CC BY
18
№ 5 (62)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
май, 2019 г.
ИК-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЙ ОБЛИК НИЗКОСОРТНЫХ ФОСФОРИТНЫХ РУД ЦЕНТРАЛЬНЫХ КЫЗЫЛКУМОВ ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ МИКРОФЛОРОЙ АКТИВНОГО ИЛА СТАНЦИИ БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ
Донияров Нодиржон Абдихакимович
канд. техн. наук, доц., Навоийский государственный горный институт,
Узбекистан, г. Навои E-mail: ndoniyarov@mail. ru
Тагаев Илхом Ахрорович
канд. с-х. наук, канд. техн. наук, доц., Навоийский государственный горный институт,
Узбекистан, г. Навои
Асроров Анвар Ахрорович
старший преподаватель, Навоийский государственный горный институт,
Узбекистан, г. Навои
Муродов Ислом Нурбекович
ассистент, Навоийский государственный горный институт,
Узбекистан, г. Навои
IR SPECTROSCOPIC APPEARANCE OF LOW-SORT PHOSPHORITE ORES OF CENTRAL KYZYLKUM AFTER TREATMENT OF MICROFLORA OF ACTIVE ILA OF BIOCHEMICAL
CLEANING STATION
Nodirjon Doniyarov
PhD, Associate Professor., Navoi State Mining Institute
Uzbekistan, Navoi
Ilhom Tagaev
PhD, Associate Professor., Navoi State Mining Institute
Uzbekistan, Navoi
Anvar Asrorov
Senior Lecturer, Navoi State Mining Institute
Uzbekistan, Navoi
Islom Murodov
Assistant teacher, Navoi State Mining Institute
Uzbekistan, Navoi
АННОТАЦИЯ
В данной статье рассмотрены ИК-спектроскопический облик активного ила и низкосортных фосфоритов в различных вариантах их смешивания между собой, создание условий для активной работы микрофлоры активного ила. Показан химический состав активного ила и фосфоритов, а также появление новых функциональных групп, которые при взаимодействии между собой приводили к появлению растворимых фракций, способных благотворно влиять на рост и развитие сельскохозяйственных культур и создавать предпосылки для получения органоминерального удобрения, обогащенного фосфором.
ABSTRACT
This article discusses the IR spectroscopic appearance of activated sludge and low-grade phosphorites in various ways of mixing them together and creating conditions for the active work of the microflora of activated sludge. The chemical composition of activated sludge and phosphorites is shown, as well as the emergence of new functional groups, which, when interacting with each other, led to the appearance of soluble fractions that can positively influence the growth
Библиографическое описание: ИК-спектроскопический облик низкосортных фосфоритных руд Центральных Кызылкумов после обработки микрофлорой активного ила станции биохимической очистки // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. Донияров Н.А. [и др.]. 2019. № 5(62). URL:
http://7universum. com/ru/tech/archive/item/73 79
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
and development of agricultural crops and provide prerequisites for obtaining organic-mineral fertilizer enriched with phosphorus.
Ключевые слова: низкосортные фосфоритовые руды, обработка руды, микрофлора активного ила, органические вещества, рентгенофлуоресцентный спектральный анализ.
Keywords: low-grade phosphorite ores, ore processing, activated sludge microflora, organic matter, X-ray fluorescence spectral analysis.
№ 5 (62)
Введение. В индустриальных странах с высоким уровнем развития производственных сил очистка промышленных сточных вод как одно из мероприятий охраны природы приобрела значение проблемы государственной важности. Количество городских стоков и осадков сточных вод (ОСВ) постоянно растет, вместе с этим обостряются проблемы, связанные с их рациональной, экономически эффективной и экологически безопасной утилизацией. За рубежом, в зависимости от региональных геоэкологических особенностей стран, в агропроиз-водстве (земледелии) используют от 10 до 90% накапливающихся ОСВ, в среднем в Западной Европе - 30-40%. АИ в сочетании с такими веществами, как аммофос и известь, рекомендуется применять как удобрение [4]. Фосфаты малотоксичны, их летальная концентрация для дафний довольно высока - 2
мг/дм3, однако именно фосфатам как основным питательным элементам принадлежит решающая роль в процессе цветения природных водоемов [2].
Примененный нами новый метод биотехнологической переработки основан на способности некоторых видов микроорганизмов в определенных условиях использовать не только загрязняющие вещества в качестве своего питания, но и некоторые нерастворимые минеральные соединения в составе фосфоритов, трансформируя их под воздействием внеклеточных метаболитов, выделяемых ими в загрязненную среду [3].
Объект и методика исследований.
Объектом исследования служила низкосортная фосфоритовая руда Джерой-Сардаринского месторождения следующего химического состава (табл. 1) [1]:
Таблица 1.
Химический состав фосфоритов Центральных Кызылкумов
№ п\п Наименование Содержание № п\п Наименование Содержание
соединении элементов, % соединений элементов, %
1. P2O5 8-12,2 7. СО2 8-15
2. AI2O3 1,5-3,0 8. Фтор 1,8-3,2
3. SiO2 6,0-8,0 9. 8Оз 2,5- 3,5
4. CaO 42-48,1 10. Н2О 10,0
5. MgO 2,5-3,5 11. Органическое вещество 2,8-3,0
6. Fe203 0,6-0,8 12. Нерастворимый 8,0-8,2
остаток
Главный фосфатный минерал - франколит (фтор-карбонатапатит) и кальцит слагают руды на 80-90%. Франколит в среднем содержит около 42,1% Р2О5, 55,4% СаО, 1,2% Б, 2,3% С1, 0,6% Н2О, сумма редких элементов достигает 0,03% .
Для решения поставленных задач в Навоийском государственном горном институте были проведены лабораторные исследования по выщелачиванию различных элементов из низкосортных фосфоритов
Джерой-Сардаринского месторождения с применением аэробных видов нейтрофильных микроорганизмов активного ила станции биохимической очистки коммунально-бытовых отходов.
Опыты были выполнены в реакторах нескольких вариантов, имитирующих аэротенки, с применением воды, активного ила с компрессионной подачей воздуха и непрерывным перемешиванием. Были составлены следующие варианты по руде (табл. 2):
Таблица 2.
Варианты опытов по низкосортной фосфоритовой руде
Наименование вариантов Соотнош. Т:Ж 1 вариант 2 вариант 3 вариант 4 вариант 5 вариант
Фосфоритовая руда (ФР) 1:4 Вода + ФР АИ + ФР (ж.ф.) АИ (тв.ост.) +ФР АИ(ж.ф.) +ФР+О2 АИ(тв.ост) +ФР+О2
Анализы составов образцов активного ила с фосфоритами были выполнены в научно-исследовательском институте общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан (табл. 3).
Анализ результатов табл. 3 свидетельствует о том, что активный ил биохимической очистки сточных коммунально-бытовых отходов после некоторой доработки сам по себе может служить готовым органическим удобрением, однако
№ 5 (62)
AUNl
ТЕ)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
май, 2019 г.
основной составляющей проводимого нами трансформировать минеральные соединения в исследования является функционирующий биоценоз составе фосфоритов. микрофлоры активного ила, способный
Таблица 3.
Химический состав активного ила из цеха № 56 станции биохимической очистки АО «Навоиазот»
Состав активного ила, %
влага органические вещества азот Р2О5 К2О CaO MgO зола сухая масса
95,38 2,99 0,12 0,14 0,01 0,17 0,02 1,41 4,67
В пересчете на сухое вещество, %
10,05 28,54 11,44 13,35 0,95 16,21 1,90 13,44 44,26
Анализы состава микрофлоры АИ показали, что в них функционируют более 200 видов микроорганизмов и сформировалась трофическая пирамида пищевой связи, состоящая из хищных простейших (инфузории, амебы и коловратки), питающихся бактериями-трансформаторами
органических и неорганических загрязнителей, нитчатыми грибами и одноклеточными водорослями. Количественная составляющая хищных простейших является своего рода индикатором активности микрофлоры АИ [5].
Полученные результаты и их обсуждение.
Результаты исследования иловых осадков после обработки низкосортными фосфоритами показали
ряд существенных изменений в минеральной структуре перерабатываемой смеси с образованием растворимых фосфорного ангидрида - Р2О5, оксидов кальция и магния. Эти соединения имеют различную степень растворимости в воде и определьных средах. Также установлено, что формирующийся в процессе карбонатного дыхания микроорганизмов углекислый газ выделялся из минерала кальцита (СаСОз). Отмечены процессы, свидетельствующие о прохождении стадий аммонификации, денитрификации, свидетельством которых служит наличие появившихся в осадке нитратов (МО2) и нитритов (МО3). Центрифугирование иловых осадков с фосфоритами показало изменение содержания соединений фосфора в жидкой фазе (табл. 4).
Таблица 4.
Химический состав и характеристика перспективных вариантов для предложения производству
Химический состав фосфоритной руды при взаимодействии в ж.ф.
Химический состав образцов с тв.ост.
ФР+ Н2О 4. ФР+АИ (ж.ф.) + Н2О+О2 5. ФР+АИ (тв.ост.) + Н2О+О2
Влага 75,68 70,73 71,94
Органическое вещество 0,12 4,31 5,18
Зола 23,5 23,96 22,88
Азот общ. (%) 0,03 0,12 0,14
Р2О5общ. ,% 3,54 3,58 3,76
Р2О5усв. по тр.Б. (%) 1,53 1,79 2,06
Р2О5усв. / Р2О5общ. , % 36,26 50,12 56,38
СаОобщ. ,% 10,65 10,66 10,89
СаОусв. По 2% лим. к-те. (%) 8,14 8,33 9,33
СаОусв. / СаОобщ., % 76,52 78,22 85,66
МяО 0,31 0,33 0,36
Сухая масса 24,03 26,27 25,06
Для определения трансформационных изменений исследуемых вариантов был использован метод ИК-спектрометрии. Метод основан на явлении поглощения группами атомов испытуемого объекта электромагнитных излучений в инфракрасном диапазоне. Поглощение связано с возбуждением молекулярных колебаний квантами инфракрасного света. При облучении инфракрасным излучением молекулы поглощают только те кванты, частоты которых
соответствуют частотам их валентных, деформационных и вибрационных колебаний. Важным диагностическим показателем полос поглощения является величина пропускания.
Таким образом, изучение ИК-спектров активного ила, фосфоритной руды и различных вариаций их смешиваний позволило установить возможность определения наиболее перспективных вариантов для получения органоминерального удобрения, а также
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
подбора специальной технологической схемы пере- зернистого франколита, который под воздействием
работки низкосортной фосфоритовой руды. Анализ микрофлоры АИ стал более рыхлым из-за отделения
ИК-спектров позволил установить также наличие из его состава минерала кальцита.
Список литературы:
1. Влияние концентрации раствора нитрата кальция на степень отмывки концентрата фосфоритов Центральных Кызылкумов / Б.Э. Султанов, З.М. Турсунова, Ш.С. Намазов и др. // Узб. хим. журнал. - 2002. - № 4. - С. 1013.
2. Голуб Н.М. Влияние веществ-загрязнителей, содержащихся в сточных водах, на жизнедеятельность активного ила // Вестник Брестского университета. - 2011. - № 1. - С. 14-18.
3. Донияров Н.А., Тагаев И.А. Анализ вещественного состава фосфоритов Центральных Кызылкумов после обработки микрофлорой активного ила // Горный вестник Узбекистана. - 2018. - № 4 (75). - С. 91-95.
4. Пахненко Е.П. Осадки сточных вод и другие нетрадиционные органические удобрения: Учебное пособие. -М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. - С. 2-27.
5. Черныш Е.Ю. Экобиотехнология обработки иловых осадков: удаление соединений фосфора. - Сумы: Сум-ский гос. ун-т, 2014. - С. 6.
№ 5 (62)
