий, активного ила) на осветление тонкодисперсных суспензий фосфоритового флотоконцентрата [45, 64—66]. Экспериментальные исследования и анализ литературных данных позволили предположить, что флокулирую-щее воздействие микроорганизмов в процессах очистки сточных вод и осветления тонкодисперсных суспензий, содержащих преимущественно минеральные взвещенные вещества коллоидных размеров и выше, обусловлено адсорбционным взаимодействием микроорганизмов и поверхностей взвешенных минеральных частиц. Д. Г. Звягинцев выделяет химические связи между клетками микроорганизмов и поверхностями частиц связи, образуемые ионными парами и ионными триплетами силы электростатической природы ван-дер-ваальсовые силы поверхностные силы и др. [67]. При адсорбции клеток действуют также силы отталкивания между одноименно заряженными поверхностями и силы, обусловленные образованием сольватных слоев. В зависимости от преобладания тех или иных сил взаимодействие клеток микроорганизмов с поверхностями минеральных частиц может быть сильным или слабым. Появление отмеченных выше сил зависит и от физико-химических свойств жидкой фазы. [c.31] Рассмотренные особенности действия биофлокулянтов характерны в первую очередь для клеток микроорганизмов. Особенности же действия биофлокулянтов, получаемых культивированием микроорганизмов в виде продуктов метаболизма, недостаточно изучены [68]. Однако и в этом случае основную роль играет адсорбция. [c.31] При использовании микроорганизмов в качестве флокулянта следует учитывать физико-химические характеристики, изменяющиеся в процессе их жизнедеятельности. Известно, что прочность связи при адсорбции микроорганизмов зависит от фазы их развития [67]. В начальные этапы развития микроорганизмов связь между адсорбентом и адсорбатом довольно прочная, а в более поздние этапы развития наблюдается уменьшение сил взаимодействия. Следует также отметить влияние pH и природы катионов на адсорбционные силы. При приближении pH среды к изоэлектрической точке уменьшается 1-потенциал и увеличивается адсорбция. Этот вывод был подтвержден экспериментально при исследовании влияния pH и возраста культуры микроорганизмов на их флокулирующие свойства [69—71]. Для сгущения фосфоритового концентрата класса —0,074 —0,050 в качестве флокулянтов использовали бактерии и дрожжи. [c.31] Анализ этих данных показывает, что с приближением к изоэлектрической точке дрожжей (pH 2,5—3,5) скорость осаждения фосфоритового концентрата увеличивается. [c.31] Одна из важнейших характеристик клеток микроорганизмов — -по-тенциал — существенно изменяется в течение клеточного цикла. Как правило, -потенциал молодых клеток больше, чем у старых. Следовательно, с увеличением количества старых и мертвых клеток флокулирующие свойства активного ила ухудшаются. [c.32] Из изложенного следует, что продолжительность обработки и сгущения активного ила должна быть минимальной. Кроме того, при обработке активного ила перед сгущением не должны использоваться какие-либо физические воздействия (например, нагревание) или химические реагенты, приводящие к инактивации клеток микроорганизмов. [c.32] При рассмотрении механизма взаимодействия клеток микроорганизмов с частицами твердой фазы минеральных суспензий большое внимание следует уделять жидким пленкам, окружающим клетки микроорганизмов и минеральные частицы. Особенно большую роль играют пленки в коагуляционных процессах с участием клеток микроорганизмов. Эта роль обусловлена сильной деформируемостью клеток микроорганизмов [156]. При этом изменение формы клеток в зоне их контакта при коагуляции может существенно замедлить утончение пленки. [c.32] Взаимодействие клеток микроорганизмов и минеральных частиц в большой степени зависит от условий, при которых оно происходит (в жидкой фазе или в пене). Изменение условий контакта, например при осуществлении его в пене, приводит к необходимости учета не только поверхностных сил, но и гидродинамики движения пленки [156]. [c.32] Следует отметить, что для анализа гидродинамической устойчивости тонких пленок используют два подхода [156]. Если исходят из расклинивающего давления, то в качестве дополнительного давления учитывают эффекты дальнодействующих межмолекулярных сил. Если за основу берется объемная сила, то в уравнения динамики пленки вводятся дально-действующие и близкодействующие межмолекулярные силы. Считается, что удобнее использовать первый подход, так как в этом случае не требуется знание точных законов межмолекулярного взаимодействия. Второй подход целесообразнее применять для поверхностей раздела произвольной формы. Пользуясь этим подходом, можно получить близкие результаты при очень малых амплитудах волн. [c.32] Отличие устойчивости смачивающих пленок от устойчивости пенных пленок обусловлено различием подвижностей поверхности, а при наличии твердых поверхностей — их недеформируемостью. Деформируемость сфер приводит к значительному увеличению энергии сцепления. Это объясняется тем, что с увеличением податливости сфер возрастает и расстояние, до которого надо раздвинуть их, чтобы нарушить контакт между сферами [156]. [c.32] В зависимости от участия тех или иных связей в процессе адгезии взаимодействие клеток микроорганизмов с твердыми поверхностями может быть слабым или сильным. Распределение клеток микроорганизмов в зависимости от адгезии в результате изменения силы отрыва клеток от поверхности при изменении режима центрифугирования показывает, что при слабом взаимодействии вариации значений адгезии находятся в интервале 50 % от среднего значения, а при сильном взаимодействии значения адгезии клеток различаются в 4—5 раз [67]. [c.33] Из изложенного следует, что наиболее эффективное разделение наблюдается при сильном взаимодействии клеток с поверхностью. [c.33] Вернуться к основной статье