Preview

Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий

Расширенный поиск

Разработка материала-носителя биомассы из высоконаполненного микроцеллюлозой ПВД

https://doi.org/10.20914/2310-1202-2019-3-192-196

Полный текст:

Аннотация

Исследован композитный материал на основе ПВД (полиэтилена высокого давления), наполненный на 30 об.% древесной микроцеллюлозой (МЦ), с целью оценки возможности его применения в качестве биозагрузки (носителя биомассы) очистных сооружений. Материал получали в промышленных условиях с помощью двухшнекового экструдера с листовальной головкой, далее из листа с помощью вырубного пресса получали образцы композитной биозагрузки в виде дисков диаметром 4,0 см и толщиной 1,5 мм. Исследована микроструктура и морфологические показатели композита. Установлено, что пористость составляет около 58%, шероховатость поверхности – 3,5 ед., плотность – порядка 450 кг/куб.м. Изучены основные технологические показатели расплава композита методом капиллярной вискозиметрии, получены зависимости сдвиговых напряжений и вязкости расплава исследуемого материала в диапазоне скоростей переработки. Установлено, что композит относится к удовлетворительно перерабатываемым термопластам. Проведена коррекция Бэгли. Исследована термомеханическая стабильность материала, установлена критическая температура переработки – 200 °С. Исследованы эксплуатационные свойства материала: прочность при разрыве составила 1,6 МПа, относительное удлинение при разрыве – 12%, водопоглощение за 24 часа вымачивания – 31,2%. Сухой остаток биомассы активного ила за 10 сут его иммобилизации на композитной биозагрузке составил 5,54%, что превышает в 2,4 раза прирост биомассы на традиционно используемом материале биозагрузок – чистом полиэтилене. Материал обладает относительной химической стойкостью, не теряет своих эксплуатационных показателей в течение длительного периода эксплуатации. В частности, потеря прочности при разрыве после 5-кратного замораживания, вымачивания в 0,01 н растворах серной, уксусной кислоты и гидроксида натрия (в течение 6 мес.), воздействия УФ солнечного излучения (в течение 12 мес.), вымачивания в воде (в течение 12 мес.) не превысила 10–12%. Таким образом, композит состава ПВД:МЦ (70:30 об.%) можно рекомендовать к применению на биологических очистных сооружениях в качестве высокоэффективной биозагрузки.

Об авторе

М. В. Шелкунова
Воронежский государственный университет инженерных технологий
Россия
аспирант, кафедра промышленной экологии, оборудования химических и нефтехимических производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия


Список литературы

1. Нгуен Т.А., Кульков В.Н., Солопанов Е.Ю. Использование синтетических материалов на основе полиамидных волокон для интенсификации биологической очистки сточных вод // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2018. Т. 8. № 1. С. 168–174.

2. Маркевич Р.М., Гребенчикова И.А., Роденко А.В. Особенности биоценоза активного ила, находящегося в свободном состоянии и иммобилизованного на полимерном носителе // Труды БГТУ. 2013. №4. С.219-223.

3. Жмур Н.С. Анализ причин неэффективной работы малых сооружений биологической очистки. // Водоснабжение и канализация. 2010. №9–10. С.57–76.

4. Chernysh Y., Plyatsuk L. The carrier development for biofilms on the basis of technogenic wastes for pollutants treatment in the environmental protection technologies // Lecture Notes in Mechanical Engineering. 2019. V. F2. P. 422–432.

5. Bidinger S.Ch., Dzedzig B. Mutag BioChip, the ultimate MBBR carrier for biological wastewater treatment. URL: http://www.mutag-biochip.com

6. Thomson T. Polyurethane Immobilization of Cells and Biomolecules: Medical and Environmental Applications. London: Wiley, 2018.

7. Andersson S., Nilsson M., Dalhammar G., Kuttuva Rajarao G. Assessment of carrier materials for biofilm formation and denitrification. 2008.V. 64. P. 201–207.

8. Cl?udia Silveira S.M., Claudia M.M., Cidr?o Guedes Fi?za L.M., T?dde Santaella S. Immobilization of microbial cells: a promising tool for treatment of toxic pollutants in industrial wastewater // Afr. J. Biotech. 2013. V. 12. № 28. P. 4412–4418.

9. Долженко Л.А. Иммобилизация активного ила на носителях биореактора в условиях нитрификации и денитрификации // Образование и наука в современном мире. Инновации. 2016. № 4. С. 150–157.

10. Студеникина Л.Н., Корчагин В.И., Шелкунова М.В., Дочкина Ю.Н. et al. Модификация полиэтилена микроцеллюлозой для повышения его иммобилизационной способности // Вестник ВГУ. 2018. № 3. С. 23–29.

11. Жердев В.Н., Студеникина Л.Н., Шелкунова М.В. Видовой состав активного ила из аэротенков ЛОС // Модели и технологии природообустройства (Региональный аспект). 2016. № 2. С. 34–39.


Для цитирования:


Шелкунова М.В. Разработка материала-носителя биомассы из высоконаполненного микроцеллюлозой ПВД. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2019;81(3):192-196. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2019-3-192-196

For citation:


Shelkunova M.V. Development of biomass carrier from high-filled with microcellulose LDPE. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2019;81(3):192-196. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2019-3-192-196

Просмотров: 117


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)