Таырып: оршаан ортаны орауды азіргі заманы биотехнологиясы

азіргі кезде адамдарды оршаан табии ортаны орау масатында

биологиялы объектілерді, микробтар мдениетіні, ауымдастытарды,

оларды метаболиттері мен препараттарыны міршедігі німдеріне негізделген технологиялы процестерді жасау жне ойлап табу ажет болды. Ондай технологияа биотехнологияны жатызуа болады. Биотехнология дістері мен трлеріне микробиологияны, биохимияны, биофизиканы, клеткалы жне ген инженериясыны, оларды топтасуыны фундаменттік жне леументтік жетістіктері жатады.

Биотехнологияны тарихы мыдаан жылдардан бері келе жатыр. Оан мысал ретінде, нан пісіру, вино жасау, сыр жасау жне т.б. жатызуа болады. Алайда жыл сайын биотехнологияны жаа баыттары мен трлері пайда болып жатыр. Жздеген жылдар бойы адамдар химиялы рамы арапайым руданы жне металды баалы трін ана ндіріп келді. Осындай рудаларды оры азайан со жартылай металды жне тым кедей рудаларды пайдалана бастады. Алайда осы руданы ндіру тсілдерін олдану кезінде оршаан орта алдытар мен шлактармен (шикізатты 2 %-ы ана тиімді пайдаланылады) ластанып бастады. Руданы ндіру кезінде тек баалы нім ана ндіріліп, аланы алды кйінде шырлар ішінде жинаталды.

Антропогенді сері тмен жне бірама жетілдірілген діске

гидрометаллургиялы діс жатады, оны бір тріне маталлдарды бактериальды-химиялы сілтімен деу болып табылады. Осы процесс руда рамындаы

сульфадты минералдарды тионды бактериялармен ышылдандыруа

негізделген. Мндай минералдара темір сульфидтері, кміс, мышьяк,

молибден, кобальт, цинк, никель сульфидтері жатады. Бл кезде металдар ерімейтін сульфидті трден еритін сульфатты трге теді. Алынан концентрацияланан (50 г/л-ге дейін) темірі бар ерітінділер экстракцияа жне электрхимиялы деуге (баса металдарды да деу осыан сас жреді) жіберіледі. Металдарды сілтімен деу биотехнологиясы абат ішінде, брын пайдаланылан бос тран карьерлер мен шрларда олдана беруге болады. Бл дісті олдану оршаан ортаны орауды жасартады (металдарды 5 %-ы ана азіргі уаытта осы тсілмен ндірілуде, бл дісті олдану перспективасы сіп келе жатыр).

Тионды бактерияларды руда шикізатында ккіртті алдын-ала азаюы шінде олданылуы ммкін. Кмірлердегі ккіртті болуы 10-12 %-а дейін болуы ммкін. Оны жау кезінде ккіртті ангидрид пайда болып, кейін ол ккіртті жабырларды пайда болуына серін тигізеді. Кмірде ккіртті млшерін азайту технологиясы металдара олданылатын биотехнологияа сас. Онымен атар кмір рамындаы вольфрам, никель, бериллий, ванадий, алтын, германий, ола, кадмий, цинкте ккіртпен бірге блініп шыады.

Тас кмірді ндіру кезінде жарылыстар мен лім аупін туызатын метанда блінеді (статистика мліметтері бойынша 1 млн т кмірді ндіру бір шахтерді лімімен сйкес келеді). Шахталарда метанмен кресу шін биотехнология олданылады, ол кмір абаттарында жне делген бос кеістіктерде метанды ышылдандыратын бактерияларды кмегімен метанды жту процесіне негізделген. Метанды ышылдандыратын бактериялар шін метан кміртегі мен энергия кзі (1/3-і биомассаны суіне, ал 2/3-і клетка сыртында органикалы осылыстарды жне кмірышыл газды пайда болуына жмсалады) болып ызмет етеді. Метанды ышылдандыратын бактерияларферментерлерде сіріледі, концентрацияланады, шахтада азот пен фосфор осылан суспензия

дайындалып, абата 1т кмірге 30-40л клемінде айдалады. Бактерияларды суі шін ажетті оттегі компрессорларды кмегімен жіберіледі. Метанны млшері бдан со 2 есеге азаяды, ал кмірді ндіру 1,5 есеге жоарылайды. Мнайды ндіру кезінде оны орыны 50 %-ы абатта алып ояды. абатты мнайбергіштігін 10-16 %-а ктеру жаа кен орнын ашанмен бірдей болады.

Суды абата айдаан со микробтарды биохимиялы пекеттілігін арттыру шін айдау ысыны аймаында аэрация олданылады. Бл мнайды бзылуына себепші болады, кмірышыл газ, сутегі, органикалы ышыл пайда болып абатты анаэробты аймаына тап болып анаэробты метангенерациялы бактерияларды серінен бзылады да метан пайда болады. Мнайды бзылуы жне метанны пайда болуы мнайды сыылуына, абатта газ ысымыны пайда болуына себепші болады, бл мнайбергіштікті суіне (кей жадайларда 30 %-а дейін) жне оршаан ортаны антропогенді серін тмендетуге ммкіндік береді. Шикізат алдытарын биотехнологияны кмегімен айта деу кмір, мнай, газ секілді энергия кздеріні орын за уаыт пайдалануа ммкіндік береді. атты алдытарды айта деу биотехнологиясы биогазды пайдалануа ммкіндік беріп ана оймайды, сондай-а энергетикалы жетіспеушілікті азайтады жне де оршаан ортаа антропогенді сер етуді тмендетуге ммкіндік береді.

Биотехнологияны олдана отырып алдытарды пайдалану энергетикалы масатта олдану анаэробты деструкция деп аталады. Анаэробты шіріту - ртрлі микроорганизмдер тобыны кмегімен мезофилді (t=30-33 0С) жадайларда жргізілетін оттегісіз ферментативті кезеді микробты процесс.Микроорганизмдермен атты алдытарды серлесу уаыты 5-30 кн, бл шикізата, ылалдылыа, орналасуа да байланысты болады. Кп жадайларда деу кезінде ауыр фазада затты 3-5% концентрациясы болады, оларды 75 %-ы органикалы компоненттер болады. Оларды 50 %-ы шіріту кезінде биогаза айналады. Газды 65-70 %-ы метаннан, 25-29 %-ы кмірышылдан, аландары сутегіден, ккіртсутегіден, аммиактан трады. Газ бойынша орташа німділік, яни 1 л-ге 1 кг биологиялы ышылданан зат келеді. Биогазды пайдалануды ммкіндіктеріне келесілер жатады: жылыту шін котельныйды пайдалану; газгенераторлы ондырыда электр эгнергиясын алу; автомобиль жанар-жаар майы ретінде пайдалану немесе трмысты баллон газ ретінде олдану. АШ-та, Японияда, Германияда жздеп, ытайда ондаан мы й трмысында жеке олдану жне ауыл шаруашылы фермаларында электр энергиясын алу шін ферментерлар олданылады.

Полигондарда атты трмыс алдытарын (Т) айта деу, онымен бірге биогазды алу алдыылара араанда ерекшелеу. Катаболизмні бастапы кезеінде химиялы жне физикалы процестермен бірге аэробты микробты процестер жре бастайды. Оттегі оры таусылан со Т-ны температурасы азайып, метанны пайда болуына кмектесетін микроаэрофилдерді, факультативті анаэробтарды лаюы жреді. Жылды жылы мезгілінде метанны пайда болу арыны жоары ( жылына 3,1-ден 371 л/кг Т). Т-ны блшектеріні млшеріні 10-20 мм-ге азаюы метанны блінуін 4 есеге жоарылатады.

алды полигонында пайда болан биогазды полиэтиленнен жасалан тіке немесе клдене перфорацияланан быр арылы алуа болады. Конденсат пен ша кеткен со алдыты жану жылубергіштігі 17-20 МДж/м3 , одан ріде тазалайтын болса, онда 34-37 МДж/м3 болады.

 

Лекция № 14