Vodní a kalové hospodářství

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Vodní a kalové hospodářství"

Zuzana Hájková
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 SYMPOSIUM PRACOVNÍKŮ BÁŇSKÉHO PRŮMYSLU IVE VÍOÉhTECHNICE 1972 SEKCE Vodní a kalové hospodářství K. Štamberg Ústav jaderných paliv Zbraslav /Vit., ČSSR R. Jilek, H. Procházka Výzkumný ústav veterinárního lékařství ČAZ Brno,ČSSR P. Hulák Cs uranový průmysl Hydlovary, ČSSR J. Katzer Státní plánovací komise Praha,ČSSR ZÁKLADNÍ ASPEKTY APLIKACE BIOSORBENTU NA BASI MYCELIÍ HUB KMENE PĚNICILLIUM CHRYSOGENUM V 6

Procházka Výzkumný ústav veterinárního lékařství ČAZ Brno,ČSSR P.

2 N K. S t e r n b e r g - tietav jadernách paliv Zbraslav n/vlt., ČSSH R, J í l e k, H. P r o c h á z k a - Výzkumný ústav vererinárního lékařství ČAZ Brno, ČSSR P. H u 1 Á k - ČB.uranový prcaje! itydlovary,čssr J. K a t z e r,- Státní plánovací koclse Praha,ČSSR HUB KMENTE PSNICILLIU2Í CHRYČOGEmJM Biosorbenty ne basí cjycelií hub P.chry.sogeňum vykazují řadu specifických vlestností, které lze odvozovat jednak od chemických struktur "stavebních Jednotek** m^celia, jednak od způsobu zpevnění mycelia. V tomto smyslu lze vlastnosti výsledného sorbentu do určité airy modifikovat a volit. Celkový charakter sorpčních procesů probíhajících na bibsorbentech tohoto typu připomíná sorpcí na chelétových pryskyřicích. Kromě recence sorpcnim mechan ismem, charaktsr skeletu a funkčních skupin bioaorbentú tohoto typu dovoluje aplikovat mechanismuis sorpčně-erážecí, spojující výhody procesů aorpčních a apoiuarážecích (vhodné např. pro retenci Raz odpadních vod). Biosorbenty na basi mycelia kmene Penicillins chrysogenum rozumíme látky připravené zpevněním sušeného odpadního sycelia. Cílea operace zpevnění je

sogeňum vykazují řadu specifických vlestností, které lze odvozovat jednak od chemických struktur "stavebních Jednotek** m^celia, jednak od způsobu zpevnění mycelia.

3 - lao - předevěím bíooorbent a vyhovujícími mechanickými vlastnostmi: je však principiálně možné způsobem zpevnění, t.j. pracovním postupem a druhem zpevňujících komponent, ovlivňovat do určité mlíy "vlastnosti výsledného produktu. Základní složkou biosorbentu zůstává mycelium,, byí během operace zpevnění dochází k Jeho částečnému rozpouštění a degradaci. Toto vyplývá z porovnáni základních sorpčních vlastností nezpevněné a zpevněné biomasy. Je také patrno, že během zpevňování, např. močovino-formaldehydovou a resorcin-formaldehydovou pryskyřicí, se převážně rozpouští bslastní složky (z hlediska retenční schopnosti např. pro uran) a že vzrůstá procentuální obsah proteinů, hexosaminů a polysacharidů, t,j.. složek schopných retence např. těžkých kovů a kovů alkalických zemin. Konkrétně jame zjistili, že v nezpevněném myceliu je obsaženo cca 29 % proteinů + hexosaminů + polysacharidů, ve zpevněné močovino~formaldehydovou pryskyřicí cca 60 % a ve zpevněném reeorcin-formaldehydovou pryskyřicí cca 64 %. Funkce zpevňujících komponent spočívá zřejmě ve ivytvořeni trojrozměrného nerozpustného nosného skeletu obklopujícího e prostupujícího hmotu mycella. Protože věak k určitému zpevnění dcjde i působením např. samotného foraialdehydu, je možno se právem domnívat, že zpevňující akelet je propojen chemickými vazbami s myceliem. Tím také lze vysvětlit efektivitu samotné operace a výše zmíněné relativní zvýšení obsahu.proteinů a dalších buněčných komponent, které jsou vzájemně "sírovány" (včetně močoviny či reaorcinu) reakcí s formaldehyde*.

Toto vyplývá z porovnáni základních sorpčních vlastností nezpevněné a zpevněné biomasy. Je také patrno, že během zpevňování, např.

4 - 121 ~ Selektivita biosorbentů jsko celku je proto předevšio dána složkami typu proteinů, bexo«a«binfi a pólysacharidů. Zpevňující skelet, resp* jeho složky, ovlivňuje mechanické vlastností,'zřejmě však i porositu a v některých případech i retenční vlastnosti. Mechanismy retence Probil sat iks mechanismu retence, obecně vset?, souvisí v podstatě s druhem funkční skupiny, která - se r,a retencl podílí. Je proto zřejmé, ie retence na námi sledovaných biosorbentech je,z hlediska ;aechanismu složitým procesem, jehož vysvětlení je značně náročné. Naše dosavadní výsledky nasvědčují tomu, že retence napřy těžkých kovů", kovů alkalických sen-in, alkalických kovů.,-,probíhá kombinací nebe cecnia z mechanismů : a) výměny iontů b) tvorby chelátů c) sorpčně-srážecího mechanismu. 0 prvých dvou mechanismech vsub &}, b> ) nepokládáme za nutné se'blíže smínovax,' pretcie ;.s-;u znasy především v souvislosti s výměnou iontů as ionexéch, s komplexací.iontů chelétorvornými činidly, na t.zv. cheiétcvých pryskyřicích. ř-pcctvkaoejeru že k výměně iontů decnází hlavně-při reten^-i alkalických' kovů ú k tvorbě chelátů pří rétenci těžkých', kovů*"

Mechanismy retence Probil sat iks mechanismu retence, obecně vset?, souvisí v podstatě s druhem funkční skupiny, která - se r,a retencl podílí.

5 « Za zajímavější považujeme však mechanismus* sorpčně-erážeeí, pomocí kterého ei vysvětlujeme při'určitých podmínkách, např. při retenci Hřte, uranu a jiných složek odpadních vod. Způsob čištění odpadních vod založených na tomto sorpčněarážecí mechanismu spojuje výhody dvou základních Čistících eventuálně dokontaminačních postupů : sorpce (což je regenerovatélnost a jednoduchý technologický poatup) e srážení, případně spolusrážení (což je zpravidla vysoké dekontaminační účinnost). Konkrétní postup spočívá v regeneraci biosorbentu, jehož terminélní skupiny proteinů a. jiných biopolyinerň mají chelátotvoraé. ( i výměnné vlastnosti, cca 0,1 M roztoky např, chloridu železitéhc, barnatého, dusičnanu olovnatého a pod. Přítota dochází k retenci kationtu v takové míře, že jeho výsledná koncentrace ve fázi biosorbentu se pohybuje okolo 0,5-1,0 M/kg, reap* 0,2-0,6^/, litr. Stykem promytého biosorbentu po regeneraci e vodou určenou k dekontaminaci, nejlépe v koioně a pevným ložem, dirundují k povrchu do fáze biosorbentu anionické i kationické složky. Vzhledem +3 k poměrně vysoké koncentraci kationtu např. Fe, Pb^ a pod. ve fázi biosorbentu a ábrpční schopnosti biosorbentu pro elektrolyty (anionické složky jsou ovšem poután}' mnohem slabě ji než kationické - lze je odstranit promytim vodou) je výslednicí styku postupná tvorbě mikrokrystalické sraženíny uvnitř pórů í na povrchu biosorbentu (např." Fe(0H) 3, BsS0 4, FbCO^ a pod,). Zpravidla není nutné dodávat anionické sraženinotvomé složky, např. SQ~ 2, OET a pod. - uvažujeiae-li sorpčně-epolusréžecí mechanismus (vhodný např. k odstraňováni 226 Ra, 90 Sr a pod.) - do dekontaoinovanévodyj nebo k tomu, aby byl překročen příslušný

technologický poatup) e srážení, případně spolusrážení (což je zpravidla vysoké dekontaminační účinnost). Konkrétní postup spočívá v regeneraci biosorbentu, jehož terminélní skupiny proteinů a.

6 součin rozpustnosti, postačí koncentrace těchto složek v samotné vodě určené k dekontaminaci. Sledujeme-li odstraňování anionických složek Jako takových, např;.jodidů, jodičnanú. síranů, chlori- dů a pod., volíme regenerační činidlo takové jehož kstíonické složka vytváří z odstraňovaným anlontem málo rozpustné sraženiny;.i zde příznivé púaobí poměrně vysoké koncentrace ketlontů ve fází biosorbentu.. ' Významným momentem sorpčně-sráčecího mechanismu, který ovšem nemusí existoval během výě-e zrní-. něných Čistících a dekontí»minačních operacích v čisté formě ína retenci se často současně podílí např.- mechanismus výměnný) je bezpochyby vznik a současné fixace srazeniny reap, spplusraženlny uvnitř i na povrchu biosorbentu, což řeží problémy spojené se separací "spolusražeriín" od, dekontaminované vody způsobem relativně velmi dooře schůdným. Po"nasycení* vrstvy biosorbentu následuje eluce spojené s rozpouštěním sraženíny.. Volba elu^ čního, reap.,rczpouětěcího činidle je především dána chemickým sloieníc sraženiny. Zejl^svá vie v : této souvislosti ta skutečnost," e poúí i tím čí-. nidla o dostatečně nízké.koncentrací se.odstraní pouze sraženine a nikoliv zbývající sračeriínotvprné. kationty s které zů8tévají pod touto -"barierou" ze srařeníny zřejmě vázány ne funkčních skupinách biosorbentu. Po elucípak muče.nesledovat ihned sorpčně-srdžecí operace s tím, e regenerace se.provádí kaídý 3. až 5. cyklus.

i zde příznivé púaobí poměrně vysoké koncentrace ketlontů ve fází biosorbentu.. ' Významným momentem sorpčně-sráčecího mechanismu, který ovšem nemusí existoval během výě-e zrní-.

7 - 124» Diskuse B závěr k aplikaci bjosor-bentcl Z důvodu možné realisace re tence kationických aložek výměnném a chelátotvorným mechanismem (analogie sé slabě kyselými katexy e t.zv* chelétovýrai pryskyřicemi) i retence kationických, anionických i koloidních složek mechanismem sorpčně-srážecím, ma^í biosorbenty více-méně universální použitelnost". 2 tohoto hlediska přicházejí v úvahu především aplikace při dekontaminaci radioaktivních vod obecně, např. vod odpadajících při těžbě a zpracováni radioaktivních surovin, vod zamořených korosními a Štěpnými zplodinami, které odpadají, reap, které,je nutno čistit v souvislosti a provozováním jaderněenergetických zařízení. Lze předpokládat i sirží využití v prcimyšlové aplikaci při čištění odpadních vod kontaminovaných anorganickými složkami.

2 tohoto hlediska přicházejí v úvahu především aplikace při dekontaminaci radioaktivních vod obecně, např.

Podobné dokumenty

Problematika separace uranu z pitné vody

ÚJV Řež, a. s. Problematika separace uranu z pitné vody (Projekt TA02010044 Zefektivnění systému čištění pitných vod ze zdrojů s nadlimitní koncentrací uranu (regenerační stanice pro radioaktivně kontaminované