Насадочный биореактор

Используемая в данном процессе установка является моделью промышленного насадочного биореактора для биодеградации токсических веществ, содержащихся в сточных водах.

Воздух Сточные воды

1

Очищенная вода

1– носитель с иммобилизованным мицелием гриба Trametes hirsuta 56

Параметры технологического процесса:

Давление в аппарате: 1 атм.

Температура: 32 º С

рH: 4, 0

В результате процесса очистки происходит накопление биомассы и выделяются продукты её жизнедеятельности, которые подщелачивают культуральную жидкость. Процесс идёт с выделением тепла, которое отводится с помощью рубашки охлаждения.

Гидравлические испытания.

Необходимо провести испытания на прочность и герметичность. На прочность – для сварного шва. Если нет запотевания, слёзок и остаточных деформаций, то аппарат прошёл испытания на прочность. На герметичность испытывают подачей сжатого воздуха. Для вновь установленного аппарата 24 часа, при повторном испытании 4 часа.

Pпр = 1, 25*Р_р([σ ]₂₀/[σ ]_t) = 1, 25*0, 4*(240/204) = 0, 58 МПа, где [σ ]₂₀ – допустимое напряжение материала стенки аппарата при температуре 20 º С, МПа; [σ ]_t – допустимое напряжение материала стенки аппарата при рабочей температуре 30 º С, МПа.

Для внутреннего осмотра аппарата он должен быть оборудован люками. Сварные швы все стыковые, доступные для контроля, проверяются на качество при изготовлении.

Неполадки в регламентном режиме работы:

а) Снижение подачи охлаждающей воды в ферментёр. Вследствие этого возможна гибель микроорганизмов и снижение активности фермента из-за повышения температуры. Нужно увеличить подачу охлаждающей воды.

б) Уменьшение расхода в системе подачи воздуха. Нарушение работы барботёра. Необходим контроль подачи воздуха.

в) Передозировка в системе регулирования рН в ферментёре. Уменьшение производительности из-за увеличения рН среды. Уменьшение подачи воды.

г) При стерилизации недостаточная подача пара. Низкое качество стерилизации. Необходим контроль подачи пара.

д) Отключение электроэнергии. Прекращает работу мешалка. Скорость протекания процесса падает, следовательно, падает производительность.

Неполадки в аварийных режимах работы:

а) Отключение подачи охлаждающей воды. Может привезти к гибели грибов и снижению активности из-за перегрева.

Остановить процесс и включить подачу.

б) Разрыв трубопроводов (линии подачи пара, охлаждающей воды и т.д). Разрыв линии подачи пара может привести к ожогам рабочего персонала, тогда ситуация будет расцениваться как чрезвычайная.

Нужно остановить про­цесс (перекрыть вентили) и устранить неполадки.

в) Из-за коррозии могут разрушиться сварные соединения и произойдёт раз­лив жидкости из аппарата. Объём жидкости большой, есть вероятность травматизма людей.

ІІ. Экологическая безопасность

В процессе работы установки могут образовываться сточные воды, в основном вследствие мойки оборудования: ферментеров, насадочного биореактора, емкостей. Производственные сточные воды содержат кислоты, и перед очисткой должны нейтрализоваться. Сточные воды рассматриваемых производств содержат в своем составе органические и минеральные вещества и должны иметь следующие характеристики (в мг/л): ХПК=600; БПК=410; аммонийный азот-30; фосфор-1, 3; крупнодисперсные вещества-500; мутность незначительная; рН=7, 0. Условия, место сброса, метод и степень очистки их подлежат согласованию Государственной санитарной инспекцией.

В основном используют биологическую очистку, т.к. разница между БПК и ХПК незначительная.

Отработанный после стадии ферментации воздух может содержать клетки грибной культуры, поэтому он должен подвергаться тщательной очистке в системе фильтров.

Санитарно-защитная зона

Класс предприятия выбирается по СанПиН 2.21/2.1.1.1200-03 Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов - 4 класс опасности предприятия (производство ферментов глубинным способом). Для данного производства, относящегося к микробиологической промышленности, санитарно-защитная зона в соответствии с СанПин должна быть не менее 100м. [4]

На территории предприятия в санитарно-защитной зоне необходимо предусмотреть озеленение.

Вокруг зданий посадить газоны.

Для защиты от шума населенных пунктов, обогащения кислородом, очистки от пыли можно рекомендовать посадить кустарники сирени, относящиеся к покрытосеменным деревянистым растениям. Сирень, посаженная вдоль дорог, может играть архитектурную роль на заводе, как место отдыха.

Используя естественные насаждения покрытосеменных растений (липы, дуба и др.) можно увеличить степень очистки атмосферы на территории и за ее пределами от пыли, соединений серы (аэрозолей), от СО₂, и улучшить газообмен.

Голосеменные хвойные растения осуществляют не только декоративную роль на предприятии, но и обеспечивает защиту от пыли и других неблагоприятных условий во время осеннее – зимнего сезона.

По возможности, вместо деревьев, непосредственно вблизи зданий посадить газонные травы, которые обеспечивают наибольшую очистку от пыли.

Деревья располагать на расстоянии 5 м от зданий, 2, 5 м от края проезжей части.