Определение теплотворной способности отработанных сорбентов из остаточной биомассы Chlorella sorokiniana и ряски Lemna minor

В работе рассмотрены проблемы очистки сточных вод и утилизации отработанных адсорбентов. Предложены различные способы утилизации отработанных сорбентов, изготовленных из остаточной биомассы микроводорослей Chlorella sorokiniana и ряски Lemna minor. Рассмотрена технология получения адсорбентов из сельскохозяйственных отходов (карбонизированная шелуха проса), из отходов производства терморасширенных графитов, биополимера – хитозана, и из остаточной биомассы микроводорослей Chlorella sorokiniana и ряски Lemna minor. Остаточная биомасса образуется после экстракции ценных компонентов из водорослей и ряски. Проведен термогравиметрический анализ, который показал, что разложение отработанного сорбента под действием температуры сопровождается экзотермическими  эффектами  в  интервале  температур  360–500 °С.  Это  позволяет рекомендовать применение отработанных сорбционных материалов в качестве топлива для  получения энергии. Впервые определена удельная теплота сгорания отработанных сорбентов  после  очистки  СВ  от  НП  (22857–25220 кДж/кг),  и  от  ИТМ  (19  079-21 117 кДж/кг).   Показано,   что   величины   удельной   теплоты   сгорания   отработанных сорбентов из остаточной биомассы не уступают классическим видам топлива: каменным и бурым углям. Удельная теплота сгорания отработанных сорбентов после очистки СВ от НП выше, чем удельная теплота сгорания отработанных сорбентов после очистки СВ от ИТМ. Это объясняется наличием углеводородов нефти, адсорбированных на сорбентах, которые повышают калорийность вещества.

1. Жумаева Д.Ж. Угольные адсорбенты для очистки сточных вод и их вторичное использование // Universum: Химия и биология: электрон. научн. журн. 2016. № 11(29). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/3851 (дата обращения: 30.06.2018).

2. Литвинова Т.А., Цокур О.С., Зубенко Ю.Ю., Косулина Т.П. Решение проблемы утилизации нефтесодержащих отходов с вовлечением их в ресурсооборот // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 6. / [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: http://online.rae.ru/1272 (дата обращения:23.09.2016).

3. Мисун Л.В., Мисун И.Н., Грищук В.М. Инженерная экология в АПК. Мирск.: БГАТУ, 2007. 302 с.

4. Jumaeva D.J, Toirov O.Z. The obtainment of carbon adsorbents and their composition for clearing industrial wastewater. Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. Vienna, 2016. № 3–4. P. 67–70.

5. Politaeva N., Kuznetsova T., Smyatskaya Y., Atamaniuk I., Trukhina E. Chlorella Microalga Biomass Cultivation for Obtaining Energy in Climatic Conditions of St. // Petersburg Chlorella Microalga Biomass Cultivation for Obtaining Energy in Climatic Conditions of St. Petersburg Advances in Intelligent Systems and Computing 2018.- 692, P. 555–562.

6. Natalia Politaeva*, Tatyana Kuznetsova, Yulia Smyatskaya, Elena Trukhina and Filipp Ovchinnikov. Impact of various physical exposures on Chlorella Sorokiniana microalgae cultivation// International Journal of Applied Engineering Research, Vol. 12, No.21 (2017). P. 11488–11492

7. Собгайда Н.А. Влияние модифицирования шелухи пшеницы на ее сорбционные свойства к ионам Pb2+, Cd2+, Zn2+ и Cu2+ / Н.А. Собгайда, Л.Н. Ольшанская, Ю.А. Макарова // Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. 2010. Т.53, №11. C.36–40.

8. Собгайда Н.А. Очистка сточных вод от ионов тяжелых металлов с помощью сорбентов - отходов деревообрабатывающей и сельскохозяйственной отраслей промышленности / Н.А. Собгайда, Л.Н. Ольшанская, Ю.А. Макарова // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2009. № 9. C.43–45.

9. Влияние природы связующего материала на сорбционные свойства сорбентов, изготовленных из отходов агропромышленного комплекса/ Н.А. Собгайда, Ю.А.Макарова. Вестник Саратовского государственного технического университета. 2011. Т. 1, № 1 (52). С. 116–122.

10. Sobgaida NA, Olshanskaja LN, Makarova YA. Cleaning petroleum products from waste water with composite filters based on waste products // Chemical and Petroleum Engineering . 2010; 46(3):171–177.

11. Sobgaida NA, Olshanskaja LN, Nikitina TV. Fiber and carbon materials for removing oil products from effluent // Chemical and Petroleum Engineering. 2008; 44( ):41–44.

12. Politaeva Natalia A, Bazarnova Julia G, et al. Impact of carbon dopants on sorption properties of chitosan-based materials // Journal of Industrial Pollution Contro-2017;33(2):1617–1621.

13. Olshanskaya AA, Sobgaida NA, Popova SS, Olshanskaja LN. New materials for sorption of hydrogen // Russian Journal of Applied Chemistry. 2004; 77(9):1505–1509.

14. Taranovskaya EA, Sobgaida NA, Markina DV. Technology for Obtaining and Using Granulated Absorbents Based on Chitosan // Chemical and Petroleum Engineering. 2016; 52(5-6):357–361.

15. Politaeva NA, Slugin VV, Taranovskaya EA, Soloviev MA, Zakharevich AM. Granulated sorption materials for waste waters purufucation from zink ions (Zn2+) // Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii, Seriya Khimiya i Khimicheskaya Tekhnologiya. 2017; 60(7):85–90.

16. Taranovskaya EA, Sobgaida NA, Markina DV. Technology for Obtaining and Using Granulated Absorbents Based on Chitosan // Chemical and Petroleum Engineering. 2016; 52(5-6):357–361.

17. Абрютин А.А. и др. Тепловой расчет котлов. Нормативный метод. ГОСТ 147–2013 Топливо твердое минеральное. Определение высшей теплоты сгорания и расчет низшей теплоты сгорания.