RU207192U1 - Устройство для утилизации метанола в водных средах - Google Patents

Устройство для утилизации метанола в водных средах Download PDF

Info

Publication number
RU207192U1
RU207192U1 RU2021118429U RU2021118429U RU207192U1 RU 207192 U1 RU207192 U1 RU 207192U1 RU 2021118429 U RU2021118429 U RU 2021118429U RU 2021118429 U RU2021118429 U RU 2021118429U RU 207192 U1 RU207192 U1 RU 207192U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
methanol
gel matrix
utilization
sol
organosilicon
Prior art date
Application number
RU2021118429U
Other languages
English (en)
Inventor
Павел Владимирович Рыбочкин
Ольга Николаевна Понаморева
Дарья Геннадьевна Лаврова
Вячеслав Алексеевич Арляпов
Ольга Александровна Каманина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ)
Priority to RU2021118429U priority Critical patent/RU207192U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU207192U1 publication Critical patent/RU207192U1/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C02F3/347—Use of yeasts or fungi
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/02—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier

Abstract

Техническое решение относится к области экологической биотехнологии, а именно к установкам биологической очистки, биологическим фильтрам. Задачей технического решения является - путем увеличения времени защитного действия кремнийорганической золь-гель матрицы на иммобилизованные микроорганизмы увеличить производительность утилизации метанола в водной среде. Устройство для утилизации метанола в водных средах, содержащее цилиндрический корпус с краном, внутри которого помещена решетка и стеклянные шары, на поверхность которых нанесена кремнийорганическая золь-гель матрица, состоящая из тетраэтоксисилана, поливинилового спирта и иммобилизованных клеток метилотрофных дрожжей Ogataea polymorpha ВКМ Y-2559, причем золь-гель матрица дополнительно содержит диметилдиэтоксисилан. 1 ил.

Description

Техническое решение относится к области экологической биотехнологии, а именно к установкам биологической очистки, биологическим фильтрам. Установка может быть использована для утилизации метанола в метанолсодержащих стоках с предприятий химической, пищевой и биотехнологической промышленности.
Известно устройство для утилизации метанола, которое представляет собой ферментер для непрерывного культивирования микроорганизмов, в которую поступает сточная вода. Внутри ферментера находится культура микроорганизмов Methylomonas methanica, которые посредством биохимических реакций утилизируют метанол из сточной воды. Характерным признаком рассматриваемого устройства, совпадающим с существенными признаками заявляемого технического решения, является использование живых клеток микроорганизмов в качестве биологического катализатора для утилизации метанола из водных сред. Существенными недостатками является необходимость использования ортофосфорной кислоты для нейтрализации среды до рН=6,0-7,0; отсутствие иммобилизации, что не позволяет проводить оперативную замену биоматериала [Способ биохимической очистки сточных вод от метанола (пат. РФ 1150892 А1: МПК8 C02F 3/12, C02F 3/28, C02F 3/34, C02F 101/30 / Гвоздяк П.И., Денис А.Д., Могилевич Н.Ф., Цинберг М.Б., Грищенко Н.И., Ерзикова О.Н.; опубл. 15.05.1988, Бюл. №18)].
Наиболее близким, принятое за прототип, является устройство для утилизации метанола из сточных вод [Kamanina О.A., Lavrova D.G., Arlyapov V.A., Alferov V.A., Ponamoreva O.N. Silica sol-gel encapsulated methylotrophic yeast as filling of biofilters for the removal of methanol from industrial wastewater // Enzyme Microb. Technol. - 2016. №92. Р. 94-98]. Устройство представляет собой колонку с краном, наполненную стеклянными шарами, на поверхность которых нанесена кремнийорганическая золь-гель матрица, состоящая из метилтриэтоксисилана, тетраэтоксисилана, поливинилового спирта и иммобилизованных живых клеток метилотрофных дрожжей Ogataea polymorpha ВКМ Y-2559. Устройство позволяет проводить утилизацию метанола в водной среде с производительностью 3000 г⋅м-3⋅сут-1 при времени защитного действия кремнийорганической золь-гель матрицы 42 минуты. Низкое время защитного действия и невысокая производительность - недостатки данного устройства.
Задачей технического решения является - путем увеличения времени защитного действия кремнийорганической золь-гель матрицы на иммобилизованные микроорганизмы увеличить производительность утилизации метанола в водной среде.
Поставленная задача решается тем, что устройство для утилизации метанола в водных средах, содержащее цилиндрический корпус с краном, внутри которого помещена решетка и стеклянные шары, на поверхность которых нанесена кремнийорганическая золь-гель матрица, состоящая из тетраэтоксисилана, поливинилового спирта и иммобилизованных клеток метилотрофных дрожжей Ogataea polymorpha ВКМ Y-2559, в кремнийорганическую золь-гель матрицу также введен диметилдиэтоксисилан.
Техническим результатом, который был получен благодаря вышеописанным признакам и увеличению времени защитного действия кремнийорганической золь-гель матрицы на иммобилизованные микроорганизмы является увеличение производительности работы разработанного устройства. В таблице 1 представлены характеристики прототипа и заявляемого устройства для утилизации метанола в водных средах.
На фиг. 1 показано устройство для утилизации метанола в водных средах. Устройство состоит из следующих элементов: полого цилиндрического корпуса 1 с краном, в нижней части которого помещена решетка 2. Внутри корпуса 1 загружены стеклянные шары 3, на поверхности которых нанесена кремнийорганическая золь-гель матрица, состоящая из диметилдиэтоксисилана, тетраэтоксисилана, поливинилового спирта и иммобилизованных клеток метилотрофных дрожжей Ogataea polymorpha ВКМ Y-2559.
Принцип работы устройства для утилизации метанола в водных средах заключается в следующем: в корпус 1 устройства поступает вода, содержащая метанол. В корпусе 1 поступающая вода контактирует с шарами 3, на поверхность которых нанесена кремнийорганическая золь-гель матрица, состоящая из диметилдиэтоксисилана, тетраэтоксисилана, поливинилового спирта и иммобилизованных клеток метилотрофных дрожжей Ogataea polymorpha ВКМ Y-2559. При этом иммобилизованные в кремнийорганическую золь-гель матрицу клетки метилотрофных дрожжей Ogataea polymorpha ВКМ Y-2559 начинают окислять метанол в воде до углекислого газа и воды, что обеспечивает полную и безопасную утилизацию метанола в водной среде. После чего вода, не содержащая метанол, покидает корпус 1 через кран. Наличие решетки 2 препятствует вымыванию шаров из корпуса устройства и при этом не мешает току воды.
Таким образом, заявляемое устройство для утилизации метанола в водных средах обладает более высокой производительностью утилизации метанола (3400 г⋅м-3⋅сут-1) и увеличенным временем защитного действия кремнийорганической золь-гель матрицы (60 мин).
Работа выполнена при поддержке гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых ученых - кандидатов наук договор №МК-1349.2020.3
Figure 00000001

Claims (1)

  1. Устройство для утилизации метанола в водных средах, содержащее цилиндрический корпус с краном, внутри которого помещена решетка и стеклянные шары, на поверхность которых нанесена кремнийорганическая золь-гель матрица, состоящая из тетраэтоксисилана, поливинилового спирта и иммобилизованных клеток метилотрофных дрожжей Ogataea polymorpha ВКМ Y-2559, отличающееся тем, что в кремнийорганическую золь-гель матрицу также введен диметилдиэтоксисилан.
RU2021118429U 2021-06-23 2021-06-23 Устройство для утилизации метанола в водных средах RU207192U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021118429U RU207192U1 (ru) 2021-06-23 2021-06-23 Устройство для утилизации метанола в водных средах

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021118429U RU207192U1 (ru) 2021-06-23 2021-06-23 Устройство для утилизации метанола в водных средах

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU207192U1 true RU207192U1 (ru) 2021-10-15

Family

ID=78286785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021118429U RU207192U1 (ru) 2021-06-23 2021-06-23 Устройство для утилизации метанола в водных средах

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU207192U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2800373C1 (ru) * 2022-05-24 2023-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Устройство для экспресс-оценки количества легкоокисляемых органических веществ по индексу биохимического потребления кислорода

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1039142A1 (ru) * 1981-06-25 2000-07-27 Институт Биохимии И Физиологии Микроорганизмов Ан Ссср Способ микробиологической очистки сточных вод от метанола и метилсернистых соединений
CA2827559A1 (en) * 2011-02-22 2012-08-30 Regents Of The University Of Minnesota Silica encapsulated biomaterials

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1039142A1 (ru) * 1981-06-25 2000-07-27 Институт Биохимии И Физиологии Микроорганизмов Ан Ссср Способ микробиологической очистки сточных вод от метанола и метилсернистых соединений
CA2827559A1 (en) * 2011-02-22 2012-08-30 Regents Of The University Of Minnesota Silica encapsulated biomaterials

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Olga A Kamanina et al. Silica sol-gel encapsulated methylotrophic yeast as filling of biofilters for the removal of methanol from industrial wastewater. Enzyme Microb. Technol., 2016, 92, 94-98. *
Olga A Kamanina et al. Silica sol-gel encapsulated methylotrophic yeast as filling of biofilters for the removal of methanol from industrial wastewater. Enzyme Microb. Technol., 2016, 92, 94-98. О.А. Каманина и др. Биогибридные материалы на основе микроорганизмов, иммобилизованных в кремнийорганические золь-гель матрицы. Известия ТулГУ. Естественные науки, 2020, Вып. 2, 35-43. *
О.А. Каманина и др. Биогибридные материалы на основе микроорганизмов, иммобилизованных в кремнийорганические золь-гель матрицы. Известия ТулГУ. Естественные науки, 2020, Вып. 2, 35-43. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2800373C1 (ru) * 2022-05-24 2023-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Устройство для экспресс-оценки количества легкоокисляемых органических веществ по индексу биохимического потребления кислорода

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10584047B2 (en) Aerobic nitritation of ammonia and integrated anammox processes
EA201300643A1 (ru) Система и способ обработки сточных вод с низким содержанием загрязняющих веществ
US9758415B2 (en) Microorganisms-immobilized felt-based resin for the treatment of phenolic effluents and a preparation method thereof
Qazi et al. Anaerobic fixed film biotreatment of dairy wastewater
Al-Amshawee et al. Geometry of biofilm carriers: a systematic review deciding the best shape and pore size
CN204675957U (zh) 一体化污水处理装置
CN111977785A (zh) 一种可见光催化悬浮填料平板陶瓷膜生物反应器及其处理方法
CN103058356A (zh) 一种环保碳纤维丝表面改性方法
RU207192U1 (ru) Устройство для утилизации метанола в водных средах
JPS6329997B2 (ru)
CN201276438Y (zh) 智能型超声波震动膜生物反应污水处理及中水回用装置
CN101746879A (zh) 一种曝气生物滤床及其污水深化处理的方法
CN106082433A (zh) 生物固载型膜生物单元反应器
CN111808724B (zh) 一种微藻高效净化沼液的生物膜悬浮组合式光生物反应器
CN210595430U (zh) 一种生物膜的污水处理装置
Kul'kov et al. Dynamics and species composition of biocoenosis in immobilized sludge under brush filtering
CN102372392A (zh) 内置式膜共生反应装置
CN203295326U (zh) 一种餐饮废水的一体化处理***
CN110463647A (zh) 基于微藻-菌种生物反应器的循环海水养殖***
CN113336317B (zh) 一种超声空化技术提升移动床生物膜去除氨氮效率的装置及方法
CN206985953U (zh) 一种基于大功率超声波的污水处理前置设备
AU2021102848A4 (en) Iot enabled solar powered aeration system
CN201343476Y (zh) 一种组合式中水处理装置
CN113636721B (zh) 一种处理污水厂二级出水的装置及其方法
CN205953771U (zh) 一种一体式膜生物污水处理***