ekipЭкология и промышленность РоссииEcology and Industry of Russia1816-03952413-6042ООО "Калвис"10.18412/1816-0395-2019-6-22-27ekip-1296Research ArticleНАУЧНЫЕ РАЗРАБОТКИSCIENTIFIC DEVELOPMENTSОчистка сточных вод от ионов железа(III) остаточной биомассой микроводорослей Chlorella sorokinianaWastewater Treatment of Iron(III) Ions with Residual Biomass of Microalgae Сhlorella SorokinianaСмятскаяЮ.А.SmyatskayaYu.A.

канд. техн. наук, вед. специалист, докторант

Cand. Sci. (Eng.), Leading Specialist, Doctoral Candidate

podpiska@kalvis.ruФазуллинаА.А.FazullinaA.A.

аспирант, зав. лабораторией

Post-graduate Student, Head of Laboratory

podpiska@kalvis.ruПолитаеваН.А.PolitaevaN.A.

д-р техн. наук, гл. науч. сотрудник, профессор

Dr. Sci. (Eng.), Chief Research Scientist, Professor

podpiska@kalvis.ruЧусовА.Н.ChusovA.N.

канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой

Cand. Sci. (Eng.), Head of the Department

podpiska@kalvis.ruБезбородовА.А.BezborodovA.A.

канд. техн. наук, доцент

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor

podpiska@kalvis.ruСанкт-Петербургский политехнический университет Петра ВеликогоРоссияSt. Petersburg Polytechnic University of Peter the GreatRussian FederationКазанский национальный исследовательский технологический университетРоссияKazan National Research Technological UniversityRussian Federation2019020720192362227Copyright © ООО "Калвис", 20192019ООО "Калвис"ООО "Калвис"https://www.ecology-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ecology-kalvis.ru/jour/article/view/1296

Исследованы сорбционные свойства остаточной биомассы микроводорослей Chlorella sorokiniana, которая образуется после извлечения липидов. Остаточная биомасса, является отходом и используется для очистки сточных вод от ионов железа(III). Проведены микроструктурные исследования микроводорослей Chlorella sorokiniana и остаточной биомассы после извлечения липидов. Изучена очистка модельных сточных вод от ионов железа(III) в статических условиях, рассчитаны эффективность очистки и адсорбционная ёмкость остаточной биомассы Chlorella sorokiniana. Создан модельный фильтр, где в качестве фильтрующей загрузки использовали остаточную биомассу Chlorella sorokiniana и изучены процессы сорбции в динамических условиях. Рассчитаны эффективности очистки модельных сточных вод от ионов железа(III) и проведен сравнительный анализ эффективности очистки в статических и динамических условиях. Предложен способ утилизации отработанных сорбентов в качестве дополнительного топлива. Экспериментальным путем определена удельная теплота сгорания (q = 20 674 кДж/кг) отработанных сорбентов из остаточной биомассы микроводорослей Chlorella sorokiniana, значение которой не уступают традиционным энергоносителям.

The sorption properties of the residual biomass of microalgae Chlorella sorokiniana, which is formed after the extraction of lipids, were investigated. Residual biomass is waste and is used for wastewater treatment from iron(III) ions. Microstructural studies of Chlorella sorokiniana microalgae and residual biomass after lipid extraction were carried out. The purification of model wastewater from iron(III) ions under static conditions has been studied, the purification efficiency and adsorption capacity of the residual biomass of Chlorella sorokiniana have been calculated. A model filter was created, where residual biomass of Chlorella sorokiniana was used as a filtering load and sorption processes were studied under dynamic conditions. The efficiency of purification of model wastewater from iron(III) ions has been calculated and a comparative analysis of the effectiveness of purification under static and dynamic conditions has been carried out. A method for the disposal of spent sorbents as an additional fuel is proposed. The specific heat of combustion (q = 20,674 kJ/kg) of the spent sorbents from the residual biomass of microalgae Chlorella sorokiniana, the value of which is not inferior to traditional energy sources, was determined experimentally.

остаточная биомассамикроводоросли Chlorella Sorokinianaочистка водионы железасорбционные материалыresidual biomassmicroalgae Chlorella Sorokinianawater purificationiron ionssorption materialsReferencesКоммонер Б. Замыкающийся круг. М., Гидрометеоиздат, 1974. 280 с.Коммонер Б. Замыкающийся круг. М., Гидрометеоиздат, 1974. 280 с.Валиев Р.Ш., Ольшанская Л.Н. Некоторые физиологические аспекты фитоэкстракции тяжелых металлов. Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. 2016. Т. 59. № 1. С. 30—35.Валиев Р.Ш., Ольшанская Л.Н. Некоторые физиологические аспекты фитоэкстракции тяжелых металлов. Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. 2016. Т. 59. № 1. С. 30—35.Ольшанская Л.Н., Собгайда Н.А. Валиев Р.Ш. Извлечение тяжелых металлов из загрязненных стоков с использованием адсорбентов и фитосорбентов. Экология и промышленность России. 2015. Т. 19. № 11. С. 18—23.Ольшанская Л.Н., Собгайда Н.А. Валиев Р.Ш. Извлечение тяжелых металлов из загрязненных стоков с использованием адсорбентов и фитосорбентов. Экология и промышленность России. 2015. Т. 19. № 11. С. 18—23.Стоянов А.В., Собгайда Н.А., Ольшанская Л.Н. Влияние лазерного излучения на процессы фиторемедиации меди из сточных вод эйхорнией. Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2010. № 6. C. 38—41.Стоянов А.В., Собгайда Н.А., Ольшанская Л.Н. Влияние лазерного излучения на процессы фиторемедиации меди из сточных вод эйхорнией. Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2010. № 6. C. 38—41.Ольшанская Л.Н., Собгайда Н.А., Тарушкина Ю.А., Стоянов А.В. Влияние магнитного поля на процессы извлечения тяжелых металлов из сточных вод ряской. Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2008. № 8. C. 41—43.Ольшанская Л.Н., Собгайда Н.А., Тарушкина Ю.А., Стоянов А.В. Влияние магнитного поля на процессы извлечения тяжелых металлов из сточных вод ряской. Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2008. № 8. C. 41—43.Горбунов О. Водоросли против водорослей. Изобретатель и рационализатор. 2012. № 12. С. 9.Горбунов О. Водоросли против водорослей. Изобретатель и рационализатор. 2012. № 12. С. 9.Gupta S.K., Ansari F.A., Shriwastav A. et al. Dual role of Chlorella sorokiniana and Scenedesmus obliquus for comprehensive wastewater treatment and biomass production for biofuels. Journal of Cleaner Production. 2016. V. 115. P. 255—264. http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.12.040.Gupta S.K., Ansari F.A., Shriwastav A. et al. Dual role of Chlorella sorokiniana and Scenedesmus obliquus for comprehensive wastewater treatment and biomass production for biofuels. Journal of Cleaner Production. 2016. V. 115. P. 255—264. http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.12.040.Petrovič A., Simonič M. Removal of heavy metal ions from drinking water by alginate-immobilised Chlorella sorokiniana. International Journal of Environmental Science Technology. 2016. V. 13. Iss. 7. P. 1761—1780.Petrovič A., Simonič M. Removal of heavy metal ions from drinking water by alginate-immobilised Chlorella sorokiniana. International Journal of Environmental Science Technology. 2016. V. 13. Iss. 7. P. 1761—1780.Мамедова Т.Т. Различные подходы к накоплению биомассы водорослей Chlorella vulgaris и процессам ее биокаталитической трансформации. Дисс. … канд. хим. наук. М., 2015. 176 с.Мамедова Т.Т. Различные подходы к накоплению биомассы водорослей Chlorella vulgaris и процессам ее биокаталитической трансформации. Дисс. … канд. хим. наук. М., 2015. 176 с.Alekseeva A.A., Fazullin D.D., Kharlyamov D.A., Mavrin G.V., Stepanova S.V., Shaikhiev I.G., Shaimardanova A.S. The use of leaves of different tree species as a sorption material for extraction of heavy metal ions from aqueous media. International Journal Of Pharmacy & Technology. 2016. Vol. 8 No. 2. P. 14375—14391.Alekseeva A.A., Fazullin D.D., Kharlyamov D.A., Mavrin G.V., Stepanova S.V., Shaikhiev I.G., Shaimardanova A.S. The use of leaves of different tree species as a sorption material for extraction of heavy metal ions from aqueous media. International Journal Of Pharmacy & Technology. 2016. Vol. 8 No. 2. P. 14375—14391.Шаймарданова А.Ш., Степанова С.В. Использование химических реагентов для увеличения сорбционной емкости листового опада по отношению к ионам железа (II). Известия Уфимского научного центра РАН. 2015. №3. С. 31—35.Шаймарданова А.Ш., Степанова С.В. Использование химических реагентов для увеличения сорбционной емкости листового опада по отношению к ионам железа (II). Известия Уфимского научного центра РАН. 2015. №3. С. 31—35.Шаймарданова А.Ш., Степанова С.В., Шайхиев И.Г. Физико-химические основы удаления ионов железа из модельных растворов березовым опадом. Вода: химия и экология. 2016. № 1. С 53—59.Шаймарданова А.Ш., Степанова С.В., Шайхиев И.Г. Физико-химические основы удаления ионов железа из модельных растворов березовым опадом. Вода: химия и экология. 2016. № 1. С 53—59.Смятская Ю.А., Политаева Н.А., Собгайда В.С. Фотобиореакторы для культивирования микроводоросли chlorella sorokiniana. Вестник Технологического университета. 2018. Т. 21. № 2. С. 224—227.Смятская Ю.А., Политаева Н.А., Собгайда В.С. Фотобиореакторы для культивирования микроводоросли chlorella sorokiniana. Вестник Технологического университета. 2018. Т. 21. № 2. С. 224—227.Политаева Н.А., Смятская Ю.А., Кузнецова Т.А., Ольшанская Л.Н, Валиев Р.Ш. Культивирование и использование микроводорослей Chlorella и высших водных растений ряска Lemnа. Саратов, ИЦ "Наука", 2017. 125 с.Политаева Н.А., Смятская Ю.А., Кузнецова Т.А., Ольшанская Л.Н, Валиев Р.Ш. Культивирование и использование микроводорослей Chlorella и высших водных растений ряска Lemnа. Саратов, ИЦ "Наука", 2017. 125 с.Politaeva N.A., Kuznetsova T.A., Smyatskaya Y.A., Trukhina E.V., Atamanyuk I. Energy Production from Chlorella Algae Biomass Under St. Petersburg Climatic Conditions. Chemical and Petroleum Engineering. 2018. 53. P. 801—805.Politaeva N.A., Kuznetsova T.A., Smyatskaya Y.A., Trukhina E.V., Atamanyuk I. Energy Production from Chlorella Algae Biomass Under St. Petersburg Climatic Conditions. Chemical and Petroleum Engineering. 2018. 53. P. 801—805.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.