Анотація до роботи:

Уланов М.М. Розробка технології денітрифікації підземної води у реакторі з фіксованою біоплівкою. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 03.00.20 – біотехнологія, технічні науки. – Національний університет харчових технологій Міністерства освіти і науки України, Київ, 2003.

Дисертацію присвячено питанням розробки біотехнології очищення підземних вод від нітратів. Технологія базується на використанні денітрифікуючих бактерій Paracoccus denitrificans, які закріплені на поверхні обраного носія, що здатні здійснювати як автотрофну так і гетеротрофну денітрифікації. Вибір оптимального носія проводили за розробленими флуоресцентними методами визначення гідрофобності поверхонь у системах біологічного очищення підземної води. Новий метод дозволяє обирати носія з найбільшою гідрофобністю поверхні, яка згідно з результатами дослідів сприяє максимальній адсорбції біомаси денітрифікуючих бактерій в об’ємі носія.

Запропоновано використання чистої культури денітрифікуючих бактерій P. denitrificans, які знижують ризик потрапляння в питну воду неідентифікованих та потенційно небезпечних для здоров’я людини мікроорганізмів. Застосування запропонованого методу гетеротрофної денітрифікації дозволяє значно швидше сформувати біоплівку на поверхні носія, інтенсифікувати процес біологічної денітрифікації та підвищити швидкість денітрифікації на 20% у порівнянні з існуючими технологіями біологічного очищення підземних вод від нітратів.

1. Розроблені методи флуоресцентного аналізу для дослідження біологічних систем, заснованих на використанні мікробних біоплівок, дозволяють визначити концентрацію біомаси в суспензії і в біоплівці та визначити гідрофобність поверхні клітин або носія.

2. Запропоновані індекси Iс/f і Iс/е для характеристики структури біоплівки і гідрофобної взаємодії з навколишнім середовищем. Дослідження біоплівки стаціонарної пілотної установки з біологічного очищення підземної води показали, що ці індекси були рівні для денітрифікуючої біоплівки 1.7 і 0.94, і для нітрифікуючої – 2.5 і 0.23, відповідно.

3. Обраний носій «мережа», який вибирали по показниках: гідрофобності; адсорбційної ємності і міри прикріпленості клітин до поверхні носія є найбільш перспективним для формування біоплівки серед досліджених зразків носіїв (він характеризується наступними показниками: гідрофобністю – 74±5 мкг біомаси/см³; адсорбційною ємністю – 119±12 мкг біомаси/см³ і мірою прикріпленості – 1.29).

4. Запропонований спосіб формування могутньої біоплівки на збагаченому поживними речовинами середовищі дозволяє досягти концентрації клітин в обсязі носія 0.3 мг/см³ при товщині біоплівки 26±4 мкм.

5. Розроблений спосіб біологічної денітрифікації, що включає в себе формування біоплівки з чистої культури денітрифікуючих бактерій Paracoccus denitrificans в штучних умовах на поверхні обраного оптимального носія «мережа», що дозволяє досягти ефект очищення підземної води від нітратів 94% при терміні перебування води в біореакторі 5 годин і швидкості денітрифікації 1.7 мг NO₃^--N/см³ за добу, що на 20% вище, ніж у відомих технологіях гетеротрофної денітрифікації.

6. Розроблено технологічну та апаратурно-технологічну схеми очищення підземної води від нітратів методом біологічної денітрифікації у реакторі з фіксованою біоплівкою. Запропонована технологія очищення підземної води від нітратів методом біологічної денітрифікації успішно пройшла дослідно-промислові випробування на базі Дослідного центру енергетики та навколишнього середовища (Кванджунський інститут науки та технології K-JIST, Республіка Корея) та на ЗАТ “Зовнішньоторговельна науково-виробнича фірма «КОЛО»” (м. Кривий Ріг, Україна).

Публікації автора:

1. Стабнікова О.В., Уланов М.М., Стабніков В.П. Визначення мікробної біомаси методом флуоресцентної синхронної спектрометрії // Наукові праці УДУХТ. - 2001. - №9. - С.45-47.

Особистий внесок – планування та виконання експериментів, участь у обробці та узагальненні результатів, підготовка матеріалу до публікації.

2. Иванов В.Н., Уланов М.Н., Стабникова Е.В. Денитрификация питьевой воды клетками Paracoccus denitrificans в природной и искусственно сформированной биопленках // Химия и технология воды. - 2001. - №2. - С.209-218.

Особистий внесок – планування експерименту, проведення експериментальних досліджень, участь у обробці та узагальненні результатів, формулювання основних висновків, підготовка матеріалу до публікації.

3. Стабнікова О.В., Уланов М.М., Іванов В.М. Вивчення нітрифікуючої та денітрифікуючої мікробної біоплівки в системі біологічної очистки води методами флуоресцентного аналізу // Науковий вісник Національного аграрного університету. - 2001. - №34. - С.279-284.

Особистий внесок – виконання експериментів і отримання експериментальних даних, участь у обговоренні й узагальненні результатів, підготовка до опублікування.

4. Спосіб очищення ґрунтової води від нітратів: Пат. №2000021166 Україна, МПК С02F3/30, C02F3/34 / В. М. Іванов, М. М. Уланов, О. В. Стабнікова, В. П. Стабніков - №35515 А; Заявл. 28.02.2000; Опубл. 15.03.2001, Бюл. №2.

Особистий внесок – проведення патентного пощуку, планування та участь у проведенні експериментів, оцінка і узагальнення результатів дослідів, підготовка матеріалів та написання заявки на патент України.

5. Уланов М.М., Стабнікова О.В., Іванов В.М. Новий метод визначення гідрофобності клітин у біоплівці // Тези доповідей шостої Міжнародної науково-технічної конференції «Проблеми та перспективи створення і впровадження нових ресурсо- та енергоощадних технологій, обладнання в галузях харчової і переробної промисловості», К.: УДУХТ, 2000.- С.81.

Особистий внесок – участь в разробці нового методу, проведення експериментальних досліджень, участь у обробці та узагальненні результатів, підготовка матеріалу до публікації.

6. Стабнікова О.В., Уланов М.М. Очищення ґрунтової води від нітратів іммобілізованими клітинами Paracoccus denitrificans // Тези доповідей 66-ої студентської наукової конференції УДУХТ, 2000.- С.32.

Особистий внесок – проведення експериментів, участь у обговоренні й узагальненні результатів, підготовка матеріалу до опубліковання.

7. Стабнікова О.В., Уланов М.М. Розробка способу очищення підземної води за допомогою біологічної денітрифікації // Матеріали 67-ої наукової конференції студентів, аспірантів і молодих вчених УДУХТ, 2001. - С.74.

Особистий внесок – проведення експериментальних досліджень, участь у опрацюванні та узагальненні результатів, підготовка матеріалу до публікації.

Анотація.