Культура микроорганизмов — деструкторов фенола

Культура микроорганизмов — деструкторов фенола

 

Одна из важных экологических проблем – загрязнение сточных вод фенолом. Он образуется в результате работы нефтеперерабатывающих и коксохимических предприятий. Это высокоопасное вещество, которое при превышении допустимой концентрации может вызывать отравление, раздражение слизистых оболочек, ожоги кожи и другие последствия. Для очищения воды от отходов применяют в том числе фильтры на основе активных углей. Исследователи Пермского Политеха предложили технологию, с помощью которой можно использовать их многократно. Микроорганизмы восстанавливают и даже усиливают свойства активных углей.

Результаты исследования ученые опубликовали в сборнике материалов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Химия. Экология. Урбанистика» (2022).

– Фенол представляет собой бесцветные игольчатые кристаллы со специфическим запахом, которые растворяются в воде, щелочах, спирте, бензоле и ацетоне. Его используют в нефте- и сланцеперерабатывающей, лесо- и коксохимической отраслях. Наиболее высокая концентрация фенола отмечается в стоках коксохимических предприятий. Бактерицидные свойства этого вещества не позволяют направлять загрязненную воду на биологические очистные сооружения, – отмечает один из разработчиков, аспирант кафедры «Химия и биотехнология» Пермского Политеха Егор Першин.

По словам химиков, фенол относится к высокотоксичным веществам. Превышение предельно допустимой концентрации может вызывать отравление, раздражение слизистых оболочек, ожог кожи, нарушение функций нервной системы и дыхания, расстройство пищеварения и другие последствия.

Для очистки воды от фенола используют различные методы, в том числе адсорбцию. В процессе очистки «фильтры» с активными углями, полученными на основе каменного угля, каменноугольного полукокса, скорлупы орехов, лузги и отходов деревопереработки, поглощают вредные ве­ще­ст­ва из стоков. Благодаря системе сорбционных пор они извлекают фенол практически полностью. Но после использования их утилизируют, что экономически невыгодно, считают ученые.

Исследователи из Пермского Политеха предложили восстанавливать свойства активных углей, насыщенных фенолом, с целью их многократного использования. Этого можно добиться с помощью специально выделенной культуры микроорганизмов. Сначала ученые исследовали свойства «фильтров» с активным углем из каменноугольного сырья и скорлупы кокосового ореха. Они погрузили их в водный раствор с высокой концентрацией фенола и определили, что наиболее эффективным по отношению к фенолу является активный уголь «КАУСОРБ». Концентрация фенола после очистки оказалась ниже предельно допустимых норм. 

Технологическая схема процесса очистки сточных вод от примесей фенола и биорегенерации отработанного сорбента

Технологическая схема процесса очистки сточных вод от примесей фенола и биорегенерации отработанного сорбента

 

– Чтобы восстановить свойства «фильтров», мы выделили из активного ила культуру микроорганизмов и адаптировали ее к фенолу. Мы подобрали условия, при которых бактерии сохраняют жизнеспособность в питательной среде в присутствии загрязнителя. Активные угли, насыщенные фенолом, погрузили в раствор с микроорганизмами при температуре 30 °С на 3–4 суток и постоянно перемешивали. Затем мы отделили их от жидкости, промыли и высушили. Поглотительная способность активных углей после биохимической обработки достигала первоначального значения, а в некоторых случаях даже превышала его, – объясняет руководитель проекта, доцент кафедры «Химия и биотехнология» Пермского Политеха, кандидат химических наук Елена Фарберова.

Технология пермских ученых позволит многократно использовать активные угли для очистки воды. Это поможет улучшить состояние окружающей среды и сэкономить средства предприятий.

 

Информация и фото предоставлены пресс-службой Пермского Политеха